NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT TRÀ TÚI LỌC BỤP GIẤM CÓ
HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HOÁ CAO
Tác giả
PHẠM THỊ XUÂN NƯƠNG
Khoá luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
Cấp bằng kĩ sư nghành
Công Nghệ Hoá Học
Giáo viên hướng dẫn
Ths. Mai Huỳnh Cang
Tháng 8/2011
i
LỜI CẢM TẠ
Xin thành kính bày tỏ lòng biết ơn tới công lao dưỡng dục của bố mẹ và những
người thân trong gia đình, những người luôn luôn bên cạnh động viên và giúp đỡ con, cho
con có được kết quả như ngày hôm nay.
Xin chân thành gởi lời cảm ơn đến :
Ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, Ban chủ
nhiệm Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học đã tạo điều kiện cho tôi học tập, tích lũy kiến
thức, kinh nghiệm.
Toàn thể quý thầy cô Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học Trường Đại Học Nông Lâm đã
tận tình giảng dạy , truyền đạt những kiến thức quy báu cho tôi trong suốt quá trình
học tập.
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thạc sĩ Mai Huỳnh Cang, người đã tận tình hướng
dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện, để tôi hoàn thành tốt đề tài này.
Và xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp DH07HH, những người bạn đã gắn bó thân
thiết luôn ở bên cạnh động viên, chia sẽ giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực
hiện đề tài.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2011.
Phạm Thị Xuân Nương
ii
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Đề tài “ Nghiên cứu thử nghiệm quy trình sản xuất trà túi lọc bụp giấm có hoạt tính
oxy hóa cao” được tiến hành tại Phòng Thí Nghiệm I4 thuộc Bộ Môn Công Nghệ Hóa
học, Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, trong khoảng thời gian từ
tháng 3-7/2011. Với mục đích khảo sát quá trình sấy nhằm tìm ra sản phẩm có hoạt tính
chống oxy hóa cao , góp phần đa dạng hóa sản phẩm trà thảo dược-mang lại giá trị về sức
khỏe và tiết kiệm thời gian cho người tiêu dung. Sau quá trình thực hiện tôi thu được kết
quả sau :
Xác định được ẩm độ ban đầu của nguyên liệu là 11,65%, hàm lượng
anthocyanin ban đầu là 10,01%, HTCO của sản phẩm là 840 μM
TE/DW.
Điều kiện sấy để thu được sản phẩm có hoạt tính chống oxy hóa cao
nhất là sấy ở 60oC trong thời gian 60 phút, vơi độ ẩm đạt được là 6,97%.
Lượng nước pha và thời gian pha cho 1 túi trà có khối lượng 2g được
người tiêu dùng ưa chuộng là 175-200 ml, trong thời gian 3-5 phút,
lượng đường tương ứng là 20g.
Độ ẩm của sản phẩm tăng rõ rệt sau thời gian bảo quản 28 ngày trong
điều kiện bình thường với 5 lần kiểm tra.
Qua sự đánh giá cảm quan về mức độ ưa thích của sản phẩm trà túi lọc
bụp giấm, sản phẩm của chúng tôi được sếp loại khá theo TCVN 321579.
iii
ABSTRACT
The research about “Setting up processes of tea bag production with high antioxidants activitivy from Hisbiscus sabdariffa L.” was carried out in I4 laboratory
belonging to Chemical Engineering Department, University of Agriculture and Forestry,
Ho Chi Minh city. The research was performed from March to July 2011.
Research purpose is to observe different drying processes to find the best
experiment that has high antioxidant activitivy, playing a contribution to varietize herbal
tea productions which bring healthy life to consumers and save time for young people.
The achieved results were:
Initiative Moisture of Hisbiscus sabdariffa’s L (determined by weight mass
method) is 11,65%, initiative concentration of anthocyanin is 10,01mg/g
and initiative concentration of antioxidant activity was 840 μM TE/DW.
Drying condition to obtain the best quality product (which has high antioxydant activity) is drying at 60oC in 60 minutes with moisture about
6,97%.
Suitable hot water to make tea is 200-250ml, in 3-5 minutes and with
20-25g sugar adding.
Moisture of products increased significantly after preservation period about
28 days in normal condition with 5 times check.
According Vietnamese standard TCVN 3215-79 with evaluation by 20
testers, this tea bag with Hisbiscus sabdariffa L. was considered as a good
sensory product.
iv
MỤC LỤC
Trang
Trang tựa............................................................................. Error! Bookmark not defined.
LỜI CẢM TẠ .......................................................................................................................ii
TÓM TẮT LUẬN VĂN ..................................................................................................... iii
MỤC LỤC ............................................................................................................................ v
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................. viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ..................................................................................................ix
DANH SÁCH CÁC BẢNG ................................................................................................. x
DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC ...........................................................................................xi
Chương 1. MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
1.1 Đặt vấn đề. ...................................................................................................................... 1
1.2 Mục đích của đề tài......................................................................................................... 2
1.3 Nội dung của đề tài ......................................................................................................... 2
Chương 2. TỔNG QUAN..................................................................................................... 4
2.1 Giới thiệu về cây bụp giấm............................................................................................. 4
2.1.1 Phân loại thực vật và mô tả ......................................................................................... 4
2.1.2 Phân bố, sinh thái. ....................................................................................................... 4
2.1.3 Ứng dụng của cây bụp giấm. ....................................................................................... 6
2.1.4 Thành phần hoá học của đài hoa bụp giấm. ................................................................ 7
2.1.4.1 Anthocyanin ............................................................................................................. 8
2.1.4.2 Carbohydrate ............................................................................................................ 9
2.1.4.3 Acid hữu cơ .............................................................................................................. 9
2.1.4.4 Vitamin ..................................................................................................................... 9
2.1.4.5 Khoáng chất .............................................................................................................. 9
2.2 Sự oxy hóa, chất chống oxy hóa, cơ chế phản ứng chống oxy hóa.............................. 10
2.2.1 Nguyên nhân hình thành các gốc tự do. .................................................................... 11
2.2.2 Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa. ...................................................... 12
2.2.3 Khả năng chống oxy hóa của anthocyanin. ............................................................... 13
2.3 Tổng quan về sấy .......................................................................................................... 15
2.3.1 Khái niệm .................................................................................................................. 15
2.3.2 Một số biến đổi xảy ra trong quá trình sấy ................................................................ 16
2.3.2.1 Biến đổi vật lí ......................................................................................................... 16
2.3.2.2 Biến đổi hóa học .................................................................................................... 16
2.3.2.3 Biến đổi sinh hóa .................................................................................................... 16
v
2.3.2.4 Biến đổi sinh học .................................................................................................... 16
2.3.2.5 Biến đổi cảm quan .................................................................................................. 17
2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy ........................................................................ 17
2.5 Tổng quan về trà. .......................................................................................................... 18
2.5.1 Giới thiệu về trà. ........................................................................................................ 18
2.5.2 Công dụng.................................................................................................................. 18
Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM .......................................... 20
3.1 Nội dung nghiên cứu. ................................................................................................... 20
3.2 Vât liệu,hóa chất và thiết bị .......................................................................................... 20
3.2.1 Vật liệu ...................................................................................................................... 20
3.2.1.1 Đài hoa bụp giấm.................................................................................................... 20
3.3 Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................. 21
3.3.1 Xác định một số chỉ tiêu hóa ly của nguyên liệu....................................................... 21
3.3.1.1 Xác định độ ẩm của nguyên liệu (Phương pháp cân khối lượng) .......................... 21
3.3.1.2 Xác định hàm lượng anthocyanin theo phương pháp pH vi sai. ............................ 22
3.3.1.2.1 Nguyên tắc ........................................................................................................... 22
3.3.1.2.2 Hóa chất ............................................................................................................... 23
3.3.1.2.3 Xác định hàm lượng anthocyanin ........................................................................ 23
3.1.2 Định lượng vitamin C theo phương pháp chuẩn độ iốt. ............................................ 25
3.1.3 Xác định độ acid: ....................................................................................................... 26
3.1.4 Xác định hoạt tính oxy hóa khử bằng phương pháp DPPH ...................................... 27
3.2. Phương pháp thử nghiệm chế biến trà túi lọc từ đài hoa bụp giấm............................. 28
3.2.1. Quy trình sản xuất thử nghiệm trà túi lọc bụp giấm. ................................................ 28
3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của các chế độ sấy khác nhau lên sản phẩm trà bụp giấm túi lọc.
............................................................................................................................................ 29
3.2.2.1 Thí nghiệm thăm dò................................................................................................ 29
3.2.2.2 Thí nghiệm chính thức............................................................................................ 30
3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của lượng nước pha và hàm lượng đường cho vào đến độ ưa
thích cho sản phẩm. ............................................................................................................ 30
3.2.4 Đánh giá cảm quan mức độ ưa thích của sản phẩm trà túi lọc thử nghiệm. ............. 31
3.2.5 Khảo sát sự biến đổi ẩm độ sau một tháng bảo quản ................................................ 31
3.3 Các phương pháp dùng trong quá trình thí nghiệm ...................................................... 32
3.3.1 Phép thử cho điểm chất lượng tổng hợp của sản phẩm. ............................................ 32
3.3.2 Phép thử so hàng........................................................................................................ 32
3.4 Phương pháp xử lý số liệu: ........................................................................................... 33
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................................... 34
4.1 Tính chất hóa lí của nguyên liệu................................................................................... 34
vi
4.1.1 Độ ẩm. ....................................................................................................................... 34
4.1.2 Hàm lượng vitamin C trong đài hoa bụp giấm. ......................................................... 35
4.1.3 Xác định hàm lượng anthocyanin có trong nguyên liệu............................................ 35
4.1.4 Xác định hoạt tính oxy hóa khử của bụp giấm bằng phương pháp DPPH. ............... 36
4.1.5 Tính độ acid và pH .................................................................................................... 36
4.2 Kết quả của thí nghiệm 2. ............................................................................................. 37
4.2.1 Kết quả của thí nghiệm thăm dò. ............................................................................... 37
4.2.2 Kết quả của thí nghiệm chính. ................................................................................... 38
4.2.2.1 Kiểm tra ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên thí nghiệm sấy. ........................ 38
4.2.2.2 So sánh hàm lượng của HTCO ............................................................................... 40
4.2.2.3 Các chỉ tiêu hóa lí của sản phẩm. ........................................................................... 41
4.3 Kết quả đánh giá cảm quan. ......................................................................................... 42
4.3.1 Đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng. ....................................................... 42
4.3.2 So sánh sự thay đổi độ ẩm sau thời gian bảo quản. ................................................... 45
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .............................................................................. 47
5.1 Kết luận......................................................................................................................... 47
5.2 Đề nghị ......................................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 49
PHỤ LỤC ........................................................................................................................... 52
vii
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ANOVA : Analysis of variance
CQV : Cảm quan viên
DW: Dry Weight- khối lượng khô.
DMPD : N,N-Dimethyl –p- phenylenediamine
DPPH : 1,1- Dimethyl -2- picrylhydrazyl
FW : Fresh Weight- khối lượng ướt.
FRAP : Ferric Ion Reducing Antioxidant Power
HTCO : Hoạt tính chống oxy hoá.
NT : Nghiệm thức
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
TEAC : Trolox Equivalent Antioxidant Capacity.
UV-VIS : Phổ tử ngoại –khả kiến (Ultraviolet and Víisible Spectra)
viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Bụp giấm (Hibiscus Sabdariffa Linn.). ............................................................... 5
Hình 2.2: Đài hoa bụp giấm khô. ......................................................................................... 5
Hình 2.3: Delphinidin và cyanidin ....................................................................................... 8
Hình 2.4 Minh họa sự hình thành gốc tự do. ...................................................................... 12
Hình 2. 5: Công thức phân tử DPPH .................................................................................. 13
Hình 3.1: Cấu trúc chuyển hóa giữa dạng flavylium cation (A) và hemiketal (B). R=H
hay nhóm glycoside. ........................................................................................................... 22
Hình 3.2 Sơ đồ thử nghiệm chế biến trà túi lọc bụp giấm.................................................. 28
Hình 4.1 Đường cong giảm ẩm của nguyên liệu tính theo căn bản ướt. ............................ 37
Hình 4.2. Biểu đồ ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên các hàm lượng anthocyanin.
............................................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 4.3 Biểu đồ biểu thị ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên HTCO. ...................... 41
Hình 4.4 Hình ảnh màu sắc các lượng nước pha. ............................................................... 42
Hình 4.5 Đồ thị giảm ẩm sau 28 ngày bảo quản. ............................................................... 45
Hình 4.6 Hình ảnh sản phẩm trà túi lọc bụp giấm. ............................................................. 46
ix
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của đài hoa bụp giấm. ....................................................... 10
Bảng 2.2 Tác dụng một số thành phần trong trà. ............................................................... 19
Bảng 3.1. Danh sách các chỉ tiêu và hệ số quan trọng. ...................................................... 31
Bảng 3.2. Danh mục các mức chất lượng theo TCVN 3218-1993 .................................... 31
Bảng 3.3. Giá trị phân bố cho hàng để chuyển thành điểm................................................ 33
Bảng 4.1: Độ ẩm của nguyên liệu ...................................................................................... 34
Bảng 4.2: Hàm lượng vitamin C có trong nguyên liệu. ..................................................... 35
Bảng 4.3: Hàm lượng anthocyanin có trong nguyên liệu. .................................................. 35
Bảng 4.4 Độ acid và pH có trong nguyên liệu. .................................................................. 36
Bảng 4.5 Hàm lượng anthocyanin của các nghiệm thức. ................................................... 38
Bảng 4.7 Điểm đánh giá cảm quan về các lượng nước pha. .............................................. 43
Bảng 4.8: Điểm đánh giá cảm quan về các khoảng thời gian pha...................................... 43
Bảng 4.9 Điểm đánh giá cảm quan về lượng đường. ......................................................... 44
Bảng 4.11 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm thử nghiệm ........................................... 44
Bảng 4.10 Ẩm độ (%wb) của sản phẩm sau thời gian bảo quản ........................................ 45
Bảng 4.11: Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm. ............................................................... 46
x
DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1. ....................................................................................................................... 52
Phụ lục 1.1 Đường chuẩn Trolox của phương pháp DPPH ............................................... 52
Phụ lục 1.2 Bảng các yếu tố của thí nghiệm sấy. ............................................................... 52
Phụ lục 1.3 Bảng Anova của thí nghiệm sấy ...................................................................... 53
Phụ lục 1.4 Bảng phân tích LSD. ....................................................................................... 53
Phụ lục 1.5 Bảng hoạt tính chống oxy háo của các nghiệm thức. ...................................... 54
Phụ lục 1.6 Bảng hàm lượng anthocyanin thu được. ......................................................... 56
Phụ lục 1.7 Bảng chế độ sấy ở 70oC……………………………………………………...57
Phụ lục 1.8 Bảng chế độ sấy ở 65oC……………………………………………………...57
Phụ lục 1.9 Bảng chế độ sấy ở 60oC……………………………………………………...58
Phụ lục 1.10 Bảng chế độ sấy ở 55oC…………………………………………………….58
Phụ lục 1.11 Bảng chế độ sấy ở 50oC…………………………………………………….58
PHỤ LỤC 2: Bảng số liệu và xử ly số liệu của thí nghiệm 1. ........................................... 58
Phụ lục 2.1: Bảng chuyển điểm cảm quan của thí nghiệm đánh giá lượng nước. ............. 58
Phụ lục 2.2 Bảng phân tích Anova của thí nghiệm cảm quan đánh giá lượng nước.......... 58
Phụ lục 2.3 Bảng điểm đánh giá cảm quan thời gian pha. ................................................. 58
Phụ lục 2.4 Bảng phân tích anova thời gian pha. ............................................................... 59
Phụ lục 2.5 Bảng điểm đánh giá cảm quan lượng đường chuyển thành hệ số Fisher. ..... 59
Phụ lục 2.6 Bảng phân tích Anova của cảm quan lượng đường. ....................................... 60
Phụ lục 2.7 Hàm lượng độ ẩm sau thời gian bảo quản. ...................................................... 60
PHỤ LỤC 3.Phiếu đánh giá cảm quan. .............................................................................. 60
Phụ lục 3.1: Phiếu đánh giá cảm quan của thí nghiệm cảm quan so hàng. ........................ 60
Phụ lục 3.2: Phiếu đánh giá cảm quan thí nghiệm cho điểm sản phẩm. ............................ 60
PHỤ LỤC 4:Yêu cầu kĩ thuật của trà túi lọc theo tiêu chuẩn 10 TCVN 459-2001. .......... 61
xi
Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề.
Sự oxy hóa luôn luôn xảy ra trong cơ thể, nó là quá trình làm mất hoặc thừa
electron của những hợp chất hữu cơ tạo ra các gốc tự do không ổn định, những gốc tự do
này gây ra tình trạng stress oxy hóa làm tổn thương tế bào gây mất cân bằng, biến đổi
thành những chất hữu cơ có hại, ảnh hưởng đến sức khỏe cũng như tuổi thọ. Để nâng cao
chất lượng cuộc sống hiện nay, việc nghiên cứu các sản phẩm chống oxy hóa có nguồn
gốc tự nhiên đang được quan tâm và mở rộng tìm hiểu.
Những hợp chất chống oxy hóa trong thực phẩm đóng vai trò quan trọng như là
một nhân tố bảo vệ sức khỏe, giảm nguy cơ về tim mạch và những bệnh nguy hiểm bao
gồm cả ung thư. Nguồn sơ cấp của chất chống oxy hóa tự nhiên phần lớn là rau, củ, quả
và cả thức ăn nguyên hạt. Thực vật cũng là nguồn thực phẩm cung cấp phần lớn những
chất chống oxy hóa như vitamin C, vitamin E, caroten, phenolic acid, các sắc tố thực vật
cũng được công nhận là những chất quan trọng để giảm nguy cơ gây bệnh.
Anthocyanin là một sắc tố được biết nhiều trong 3 nhóm sắc tố thường được ứng
dụng trong công nghệ chế biến thực phẩm bao gồm (chlorophyll, carotenoid,
anthocyanin), là chất màu tự nhiên ứng dụng nhiều trong thực phẩm, thay thế cho các sản
phẩm màu cấm sử dụng vì không gây hại cho người và động vật, có màu tươi sáng đặc
biệt là vùng đỏ, tan trong nước, điều này làm đơn giản việc phối hợp chúng trong sản
phẩm thực phẩm.
Ngoài tác dụng là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực phẩm,
tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm, anthocyanin còn là hợp chất có nhiều
hoạt tính sinh học quý báu, khả năng chống oxy hóa cao nên sử dụng để chống lão hóa,
hoặc chống oxy hóa cho các sản phẩm thực phẩm.
i
Là dược liệu tự nhiên chứa hàm lượng lớn anthocyanin, đài hoa của cây bụp giấm
(Hibiscus Sabdariffa) còn có nhiều hợp chất quan trọng khác như caroten tiền sinh tố A,
các hàm lượng vitamin A, B1, C, D, E, F…. có tác dụng chống viêm, nhiễm, kháng
khuẩn, kháng nấm, tăng cường chức năng tiêu hóa, tăng cường thị giác, hạn chế sự tạo sỏi
ở đường tiết niệu, nâng đỡ chức năng gan, mật, giảm cholesterol và Triglyceril trong máu,
hạn chế sự béo phì do tích mỡ trong máu, bảo vệ thành mạch, chống co thắt, hạ huyết áp.
Là cây dễ trồng, điều kiện chăm sóc kĩ thuật không cao, đài hoa lại là dược liệu
cung cấp chất chống oxy hóa rất tốt. Trong thị trường hiện nay, nhiều sản phẩm từ bụp
giấm đã được ra đời như rượu vang từ bụp giấm, màu thực phẩm từ bụp giấm, nước
uống, hương liệu mỹ phẩm và đã có sản phẩm trà khô từ bụp giấm. Tuy nhiên các nghiên
cứu về hoạt tính chống oxy hóa của bụp giấm thì chưa được quan tâm nhiều. Được sự
phân công của Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM dưới
sự hướng dẫn của ThS. Mai Huỳnh Cang, giảng viên trường Đại học Nông Lâm
TP.HCM, tôi xin thực hiện đề tài “ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT TRÀ TÚI
LỌC BỤP GIẤM HIBISCUS SABDARIFFAL L CÓ HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA
CAO”.
Đề tài sẽ nghiên cứu thử nghiệm và khảo sát quy trình sản xuất trà túi lọc từ đài
hoa bụp giấm bằng phương pháp sấy khô và nghiền nhỏ, bổ sung các thành phần và tăng
giảm vị cho thích hợp tạo sản phẩm trà túi lọc bụp giấm thơm ngon và hợp khẩu vị cho
người tiêu dùng. Những kết quả của đề tài hi vọng sẽ mang lại nhiều hướng phát triển cho
nguồn nguyên liệu bụp giấm cũng như góp phần vào sự phát triển của công nghệ thực
phẩm ở nước ta.
1.2 Mục đích của đề tài
Khảo sát đặc tính chống oxy hóa của đài hoa bụp giấm .
Xây dựng thử nghiệm quy trình sản xuất trà túi lọc từ đài hoa bụp giấm Hisbicus
Sabdariffa L .
1.3 Nội dung của đề tài
Tập trung nghiên cứu các nội dung sau :
2
Xác định một số chỉ tiêu hóa lý và hoạt tính chống oxy hóa của nguyên liệu.
Khảo sát nhiệt độ và thời gian sấy thích hợp cho nguyên liệu đài hoa bụp
giấm.
Sản xuất thử nghiệm quy trình trà túi lọc từ đài hoa bụp giấm.
Khảo sát lượng nước pha, thời gian pha, thêm đường cho phù hợp.
Phân tích kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm.
3
Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Giới thiệu về cây bụp giấm.
2.1.1 Phân loại thực vật và mô tả
Tên thường gọi: Bụp giấm
Tên gọi khác: Hoa lạc thần, Lạc thần quỳ, Mai côi gia, Đay nhật.
Tên la tinh : Hibiscus sabdariffa Linn., gồm 2 thứ là Hibiscus sabdariffa
Linn.var.sabdariffa và Hibiscus sabdariffa Linn.var.altissima.
Thuộc họ Bông – Malvaceae.
Cây bụi, cao 1 - 2 m. Thân màu lục hay đỏ tía, phân cành ở gốc. Cành nhẵn hoặc hơi
có lông. Lá mọc so le, lá ở gốc nguyên, lá phía trên chia 3 - 5 thùy, hình chân vịt, mép có
răng cưa. Hoa to mọc riêng lẻ ở kẽ lá, màu vàng, ở giữa màu đỏ tím sẫm; đài phụ (tiểu
đài) gồm 8 - 12 cánh hẹp, phần dưới dính liền, có lông nhỏ, nở xoè ra và gập xuống; đài
chính to, các lá đài dày, nhọn đầu, mọng nước màu đỏ tía. Quả nang, hình trứng, nhọn
đầu, có lông mịn, mang đài tồn tại; hạt nhiều, màu đen.
Mùa hoa quả: tháng 7 - 10.
2.1.2 Phân bố, sinh thái.
Bụp giấm có nguồn gốc ở Tây Phi. Bụp giấm được nhập vào Việt Nam cách đây
khoảng 10 năm. Cây được trồng chủ yếu ở các tỉnh miền Trung và thử nghiệm phủ đất
trống đồi trọc cho kết quả tốt ở Hà Tây, Hòa Bình, rất thích hợp với đất đai cằn cỗi, ít
mưa nhiều nắng. Cây ưa sáng, ưa ẩm và có thể hơi chịu hạn. Cây trồng ở Việt Nam tỏ ra
có khả năng thích nghi với nhiều loại đất, kể cả đất đồi vùng trung du, hơi chua (Ba Vì Hà Tây). Là loại cây nhiệt đới, bụp giấm sinh trưởng phát triển tốt ở vùng có nhiệt độ
trung bình khoảng 23 - 240C. Bụp giấm là cây sống nhiều năm, nhưng trong sản xuất,
4
người ta chỉ trồng một năm rồi phá đi trồng lại. Cũng có thể đốn cho cây tái sinh, nhưng
hoa quả sẽ nhỏ.
Bụp giấm ít bị sâu bệnh hại. Thỉnh thoảng có thể có sâu xanh, sâu cuốn lá hại
thân lá. Bụp giấm không nên trồng liên canh. Ruộng bụp giấm thường sau 4 - 5 năm mới
trồng lại. Cây còn có thể trồng trong bồn, chậu để làm cảnh vì có nhiều hoa đẹp, bền màu,
ra nhiều đợt.
Hình 2.1: Bụp giấm (Hibiscus Sabdariffa Linn.).
Bộ phận dùng: Đài hoa bụp giấm đã phơi hoặc sấy khô. Lá và quả đôi khi cũng
được dùng. Bộ phận dùng làm thuốc của bụp giấm là hoa, thu hái vào mùa thu, lúc các lá
đài còn mềm, không nhăn héo và có màu đỏ sẫm. Và cũng chỉ thu hái trong vòng 15-20
ngày sau khi hoa nở vì để lâu, dược liệu sẽ kém phẩm chất.[1].
Hình 2.2: Đài hoa bụp giấm khô.
5
2.1.3 Ứng dụng của cây bụp giấm.
Cây bụp giấm được biết như là một loại cây thực phẩm chức năng, hoặc làm màu
thực phẩm hay làm nước uống, nó được sử dụng trên nhiều quốc gia để phòng chống
những bệnh có liên quan đến cao huyết áp. Đài hoa bụp giấm cũng được dùng làm gia vị
thay giấm, chế nước giải khát, mức, kẹo. Có nơi dùng chế xiro. Người ta có thể cho xiro
đó lên men. Lá dùng như chất thơm và cùng với đài hoa, quả để trị bệnh scorbut. Toàn
cây có thể chế rượu vang: Rượu có mầu đỏ đẹp, vị chát, chua dịu, dáng dấp của vang
Bordeaux.
Bộ phận dùng làm thuốc là đài quả, lá. Được thu hái vào mùa thu, lúc các lá đài
còn mềm, không nhăn héo và có màu đỏ sẫm. Và cũng chỉ thu hái trong vòng 15 – 20
ngày sau khi hoa nở vì để lâu, dược liệu sẽ kém phẩm chất. Kết quả nghiên cứu về dược
lý cho thấy, đài hoa bụp giấm có tác dụng chống co thắt cơ trơn, làm thư giãn cơ trơn tử
cung, làm hạ huyết áp và có tính kháng sinh, trị ho, viêm họng. Kinh nghiệm dân gian là
nhai ngậm đài hoa bụt giấm để trị viêm họng, ho. Lá đài để tươi, rửa sạch ép lấy nước,
pha thêm đường và nước lọc làm đồ uống giải khát. Sắc đài hoa mọng nước lấy nước
uống hay hãm uống giúp tiêu hoá và trị các bệnh về mắt. Nó cũng dùng để trị bệnh tim và
thần kinh, huyết áp cao, xơ cứng động mạch.
Đài và lá cũng được dùng làm thuốc nhuận gan, lợi tiểu. Dịch chiết nước đài hoa
bụp giấm đem tiêm vào mèo thí nghiệm (không gây mê) cho thấy có tác dụng hạ huyết
áp.
Gần đây, Rovesti và Griebel công bố tác dụng chữa xơ vữa động mạch và tính
kháng khuẩn đường ruột cao của bụp giấm. Các nhà nghiên cứu Malaixia cho biết, nước
ép từ lá đài tươi của bụp giấm có tác dụng bổ dưỡng và phòng ngừa bệnh ung thư. Ở Thái
Lan, lá đài bụp giấm phơi khô sắc uống là thuốc lợi tiểu mạnh chữa sỏi thận.
Các chất đó có tác dụng nhiều mặt như: Chống viêm, nhiễm, kháng nấm, kháng
khuẩn, tăng cường chức năng tiêu hoá. Hạn chế sự tạo sỏi ở đường tiết niệu, nâng đỡ chức
6
năng gan, mật. Giảm cholesterol và Triglyceril trong máu, hạn chế sự béo phì do tích mỡ
trong máu, bảo vệ thành mạch, chống co thắt, hạ huyết áp. Chất Flavonoid và Cyanidin có
trong đài quả Hibiscus không những bảo vệ thành mạch máu mà còn có tính chống sự oxy
hoá (già hoá) của cơ thể giúp ngăn ngừa bệnh tim mạch và ung thư. Hibiscus không
những giúp cho con người khoẻ lên trẻ ra vì những tính ưu việt của nó mà còn làm cho
con người đẹp lên nữa. Khi chiết xuất lấy chất màu ở đài quả có thể dùng để chế tại son
môi, sơn móng tay, móng chân, kem dưỡng da, dầu gội đầu…
Ứng dụng được quan tâm nhiều là khả năng dược lý của bụp giấm và hợp chất
anthocyanin như giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, ung thư, đột quỵ nhờ khả năng chống
oxy hoá... Nhưng ngoài các tác dụng dược lý, chúng còn được quan tâm sử dụng trong
các lĩnh vực khác như mỹ phẩm và thực phẩm. Trong các lĩnh vực này, anthocyanin được
sử dụng như là chất màu tự nhiên thay thế cho các chất màu tổng hợp khác.
Về mặt thực phẩm, bụp giấm còn được chế biến thành nhiều loại sản phẩm rất đa
dạng. Ở một số quốc gia, đài hoa bụp giấm được dùng làm mứt, nước quả, nước sốt, đài
hoa bụp giấm tươi được dùng làm rượu bụp giấm, nước giải khát, siro, lá và thân được sử
dụng như các loại rau sống, bánh pudding nhân bụp giấm, bánh ngọt…Với đài hoa phơi
khô được dùng làm trà, mứt….[25].
2.1.4 Thành phần hoá học của đài hoa bụp giấm.
Hoa bụp giấm chứa khoảng 1,5% hàm lượng anthocyanin và một số các acid hữu
cơ, nhựa, đường, alcaloid….Anthocyanin bao gồm chủ yếu là delphinidin-3- sambubiosid
(hibiscin hay daphniphylin) và cyanidin-3-sambubiosid. Ngoài ra, trong đài hoa bụp giấm
còn có cyanidin-3-glucosid, delphinidin-3-glucosid, delphinidin và calcium oxalat,
caroten tiền sinh tố A, các hàm lượng vitamin A, B1, C, D, E,F, phytosterols và nhiều axít
hữu cơ khác. Đài hoa có chứa 6,7% protein trên trọng lượng tươi. Axit aspartic là loại axit
có chứa nhiều nhất trong đài hoa. Quả sấy khô chứa vitamin C và Oxalat – Ca. Cánh hoa
có chứa flavonol glucoside hibiscitrin [8].
7
2.1.4.1 Anthocyanin
Anthocyanin là hợp chất glycoside của các dẫn xuất polyhydroxide và polymetoxy
của 2-phenylbenzopyrylium hoặc muối flavilium. Đây là sắc tố rất phổ biến trong thực
vật. Từ “anthocyanin” được Marquart đưa ra năm 1895 để chỉ sắc tố màu xanh của cây
Centaurea cyanus. Từ anthocyanin do chữ anthos: hoa, kyanos: xanh, về sau được dùng
để chỉ các sắc tố thuộc nhóm flavanoid có màu xanh, đỏ hoặc tím. Trong cây khoảng 97%
các sắc tố này ở dạng glycosid (anthocyanin = anthocyanosid) có trong mô tế bào. Khi
đun nóng anthocyanin trong dung dịch HCl 20 %, phần đường trong phân tử (thường nối
vào OH ở C-3) bị cắt và cho phần aglycol được gọi là anthocyanidin.
Sự khác nhau giữa các anthocyanin là số và vị trí các nhóm hydroxyl, mức độ
methyl hóa các nhóm này, bản chất và số nhóm đường gắn vào phân tử, vị trí gắn của
chúng, bản chất và số nhóm acid mạch thẳng hay vòng gắn vào phân tử. Các loại đường
thông thường nhất liên kết với anthocyanidin là: glucose, galactose, rhamnose, arabinose,
di hay trisacharide tạo thành từ 4 loại đường đơn này. Trong nhiều trường hợp các gốc
đường bị acyl hóa bởi acid: p-coumaric, cafferic, ferulic, sinapic, p-hydroxybenzoic,
oxalic, sucinic, acetic…[10, 11]. Trong đó delphinidin và cyanidin là hai loại
anthocyanidin có hàm lượng cao nhất trong hoa bụp giấm .
Hình 2.3: Delphinidin và cyanidin
Ngoài ra, trong thành phần bụp giấm còn có các flavonoid khác như gossypetin,
hibiscetin và các hợp chất glucoside của chúng; acid protocatechuic, eugenol và sterols
(β-sitosterol và ergoesterol).
8
2.1.4.2 Carbohydrate
Tỉ lệ carbohydrate trong bụp giấm khá cao (9,2 – 76,5%). Tuy nhiên, riêng ở phần
hoa, tỉ lệ carbohydrate chỉ có 3,3%, trong đó glucose chiếm tỉ lệ nhiều nhất, tiếp theo là
fructose và sucrose.
2.1.4.3 Acid hữu cơ
Các acid hữu cơ có mặt trong bụp giấm gồm acid citric, acid tartaric, acid malic,
acid succinic, acid hibiscic và một số acid khác.
Acid hữu cơ chiếm khoảng 15-30% thành phần bụp giấm, trong đó acid citric và
acid tartaric chiếm trên 75% tổng số các acid có trong bụp giấm .
2.1.4.4 Vitamin
Bụp giấm có chứa nhiều loại vitamin như vitamin A, vitamin B (B1 và B2),
vitamin C, vitamin D,… trong đó, vitamin C chiếm hàm lượng cao nhất.
2.1.4.5 Khoáng chất
Các khoáng chất vô cơ chiếm khoảng 9-10% khối lượng khô của bụp giấm, trong
đó chiếm tỉ lệ chủ yếu là kali, canxi, magie và kẽm. Thành phần các khoáng chất vô cơ
trong bụp giấm tuỳ thuộc vào loại đất trồng và môi trường phát triển của cây.
9
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của đài hoa bụp giấm.
Các chỉ tiêu
Đài hoa tươi (100g)
Đài hoa khô (100g)
Ẩm độ (g)
84,5-90
9,2-15
Protein (g)
1,7
7,2-9
Lipid (g)
1
2,6
Glucid (g)
12
74,1
0,45
0,3-1,2
Chất xơ (g)
1
12-15
Năng lượng (g)
64
350
-
9-10
Ca (mg)
110
659-1140
Fe (mg)
2,2
9-31
P (mg)
-
195
Vitamin C (mg)
18-54
7-31
Vitamin B1 (mg)
0,04
0,12
Vitamin B2 (mg)
0,06-0,16
0,28-0,45
Vitamin PP (mg)
0,4
3,8
Vitamin A (mg)
142
63
Anthocyanin (mg)
-
1-1,5
Acid (%)
-
21-27
Saccharose (g)
Khoáng (g)
(Nguồn : trích dẫn bởi Nguyễn Thị Thu Hằng,2008 [16])
2.2 Sự oxy hóa, chất chống oxy hóa, cơ chế phản ứng chống oxy hóa.
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến hiện tượng oxy hóa làm mất cân bằng giữa quá
trình oxy hóa và chống oxy hóa, hình thành nên những bệnh tật do sự tàn phá của gốc tự
do như mạch vàng, tiểu đường, viêm mãn tính, rối loạn thần kinh và nguy hiểm nhất là
những căn bệnh ung thư. Ngày nay đã xuất hiện nhiều nghiên cứu về tầm quan trọng của
chất chống oxy hóa trong hệ thống sinh học bằng cách chống lại sự oxy hóa. Các nghiên
10
cứu này quan tâm nhiều đến việc số lượng chất chống oxy hóa và xác định khả năng
chống oxy hóa của một số hợp chất đặc biệt trong thực phẩm.
Chất chống oxy hóa (antioxidants) là hợp chất có khả năng cản trở chu trình oxy
hóa, ức chế hoặc làm chậm quá trình oxy hóa phân hủy các polymer. Theo định nghĩa
này, không phải tất cả các chất khử liên quan trong phản ứng hóa học đều là chất chống
oxi hóa. Chỉ những hợp chất có khả năng bảo vệ mục tiêu sinh học từ sự oxy hóa theo tiêu
chuẩn này.
Bản chất chính của chất oxy hóa là khả năng truy bắt gốc tự do, phản ứng mạnh
với các gốc tự do và đặc biệt là O2- hiện diện trong các hệ thống sinh học từ nhiều nguồn
khác nhau. Những gốc tự do này có khả năng oxy hóa acid nucleic, protein, lipid hay
DNA, có thể làm suy biến gây bệnh ban đầu. Những chất chống oxy hoá như phenolic
acid, polyphenol và flavonoid quét sạch các gốc tự do như peroxide, hydroperoxide hay
lipit peroxyl và do đó ngăn chặn quá trình oxy hóa dẫn đến suy thoái bênh tật.
Chất chống oxy hóa chủ yếu có nguồn gốc từ tự nhiên, có trong các nguồn thực
phẩm của con người. Đưa thực phẩm này vào khẩu phần ăn sẽ làm chậm lại quá trình lão
hóa bệnh tật. Những chất chống oxy hóa hiện diện trong thức ăn như vitamin, khoáng,
carotenoid, và những polyphenol, cùng những hợp chất khác. Rất nhiều chất chống oxy
hóa được xác định trong thực phẩm, đặc biệt là những hợp chất màu tự nhiên như màu đỏ
của quả anh đào và cà chua; màu vàng cam của carrot; màu vàng của hạt bắp , quả xoài và
củ nghệ tây; màu tím của quả việt quất; quả cây mâm xôi và quả nho tím. [1]
2.2.1 Nguyên nhân hình thành các gốc tự do.
- Các sóng như: sóng điện từ, sóng siêu âm, microwave cũng có thể tạo ra các kiểu phản
ứng oxy hóa (chưa được nghiên cứu kỹ).
- Các yếu tố gây stress mạnh cũng có thể tạo ra các gốc tự do thiếu electron.
Sự hình thành các gốc tự do :
11
Hình 2.4 Minh họa sự hình thành gốc tự do.
Có nhiều quá trình trao đổi chất có phản ứng oxy hóa, từ đây có thể tạo thành các
gốc tự do. Những gốc tự do đó là sản phẩm của cuộc sống công nghiệp, là nhiễm
trùng, phân bón và thuốc trừ sâu nông nghiệp, ánh sáng của tia cực tím, các quá trình vận
hành của nhà máy thiết bị , thuốc lá và rượu, phụ gia thực phẩm, áp lực từ công việc, khí
thải, ô nhiễm môi trường,…
Sự lão hoá cơ thể là sự mất cân bằng giữa quá trình oxy hoá và quá trình chống
oxy hoá, có xu hướng nghiêng về quá trình oxy hoá, sinh ra nhiều gốc tự do, từ đó gây tổn
thương tế bào cơ thể sự mất cân bằng này được gọi là stress oxy hoá.
2.2.2 Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa.
Có nhiều phương pháp được phát triển để kiểm định hoạt tính chống oxy hóa của
một chất, tuy nhiên ưu điểm và nhược điểm của mỗi phương pháp vẫn còn nhiều tranh
cãi. Cho đến nay, vẫn chưa có một phương pháp chuẩn nào để xác định hoạt tính chống
oxy hóa tổng. Bất kỳ một phương pháp chống oxi hóa nào cũng cần một chất khơi mào sự
oxi hóa, một chất nền thích hợp, và một chất nhận để xác định điểm cuối. Sự khơi mào có
thể do sự tăng nhiệt độ và oxi phân tử, sự chuyển trạng thái của chất xúc tác kim loại, tác
động của ánh sáng và quá trình lắc rung tăng sự tiếp xúc giữa chất phản ứng với gốc tự
do. Tuy nhiên, phương pháp xác định và điều kiện phân tích có thể dẫn đến kết quả khác
nhau ở các loại thực phẩm giống nhau. [14]
Có nhiều phương pháp khác nhau để xác định hoạt tính chống oxy hóa. Dựa trên
khả năng bắt gốc peroxyl có phương pháp ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity)
12
và TRAP (Total Radical-trapping Antioxidant parameter), giảm độ mạnh kim lọai bằng
phương pháp FRAP (Ferric Reducing/Antioxidant Power). Sử dụng ABTS và DPPH để
bắt gốc tự do hữu cơ. Phương pháp DMPD dùng để xác định hoạt tính chống oxy hóa của
hợp chất hydrophilic, dựa trên phương pháp quang phổ vì gốc tự do tạo thành dung dịch
có màu ổn định[13]. Trong giới hạn hóa chất và thời gian cho phép tôi đã sử dụng phương
pháp DPPH để xác định hoạt tính oxy hóa của nguyên liệu và sản phẩm.
*Phương pháp DPPH.
Là một phương pháp đơn giản, nhanh chóng và rẻ tiền để xác định hoạt tính oxy
hóa của thực phẩm dựa trên độ ổn định của gốc 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH).
Những electron dư của gốc tự do DPPH có độ hấp thu cực đại ở bước sóng 517 nm và
màu hồng tím. Màu sắc chuyển từ màu hồng tím sang màu vàng, kết quả của sự phai màu
là phép tính tỉ lượng cho số electron bị nắm giữ. Phương pháp DPPH có thể sử dụng cho
mẫu ở dạng rắn và dạng lỏng và không đặc trưng cho bất cứ một hợp chất chống oxy hoá
nào, nhưng được áp dụng để xác định hoạt tính chống oxy hoá tổng của mẫu [16].
Ở dạng ion, DPPH có màu tím, ổn định trong methanol và có một dải hấp thu từ
515 đến 517 nm. Thử nghiệm DPPH được dùng để xác định hoạt tính chống oxy hóa của
dịch chiết trà, các loại dầu thực vật và một vài loại rau [17, 18].
Hình 2. 5: Công thức phân tử DPPH
2.2.3 Khả năng chống oxy hóa của anthocyanin.
Có hàng trăm công trình nghiên cứu, hàng ngàn chất có hoạt tính chống oxy hóa
cao mà người ta đã biết rõ chức năng. Trong đó có flavonoids. Favonoid có hiệu quả
trong sản xuất bởi khả năng chống oxy hóa rất mạnh của nó, nhờ thế mà nó dọn dẹp các
13
gốc tự do sinh ra trong cơ thể, bảo vệ tốt tế bào với các tác dụng trong việc bảo vệ chống
sự lão hóa, kích thích tuần hoàn tim phổi, cải thiện thị lực và chức năng não bộ, cải thiên
mức đường huyết thích hợp làm giảm tai biến bệnh truyền nhiễm đường tiết niệu.
Trong các flavonoid, anthocyanin là nhóm đáng chú ý. Anthocyanin là họ màu phổ
biến nhất trong các chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên. Là nhóm sắc tố tan trong
nước quan trọng nhất trong mô thực vật, anthocyanin đảm nhận những chức năng khác
nhau trong cây như: tạo ra màu đỏ, xanh, tím, đen và những màu trung gian của rất nhiều
rau trái và sản phẩm từ rau trái, anthocyanin trong cánh hoa có nhiệm vụ thu hút các tác
nhân thụ phấn và giúp phân tán hạt giống. Mặt khác, anthocyanin, như các flavonoid
khác, cũng có vai trò chống oxy hóa, ngăn cản tác dụng của tia UV.
Nhóm hợp chất anthocyanin trong bụp giấm đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu
trong thời gian dài. Các công trình nghiên cứu về tính chất hoá học, tính chất phổ IR,
NMR, MS, các phương pháp phân tích định tính, định lượng đã được công bố [9].
Các đặc tính dược lý quan trọng của anthocyanin phụ thuộc vào cấu trúc hoá học
của chúng, như mức độ glycosyl hoá và số nhóm hydroxy trong phân tử. Các nhà nghiên
cứu nhận thấy rằng khả năng chống oxy hoá của hợp chất anthocyanin cao hơn nhiều lần
khả năng của vitamin C và vitamin E. Hơn nữa, anthocyanin còn có khả năng tăng cường
hoạt tính của vitamin C và một số loại flavonoid khác. Khả năng chống oxy hoá của các
hợp chất anthocyanin được giải thích bằng nhiều cơ chế như loại bỏ các gốc tự do, ngăn
cản hoạt động của các enzyme sinh ra gốc tự do hoặc tạo phức với các ion kim loại là xúc
tác cho nhiều phản ứng oxy hoá [23].
Một số nghiên khác cũng chỉ ra rằng, so với BHA và β-carotene, khả năng chống oxy
hoá của anthocyanin cao hơn. Anthocyanin và một số hợp chất flavonoid khác còn có khả
năng chống oxy hoá cho nhiều loại hợp chất dễ bị oxy hoá khác như linoleic và βcarotene [24].
Một số ứng dụng về hợp chất anthocyanin được quan tâm nhiều như giảm nguy cơ
mắc bệnh tim mạch, ung thư, chống tăng huyết áp, giúp điều hòa được hàm lượng
cholesterol trong máu, chuyển hóa chất béo giúp hạn chế nguy cơ xơ vữa động mạch gây
tai biến mạch máu não, đột quỵ...
14