Nghiên cứu hoàn thiện quy trình tinh chế polyphenol từ chè xanh vụn phế liệu

- LÊ THỊ BÁCH DIỆP NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH TINH CHẾ POLYPHENOL TỪ CHÈ XANH VỤN PHẾ LIỆU Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS.
- Tên gọi và nguồn gốc cây chè .
- Đặc điểm hình thái cây chè .
- Các giống chè được trồng chủ yếu ở Việt Nam .
- Các vùng chè ở Việt Nam .
- Thành phần hóa học của chè .
- Các hợp chất Polyphenol có trong chè .
- Hoạt tính sinh học của hợp chất polyphenol trong chè xanh .
- Tác dụng chống oxy hóa của flavonoid .
- Các tác dụng khác của chè xanh .
- Tình hình nghiên cứu và sản xuất polyphenol từ chè xanh .
- Tình hình nghiên cứu và sản xuất polyphenol trên thế giới .
- Tình hình nghiên cứu và sản xuất polyphenol chè xanh ở Việt Nam.18 1.5.
- Công nghệ tách tinh chế polyphenol từ chè xanh .
- Quy trình trích ly – tinh chế polyphenol từ chè xanh .
- ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .
- Đối tượng nghiên cứu .
- Phương pháp nghiên cứu .
- Tối ưu hóa quá trình tách, tinh chế polyphenol .
- Phương pháp phân tích thành phần chế phẩm polyphenol .
- Phương pháp xác định hoạt tính sinh học của chế phẩm polyphenol.28 2.2.5.
- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách, tinh chế polyphenol33 3.2.2.
- Hoàn thiện quy trình trích ly – tinh chế polyphenol từ vụn chè xanh 42 3.3.
- Đánh giá hàm lượng, độ tinh khiết của chế phẩm PP .
- Nghiên cứu đánh giá các tác dụng sinh học của chế phẩm PP .
- Phân tích khả năng kháng khuẩn .
- Phân tích hoạt tính chống oxy hóa thông qua khả năng quét gốc tự do DPPH 49 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC PHỤ LỤC A: KẾT QUẢ TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH TÁCH, TINH CHẾ CHÈ XANH VỤN PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CATECHIN VÀ CAFEIN CỦA CHẾ PHẨM PP DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT EC.
- gallocatechin gallate GTTB : Giá trị trung bình v/v : thể tích/thể tích PP : polyphenol HCBVTV : Hóa chất bảo vệ thực vật DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các catechin chính có trong chè xanh Bảng 1.2: Hàm lượng catechin trong búp chè chiết bằng etyl axetat Bảng 1.3: Khả năng ức chế của catechin trên một số gốc tự do Bảng 1.4.
- Bảng 3.1 - Độ hấp thụ màu của axit gallic ở λ = 760nm Bảng 3.2 - Kết quả khảo sát nguyên liệu chè vụn Bảng 3.3 - Giá trị mã hóa và thực nghiệm của các yếu tố thực nghiệm Bảng 3.4 - Các thí nghiệm tiến hành và kết quả Bảng 3.5 - Kết quả phân tích hồi quy-hàm lượng polyphenol (Y Bảng 3.6 - Kết quả phân tích hồi quy-hoạt tính chống oxy hóa (Y Bảng 3.7 - Kết quả phân tích hồi quy-hàm lượng cafein (Y Bảng 3.8- Kết quả phân tích thành phần chế phẩm PP Bảng 3.9 - Đường kính vòng kháng khuẩn Bảng 3.10 - Khả năng quét gốc tự do DPPH của chế phẩm DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 - Lá chè (Camellia sinensis Hình 1.2 - Công thức tổng quát của catechin Hình 1.3 - Gốc galloyl Hình 1.4 - Các công thức cấu tạo của các catechin trong chè Hình 1.5 – Sơ đồ quy trình trích ly polyphenol chè xanh Hình 1.6 – Sơ đồ đối tượng nghiên cứu Hình 3.1 - Đường chuẩn axit gallic Hình 3.2 – Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi clorofooc/dịch chè Hình 3.3 – Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi etyl axetat/dịch chè Hình 3.4 – Ảnh hưởng của nồng độ dịch chè Hình 3.5 - Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình tách tinh chế polyphenol Hình 3.6 - Bề mặt đáp ứng của hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa ...41 của polyphenol và hàm lượng cafein Hình 3.7 - Mức độ đáp ứng sự mong đợi – tinh chế polyphenol Hình 3.8 - Sắc ký đồ phân tích catechin của chế phẩm PP bằng HPLC/DAD Hình 3.9 – Đồ thị đường chuẩn các catechin Hình 3.10 – Phổ phân tích cafein của chế phẩm PP bằng GC/MS Hình 3.11 – Đồ thị đường chuẩn cafein Hình 3.12 - Hình ảnh vòng kháng khuẩn MỞ ĐẦU Từ hàng nghìn năm nay, chè luôn là một loại thức uống quen thuộc ở Việt Nam và nhiều nước châu Á.
- Trong những năm gần đây, nhờ áp dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học hiện đại, người ta đã xác định được thành phần các chất có trong chè xanh, trong đó đặc biệt quan tâm là nhóm hợp chất polyphenol với nhiều chất có hoạt tính sinh học mạnh mẽ và nó còn chiếm hàm lượng tương đối lớn trong lá chè.
- Do có tính chất chống oxy hóa mạnh, polyphenol từ chè đã được sử dụng với nhiều mục đích, trong nhiều lĩnh vực khác nhau và nhất là được dùng để bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm.
- Hiện nay, việc sản xuất các sản phẩm polyphenol trích ly từ chè mang lại lợi nhuận cao hơn rất nhiều so với các sản phẩm chè truyền thống và đang là hướng ưu tiên của tất cả các nước trồng chè trên thế giới.
- Các sản phẩm polyphenol từ chè có giá trị thương mại cao và được sản xuất với quy mô công nghiệp tại các nước có vùng trồng chè tập trung lớn như Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ.
- Việt Nam là một trong những nước có diện tích trồng chè và sản lượng chè lớn trên thế giới và có điều kiện phù hợp cho ngành trồng chè.
- Tuy nhiên việc khai thác, chế biến cây chè của Việt Nam mới chỉ dừng lại ở việc sản xuất sản phẩm chè xanh từ búp, từ lá non chè xanh và chủ yếu tập trung các sản phẩm truyền thống như trà đen, trà xanh, trà oolong, chưa chú trọng đến việc phát triển sản phẩm polyphenol.
- Do đó, chúng ta đã bỏ phí một lượng lớn chè lá già, chè vụn phế phẩm trong quá trình sản xuất và chưa khai thác được hết tiềm năng của chè.
- Chính vì vậy, việc nghiên cứu khai thác nguồn polyphenol chè xanh từ nguồn nguyên liệu chè xanh phế liệu là một hướng nghiên cứu nhằm nâng cao giá trị và nguồn lợi từ cây chè Việt Nam.
- Kế thừa từ những kết quả nghiên cứu khả quan gần đây về công nghệ trích ly polyphenol từ chè xanh, với mục đích nhằm thu được chế phẩm polyphenol có độ tinh khiết cao, cũng như thêm những hiểu biết rõ ràng hơn, tạo cơ sở cho những ứng dụng của polyphenol chè xanh vào đời sống hằng ngày, đặc biệt là trong lĩnh vực 2thực phẩm, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình tinh chế Polyphenol từ chè xanh vụn phế liệu” với nhiệm vụ đặt ra như sau.
- Mục đích nghiên cứu: Hoàn thiện quy trình tinh chế Polyphenol từ chè xanh vụn phế liệu • Yêu cầu nghiên cứu: 1.
- Xác định được các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tách, tinh chế polyphenol 2.
- Chế phẩm Polyphenol phải đạt được độ tinh khiết cao (hàm lượng polyphenol đạt trên 80%, hàm lượng cafein dưới 10%) và giữ được hoạt tính sinh học (hoạt tính chống ôxy hóa và hoạt tính kháng vi sinh vật.
- Đối tượng nghiên cứu: Chè xanh vụn phế liệu vùng Phú Hộ, Phú Thọ.
- Nội dung nghiên cứu: 1.
- Khảo sát sơ bộ nguyên liệu về hàm lượng polyphenol toàn phần, flavonoit tổng số và độ ẩm 2.
- Nghiên cứu tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tách, tinh chế polyphenol - Nồng độ dịch chè - Tỉ lệ dung môi clorofooc/dịch chè khi thực hiện giai đoạn tách clorofyl, cafein và các chất khác - Tỉ lệ dung môi etyl axetat/dịch chè khi thực hiện giai đoạn chiết polyphenol với mục tiêu hàm lượng polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa cao nhất và hàm lượng cafein thấp nhất 3.
- Nghiên cứu đánh giá hàm lượng, độ tinh khiết của chế phẩm polyphenol - Phân tích một số thành phần catechin và polyphenol tổng số - Phân tích hàm lượng cafein.
- Nghiên cứu đánh giá hoạt tính sinh học của chế phẩm thông qua.
- Tên gọi và nguồn gốc cây chè Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis Lind O.Kuntze, tên gọi sinensis trong tiếng Latinh có nghĩa là Trung Quốc.
- Chè thuộc: Ngành :Bí tử (Angiospermae) Lớp :Song diệp tử (Dicotylednae) Bộ :Sơn trà (Theals) Họ :Trà (Theacea) Chi :Trà (Camenllia) Loài :Camellia sinensis Hình 1.1 - Lá chè (Camellia sinensis) Năm 1976, Viện sĩ thông tấn Viện Hàn Lâm khoa học Liên Xô, sau những nghiên cứu về tiến hóa của cây chè, bằng phân tích chất catechin trong chè mọc hoang dại, ở các vùng chè Tứ Xuyên, Vân Nam Trung Quốc và các vùng chè cổ Việt Nam (Suối Giàng, Nghĩa Lộ, Lạng Sơn, Nghệ An.
- đã kết luận: Cây chè cổ Việt nam, tổng hợp các catechin đơn giản nhiều hơn cây chè Vân Nam.
- Từ đó có sơ đồ tiến hóa cây chè thế giới như sau đây: Chè Việt Nam Æ chè Vân Nam lá to (chè Trung Quốc) Æ chè Assam (Ấn Độ) 1.1.2.
- Đặc điểm hình thái cây chè Chè là một loại cây sống xanh tươi quanh năm, chủ yếu ở vùng nhiệt đới, ôn đới.
- Loại này không có thân nổi trên mặt đất, cao từ 2-3m, chịu được lạnh, trồng chủ yếu ở: Nga, Trung Quốc, Nhật Bản.
- loại cây này sống chủ yếu ở vùng nhiệt đới.
- Các giống chè được trồng chủ yếu ở Việt Nam Dựa theo đặc điểm thực vật học, sinh hóa, nguồn gốc phát sinh cây chè, người ta đã chia Camellia sinensis (L) O.Kuntze thành 4 loại: chè Trung Quốc lá to, chè Trung Quốc lá nhỏ, chè Shan, chè Ấn Độ.
- Ở Việt Nam có 4 giống chủ yếu sau.
- Chè Trung Du: chiếm 62.72.
- Các vùng chè ở Việt Nam Việt Nam nằm trong vùng gió mùa Đông Nam Á, khí hậu và đất đai rất thích hợp với sinh trưởng cây chè.
- Hầu hết các tỉnh đều trồng chè với tổng diện tích hiện nay đạt trên 100000 ha, nhưng vị trí quan trọng tại 6 vùng chè tập trung dưới đây.
- Vùng chè Tây Bắc Giống chè được trồng chủ yếu ở đây là: Giống chè Shan và giống chè Trung du, trong đó giống chè Shan phù hợp và phát triển tốt hơn cho chất lượng cao hơn.
- Hiện nay đã trồng thêm một số giống chè mới như LDP1, LDP2, TR777, Đại bạch trà… Vùng này có đơn vị trồng và chế biến chè lớn là: Công ty chè Mộc Châu và công ty chè Tam Đường, sản phẩm chủ yếu là chè đen (OTD và CTC) và chè xanh có chất lượng tương đối tốt.
- Vùng chè Việt Bắc – Hoàng Liên Sơn Đây là một vùng chè rất quan trọng của Việt Nam, có hai trình độ sản xuất quảng canh và thâm canh khác nhau rõ rệt.
- Đó là tiểu vùng chè rừng dân tộc và tiểu vùng chè đồi công nghiệp với trình độ thâm canh cao hơn.
- Sản lượng búp chè tươi chiếm 31.15% tổng sản lượng chè búp tươi cả nước.
- Giống chè chủ yếu là chè Shan và Trung du, hiện nay đã có một số giống mới như: Bát Tiên, Đại Bạch trà, TR777, LDP1.
- Vùng chè Trung du Bắc Bộ Vùng chè Trung du Bắc Bộ nằm tại ranh giới giữa miền núi và miền đồng bằng Bắc Bộ.
- Sản lượng chè búp tươi chiếm khoảng 26.22% tổng sản lượng chè búp tươi cả nước.
- Giống chè chủ yếu là chè Trung du và một số giống mới PH1, LDP1.
- 5• Vùng chè Bắc Trung Bộ Đây là một vùng chè lâu đời của Việt Nam, trước thời kỳ Pháp thuộc người dân ở đây đã trồng và biết chế biến chè đơn giản gọi là chè Bạng (Thanh Hóa).
- Các giống chè được trồng: chè Trung du, PH1 và một số giống của địa phương: chè Gay của Nghệ An… Sản phẩm chủ yếu là chè đen xuất khẩu và chè xanh nội tiêu.
- Vùng chè Tây Nguyên Giống chè chủ yếu của vùng này là chè Shan, chè Ấn Độ gieo bằng hạt.
- Sản phẩm chủ yếu là chè đen (OTD và CTC) xuất khẩu, chè xanh xuất khẩu và nội tiêu.
- Sản lượng chè búp tươi chiếm 31% tổng sản lượng chè búp tươi cả nước, trong đó tỉnh Lâm Đồng có sản lượng chè búp tươi lớn nhất nước.
- Vùng chè Duyên Hải miền Trung Phần lớn các vườn chè dọc theo duyên hải Trung Bộ, điều kiện khí hậu nắng nóng gây ảnh hưởng xấu tới việc thực hiện quy trình công nghệ chế biến chè đen, nên chỉ tập trung vào sản xuất chè xanh tiêu thụ trong nước là chính, chất lượng trung bình, sản lượng không nhiều.
- Thành phần hóa học của chè 1.1.5.1.
- Nước Nước là thành phần chủ yếu trong búp chè.
- Trong búp chè (1 tôm + 3 lá) hàm lượng nước thường có từ 75 ÷ 82%.
- Hàm lượng nước trong búp chè thay đổi tùy theo giống, tuổi cây, đất đai, kỹ thuật canh tác, thời gian hái và tiêu chuẩn hái… 1.1.5.2.
- Polyphenol Nhóm các hợp chất polyphenol là thành phần được quan tâm nhiều nhất trong chè.
- Ngoài ra trong thành phần polyphenol của chè còn có một số chất khác với tỉ lệ thấp như các flavonol (quercetin, kaempferon, rutin.
- Trong đó nhiều nhất là cafein, hàm lượng từ 3 ÷ 5% tổng lượng chất khô trong chè tươi, thường nhiều hơn cafein trong lá cà phê từ 2 ÷ 3 lần.
- Protein và axit amin Protein trong búp chè phân bố không đều, chiếm khoảng 15% tổng lượng chất khô của lá chè tươi.
- Các axit amin cơ bản trong lá chè bao gồm: aspartic, arginin, alutamic, serin, glutamin, tyrosin, valin, phenylalanin, leucin, isoleucin và theanin … Trong đó theanin chiếm hàm lượng cao nhất, khoảng 50 ÷ 60% tổng hàm lượng axit amin tự do, theanin là axit amin đặc trưng của cây chè.
- Pectin làm cho chè có mùi táo chín trong quá trình làm héo, làm chè dễ xoăn khi chế biến nhưng dễ hút ẩm nên làm ảnh hưởng xấu tới quá trình bảo quản chè.
- Các sắc tố trong chè Trong lá chè có các sắc tố chính đó là diếp lục tố (clorophyl), tiếp đến là các sắc tố phụ carotenoid và xanthophyl.
- Vitamin Các loại vitamin có trong chè rất nhiều.
- Hàm lượng một số vitamin trong chè tính theo mg/1000g chất khô như sau: Vitamin A (54.6).
- C (27.0)… Đặc biệt hàm lượng vitamin C ở trong chè tươi nhiều hơn cam chanh từ 3 ÷ 4 lần.
- Quá trình chế biến chè đen làm cho vitamin C giảm đi nhiều vì nó bị oxy hóa, còn trong chè xanh thì nó giảm đi không đáng kể.
- Emzym Trong búp chè non có hầu hết các loại men, chủ yếu gồm hai nhóm chính.
- Nhóm thủy phân: men amylaza, glucoxidaza, proteaza và một số men khác.
- Nhóm oxy hóa khử: chủ yếu là hai loại peroxidaza và polyphenol oxidaza.
- Các hợp chất khác Tinh dầu: Thành phần tinh dầu chè chiếm tỉ lệ rất thấp trong tổng khối lượng của lá chè

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt