Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất bột lá dâu tằm có chứa hàm lượng hoạt chất chức năng DNJ

- NGUYỄN MINH CHÂU NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT LÁ DÂU TẰM CÓ CHỨA HÀM LƯỢNG HOẠT CHẤT CHỨC NĂNG DNJ (1- deoxynojirimycin) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.
- HOÀNG THỊ LỆ HẰNG HÀ NỘI - 2011 3LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan rằng, luận văn thạc sĩ khoa học ngành CNTP “ Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất bột lá dâu tằm có chứa hàm lượng hoạt chất chức năng DNJ (1-deoxynojirimycin.
- là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
- Kết quả nghiên cứu này chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào từ trước đến nay.
- Hoàng Thị Lệ Hằng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này.
- Với kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn sâu rộng mà cô truyền cho tôi đã khiến cho cuốn luận văn này thực sự là một tài sản quý báu cho nghiên cứu sau này.
- Các anh chị, bạn bè đồng nghiệp và gia đình đã luôn chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức và luôn giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm luận văn.
- Các anh chị em bạn bè lớp Cao Học CNTP2009 Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã cùng tôi hợp tác học tập, trao đổi kinh nghiệm, chia sẻ kiến thức trong suốt quá trình tham gia khoá học.
- 5DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Thành phần dược tính của lá dâu Bảng 2: Sự thay đổi diện tích dâu tằm theo các năm Bảng 3: Kết quả phân tích hàm lượng alcaloit và DNJ có trong lá dâu tằm Bảng 4: Ảnh hưởng của các phương pháp trích ly đến hàm lượng DNJ có trong dịch chiết lá dâu Bảng 5: Ảnh hưởng của dung môi đến hàm lượng DNJ trong dịch chiết lá dâu.....57 Bảng 6: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng DNJ thu được trong dịch chiết lá dâu Bảng 7: Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu / dung môi đến hàm lượng DNJ có trong dịch chiết lá dâu Bảng 8: Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng DNJ có trong dịch trích ly Bảng 9: Kết quả thí nghiệm theo ma trận DOEHLERT Bảng 10: Độ lệch chuẩn và hệ số tương quan Bảng 11: Giá trị các hệ số hồi quy Bảng 12: Điểm tối ưu của các hàm đáp ứng Bảng 13: Ảnh hưởng của số lần trích ly đến hàm lượng DNJ có trong dịch chiết lá dâu DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 1 Hàm lượng alcaloit trong các giống dâu ở ba tỉnh điển hình trong ba vụ theo dõi: xuân, hè, thu Đồ thị 2 Sự biến đổi hàm lượng alcaloit trong lá dâu khô sau 3 tháng tồn trữ .......53 Đồ thị 3: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của chất mang và nồng độ chất mang tới hàm lượng DNJ có trong bột sấy phun Đồ thị 4: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đầu vào đến hiệu suất thu hồi DNJ của quá trình sấy phun Đồ thị 5: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đầu vào đến độ … ...70 Đồ thị 6: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu đến hiệu suất thu hồi DNJ Đồ thị 7: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu đến độ ẩm sản phẩm DANH MỤC SƠ ĐỒ QUY TRÌNH Sơ đồ: Quy trình trích ly bột lá dâu tằm có chứa hàm lượng hoạt chất chức năng DNJ MỤC LỤC PHẦN I MỞ ĐẦU.
- 2 1.2.1 Mục đích nghiên cứu.
- 4 2.1 Giới thiệu chung về cây dâu tằm.
- Đặc tính thực vật của cây dâu tằm.
- 5 2.1.3 Thành phần hóa học và tính chất dược lý của cây lá dâu.
- 8 2.1.3.1 Thành phần hóa học của lá dâu.
- 8 2.1.3.2 Một số dược tính chính của lá dâu Tình hình sản xuất lá dâu tằm.
- 12 2.2 Giới thiệu chung về alcaloit có trong lá dâu tằm.
- 13 2.2.2 Các alcaloit có trong lá dâu tằm.
- 15 2.3 Hợp chất DNJ có trong lá dâu tằm.
- 18 2.3.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới và trong nước.
- Các phương pháp trích ly alcaloit.
- Các phương pháp trích ly alcaloit đang được sử dụng trên thế giới .
- Phương pháp kết tinh.
- Phương pháp sắc ký HPLC.
- Phương pháp hấp phụ bằng nhựa hấp phụ.
- Phương pháp siêu lọc.
- Các phương pháp trích ly alcaloit từ thực vật.
- 23 2.4.2.1 Phương pháp và điều kiện trích ly.
- 26 2.5 Giới thiệu về sấy và các phương pháp sấy bột được sử dụng trong thực phẩm và dược phẩm.
- 28 2.5.2 Các phương pháp sấy bột được sử dụng trong thực phẩm và dược phẩm.
- 34 PHẦN III VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu, hóa chất và thiết bị.
- 40 3.1.1 Nguyên liệu.
- 40 3.2 Phương pháp nghiên cứu.
- 41 3.2.1 Phương pháp thiết kế thí nghiệm và xử lý số liệu.
- 41 3.2.2 Phương pháp toán học thực nghiệm trong nghiên cứu tìm tối ưu.
- 41 3.2.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa lý.
- 43 103.2.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm cụ thể cho từng nội dung nghiên cứu43 3.2.4.1 Nghiên cứu lựa chọn giống và độ già thích hợp cho mục đích thu nhận DNJ.
- 44 3.2.4.2 Nghiên cứu phương pháp làm khô nguyên liệu thích hợp.
- 44 3.2.4.3 Nghiên cứu quy trình trích ly lá dâu có hàm lượng DNJ.
- 45 3.2.4.3 Khảo sát các thông số kĩ thuật ảnh hưởng đến quá trình sấy phun bột lá dâu tằm.
- Nghiên cứu lựa chọn giống và độ già nguyên liệu thích hợp cho mục đích thu nhận DNJ Nghiên cứu phương pháp làm khô nguyên liệu thích hợp.
- 55 4.3 Nghiên cứu quy trình trích ly dịch lá dâu có hàm lượng Alcaloit cao56 4.3.1Nghiên cứu phương pháp trích ly thích hợp.
- 56 4.3.2 Nghiên cứu lựa chọn dung môi thích hợp cho quá trình trích ly.
- 58 4.3.3 Nghiên cứu xác định các thông số kỹ thuật thích hợp đến quá trình trích ly.
- 60 4.3.3.1 Nghiên cứu xác định nhiệt độ trích ly thích hợp.
- 60 4.3.3.2 Nghiên cứu xác định tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi thích hợp.
- 61 4.3.3.3 Nghiên cứu xác định thời gian trích ly thích hợp.
- 63 4.3.3.4 Nghiên cứu xác định số lần trích ly thích hợp.
- 68 4.4 Khảo sát các thông số kĩ thuật ảnh hưởng đến quá trình sấy phun bột chiết lá dâu tằm.
- 69 4.4.1 Nghiên cứu xác định chất mang và nồng độ chất mang thích hợp.
- 69 4.4.2 Xác định nhiệt độ sấy thích hợp cho sấy phun bột lá dâu tằm.
- 71 4.4.3 Xác định lưu lượng nhập liệu thích hợp cho sấy phun bột lá dâu tằm.
- 72 4.4.4 Quy trình sản xuất bột lá dâu tằm có chứa hàm lượng DNJ.
- 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 12PHẦN I MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Từ xa xưa cây dâu tằm (có tên khoa học Morus alba L.) đã được sử dụng trong các bài thuốc dân gian của Trung Quốc trong việc chữa và ngăn ngừa bệnh tiểu đường (bệnh “Xiaoke.
- tuy nhiên chưa có sự đề cập nào về thành phần có tác dụng chữa bệnh trong lá dâu tằm mà hoàn toàn là theo kinh nghiệm truyền thống [33].
- Trong những năm gần đây, từ các công trình nghiên cứu chuyên sâu các nhà khoa học Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ đã công bố về thành phần, dược tính và cơ chế hoạt động của các thành phần chức năng có trong lá dâu tằm, các kết quả nghiên cứu đã cho thấy trong lá dâu chứa một lượng lớn các thành phần dinh dưỡng và các chất có hoạt tính sinh học, nhất là các hoạt chất có khả năng làm giảm lượng đường máu, huyết áp, mỡ máu và trì hoãn quá trình lão hóa.
- Đặc biệt trong số đó có hoạt chất 1- Deoxynojirimycin (DNJ) là chất có chức năng chế ngự sự tăng đường máu và phòng ngừa bệnh tiểu đường.
- Cho đến nay, lá dâu tằm là một trong những nguồn thực vật được phát hiện có chứa DNJ khá cao[21].
- Trước thực trạng về số lượng người bị mắc bệnh tiểu đường ngày càng gia tăng thì sự đòi hỏi việc nghiên cứu tìm ra nhiều loại thuốc để điều trị căn bệnh nguy hiểm này cũng đã được đặt ra như là một nhu cầu bức thiết.
- Hiện nay trên thị trường nước ta có khá nhiều loại thực phẩm chức năng chuyên biệt dùng cho người bị bệnh tiểu đường được tổng hợp và trích ly từ thảo dược như: mướp đắng, cam thảo, nấm Linh chi, hoài sơn, lá dâu…có tác dụng làm chậm quá trình giải phóng đường vào máu, ổn định đường huyết, hạn chế biến chứng nguy hiểm.
- Tuy nhiên, các sản phẩm này đều được nhập khẩu từ các thị trường Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản, Mỹ...vv 13Trong khi đó, nước ta là một nước có truyền thống với nghề trồng dâu nuôi tằm, hơn nữa cây dâu là loại cây rất dễ trồng, dễ nhân giống, có thể thích nghi với các điều kiện khí hậu ở các vùng miền khác nhau nên có thể trồng thành vùng nguyên liệu và trồng khắp nơi.
- Hiện nay diện tích trồng dâu tằm ở nước ta khoảng gần 20.000 ha với năng suất khá cao khoảng 15-35 tấn/ha với khoảng 165 giống dâu, bao gồm cả dâu địa phương, giống mới lai tạo trong nước và giống nhập nội đang được trồng rộng khắp ở các khu vực trong cả nước[4][16].
- Đây thực sự là nguồn nguyên liệu phong phú để thu nhận hợp chất DNJ.
- Do vậy việc lựa chọn lá dâu làm nguyên liệu trích ly hợp chất 1- Deoxynojirimycin (DNJ) và ứng dụng để sản xuất các thực phẩm chức năng dùng cho người bị bệnh tiểu đường là hoàn toàn khả thi, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, góp phần giảm tỷ lệ sản phẩm nhập khẩu cùng loại đồng thời nâng cao giá trị kinh tế của cây dâu ngoài việc nuôi tằm.
- Vì vậy, nghiên cứu trích ly, thu nhận hoạt chất 1- Deoxynojirimcyin (DNJ), đặc biệt là xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất bột lá dâu giàu DNJ để ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng phòng chống bệnh tiểu đường đang được quan tâm, đặc biệt ở các quốc gia Châu Á, nơi có nguồn thực vật và cây dược liệu phong phú như Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc.
- Các sản phẩm chức năng này đều được quảng bá tác dụng của nó đến người tiêu dùng dựa trên hàm lượng DNJ công bố trên sản phẩm.
- Từ các lý do trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất bột lá dâu tằm có chứa hàm lượng hoạt chất chức năng DNJ(1- deoxynojirimycin.
- 1.2 Mục đích và yêu cầu 1.2.1 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu thiết lập quy trình công nghệ sản xuất bột lá dâu có chứa hàm lượng DNJ để sản xuất thực phẩm chức năng cho người bệnh tiểu đường.
- 1.2.2 Yêu cầu - Xác định được giống và độ già thu hái lá dâu thích hợp cho việc tách trích ly DNJ.
- 14 - Xác định được phương pháp tồn trữ nguyên liệu (lá dâu) phù hợp cho quá trình trích ly DNJ ở quy mô sản xuất.
- Xác định phương pháp và các thông số kỹ thuật tối ưu trong quá trình trích ly tách nhằm thu được hàm lượng DNJ cao.
- Xác định được các thông số kỹ thuật thích hợp trong quá trình sấy nhằm thu được sản phẩm bột lá dâu tằm có chứa hàm lượng DNJ ≥ 1%.
- 15PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung về cây dâu tằm 2.1.1 Nguồn gốc và phân loại 2.1.1.1 Nguồn gốc Cây dâu tằm có tên khoa học: Morus alba L., thuộc - Ngành: Spermatophyta - Lớp: Angionspermae - Bộ: Uticales - Họ: Muraceae - Chi: Morus - Loài: Alba Tên gọi chung của cây dâu tằm là Mulberry, chúng có nhiều giống khác nhau: white Mulberry(Morus alba L.
- Cây dâu có tốc độ sinh trưởng rất nhanh, vừa là cây ôn đới, vừa là cây cận nhiệt đới, nó phát triển rộng rãi trong nhiều khu vực trên thế giới như phần Đông và Đông Nam châu Á, phía Nam châu Âu và Bắc Mỹ, Đông Bắc Nam Mỹ và một phần châu Phi, nhưng đa số phát triển ở vùng châu Á.
- Cây dâu có thể cao 10 – 15m nếu không được thu hái thường xuyên.
- Cây dâu là loại cây mọc rất rộng ở nhiều nước châu Âu, châu Á, Bắc Mỹ.
- Dâu quả rất giống dâu lá về đặc tính thực vật, chỉ khác là quả nhiều, to và ít hạt hơn.
- Ngoài ra người ta còn phân biệt cây dâu theo 3 loài chính.
- (dâu trắng): Mọc chủ yếu ở châu Á, đặc biệt ở vùng Đông Nam Á, là giống dâu có quả màu trắng hoặc xung quanh có màu đỏ, lá được sử dụng để chăn nuôi tằm.
- 2.1.2 Đặc tính thực vật của cây dâu tằm [18] Đặc tính của một số giống dâu chủ yếu ở Việt Nam • Nhóm dâu Bầu, gồm có: Bầu trắng, Bầu tía Hà Bắc, Bầu tía Ba Vì và Bầu đen.
- Đặc tính chung: thân cao trung bình 2m, vỏ thân nhẵn, màu trắng xám, mầm to hình tam giác tù, lá xanh, nhám dòn dễ hái, năng suất cao phẩm chất tốt, chịu phân và ít sâu bệnh.
- Đặc tính chung: cây to, vỏ thân màu trắng mốc, độ dài lóng trung bình 1,5 cm, lá to, dày, nháp, dòn dễ hái, năng suất cao, phẩm chất tốt, chịu phân, kháng bệnh tốt.
- Dâu Đa Hà Bắc là giống dâu được trồng phổ biến nhất ở miền Bắc nước ta.
- Nhóm dâu Cỏ: dâu Xẻ, dâu Duối, dâu Ngài, dâu Ô và dâu Tán Đặc tính chung: cây nhỏ, chiều cao trung bình từ 1,2 – 2 m, cành các cấp ít, nhiều cành tăm, lá mỏng (riêng dâu duối lá dày), năng suất lá thấp nhưng chất lượng cao.
- Năng suất lá phụ thuộc vào mật độ trồng.
- Hai giống dâu Ô và dâu Tán có thân cao to, thân trắng có bì khổng nổi rõ, cành cấp 1 mọc tập trung, góc độ phân cành nhỏ, để cây phát triển tự nhiên có thể hình thành từng tầng tán.
- Lá nguyên, giống dâu Tán có lá xẻ thùy, 2 giống này cho năng suất lá cao, phẩm chất tốt và sức chống chịu khỏe.
- 17• Giống dâu Ngái: cây to, thâm mềm, độ phân cành thấp, góc độ phân cành lớn, tán lớn và thấp, lá to dày xanh láng, lá khó hái, thích hợp cho nuôi tằm nhỏ, có hàm lượng nước cao.
- Bằng con đường xử lý Coxixin đã tạo được giống dâu tứ bội thể, qua quá trình chọn lọc và lai tạo với giống dâu nhị bội thành dâu tam bội.
- Tập đoàn giống dâu tam bội khá phong phú, có 4 giống dâu tam bội được nhà nước công nhận đầu tiên là giống dâu số 7, số 11, số 12 và số 34.
- Đặc tính chung của giống dâu tam bội là thân cao trung bình từ 2,6 – 3,9m, thân cành mềm, xốp hơn giống lưỡng bội.
- Lá rất to và dày (gấp 2 – 3 lần giống dâu nhị bội), lá xanh thẫm, mầm to, gân nổi rõ.
- Năng suất lá rất cao, phẩm chất lá thích hợp cho nuôi tằm tuổi lớn, sức chống chịu kém.
- Trong 4 giống dâu tam bội, giống số 11 và số 34 có khả năng chịu mặn, thích hợp với vùng đất ven biển.
- Đặc tính chung: lá to, năng suất cao khoảng 40 - 45 tấn/ha, tỷ lệ bệnh cao, chủ yếu là bệnh nấm.
- Trong đó, giống Sha nhị luân 109 là giống dâu tốt mới nhập nội, hiện nay được trồng nhiều tại Sơn La, Quảng Ngãi, Bình Định, Tây Nguyên và Đông Nam Bộ.
- Giống dâu VH9: là giống mới lai tạo, lá to, dày, màu xanh đậm, thích ứng được với nhiều loại đất trồng kể cả vùng đồi, trung du, Tây Nguyên, hiện nay trồng ở 16 tỉnh trên cả nước, tập trung nhiều nhất ở tỉnh Vĩnh Phúc.
- Quá trình sinh trưởng và phát triển Tùy thuộc vào điều kiện đất đai màu mỡ, tùy thuộc vào giống, cây dâu phát triển tốt và to lớn dạng tán hay nhỏ thấp dạng bụi.
- Cây dâu là loại cây rụng lá theo mùa, Morus alba L.
- Hoa: Dâu tằm là cây vừa đơn tính, vừa lưỡng tính, chúng thụ phấn cả với những cây thân cận

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