Luận văn thạc sĩ: Quy trình thu nhận dịch chiết lá tía tô hàm lượng polyphenol cao

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu quy trình chiết xuất lá tía tô nhằm thu dịch chiết giàu polyphenol, ứng dụng trong sản xuất nước giải khát.

• Tác giả: Nguyễn Vũ Bá Huy
• Người hướng dẫn: TS. Võ Văn Quốc Bảo
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm - Đại Học Huế
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Thiết Lập Quy Trình Thu Nhận Dịch Chiết Từ Lá Tía Tô (Perilla Frutescens L.) Có Hàm Lượng Polyphenol Cao Nhằm Ứng Dụng Sản Xuất Nước Giải Khát
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Huế

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
• Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
• 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ TÍA TÔ
• 1.1.1. Danh pháp và phân loại khoa học
• 1.1.2. Nguồn gốc và phân bố
• 1.1.3. Đặc điểm hình thái
• 1.1.4. Thành phần hóa học
• 1.1.5. Công dụng của tía tô
• 1.1.6. Một số sản phẩm được chế biến từ tía tô
• 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TÍA TÔ TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC
• 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.2.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.3. GIỚI THIỆU HỢP CHẤT POLYPHENOL
• 1.3.1. Vai trò của hợp chất polyphenol
• 1.4. TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY
• 1.4.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết
• 1.5. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC GIẢI KHÁT
• 1.5.1. Lịch sử hình thành và phát triển của nước giải khát
• 1.5.2. Phân loại nước giải khát
• 1.5.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước giải khát ở thị trường Việt Nam
• 1.6. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU ĐỂ PHỐI CHẾ NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ DỊCH CHIẾT LÁ TÍA TÔ
• 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 2.1.1. Hóa chất và thiết bị sử dụng trong quá trình nghiên cứu
• 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Phương pháp lấy mẫu
• 2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 2.3.3. Phương pháp trích ly dịch chiết
• 2.3.4. Bố trí thí nghiệm khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất nước giải khát từ dịch chiết lá tía tô
• 2.4. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
• 2.4.1. Phương pháp vật lý
• 2.4.2. Phương pháp hóa sinh
• 2.4.3. Phương pháp đánh giá cảm quan
• 2.4.4. Phương pháp vi sinh
• 2.5. Xử lý số liệu
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. KẾT QUẢ KHẢO SÁT MỘT SỐ CHỈ TIÊU HÓA BAN ĐẦU CỦA LÁ TÍA TÔ
• 3.2. KHẢO SÁT QUY TRÌNH THU NHẬN DỊCH CHIẾT TỪ LÁ TÍA TÔ
• 3.2.1. Khảo sát nguyên liệu
• 3.2.2. Khảo sát dung môi
• 3.2.3. Khảo sát nồng độ dung môi
• 3.2.4. Kết quả khảo sát tỉ lệ nguyên liệu/dung môi
• 3.2.5. Kết quả khảo sát nhiệt độ trích ly
• 3.2.6. Kết quả khảo sát thời gian trích ly
• 3.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH THU NHẬN DỊCH CHIẾT TỪ LÁ TÍA TÔ QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM
• 3.3.1. Quy trình thu nhận dịch chiết từ lá tía tô
• 3.3.2. Thuyết minh quy trình thu nhận dịch chiết từ lá tía tô
• 3.3.3. Kết quả khảo sát một số thành phần hóa học của dịch chiết lá tía tô
• 3.4. KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ DỊCH CHIẾT LÁ TÍA TÔ
• 3.4.1. Kết quả khảo sát tỉ lệ đường bổ sung trong công thức phối chế nước giải khát từ dịch chiết lá tía tô (TN7)
• 3.4.2. Kết quả khảo sát tỉ lệ acid citric bổ sung trong công thức phối chế nước giải khát từ dịch chiết lá tía tô (TN8)
• 3.4.3. Kết quả khảo sát tỉ lệ acid ascorbic bổ sung trong công thức phối chế nước giải khát từ dịch chiết lá tía tô (TN9)
• 3.4.4. Kết quả khảo sát tỉ lệ dịch chiết bổ sung trong công thức phối chế nước giải khát từ dịch chiết lá tía tô (TN10)
• 3.4.5. Kết quả khảo sát tỉ lệ carrageenan bổ sung trong công thức phối chế nước giải khát từ dịch chiết lá tía tô (TN11)
• 3.4.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến chất lượng nước giải khát từ dịch chiết lá tía tô (TN12)
• 3.5. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH DỰ KIẾN SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ DỊCH CHIẾT LÁ TÍA TÔ QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM
• 3.6. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA SẢN PHẨM NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ DỊCH CHIẾT LÁ TÍA TÔ
• 3.6.1. Đánh giá các chỉ tiêu cơ bản của sản phẩm
• 3.6.2. Đánh giá chất lượng cảm quan tổng thể của sản phẩm
• 3.6.3. Đánh giá chỉ tiêu vi sinh
• 3.7. DỰ TRÙ CHI PHÍ SẢN XUẤT
• 3.7.1. Dự trù chi phí sản xuất mỗi mẻ dịch chiết lá tía tô
• 3.7.2. Dự trù chi phí sản xuất nước giải khát từ dịch chiết lá tía tô (tính cho 1 sản phẩm được đóng chai 300ml)
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Lá tía tô Perilla frutescens Tiềm năng dược liệu quý giá

Lá tía tô, với tên khoa học là Perilla frutescens L., là một loại dược liệu và rau gia vị phổ biến tại châu Á. Cây không chỉ mang lại giá trị dinh dưỡng cao mà còn chứa nhiều hoạt chất sinh học quan trọng, đặc biệt là các hợp chất polyphenol. Các hợp chất này mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe, từ khả năng chống viêm, chống dị ứng đến ngăn ngừa các bệnh mãn tính. Việc nghiên cứu một quy trình chiết xuất lá tía tô giàu polyphenol hiệu quả mở ra tiềm năng lớn trong việc sản xuất các sản phẩm chăm sóc sức khỏe, đặc biệt là trong ngành thực phẩm và mỹ phẩm. Phần này sẽ đi sâu vào giá trị của cây tía tô, các thành phần hóa học nổi bật và lợi ích sức khỏe đã được khoa học chứng minh.

1.1. Giới thiệu về cây tía tô và các hoạt chất sinh học

Tía tô (Perilla frutescens) thuộc họ Bạc hà (Lamiaceae), được trồng rộng rãi ở Việt Nam và nhiều nước châu Á. Ngoài vai trò là rau gia vị, tía tô còn là vị thuốc cổ truyền dùng để chữa cảm mạo, ho, và các vấn đề tiêu hóa. Phân tích thành phần hóa học cho thấy lá tía tô chứa một lượng lớn các hoạt chất sinh học quý giá. Các thành phần chính bao gồm tinh dầu (perillaldehyde, limonene), axit béo chưa bão hòa, vitamin và khoáng chất. Đặc biệt, tía tô rất giàu các hợp chất phenolic như axit rosmarinic, axit caffeic, và các flavonoid trong tía tô như luteolin và anthocyanin. Theo nghiên cứu của Linghua Meng và cộng sự (2009), các hợp chất này là nguồn gốc chính tạo nên các đặc tính dược lý của cây [39].

1.2. Hợp chất polyphenol và flavonoid trong tía tô có tác dụng gì

Các hợp chất polyphenol là nhóm hoạt chất sinh học chính quyết định giá trị dược liệu của lá tía tô. Nhóm này bao gồm nhiều loại khác nhau, trong đó nổi bật là flavonoid trong tía tô và các axit phenolic. Axit rosmarinic chiếm tỷ lệ cao, được biết đến với khả năng chống viêm và chống oxy hóa mạnh. Luteolin, một loại flavon, cũng cho thấy hoạt tính ức chế các yếu tố gây dị ứng và viêm nhiễm [50]. Các sắc tố anthocyanin, tạo nên màu tím đặc trưng của lá, không chỉ có vai trò tạo màu mà còn góp phần đáng kể vào khả năng chống lại gốc tự do. Những hợp chất này phối hợp với nhau, tạo nên một cơ chế bảo vệ tế bào toàn diện, giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến stress oxy hóa như ung thư và tim mạch.

1.3. Lợi ích sức khỏe và hoạt tính chống oxy hóa từ lá tía tô

Nhờ hàm lượng polyphenol dồi dào, lá tía tô thể hiện hoạt tính chống oxy hóa mạnh mẽ. Một nghiên cứu được thực hiện tại Đại học Huế cho thấy hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết lá tía tô đạt tới 75,69%. Hoạt tính này giúp trung hòa các gốc tự do gây hại trong cơ thể, làm chậm quá trình lão hóa và ngăn ngừa tổn thương tế bào. Các nghiên cứu lâm sàng đã chỉ ra nhiều lợi ích sức khỏe cụ thể. Dịch chiết tía tô có khả năng kháng khuẩn chống lại các chủng như S. aureus và Bacillus subtilis [34]. Ngoài ra, nó còn có tác dụng chống trầm cảm, ngăn ngừa ung thư đại tràng, và tiềm năng trong điều trị bệnh tiểu đường [32], [36]. Những công dụng này khẳng định tía tô là một nguồn dược liệu tự nhiên an toàn và hiệu quả.

II. Thách thức trong quy trình chiết xuất dược liệu từ lá tía tô

Việc thu nhận các hoạt chất sinh học từ thực vật là một quá trình phức tạp, và chiết xuất dược liệu từ lá tía tô cũng không ngoại lệ. Để thu được dịch chiết giàu polyphenol với chất lượng cao, cần phải kiểm soát chặt chẽ nhiều yếu tố. Những thách thức chính bao gồm việc lựa chọn phương pháp chiết phù hợp, tối ưu hóa các điều kiện công nghệ và ngăn chặn sự suy giảm hoạt tính của các hợp chất nhạy cảm. Nếu không được kiểm soát tốt, hiệu suất chiết sẽ thấp và chất lượng sản phẩm cuối cùng không đảm bảo. Phần này sẽ phân tích những khó khăn và các yếu tố quan trọng cần được xem xét trong quá trình thiết lập một quy trình chiết xuất hiệu quả.

2.1. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết xuất

Hiệu quả của quá trình trích ly phụ thuộc vào nhiều yếu tố tương tác lẫn nhau. Luận văn “Nghiên cứu thiết lập quy trình thu nhận dịch chiết từ lá tía tô” đã tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng chính. Các yếu tố này bao gồm: tình trạng nguyên liệu (tươi hay khô), loại dung môi chiết xuất, nồng độ dung môi, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, nhiệt độ và thời gian chiết. Mỗi yếu tố đều tác động trực tiếp đến khả năng hòa tan và khuếch tán của polyphenol từ tế bào thực vật vào dung môi. Ví dụ, nhiệt độ quá cao có thể làm tăng tốc độ chiết nhưng đồng thời cũng có thể làm phân hủy các hợp chất không bền nhiệt. Do đó, việc xác định các thông số tối ưu là yêu cầu bắt buộc để tối đa hóa hiệu suất chiết.

2.2. Vấn đề suy giảm hoạt chất sinh học trong quá trình chiết

Các hợp chất polyphenol và flavonoid trong tía tô rất nhạy cảm với các yếu tố như nhiệt độ, ánh sáng và oxy. Trong quá trình chiết xuất, đặc biệt là khi sử dụng nhiệt, các hoạt chất sinh học này có nguy cơ bị oxy hóa hoặc phân hủy, dẫn đến làm giảm hoạt tính và giá trị của dịch chiết. Đây là một thách thức lớn cần giải quyết. Việc lựa chọn dung môi không phù hợp hoặc thời gian chiết kéo dài cũng có thể kéo theo nhiều tạp chất không mong muốn, làm ảnh hưởng đến độ tinh khiết của sản phẩm. Do đó, một quy trình chiết xuất lý tưởng không chỉ cần đạt hiệu suất chiết cao mà còn phải bảo toàn được tối đa hàm lượng và hoạt tính của các hợp chất mục tiêu.

III. Phương pháp lựa chọn nguyên liệu và dung môi chiết xuất tối ưu

Bước đầu tiên và quan trọng nhất trong việc xây dựng quy trình chiết xuất lá tía tô giàu polyphenol là lựa chọn nguyên liệu đầu vào và dung môi chiết xuất phù hợp. Quyết định này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả thu hồi hoạt chất và tính kinh tế của toàn bộ quy trình. Nghiên cứu đã tiến hành so sánh và đánh giá một cách khoa học giữa nguyên liệu tươi và khô, cũng như giữa các loại dung môi có độ phân cực khác nhau để tìm ra sự kết hợp tối ưu nhất. Kết quả từ các thí nghiệm này là cơ sở để chuẩn hóa các bước tiếp theo trong quy trình.

3.1. So sánh hiệu quả giữa lá tía tô tươi và lá tía tô khô

Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát hai dạng nguyên liệu: lá tía tô tươi xay thô và lá tía tô sấy khô. Kết quả cho thấy dịch chiết từ lá tươi có hàm lượng polyphenol cao hơn một chút (giá trị OD là 1,341) so với lá khô (1,292). Sự chênh lệch này có thể do quá trình sấy làm thất thoát một phần các hợp chất không bền với nhiệt. Tuy nhiên, sự khác biệt này không có ý nghĩa về mặt thống kê (p=0,05). Xét về tính thực tiễn, nguyên liệu khô dễ bảo quản, đảm bảo tính đồng nhất cho các mẻ sản xuất và chủ động được nguồn cung. Vì vậy, lá tía tô khô đã được lựa chọn làm nguyên liệu cho các khảo sát tiếp theo trong quy trình chiết xuất dược liệu.

3.2. Đánh giá các loại dung môi chiết xuất Nước n hexan và ethanol

Lựa chọn dung môi chiết xuất là yếu tố then chốt. Ba loại dung môi đã được khảo sát bao gồm nước cất (phân cực), n-hexan (không phân cực) và ethanol 99,5% (phân cực). Kết quả thực nghiệm cho thấy ethanol mang lại hiệu quả vượt trội trong việc hòa tan và thu hồi các hợp chất polyphenol từ lá tía tô. Nước cất cho hiệu quả thấp hơn, trong khi n-hexan gần như không chiết xuất được các hợp chất này. Điều này phù hợp với bản chất hóa học của polyphenol, chúng là các hợp chất phân cực và tan tốt trong các dung môi phân cực như cồn. Ngoài hiệu quả cao, ethanol còn là dung môi an toàn, được cấp phép sử dụng trong thực phẩm, dễ bay hơi và thu hồi.

IV. Bí quyết tối ưu hóa quy trình chiết để thu hàm lượng cao nhất

Sau khi xác định được nguyên liệu là lá khô và dung môi là ethanol, bước tiếp theo là tối ưu hóa quy trình chiết. Quá trình này bao gồm việc tinh chỉnh các thông số công nghệ quan trọng để đạt được hiệu suất chiết polyphenol ở mức cao nhất mà vẫn đảm bảo tính kinh tế và khả thi. Việc khảo sát một cách có hệ thống các yếu tố như nồng độ dung môi, tỷ lệ rắn-lỏng, nhiệt độ và thời gian là chìa khóa để xây dựng một quy trình chuẩn, cho phép thu nhận cao chiết tía tô chất lượng ổn định. Phần này sẽ trình bày chi tiết các kết quả khảo sát và đề xuất quy trình tối ưu.

4.1. Khảo sát nồng độ ethanol ảnh hưởng đến hiệu suất chiết

Nồng độ dung môi ảnh hưởng đến độ phân cực và khả năng hòa tan hoạt chất. Nghiên cứu đã khảo sát các nồng độ ethanol khác nhau. Kết quả chỉ ra rằng hiệu suất chiết tăng dần khi nồng độ ethanol tăng và đạt giá trị cao nhất ở nồng độ 80%. Ở nồng độ này, dung môi có độ phân cực phù hợp để tối đa hóa việc hòa tan các hợp chất polyphenol. Sử dụng ethanol 90% hay nguyên chất không làm tăng thêm hiệu quả mà còn gây tốn kém chi phí. Vì vậy, nồng độ ethanol 80% được xác định là điều kiện tối ưu cho quy trình.

4.2. Xác định tỉ lệ nguyên liệu dung môi nhiệt độ và thời gian lý tưởng

Các thông số khác cũng được khảo sát để hoàn thiện quy trình. Về tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, tỷ lệ 1/30 (g/ml) cho kết quả tốt nhất, đảm bảo dung môi đủ để bao phủ và khuếch tán hoàn toàn hoạt chất từ nguyên liệu. Về nhiệt độ, mức 65°C được chọn là tối ưu, giúp tăng tốc độ khuếch tán mà không làm phân hủy các hoạt chất sinh học. Cuối cùng, thời gian chiết lý tưởng được xác định là 150 phút. Kéo dài thời gian hơn không làm tăng đáng kể hiệu suất chiết mà còn có thể làm tăng lượng tạp chất hòa tan. Những thông số này là nền tảng của quy trình tối ưu hóa quy trình chiết.

4.3. Đề xuất quy trình chuẩn thu nhận cao chiết tía tô hiệu quả

Từ các kết quả khảo sát, quy trình thu nhận dịch chiết từ lá tía tô quy mô phòng thí nghiệm được đề xuất như sau: Nguyên liệu lá tía tô khô được xử lý và trích ly với dung môi là ethanol 80%. Quá trình chiết được thực hiện ở nhiệt độ 65°C trong 150 phút với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/30 (g/ml). Sau khi trích ly, dịch chiết được lọc, cô quay chân không để loại bỏ dung môi và ly tâm để loại bỏ cặn. Sản phẩm cuối cùng là cao chiết tía tô đậm đặc, giàu polyphenol, sẵn sàng cho các bước phân tích và ứng dụng tiếp theo.

V. Kết quả và ứng dụng thực tiễn của cao chiết lá tía tô

Việc thiết lập thành công quy trình chiết xuất đã tạo ra một sản phẩm cao chiết tía tô với hàm lượng polyphenol cao và hoạt tính sinh học được bảo toàn. Bước tiếp theo là đánh giá chất lượng của cao chiết này và khám phá các tiềm năng ứng dụng thực tiễn. Kết quả phân tích không chỉ xác nhận hiệu quả của quy trình mà còn mở ra nhiều hướng đi giá trị trong ngành công nghiệp thực phẩm chức năng, đồ uống và mỹ phẩm, đáp ứng xu hướng sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, an toàn cho sức khỏe.

5.1. Định lượng polyphenol tổng số bằng phương pháp Folin Ciocalteu

Để đánh giá chất lượng của dịch chiết, việc định lượng polyphenol tổng số đã được thực hiện bằng phương pháp Folin-Ciocalteu. Đây là phương pháp đo màu tiêu chuẩn, dựa trên phản ứng oxy hóa-khử giữa thuốc thử Folin-Ciocalteu và các nhóm hydroxyl của hợp chất phenolic, tạo ra một phức hợp màu xanh có thể đo được bằng máy quang phổ ở bước sóng 765 nm. Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng polyphenol tổng số trong nguyên liệu lá tía tô khô là 16,32 mg GAE/g (miligam đương lượng axit gallic trên gam chất khô). Con số này khẳng định quy trình chiết xuất đã thành công trong việc thu hồi một lượng đáng kể các hợp chất có giá trị này.

5.2. Tiềm năng ứng dụng trong thực phẩm chức năng và đồ uống

Với hàm lượng polyphenol cao và hoạt tính chống oxy hóa mạnh, cao chiết tía tô là một nguyên liệu lý tưởng cho ngành thực phẩm chức năng. Mục tiêu chính của luận văn gốc là ứng dụng dịch chiết này để sản xuất nước giải khát. Sản phẩm không chỉ có tác dụng giải nhiệt mà còn mang lại lợi ích sức khỏe như hỗ trợ tiêu hóa, tăng cường đề kháng và chống lão hóa. Việc đa dạng hóa các sản phẩm từ tía tô, chẳng hạn như trà túi lọc, bột hòa tan hay đồ uống chức năng, góp phần nâng cao giá trị kinh tế của loại cây trồng này và đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng về các sản phẩm tự nhiên, tốt cho sức khỏe.

5.3. Hướng phát triển sản phẩm ứng dụng trong mỹ phẩm làm sáng da

Bên cạnh thực phẩm, ứng dụng trong mỹ phẩm cũng là một hướng đi đầy hứa hẹn. Nghiên cứu của Jung-Hee Hwang và Byung Mu Lee (2007) đã chứng minh dịch chiết lá tía tô có khả năng ức chế đáng kể sự tổng hợp tyrosinase và melatonin, hai yếu tố chính gây sạm da [30]. Điều này cho thấy tiềm năng của cao chiết tía tô trong việc phát triển các sản phẩm làm sáng da, trị nám và chống lão hóa. Với đặc tính chống viêm và kháng khuẩn, nó cũng phù hợp để bổ sung vào các sản phẩm chăm sóc da mụn và da nhạy cảm. Đây là một thị trường tiềm năng, phù hợp với xu hướng mỹ phẩm xanh và bền vững.

VI. Tương lai nghiên cứu chiết xuất lá tía tô giàu polyphenol

Nghiên cứu về quy trình chiết xuất lá tía tô giàu polyphenol đã đạt được những kết quả quan trọng, nhưng vẫn còn nhiều tiềm năng để cải tiến và phát triển xa hơn. Tương lai của lĩnh vực này nằm ở việc áp dụng các công nghệ chiết xuất tiên tiến hơn, phân tích sâu hơn về thành phần hóa học và mở rộng quy mô sản xuất để thương mại hóa sản phẩm. Việc tiếp tục đầu tư nghiên cứu sẽ giúp khai thác triệt để giá trị của cây tía tô, một nguồn dược liệu quý của Việt Nam.

6.1. So sánh với các phương pháp hiện đại Siêu âm và vi sóng

Quy trình được đề xuất trong luận văn sử dụng phương pháp ngâm chiết gia nhiệt truyền thống. Trong tương lai, việc nghiên cứu và áp dụng các phương pháp chiết xuất hiện đại hơn như phương pháp chiết xuất siêu âm (UAE) hay chiết xuất bằng vi sóng (MAE) là rất cần thiết. Các phương pháp này có ưu điểm là rút ngắn đáng kể thời gian chiết, giảm lượng dung môi sử dụng và có thể tăng hiệu suất chiết nhờ khả năng phá vỡ vách tế bào thực vật hiệu quả hơn. Việc so sánh hiệu quả giữa các phương pháp sẽ giúp lựa chọn công nghệ tối ưu nhất cho sản xuất công nghiệp.

6.2. Phân tích sâu hơn các hoạt chất Axit Rosmarinic và Luteolin

Nghiên cứu hiện tại tập trung vào định lượng polyphenol tổng số. Các nghiên cứu trong tương lai nên đi sâu vào việc định tính và định lượng các hoạt chất cụ thể có hoạt tính cao như axit rosmarinic và luteolin. Việc sử dụng các kỹ thuật phân tích hiện đại như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) sẽ cho phép xác định chính xác hàm lượng của từng hợp chất. Thông tin này rất quan trọng để chuẩn hóa chất lượng của cao chiết và chứng minh một cách khoa học các công dụng cụ thể, phục vụ cho việc đăng ký sản phẩm thực phẩm chức năng hoặc dược phẩm.

6.3. Triển vọng thương mại hóa sản phẩm từ cao chiết tía tô

Triển vọng thương mại hóa các sản phẩm từ cao chiết tía tô là rất lớn. Để hiện thực hóa điều này, cần có các nghiên cứu về tối ưu hóa quy trình ở quy mô lớn (pilot và công nghiệp), nghiên cứu độ ổn định của sản phẩm, và đánh giá an toàn. Bên cạnh đó, việc xây dựng vùng trồng nguyên liệu sạch, đạt tiêu chuẩn VietGAP hoặc GlobalGAP sẽ đảm bảo nguồn cung ổn định và chất lượng cao. Với sự kết hợp giữa nghiên cứu khoa học và chiến lược kinh doanh hợp lý, các sản phẩm từ tía tô hoàn toàn có thể cạnh tranh trên thị trường trong và ngoài nước.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thị trường đồ uống thảo mộc và thực phẩm chức năng tự nhiên đang chứng kiến tốc độ tăng trưởng vượt bậc với nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm giàu chất chống oxy hóa gia tăng trên 15% mỗi năm. Tía tô (danh pháp khoa học: Perilla frutescens L., thuộc họ Lamiaceae) là cây gia vị và dược liệu bản địa giàu dưỡng chất, chứa hàm lượng polyphenol tự nhiên đạt 16,32 ± 0,04 mg GAE/g chất khô cùng hoạt tính bẫy gốc tự do đạt 75,69 ± 1,2%. Tuy nhiên, do độ ẩm ban đầu của lá tươi lên tới 88,07 ± 0,51%, nguồn nguyên liệu sau thu hoạch rất dễ hư hỏng, phần lớn chỉ tiêu thụ dưới dạng tươi vụ mùa hoặc chưng cất tinh dầu đơn giản, gây thất thoát hoạt tính sinh học quý giá.

Đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Công nghệ thực phẩm (Mã số: 8540101) của tác giả Nguyễn Vũ Bá Huy, dưới sự hướng dẫn của TS. Võ Văn Quốc Bảo tại Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Huế (năm 2019), tập trung giải quyết nút thắt trên. Mục tiêu nghiên cứu cụ thể gồm: khảo sát và tối ưu hóa các thông số công nghệ trích ly thu nhận dịch chiết tía tô giàu polyphenol; đồng thời thiết lập công thức phối chế và quy trình công nghệ hoàn chỉnh để sản xuất nước giải khát thảo dược đóng chai 300ml. Phạm vi nghiên cứu sử dụng nguyên liệu lá tía tô thu hoạch đạt chuẩn tại thành phố Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk. Kết quả đề tài mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao khi nâng cao giá trị gia tăng của nông sản Việt Nam thêm hơn 30%, mở rộng chuỗi cung ứng đồ uống bảo vệ sức khỏe và cung cấp cơ sở kỹ thuật tin cậy cho chuyển giao công nghệ ở quy mô công nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết truyền khối trong trích ly rắn - lỏng (Solid-Liquid Extraction) theo định luật khuếch tán Fick, giải thích động học hòa tan của các cấu tử từ mô thực vật vào pha lỏng dưới ảnh hưởng của độ phân cực dung môi, chênh lệch nồng độ, diện tích bề mặt và nhiệt độ. Đồng thời, luận văn kết hợp lý thuyết hóa học các hợp chất tự nhiên, tập trung vào nhóm polyphenol thực vật gồm flavonoid, axit phenolic (chiếm ưu thế là axit rosmarinic đạt tỷ lệ 76 - 81%), anthocyanin và catechin. Các hợp chất này thể hiện hoạt tính sinh học đa dạng như ức chế gốc tự do, kháng viêm biểu bì, kìm hãm tế bào ung thư và giảm nguy cơ xơ vữa động mạch.

Ngoài ra, nguyên lý công nghệ phối chế đồ uống không cồn được ứng dụng để tạo sự cân bằng hài hòa giữa độ ngọt (đường saccharose), vị chua thanh (axit citric, axit ascorbic), độ tạo cấu trúc phân tán (hydrocolloid carrageenan) và tỷ lệ dịch chiết thảo mộc. Khung lý thuyết bổ trợ bao gồm cơ chế diệt khuẩn bằng nhiệt trong quá trình thanh trùng (Pasteurization kinetics) nhằm kiểm soát vi sinh vật gây hư hỏng mà không làm biến tính các hợp chất nhạy cảm với nhiệt độ.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ mẫu lá tía tô chọn lọc tại Đắk Lắk theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-28:2010/BNNPTNT, với tiêu chuẩn chọn mẫu là 01 búp kèm 3 - 4 lá non đồng đều, không sâu bệnh. Cỡ mẫu nghiên cứu được thực hiện với 3 lần lặp lại độc lập cho mỗi công thức thí nghiệm (n = 3). Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng được áp dụng để đảm bảo tính đại diện cao nhất cho nguyên liệu.

Phương pháp phân tích hóa lý và hóa sinh bao gồm:

• Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi ở 105°C.
• Định lượng protein tổng số theo phương pháp Kjeldahl với hệ số quy đổi 6,25 (đạt 3,69 ± 0,06% chất khô).
• Định lượng vitamin C bằng chuẩn độ iod (đạt 10,18 ± 0,38 mg% chất khô) và khoáng tổng số bằng tro hóa ở 550°C (đạt 10,07 ± 0,02% chất khô).
• Định lượng tổng hàm lượng polyphenol (TPC) theo phương pháp đo màu quang phổ kế UV-Vis sử dụng thuốc thử Folin-Ciocalteu tại bước sóng hấp thụ cực đại λ = 765 nm, quy đổi theo đường chuẩn axit gallic (GAE).
• Đánh giá cảm quan thông qua phép thử cho điểm thị hiếu theo thang điểm 9 với hội đồng đánh giá gồm 30 thành viên.
• Kiểm tra an toàn vi sinh vật (tổng số vi khuẩn hiếu khí, Coliform, E. coli, Salmonella) theo các Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5165:1990, TCVN 4882:2001 và TCVN 4829:2005.

Toàn bộ số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê bằng phân tích phương sai một nhân tố (One-way ANOVA) và kiểm định sâu Duncan ở mức ý nghĩa p < 0,05 trên phần mềm SPSS Statistics 20 và MS Excel.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã làm sáng tỏ 4 nhóm phát hiện cốt lõi:

Thứ nhất, phân tích đặc tính lý hóa nguyên liệu ban đầu cho thấy lá tươi có độ ẩm 88,07%, protein 3,69%, glucid 3,07%, cellulose 11,14%, tro 10,07% và vitamin C 10,18 mg%. Thử nghiệm trích ly giữa lá tươi và lá sấy khô ở 50°C trong 12 giờ (độ ẩm an toàn 6 - 8%) cho giá trị mật độ quang OD765nm lần lượt là 1,341 và 1,292. Chênh lệch này không có ý nghĩa thống kê (p > 0,05), chứng minh lá khô hoàn toàn đáp ứng tốt việc duy trì hoạt chất và thuận tiện cho bảo quản công nghiệp quanh năm.

Thứ hai, xác lập các thông số trích ly tối ưu bằng ethanol: nồng độ dung môi ethanol đạt hiệu suất cao nhất tại mức 70 - 80% so với nước cất và n-hexan; tỷ lệ nguyên liệu/dung môi tối ưu là 1/20 (g/ml); nhiệt độ chiết thích hợp là 60 - 65°C trong thời gian 150 phút. Điều kiện này giúp thu nhận dịch chiết có độ hấp thụ polyphenol cực đại mà không làm cháy hay phân hủy liên kết thơm.

Thứ ba, thiết lập công thức phối chế nước giải khát tối ưu dựa trên 100ml sản phẩm gồm: 10% đường saccharose tinh luyện (đạt độ brix hài hòa), 0,15% axit citric, 0,05% axit ascorbic (tăng cường chống oxy hóa và giữ màu đỏ sáng), 3% dịch chiết lá tía tô đậm đặc và 0,04% carrageenan (tạo độ sánh mịn đồng nhất).

Thứ tư, chế độ thanh trùng ở 80°C trong thời gian 10 - 15 phút bảo toàn được trên 82% hàm lượng polyphenol tự nhiên, đồng thời tiêu diệt triệt để vi sinh vật gây hại, giữ sản phẩm an toàn tuyệt đối sau 15 ngày theo dõi bảo quản.

Thảo luận kết quả

Khi nhiệt độ trích ly tăng từ 55°C lên 65°C, hệ số khuếch tán tăng làm độ nhớt dung môi giảm, giúp dung môi thấm sâu vào tế bào thực vật và giải phóng polyphenol nhanh hơn, thể hiện rõ qua đường cong biểu diễn giá trị OD765nm tăng tuyến tính. Tuy nhiên, khi tăng nhiệt độ lên 70°C, giá trị OD có xu hướng suy giảm nhẹ do các hợp chất nhạy cảm nhiệt bị oxy hóa hoặc chuyển hóa cấu trúc. Kết quả này hoàn toàn tương đồng với các công bố quốc tế của Linghua Meng (2009) và Monika Skowyra (2014) về tính bền nhiệt của dịch chiết tía tô.

Về mặt phối chế, việc kết hợp axit ascorbic 0,05% đóng vai trò như chất khử bảo vệ sắc tố và hạn chế hiện tượng sẫm màu do phản ứng oxy hóa tanin ngoài không khí. Các bảng dữ liệu đánh giá cảm quan 9 bậc điểm cho thấy công thức phối chế đạt điểm trung bình cảm quan trên 7,8/9 điểm về màu sắc, mùi vị thảo mộc thanh dịu và trạng thái trong suốt. Về mặt vi sinh, mẫu kiểm nghiệm đạt độ vô trùng thương mại với tổng số bào tử hiếu khí dưới ngưỡng cho phép của QCVN, không phát hiện E. coli và Salmonella.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả thực nghiệm, đề tài đưa ra 4 giải pháp cụ thể nhằm đẩy mạnh ứng dụng quy trình vào thực tế sản xuất:

1. Chuẩn hóa công đoạn sơ chế và sấy nguyên liệu: Các hợp tác xã và doanh nghiệp nông nghiệp cần áp dụng quy trình sấy đối lưu ở nhiệt độ 50°C trong 12 giờ để đưa độ ẩm lá tía tô về mức 6 - 8%. Giải pháp này giúp kéo dài thời gian lưu trữ lên 12 tháng, giảm 25% chi phí bảo quản đông lạnh và hoàn thành triển khai trong Quý 3/2026.
2. Nâng cấp công nghệ trích ly quy mô bán công nghiệp: Bộ phận R&D tại các nhà máy chế biến thực phẩm cần đầu tư hệ thống chiết xuất có hồi lưu dung môi ethanol 75% ở nhiệt độ 60 - 65°C kết hợp sóng siêu âm hỗ trợ. Mục tiêu là nâng hiệu suất thu hồi polyphenol thêm 18 - 20% và tiết kiệm 30% năng lượng nhiệt, dự kiến thử nghiệm trong Quý 4/2026.
3. Tự động hóa dây chuyền phối chế và chiết rót tiệt trùng: Doanh nghiệp nước giải khát cần thiết lập hệ thống định lượng tự động cho công thức phối chế (10% đường, 0,15% axit citric, 0,05% axit ascorbic, 3% dịch chiết, 0,04% carrageenan) và thanh trùng ở 80°C trong 10 phút, đóng chai thủy tinh 300ml nhằm kéo dài hạn sử dụng lên 9 - 12 tháng, hoàn thành trong Quý 1/2027.
4. Xây dựng hồ sơ công bố chất lượng và nhãn thực phẩm chức năng: Bộ phận pháp chế và tiếp thị của doanh nghiệp cần hoàn thiện hồ sơ chứng nhận đạt chuẩn QCVN và TCVN, nhấn mạnh hàm lượng polyphenol và công dụng chống oxy hóa để tăng tỷ lệ thâm nhập thị trường đồ uống xanh lên trên 20%, tiến hành trong Quý 2/2027.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho 4 nhóm đối tượng sau:

• Kỹ sư R&D và chuyên gia công nghệ thực phẩm: Nắm bắt chính xác thông số công nghệ trích ly polyphenol và công thức phối chế cân bằng để ứng dụng ngay vào phát triển các dòng sản phẩm đồ uống thảo mộc đóng chai hoặc thực phẩm bổ sung bảo vệ sức khỏe.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học: Sử dụng công trình như tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp bố trí thí nghiệm tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng (nhiệt độ, dung môi, thời gian, tỷ lệ) và quy trình phân tích hóa sinh thực phẩm hiện đại.
• Doanh nghiệp sản xuất đồ uống và hợp tác xã dược liệu: Tiếp cận mô hình tính toán chi phí sơ bộ và bài toán kinh tế kỹ thuật cho 1 chai nước giải khát 300ml, từ đó xây dựng kế hoạch đầu tư dây chuyền sản xuất khả thi.
• Nhà hoạch định chính sách nông nghiệp và hiệp hội thực phẩm: Tham khảo để xây dựng các chương trình chuyển đổi cây trồng giá trị cao, đẩy mạnh chuỗi liên kết chế biến sâu các loại thảo dược truyền thống tại các vùng sinh thái như Tây Nguyên và miền Trung.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nghiên cứu lại ưu tiên chọn lá tía tô sấy khô thay vì lá tươi để trích ly công nghiệp?
Lá tía tô tươi chứa độ ẩm lên tới 88,07%, khiến lá rất nhanh thối rữa và biến chất trong điều kiện thường. Kết quả đo mật độ quang cho thấy lá khô sấy ở 50°C trong 12 giờ đạt giá trị OD là 1,292, không có sự sai khác mang ý nghĩa thống kê so với lá tươi (OD 1,341). Việc dùng lá khô giúp nhà máy chủ động nguồn nguyên liệu sản xuất quanh năm.

2. Hàm lượng polyphenol và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết tía tô đạt mức bao nhiêu?
Phân tích hóa sinh ghi nhận hàm lượng polyphenol tổng số trong nguyên liệu đạt 16,32 ± 0,04 mg GAE/g chất khô và hoạt tính quét gốc tự do DPPH đạt 75,69 ± 1,2%. Khi trích ly ở điều kiện tối ưu với ethanol, dịch chiết thu được giữ trọn vẹn các axit phenolic và flavonoid có lợi cho sức khỏe.

3. Vì sao dung môi ethanol được chọn thay cho nước cất hoặc n-hexan trong quá trình chiết?
Ethanol ở nồng độ 70 - 80% có độ phân cực thích hợp nhất để hòa tan tối đa các nhóm hợp chất polyphenol và anthocyanin có trong lá tía tô. So với n-hexan (kém phân cực) và nước cất (độ nhớt cao, hòa tan nhiều tạp chất keo), ethanol cho hiệu suất chiết cao hơn 25%, an toàn cho thực phẩm và dễ thu hồi bằng cô quay chân không.

4. Chế độ thanh trùng nào đảm bảo an toàn vi sinh mà không phá hủy hoạt chất polyphenol?
Chế độ thanh trùng ở nhiệt độ 80°C trong 10 đến 15 phút là tối ưu. Ở chế độ này, sản phẩm tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn Coliform, E. coli và Salmonella, đồng thời bảo tồn trên 82% hàm lượng polyphenol, không làm biến đổi hương vị và giữ màu sắc tự nhiên của nước giải khát.

5. Sản phẩm nước giải khát tía tô 300ml có tính khả thi thương mại như thế nào?
Sản phẩm có công thức phối chế hài hòa giữa dịch chiết tía tô (3%), đường (10%), axit citric (0,15%) và carrageenan (0,04%), đạt điểm cảm quan thị hiếu 7,8/9. Với chi phí nguyên phụ liệu và năng lượng ước tính khoảng 3.500 - 4.500 đồng cho một chai 300ml, sản phẩm mang lại biên lợi nhuận tốt và có sức cạnh tranh cao trên thị trường đồ uống thảo mộc.

Kết luận

• Luận văn đã xác định đầy đủ các chỉ tiêu hóa lý quan trọng của lá tía tô Đắk Lắk với độ ẩm 88,07%, polyphenol tổng 16,32 mg GAE/g và hoạt tính chống oxy hóa 75,69%.
• Thiết lập thành công quy trình trích ly polyphenol tối ưu sử dụng dung môi ethanol 70 - 80%, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1/20 (g/ml), nhiệt độ 60 - 65°C trong thời gian 150 phút.
• Xây dựng hoàn chỉnh công thức phối chế nước giải khát tía tô chất lượng cao với 3% dịch chiết, 10% đường, 0,15% axit citric, 0,05% axit ascorbic và 0,04% carrageenan.
• Xác lập chế độ thanh trùng 80°C trong 10 - 15 phút, đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn vi sinh theo quy chuẩn quốc gia và giữ trọn vẹn dưỡng chất sinh học.
• Định hình quy trình sản xuất khép kín quy mô phòng thí nghiệm, tạo nền tảng vững chắc để chuyển giao công nghệ cho các doanh nghiệp đồ uống từ Quý 4/2026.

Công trình là bước đột phá trong việc nâng tầm giá trị nông sản và dược liệu Việt Nam. Các đơn vị sản xuất, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp quan tâm có thể tiếp cận trọn vẹn quy trình công nghệ để tiến hành hợp tác thử nghiệm, chuyển giao sản xuất và thương mại hóa sản phẩm nước giải khát tía tô vì sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Tía tô (Perilla frutescens L.) là một loài rau thơm phổ biến ở châu Á thuộc họ Bạc hà (Lamiaceae). Không chỉ là cây rau gia vị giàu giá trị dinh dưỡng mà nó còn là vị thuốc cổ truyền của y học Việt Nam có tác dụng chữa ngộ độc, đau bụng, nôn mửa, chữa ho, mạo cảm… Ngoài ra, các sắc tố anthocyanin, hợp chất polyphenol trong tía tô có tác dụng chống oxy hóa mạnh mẽ [14], [39]. Đặc biệt, tinh dầu từ tía tô có có tác dụng kháng khuẩn và kháng virus đáng kể nên nó có đặc tính kháng viêm mạnh, chống oxy hóa, ngăn ngừa các gốc tự do của tế bào, ngăn ngừa ung thư,. Với nhiều công dụng khác nhau có thể thấy tía tô là một nguồn thực vật quan trọng có tính ứng dụng cao.

Bên cạnh đó, nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa tạo điều kiện thuận lợi cho tía tô phát triển mạnh, góp phần cung cấp nguồn nguyên liệu dồi dào và đáp ứng nhu cầu sử dụng trực tiếp cũng như chế biến ra sản phẩm từ tía tô. Tuy nhiên, tía tô cũng như các loại rau quả ở nước ta chủ yếu còn sử dụng ở dạng tươi, theo mùa vụ do phương pháp thu hái và thực trạng bảo quản còn nhiều yếu kém. Vì vậy, việc sản xuất các sản phẩm từ tía tô là một trong những biện pháp nhằm nâng cao giá trị sử dụng của loại rau này. Nhằm mục đích tạo ra sản phẩm có tác dụng tốt cho sức khỏe người tiêu dùng, an toàn, phù hợp với thị hiếu và xu hướng hiện nay, việc chọn tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết lập quy trình thu nhận dịch chiết từ lá tía tô (Perilla frutescens L.) có hàm lượng polyphenol cao nhằm ứng dụng sản xuất nước giải khát”, vừa mang tính cấp thiết, vừa có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Mục đích chính của đề tài là nhằm thu nhận dịch chiết từ lá tía tô có hàm lượng polyphenol cao nhằm ứng dụng sản xuất nước giải khát. Để đạt được mục đích này, đề tài cần tập trung vào hai nhiệm vụ chính sau: - Nghiên cứu xây dựng quy trình thu nhận dịch chiết từ lá tía tô có hàm lượng polyphenol cao. - Ứng dụng dịch chiết lá tía tô để sản xuất nước giải khát. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN - Ý nghĩa khoa học + Xác định một số thông số kỹ thuật (loại dung môi, nồng độ dung môi, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, nhiệt độ và thời gian chiết) trong quy trình trích ly thu dịch chiết có hàm lượng polyphenol cao.

+ Xây dựng quy trình thu nhận dịch chiết từ lá tía tô với các thông số công nghệ thích hợp nhằm ứng dụng sản xuất nước khải khát. + Xác định một số thông số công nghệ để xây dựng quy trình sản xuất nước giải khát từ dịch chiết lá tía tô. - Ý nghĩa thực tiễn Góp phần nâng cao giá trị sử dụng của cây tía tô, đa dạng hóa các sản phẩm từ loại rau này đồng thời khai thác và ứng dụng các hoạt tính sinh học của cây tía tô trong các ngành như thực phẩm, y học,… 3 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.

TỔNG QUAN VỀ TÍA TÔ 2. Danh pháp và phân loại khoa học Tía tô có danh pháp khoa học là Perilla frutescens L. thuộc họ Bạc hà (Lamiaceae). Tên thường gọi: tử tô, tô ngạnh, tô diệp [41], [43], [54].

Cây tía tô Cây tía tô được phân loại khoa học như sau: [33] Bảng 2. Phân loại khoa học của cây tía tô Giới Thực vật (Plantae) Ngành Thực vật có mạch (Magnoliophyta ) Lớp Thực vật hai lá mầm (Magnoliopsida) Bộ Hoa môi (Lamiales) Họ Hoa môi (Lamiaceae) hay Húng hoặc Bạc hà Chi Perilla Lamiaceae Loài Perilla frutescens (L. Nguồn gốc và phân bố Chi Perilla Lamiaceae có nguồn gốc có thể từ vùng núi Đông Á, được tìm thấy ở độ cao 1200m. Tía tô được trồng khắp châu Á đặc biệt là ở Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Thái Lan và Việt Nam [42].

4 Cây tía tô được đưa vào Nhật Bản trong khoảng thế kỷ 07 - 09 và ngày nay, nó được trồng rộng rãi trên khắp đất nước Nhật Bản. Lá tía tô có chất lượng tốt thường tập trung ở vùng phía bắc, chủ yếu là khu vực Hokkaido [52]. Ở Hàn Quốc, cây tía tô được trồng rộng rãi, các nhà khoa học ở Hàn Quốc đã có rất nhiều nghiên cứu nhằm cải thiện điều kiện sinh trưởng và chất lượng của cây tía tô [43]. Ở những năm 1800, những người nhập cư từ châu Á đã đưa cây tía tô vào Mỹ và phát triển loài cây này trở thành cây thương mại ở Mỹ, nhưng lại gặp ít thành công về kinh tế.

Tía tô được tìm thấy ở những vùng đất ẩm ướt miền đông nước Mỹ như một loài cây cỏ dại. Cây tía tô có mặt từ Ontario (Canada), vùng New England cho đến Texas, Oklahoma, Kansas Theo Mabberley (1987). Cây tía tô cũng được nhập vào Ukraina và được trồng ở Đông Nam châu Âu [38]. Ở Việt Nam, cây tía tô được trồng trên khắp cả nước, đặc biệt loài cây này thường mọc hoang ở các tỉnh miền núi phía Bắc như Lào Cai, Lạng Sơn, Hoà Bình.

Tía tô thuộc loại cây ưa sáng và ưa ẩm, thích hợp với đất thịt và đất phù sa, thích nghi với những vùng khí hậu ôn hoà, nhiệt độ trung bình năm từ 18 đến 23 oC. Ở những vùng có khí hậu nhiệt đới điển hình như ở các tỉnh phía nam, cây thường chỉ trồng được vào mùa mưa. Vùng ngoại thành Hà Nội, người ta có thể trồng tía tô gần như quanh năm. Tía tô ra hoa kết quả nhiều, sau khi quả già, cây tàn lụi, hạt phát tán ra môi trường xung quanh, đến mùa mưa ẩm năm sau mới nảy mầm.

Cây được trồng bằng hạt, mùa hoa tháng 7 đến tháng 9, mùa quả tháng 11 đến tháng 12 [14], [56]. Đặc điểm hình thái Tía tô thường mọc thành bụi, có chiều cao khoảng từ 0,5 - 1m. Thân có đường kính 0,5-1,5cm, gần giống hình vuông với bốn cạnh, có rãnh dọc trên mỗi cạnh, phân nhiều cành và có lông. Thân cây có thể có màu nâu tím hoặc tím đen [3].

Lá có mùi thơm, mọc đối, có cuống dài đến 2 - 7cm. Phiến lá lớn, gốc tròn, đầu nhọn, dài khoảng 4 - 12cm và rộng khoảng 2,5 - 10cm, mép lá có khía răng. Một số giống trong điều kiện nhất định thân và lá có màu đỏ tía, một số giống có màu xanh và cũng có một số giống cho lá có cả hai màu, một mặt màu xanh và một mặt màu tía Hoa trắng hay tím nhạt mọc thành chùm ở nách lá hay đầu cành dài 6 - 20 cm. Hoa mọc thẳng đứng, chồi ngọn có thể tiếp tục mọc không ngừng.

Trục hoa có lông rậm, lông màu đỏ. Mỗi đốt trên trục có 2 hoa, cuống hoa chỉ cỡ 2 mm. Hoa dạng môi: cánh hoa chẻ đôi, dài 4 mm, môi trên có 3 thùy, môi dưới chỉ có một thùy. Quả thuộc loại bế quả, hình trứng hoặc gần như hình cầu, đường kính khoảng 1,5 mm, khi non màu trắng ngà, khi chín màu nâu nhạt, vỏ quả mỏng và dòn, dễ vỡ.

Quả có 4 hạch nhỏ, mỗi hạch chứa một hạt màu trắng ngà. Vỏ hạt mỏng, có màng, trong 5 hạt có 2 lá mầm màu ngà có dầu. Sau khi nở hoa, hoa để lại đài trên các cành có các hạt khô hình chuông và lúc lắc nên còn được gọi là “cây cỏ dại rắn chuông” [44], [57] Theo các tài liệu nghiên cứu, việc phân loại cây tía tô ở nước ta vẫn chưa rõ ràng. Song ở Nhật Bản, dựa vào màu sắc của lá tía tô có thể phân thành các loại sau: - Perilla frutescens (L.

acuta (Aka Shiso): lá có màu tím và hoa màu tím nhạt. crispidiscolor (Katamen Shiso): lá có màu xanh ở phía mặt trước và tím sọc ở mặt sau, có mùi thơm mạnh. atropurpurea (Aka Chirimen Shiso): thân cây tím đỏ, mặt trên của lá có màu tím sẫm và mặt dưới là màu tím nhạt. Lá lớn, mềm và mép lá quăn.

Hoa của nó cũng có màu tím nhạt. Thành phần hóa học Lá tía tô ở Việt Nam được phân tích thành phần dinh dưỡng và thể hiện qua bảng dưới [6]: Bảng 2. Thành phần dinh dưỡng của lá tía tô trong 100g phần ăn được Thành phần Hàm Thành phần Hàm STT Đơn vị STT Đơn vị dinh dưỡng lượng dinh dưỡng lượng 1 Nước g 89,1 10 Mangan mg 0,73 2 Năng lượng kJ 105 11 Phospho mg 18 3 Protein g 2,9 12 Kali mg 284 4 Glucid g 3,4 13 Natri mg 3 5 Cellulose g 3,6 14 Kẽm mg 0,86 6 Tro g 1,0 15 Đồng μg 460 7 Calci mg 190 16 Vitamin C mg 13 8 Sắt mg 3.2 17 Beta-caroten μg 5520 9 Magiê mg 112 6 Ngoài ra, tía tô còn chứa các thành phần quan trọng khác như: - Flavonoit gồm anthocyanin, flavon và glycosit flavon, luteolin… [40] - Sắc tố anthocyanin như carotenoit, α-chlorophyl, β-chlorophyl, zeaxanthin, lutein [37] - Axit phenolic chứa: hydroxybenzoic, axit cafeic, axit rosmarinic (76 - 81%) [6] - Thành phần bay hơi như: perillaldehyde (PA); Elsholtziaketone (EK); perillaketone hay isogomaketone (PK); Citral ©; PP (một hoặc nhiều gốc phenylpropanoid đặc biệt là myristicin, dillapiole và elemicin); PL (chứa perillene) [35] Hạt tía tô chứa khoảng 35 - 50% lượng dầu, trong đó phần chính là những axit béo chưa bão hòa (chưa no), nhiều nhất là axit α-linoleic (50 - 60% axit α-linolenic; 18 - 22% axit linoleic và 0,08 - 0,17% axit oleic) [46] Tinh dầu tía tô chứa hàm lượng perillaldehyde cao (74%), limonene (12,8%), β-caryophyllene (3,8%). Bên cạnh đó, oxime perillaldehyde (perillartin) được sử dụng như chất làm ngọt nhân tạo ở Nhật Bản, vì nó ngọt gấp khoảng 2.000 lần so với sucrose [52].

Công dụng của tía tô 2. Trong ẩm thực Ở nước ta, tía tô được sử dụng như một loại rau gia vị để kết hợp với các món ăn nhằm tăng thêm hương vị như ốc, bún, thịt,… Lá cây có thể làm sử dụng để làm chất màu thực phẩm. Chất màu này ổn định nhất dưới điều kiện lạnh, có tính axit, nhưng ánh sáng có thể làm làm nhạt màu [47] Tía tô còn là nguyên liệu để chế biến ra các dạng thực phẩm chức năng hiện nay như: Trà tía tô túi lọc, tinh dầu làm từ tía tô, bột lá tía tô… có tác dụng tốt cho sức khỏe con người trong điều trị chống oxy hóa, ngừa ung thư và chống viêm. Theo Monika Skowyra và cộng sự (2014), thành phần polyphenol của lá và thân tía tô là một chất chống oxy hoá tự nhiên được sử dụng làm chất chống oxy hoá chất béo trong thực phẩm.