Đặt vấn đề Cà gai leo là một loại thảo dược có nguồn gốc thiên nhiên có công dụng như giải độc, thải độc gan, hỗ trợ điều trị viêm gan, xơ gan… nhờ chứa hợp chất quý thuộc nhóm Alkaloid - Solasodine. Bên cạnh đó, các sản phẩm từ cà gai leo như: Cao đặc, thực phẩm chức năng dạng viên nén hay trà túi lọc có vị tương đối khó tiếp nhận và chưa được phổ biến, nên việc nghiên cứu phát triển thêm các dạng sản phẩm từ cà gai leo và mở rộng đối tượng người tiêu dùng là rất cần thiết. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, việc sản xuất ra các sản phẩm thực phẩm chức năng giúp bảo vệ sức khỏe con người hoặc các loại thực phẩm phổ biến có bổ sung các hợp chất phòng ngừa bệnh là điều mà các nhà nghiên cứu đang quan tâm. Hiện nay, sử dụng các thực phẩm chứa các hoạt chất sinh học nguồn gốc từ thực vật và có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh lại không gây ra tác dụng phụ là vấn đề được người tiêu dùng quan tâm.
Để phù hợp, tiện lợi và sử dụng cho nhiều đối tượng khác nhau nhằm nâng cao sức khỏe cộng đồng thì sản phẩm nước cà gai leo được nghiên cứu và sản xuất. Bên cạnh đó, để kéo dài thời gian bảo quản cũng như giữ được trạng thái phù hợp cho sản phẩm đồ uống từ thực vật, vấn đề nghiên cứu chế độ thanh trùng nhằm tạo ra sản phẩm đảm bảo về an toàn thực phẩm và kéo dài thời gian bảo quản là cần thiết. Vì thế tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu thiết lập quy trình sản xuất nước giải khát đóng chai từ cà gai leo (Solanum hainanense Hance)”. Mục tiêu của đề tài Xây dựng quy trình phát triển sản phẩm thực phẩm chức năng tạo ra nước uống đóng chai chứa hợp chất solasodine tách chiết từ cà gai leo nhằm đa dạng hóa sản phẩm từ cà gai leo, giúp bảo vệ sức khỏe con người và tăng thị hiếu người tiêu dùng.
Cụ thể: - Thiết lập công thức phối chế nước uống đóng chai chứa hợp chất solasodine tạo thành các dạng khác nhau, gồm: Nước uống cà gai leo không đường, nước uống cà gai leo có đường, nước uống cà gai leo có bổ sung cỏ ngọt và nước cà gai leo có bổ sung đường kiêng. - Xác định thông số công nghệ trong thanh trùng nước uống đóng chai từ cà gai leo. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3. Ý nghĩa khoa học của đề tài Thiết lập được các công thức phối chế sản phẩm nước uống cà gai leo và chế độ thanh trùng thích hợp cho các sản phẩm.
Tạo ra sản phẩm nước giải khát chứa hợp chất solasodine giúp bảo vệ sức khỏe cũng như phù hợp với thị hiếu nhiều đối tượng người tiêu dùng. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Đa dạng hóa sản phẩm từ cà gai leo. Tạo cơ sở để hoàn thiện quy trình sản xuất nước uống đóng chai và một số sản phẩm dạng cô đặc từ cà gai leo với quy mô công nghiệp. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 1. Giới thiệu về cà gai leo 1. Đặc điểm thực vật cây cà gai leo a. Nguồn gốc và phân bố Cà gai leo (có tên khoa học là Solanum hainanense Hance, hoặc có tên đồng nghĩa là Solanum procumbens Lour, thuộc họ Cà (Solanaceae) và là một loại cây thuốc quý được tìm thấy trong nhiều khu vực của Trung Quốc và Việt Nam.
Ngoài ra, cà gai leo còn có nhiều tên gọi địa phương khác như: Cà quánh, cà quạnh, cà quýnh, cà bò, cà cạnh, cà hải nam, cà gai dây [14]. Cà gai leo vốn là một loài cây hoang dại, mọc khắp nơi, ven đường…. Ở Việt Nam cây mọc khắp nơi, miền Trung là nhiều nhất [6]. Cà gai leo mọc rải rác ven rừng, lùm bụi, bãi hoang, ven đường, ở độ cao dưới 300m.
Phân bố ở Bắc Giang (Yên Thế), Phú Thọ (Việt Trì), Hà Nội (Bưởi), Hải Phòng, Ninh Bình, Thanh Hoá, Nghệ An, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Khánh Hoà, Gia Lai (An Khê, Kon Hà Nừng). Ngoài ra, còn có ở Trung Quốc (Hải Nam, Quảng Đông, Quảng Tây) [4]. Mô tả thực vật cây cà gai leo Cà gai leo thuộc loại cây thân leo, thân dài từ 0,6 - 1m hay hơn, rất nhiều gai, cành xòa rộng trên phủ lông hình sao. Lá hình trứng hay thuôn, phía gốc lá hình rìu hay hơi tròn, mép lá nguyên hay hơi lượn và khía thùy hai mặt, nhất là mặt dưới phủ lông trắng nhạt, phiến dài 3 - 4cm, rộng 12 - 20mm, có gai, cuống dài 4 - 5mm.
Hoa màu trắng tím, nhị vàng, hợp thành chùm 2 - 5 hoa. Quả hình cầu khi chín có màu đỏ, bóng, nhẵn, đường kính 5 - 7mm. Hạt màu vàng, hình thận, có mạng, dài 4mm, rộng 2mm [6]. Cây và trái cà gai leo 4 1.
Thành phần hóa học và tính chất dược lý của cà gai leo a. Thành phần hóa học của cây cà gai leo Cà gai leo có những thành phần hóa học chủ yếu như: Chất béo, tinh bột, protein, acid hữu cơ và đường khử tự do [9]. Các thành phần có hoạt tính sinh học chính trong S.hainanense là solasodine, solasonin, sarotenoid, coumarin, acid cafeic, acid chlorogenic, β-sitosterol, phytosterol [8]; glycoalkaloid, proline, hydroxyproline, methionine, flavonoid, steroid saponin [11]. Tính chất dược lý của cây cà gai leo Theo kinh nghiệm nhân gian, cà gai leo thể hiện khả năng giải độc cơ thể rất mạnh, rễ tươi giã vắt lấy nước uống có thể chữa khỏi độc rắn cắn.
Đặc biệt theo sách “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam” của GS. Đỗ Tất Lợi thì chỉ cần chà răng hoặc ngậm rễ cà gai leo có thể giải rượu rất tốt [6]. Cà gai leo đã được sử dụng để kháng oxy hóa, chống histaminemia và điều trị rắn cắn [7]. Gần đây, nó đã được báo cáo là có hiệu quả trong việc bảo vệ gan.
Cà gai leo là dược liệu được chứng minh có tác dụng chặn xơ gan rõ rệt thông qua việc ức chế sự tạo thành collagen [10]. Hơn nữa, chiết xuất từ S. hainanense Hance cũng có tác dụng phòng chống viêm và xơ gan thực nghiệm ở chuột cống độc bởi CCl4 [10]. Dịch trích ly S.
hainanense có thể bảo vệ gan của những con chuột trắng nhiễm độc liên quan đến phơi nhiễm kéo dài với trinitrotoluene (TNT) và liều nhỏ của TNT [8]. Cà gai leo đã được bào chế và kiểm chứng có hiệu quả điều trị lâm sàng trên bệnh nhân viêm gan B mạn tính thể hoạt động [3]. Thuốc "haina" được bào chế từ S. hainanense có tác dụng tích cực đối với bệnh nhân viêm gan B [3].
Cà gai leo có tác dụng chống viêm cấp trên mô hình gây phù thực nghiệm bằng cao hư, chống viêm mãn trên mô hình gây u hạt thực nghiệm bằng amian trên chuột cống trắng, đồng thời gây teo tuyến ức trên chuột cống non [11]. Ngoài ra, còn có những công trình nghiên cứu khác chứng minh cà gai leo có tác dụng kháng viêm, giảm đau, giảm sự phát triển của quá trình xơ trong xơ gan thực nghiệm trên chuột. Trong những năm gần đây, vấn đề gốc tự do và các chứng bệnh gây ra do quá trình peroxide hóa lipid gia tăng như lão hóa, viêm hoại tử tế bào, ung thư. được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm.
Nguyễn Thị Bích Thu và cs (2001) đã khảo sát tác dụng chống oxy hóa của cà gai leo. Kết quả khảo sát sơ bộ cho thấy dịch chiết glycoalkaloid toàn phần có hoạt tính chống oxy hóa mạnh. Những kết quả thu được góp phần giải thích cơ chế tác dụng kháng viêm, bảo vệ gan của chế phẩm Haina [10]. Cà gai leo có khả năng làm giảm, ức chế virus có trong máu của bệnh nhân mắc viêm gan virus B, thậm chí trường hợp âm tính virus.
Cà gai leo đã được chứng minh có thể ngăn chặn xơ gan và hạ men gan nhanh. Trong điều trị các triệu chứng cơ năng của viêm 5 gan B mãn tính như: Vàng da, vàng mắt, đau tức hạ sườn phải, kém ăn mệt mỏi thì cà gai leo thể hiện sự ưu việt tuyệt đối so với các dược liệu đã biết từ trước đến nay [15]. Hợp chất Solasodine a. Tính chất vật lý [16] - Ở dạng tinh khiết, Solasodine là chất rắn ở dạng bột, màu trắng, có cấu trúc tinh thể hình lục giác.
- Nhiệt độ nóng chảy 200 – 202 oC. - Điểm sôi 537,9oC tại 760mmHg. Tính chất hóa học [12] - Công thức hóa học: C27H43NO2 - Tên khoa học: Spirosol-5-en-3P-01; solasod-5en-3P-ol. - Solasodine là một Alkaloid steroid được phân lập từ các Solanum khác nhau.
- Độ hòa tan: dễ tan trong benzen; pyridin và chloroform; tan vừa trong methanol, ethanol và nước; không hòa tan trong ether. Độ hòa tan của solasodine được thể hiện cụ thể ở bảng 1. Độ hòa tan của Solasodine trong các dung môi khác nhau [12] STT Dung môi Độ hòa tan (mg/ml, 30oC) 1 Choloroform Hòa tan hoàn toàn 2 Pyridine Hòa tan hoàn toàn 3 Benzene Hòa tan hoàn toàn 4 Methanol 9,5 5 Ethanol 95% 5,0 6 Acetone 3,5 7 n-Hexane <1,0 8 Water <1,0 9 Ether Không tan 6 - Công thức cấu tạo Hình 1. Công thức cấu tạo của Solasodine [12] Solasodine là một loại steroid alkaloid có trong các cây họ Cà (Solanaceae).
Vì vậy, chúng có tính base do sự có mặt của nguyên tử nitơ. Nhưng độ kiềm của alkaloid không giống nhau do ảnh hưởng khác nhau của lớp điện tích nguyên tử nitơ gây ra và ảnh hưởng của các nhóm chức khác. Solasodine có thể thay thế cho diosgenin để tổng hợp các loại hormon steroid khác nhau [6]. Giới thiệu [17] Cỏ ngọt (Stevia, Sweetleaf, candyleaf, Sweet herb of Paraguay) còn được gọi là Cỏ đường, Cỏ mật hoặc Cúc ngọt, có nguồn gốc ở thung lũng Rio Monday nằm về phía Đông Bắc của xứ Panama, Nam Mỹ.
Vào thế kỷ XVI, các thủy thủ Tây Ban Nha đã từng đề cập đến sự hiện diện của loại thảo mộc này rồi. Nhưng phải chờ đến năm 1888, nhà thực vật học người Paraguay là Moises Santiago Bertoni mới phân loại và chính thức đặt tên gọi nó là Stevia rebaudiana Bertoni. Từ cả ngàn năm nay, họ đã dùng loại thảo mộc này để làm dịu ngọt các thức ăn, đồ uống có tính đắng, và cũng để chữa trị một số bệnh như béo phì, tim, cao huyết áp, vv… Hình 1. Cây cỏ ngọt Hình 1.
Cỏ ngọt dạng khô Cỏ ngọt là cây lưu niên bán nhiệt đới, thuộc họ Cúc Asteraceae (Compositae). Stevia rebaudiana Bertoni là một trong số 154 loại Cỏ ngọt thuộc dòng Stevia. Cây cỏ ngọt mọc thành bụi, cao tới 75cm lúc trưởng thành, thân và cành tròn, thân non có màu xanh, thân già màu nâu, bản lá dài 5-7 cm, có mép hình răng cưa.