Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Việt Nam có điều kiện tự nhiên nhiệt đới gió mùa phong phú, tạo thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loài thực vật dược liệu có giá trị cao như tam thất, nấm linh chi, chè dây, chè vằng và hoa hòe. Cùng với xu hướng phát triển kinh tế - xã hội, nhu cầu tiêu dùng các sản phẩm đồ uống có nguồn gốc tự nhiên, tiện dụng và mang lại lợi ích cho sức khỏe ngày càng gia tăng. Trà hòa tan là dạng sản phẩm đồ uống hiện đại sở hữu các ưu điểm vượt trội như đóng gói nhỏ gọn, tiện lợi trong sử dụng, dễ bảo quản và vận chuyển.

Cây hoa hòe (Styphnolobium japonicum (L.) Schott) là cây dược liệu quý có chứa hàm lượng flavonoid cao, đặc biệt là rutin – hoạt chất có tác dụng làm bền thành mao mạch, hỗ trợ điều trị cao huyết áp, cầm máu, kháng viêm và ổn định huyết áp. Tuy nhiên, trên thực tế, việc trồng, thu hái và chế biến nụ hoa hòe tại các địa phương phần lớn vẫn mang tính tự phát, phân tán và sơ chế thủ công ở quy mô hộ gia đình. Kỹ thuật chế biến chưa chuẩn hóa dẫn đến chất lượng dược liệu không ổn định, các dạng sản phẩm ứng dụng sâu trên thị trường còn hạn chế. Nhằm giải quyết đầu ra cho nông sản địa phương và đa dạng hóa các dòng sản phẩm trà thảo dược hòa tan, đề tài "Nghiên cứu hoàn thiện quy trình chế biến trà hòa tan thảo dược hoa hòe có tác dụng ổn định huyết áp" đã được thực hiện.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm:

  1. Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất trà hòa tan thảo dược từ nụ hoa hòe nhằm tạo ra sản phẩm có hoạt tính sinh học cao và đạt chất lượng cảm quan tốt.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Phân tích một số thành phần hóa học cơ bản của nụ hoa hòe nguyên liệu (độ ẩm, hàm lượng tro tổng số, hàm lượng rutin).
    • Nghiên cứu hoàn thiện các công đoạn trong quy trình sản xuất cốm trà hòa tan từ hoa hòe: xác định chế độ làm khô nguyên liệu; xác định thông số trích ly (thời gian, tỷ lệ dung môi); khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình cô đặc chân không; xác định tỷ lệ phối trộn tá dược lactose; khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng sản phẩm cốm trà.
    • Phân tích và đánh giá các chỉ tiêu hóa lý, chất lượng cảm quan của sản phẩm trà hòa tan thành phẩm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Nụ hoa hòe tươi thu mua tại huyện Quỳnh Phụ, tỉnh Thái Bình.
  • Phạm vi không gian: Phòng thí nghiệm Hóa sinh, Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ Sinh học - Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai thực hiện từ tháng 01/2021 đến tháng 06/2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài dựa trên các đặc tính thực vật học, dược lý học của cây hoa hòe và kỹ thuật chế biến đồ uống hòa tan:

  • Thực vật học và hoạt chất Rutin: Cây hoa hòe thuộc phân họ Đậu (Faboideae), họ Đậu (Fabaceae). Bộ phận sử dụng làm dược liệu chính là nụ hoa chưa nở (gọi là "hòe mễ"). Hoạt chất sinh học chính trong nụ hoa hòe là rutin (công thức phân tử $C_{27}H_{30}O_{16} \cdot 3H_2O$, khối lượng phân tử 610 g/mol), một glycoside thuộc nhóm flavonoid gồm aglycone là quercetin liên kết với đường rutinose. Theo dược lý học hiện đại, rutin hoạt động như một loại vitamin P, có khả năng làm tăng sức bền mao mạch, giảm tính thấm thành mạch, ức chế quá trình oxy hóa adrenaline, hỗ trợ hạ huyết áp và giảm cholesterol máu.
  • Quy chuẩn dược liệu: Các chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu được đối chiếu với tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam V (DĐVN V) quy định cho dược liệu hoa hòe: độ ẩm không quá 12%, hàm lượng tro toàn phần không quá 10%, và hàm lượng rutin không thấp hơn 20%.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và phân tích bao gồm:

  • Phương pháp bố trí thí nghiệm: Nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố nhằm khảo sát và lựa chọn các thông số công nghệ tối ưu cho từng công đoạn chế biến (sấy nguyên liệu, trích ly, cô đặc, phối trộn và sấy sản phẩm).
  • Phương pháp phân tích hóa lý:
    • Xác định độ ẩm: Phương pháp sấy mẫu đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 105°C, tính theo công thức: $$W(%) = \frac{m_1 - m_2}{m_1 - m_0} \times 100$$ (trong đó $m_0$ là khối lượng chén sứ, $m_1$ là khối lượng mẫu và chén trước khi sấy, $m_2$ là khối lượng mẫu và chén sau khi sấy).
    • Xác định hàm lượng tro toàn phần: Phương pháp nung mẫu ở nhiệt độ 550 – 600°C trong lò nung từ 6 – 7 giờ cho đến khi thu được tro trắng, tính theo công thức: $$X(%) = \frac{G_2 - G}{G_1 - G} \times 100$$ (trong đó $G$ là khối lượng chén nung, $G_1$ là khối lượng chén và mẫu, $G_2$ là khối lượng chén và tro trắng).
    • Định lượng Rutin: Phương pháp khối lượng (phương pháp cân) dựa trên phản ứng thủy phân rutin trong môi trường axit ($H_2SO_4$ 2% đun sôi trong 3 giờ) để chuyển hóa hoàn toàn thành quercetin rất ít tan trong nước lạnh. Tủa quercetin được thu hồi, rửa sạch, sấy khô ở 125°C đến khối lượng không đổi và cân. Hàm lượng rutin tính theo công thức: $$\text{Hàm lượng Rutin (%)} = p \times 2,019 \times \frac{100}{2}$$ (trong đó $p$ là khối lượng quercetin thu được tính bằng gam, hệ số 2,019 biểu thị 1 gam quercetin tương ứng với 2,019 gam rutin khan).
    • Xác định chất khô hòa tan (CKHT): Đo trực tiếp bằng khúc xạ kế ở 20°C theo TCVN 4414-87.
  • Phương pháp đánh giá cảm quan: Đánh giá theo TCVN 3215-79 sử dụng phương pháp cho điểm thị hiếu theo hệ điểm 20 với hội đồng gồm 5 thành viên đã qua huấn luyện. Các chỉ tiêu cảm quan gồm: Trạng thái (hệ số trọng lượng 1,0; tỷ lệ 25%), Màu sắc (hệ số trọng lượng 0,6; tỷ lệ 15%), Mùi (hệ số trọng lượng 1,2; tỷ lệ 30%), và Vị (hệ số trọng lượng 1,2; tỷ lệ 30%).
  • Xử lý số liệu: Toàn bộ số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê bằng phần mềm SPSS 20, phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh sự khác biệt giữa các nghiệm thức ở mức ý nghĩa thống kê $\alpha < 0,05$.

Trang thiết bị và hóa chất chính:

  • Hóa chất: HCl, Ethanol 95%, NaOH, $H_2SO_4$, tá dược Lactose, nước cất.
  • Thiết bị: Tủ sấy (Đức), máy nung (Trung Quốc), máy chiết Soxhlet (Đức), máy cô quay chân không (Thụy Sỹ), cân phân tích độ chính xác $10^{-4}$ g (Đức), máy đo độ Brix/CKHT (Hồng Kông).

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ tiềm năng dược liệu hoa hòe của Việt Nam và nhu cầu thị trường đối với các sản phẩm trà hòa tan tiện dụng hỗ trợ ổn định huyết áp. Thiết lập hệ thống mục tiêu tổng quát, mục tiêu cụ thể và làm rõ ý nghĩa khoa học (bổ sung dữ liệu công nghệ chiết tách flavonoid và chế biến trà thảo dược) cùng ý nghĩa thực tiễn (nâng cao giá trị kinh tế cho cây hoa hòe địa phương, giải quyết đầu ra cho người trồng hòe).

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tổng hợp toàn diện cơ sở lý luận và tài liệu khoa học liên quan:

  • Đặc điểm thực vật, vùng phân bố, kỹ thuật trồng trọt, thu hái và kinh nghiệm phân biệt giữa hòe nếp (năng suất cao, hạt dày, nụ to tròn) và hòe tẻ.
  • Thành phần hóa học của cây hoa hòe: nụ hoa chứa 6 – 30% rutin; lá chứa 6,6% flavonoid toàn phần (4,7% rutin); vỏ quả chứa 10,5% flavonoid toàn phần (4,3% rutin).
  • Tính chất lý hóa và tác dụng dược lý của rutin: độ tan, phổ hấp thụ, nhiệt độ nóng chảy (195°C), khả năng tăng cường sức bền thành mạch, hạ áp, kháng viêm, chống loét dạ dày, chống phóng xạ và cầm máu.
  • Tổng quan về công nghệ chế biến trà hòa tan và điểm luận các công trình nghiên cứu trong nước (Nguyễn Văn Đậu, 2001; Trần Phi Hoàng, 2009; Nguyễn Thị Thu Huyền; Lê Quỳnh Loan, 2018; Nguyễn Thành Đạt, 2019; Nguyễn Văn Khanh, 2019; Nguyễn Quang Huy, 2020) và nghiên cứu quốc tế (Wang Li-hua, 2008; Corosale, 2008; Hao G, 2016; Mu-Hong Lee) về chiết xuất rutin và hoạt tính sinh học của nụ hoa hòe.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết nguồn gốc nguyên liệu nụ hoa hòe tại Quỳnh Phụ (Thái Bình), danh mục thiết bị, dụng cụ và hóa chất sử dụng. Mô tả chi tiết sơ đồ bố trí 7 thí nghiệm thực nghiệm đơn yếu tố (từ khảo sát nhiệt độ sấy nguyên liệu, thời gian chiết, tỷ lệ dung môi, nhiệt độ cô đặc, tỷ lệ phối trộn tá dược, đến nhiệt độ sấy sản phẩm cốm). Trình bày các quy trình phân tích độ ẩm, tro, định lượng rutin theo phương pháp thủy phân tạo tủa quercetin, đo khúc xạ kế và phương pháp đánh giá cảm quan 20 điểm theo TCVN 3215-79.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương này công bố và thảo luận các phát hiện thực nghiệm qua từng công đoạn:

1. Thành phần hóa học ban đầu của nụ hoa hòe

Kết quả phân tích nụ hoa hòe nguyên liệu khô cho thấy:

  • Độ ẩm: 6,58% (thấp hơn giới hạn an toàn 12% theo DĐVN V).
  • Hàm lượng tro toàn phần: 7,61% (đạt yêu cầu không vượt quá 10% theo DĐVN V).
  • Hàm lượng rutin: 25,01% (đạt tiêu chuẩn DĐVN V quy định không thấp hơn 20%).

2. Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy nguyên liệu: Thực nghiệm sấy nụ hòe tươi ở các nhiệt độ 60°C, 70°C, 80°C, 90°C để đưa độ ẩm về mức 12%. Kết quả cho thấy nhiệt độ càng cao thì thời gian sấy càng giảm, tuy nhiên ở 80°C và 90°C hàm lượng rutin bị suy giảm đáng kể do quá trình bay hơi ẩm cuốn theo hoạt chất.

Công thức Nhiệt độ sấy (°C) Thời gian sấy (phút) Độ ẩm (%) Hàm lượng Rutin (%)
CT1 60 430 12 20,81
CT2 70 390 12 20,81
CT3 80 300 12 19,45
CT4 90 250 12 18,70

Nhiệt độ 70°C được chọn vì rút ngắn được 40 phút so với 60°C trong khi hàm lượng rutin bảo tồn tương đương (20,81%).

Tối ưu hóa quá trình trích ly:

  • Ảnh hưởng của thời gian trích ly: Khảo sát chiết bằng nước cất ở 100°C trong các mốc thời gian 30, 60, 90, 120 phút. Thời gian 90 phút cho hiệu suất tối ưu với hàm lượng rutin đạt 20,89% và CKHT đạt 4,2% Brix (kéo dài lên 120 phút rutin chỉ đạt 20,91%, tăng không đáng kể).
Công thức Thời gian trích ly (phút) Hàm lượng Rutin (%) CKHT (%)
CT1 30 19,44 2,4
CT2 60 20,35 3,6
CT3 90 20,89 4,2
CT4 120 20,91 4,6
  • Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu: dung môi: Khảo sát các tỷ lệ 1:5, 1:10, 1:15, 1:20, 1:25, 1:30 (g/ml). Tỷ lệ 1:25 cho hiệu quả trích ly cao nhất với hàm lượng rutin đạt 20,30% và lượng chất khô hòa tan tăng rõ rệt so với các tỷ lệ thấp hơn.

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ cô đặc dịch chiết: Dịch chiết được cô đặc trong điều kiện áp suất chân không đến khi 1g nguyên liệu ban đầu tương ứng 1ml dịch cô đặc. Khảo sát tại 50°C, 55°C và 60°C.

Công thức Nhiệt độ cô đặc (°C) Thời gian cô đặc (phút) Hàm lượng Rutin (%)
CT1 50 90 30,23
CT2 55 60 30,06
CT3 60 45 28,15

Nhiệt độ 55°C được lựa chọn do thời gian cô đặc hợp lý (60 phút), bảo toàn hàm lượng rutin cao (30,06%), giữ được màu sắc tự nhiên và tránh phản ứng sẫm màu caramen xảy ra ở nhiệt độ cao.

Khảo sát tỷ lệ phối trộn tá dược Lactose: Dịch cô đặc được phối trộn với đường lactose theo các tỷ lệ khối lượng: 10/90, 20/80, 30/70, 40/60 nhằm tạo khối bột dẻo để rây hạt cốm và sấy ở 60°C.

Công thức Tỷ lệ dịch cô / Lactose Trạng thái Màu sắc Mùi Vị Điểm tổng hợp có trọng lượng Xếp loại
CT1 40/60 2,8 2,8 3,4 3,0 12,16 Trung bình
CT2 30/70 3,4 3,0 4,2 3,6 15,46 Khá
CT3 20/80 4,2 4,0 4,3 4,2 17,04 Khá
CT4 10/90 3,0 3,2 3,2 3,2 16,00 Khá

Tỷ lệ 20/80 (CT3) đạt điểm đánh giá cảm quan cao nhất (17,04 điểm - loại Khá), sản phẩm giữ được màu vàng sáng, mùi thơm và vị ngọt thanh đặc trưng của hoa hòe kết hợp hậu vị êm dịu.

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy sản phẩm cốm: Sấy khối cốm sau khi rây định hình ở các mức nhiệt độ 50°C, 60°C và 70°C.

Công thức Nhiệt độ sấy (°C) Thời gian sấy (phút) Hàm lượng Rutin (%)
CT1 50 180 7,36
CT2 60 150 7,24
CT3 70 90 6,80

Nhiệt độ 60°C được chọn vì thời gian sấy đạt 150 phút, hàm lượng rutin đạt 7,24% (không chênh lệch nhiều so với sấy ở 50°C là 7,36% nhưng tiết kiệm được 30 phút sấy), tránh hiện tượng sẫm màu hoặc phân hủy hoạt chất như ở 70°C.

3. Đánh giá chất lượng sản phẩm hoàn thiện

Trà hòa tan thảo dược hoa hòe thành phẩm dạng hạt cốm nhỏ có các chỉ tiêu:

  • Độ ẩm sản phẩm: 4,5% (đạt độ ẩm an toàn bảo quản).
  • Hàm lượng hoạt chất Rutin: 7,24%.
  • Đánh giá cảm quan: Dung dịch pha trong nước nóng (80 – 90°C) hòa tan hoàn toàn, nước trà trong suốt có màu vàng sáng, mùi thơm đặc trưng của nụ hoa hòe, vị ngọt hài hòa và để lại hậu vị ngọt.

4. Thuyết minh quy trình công nghệ tổng thể

Quy trình chế biến trà hòa tan hoa hòe được xác lập tuần tự qua các bước:

  1. Nguyên liệu: Nụ hòe tươi thu hái buổi sáng sớm, làm sạch tạp chất, cành lá.
  2. Sấy khô nguyên liệu: Sấy ở 70°C trong 390 phút đến độ ẩm an toàn dưới 12%.
  3. Nghiền nhỏ: Nghiền nụ khô thành bột mịn để tăng diện tích tiếp xúc trích ly.
  4. Trích ly: Dung môi nước cất ở 100°C, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1:25 (g/ml), thời gian trích ly 90 phút.
  5. Lọc: Lọc bỏ bã, thu hồi dịch chiết trong.
  6. Cô đặc chân không: Cô đặc dịch chiết ở nhiệt độ 55°C đến tỷ lệ 1g nguyên liệu tương ứng 1ml dịch cô đặc.
  7. Phối trộn: Phối trộn dịch cô đặc với tá dược Lactose theo tỷ lệ 20/80 (khối lượng).
  8. Tạo hạt và sấy cốm: Rây định hình hạt cốm và sấy ở nhiệt độ 60°C trong 150 phút để thu được sản phẩm trà hòa tan có độ ẩm 4,5%.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng hợp các thông số kỹ thuật cốt lõi đã đạt được, khẳng định tính khả thi của quy trình sản xuất trà hòa tan hoa hòe ở quy mô phòng thí nghiệm và đưa ra các đề xuất nghiên cứu tiếp theo.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

Đề tài đã xác lập và thực nghiệm thành công bộ thông số kỹ thuật tối ưu cho toàn bộ dây chuyền sản xuất trà hòa tan từ nụ hoa hòe:

Công đoạn công nghệ Thông số kỹ thuật tối ưu lựa chọn Kết quả chỉ tiêu đạt được
Sấy nguyên liệu tươi Nhiệt độ 70°C, thời gian 390 phút Độ ẩm 12%, hàm lượng Rutin 20,81%
Trích ly hoạt chất Nhiệt độ 100°C, thời gian 90 phút, tỷ lệ 1:25 (g/ml) Hàm lượng Rutin 20,89%, CKHT 4,2%
Cô đặc chân không Nhiệt độ 55°C, thời gian 60 phút Hàm lượng Rutin đạt 30,06%
Phối trộn tá dược Tỷ lệ dịch cô / Lactose = 20/80 Điểm cảm quan 17,04 (loại Khá)
Sấy cốm thành phẩm Nhiệt độ 60°C, thời gian 150 phút Độ ẩm 4,5%, hàm lượng Rutin 7,24%

Sản phẩm trà hòa tan hoàn thiện có độ ẩm thấp (4,5%), hàm lượng rutin ổn định (7,24%), khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước nóng và đạt mức chất lượng cảm quan loại Khá.

Đóng góp của đề tài

  • Đóng góp khoa học: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm có hệ thống về sự biến đổi hàm lượng rutin và chất khô hòa tan qua từng tác động nhiệt (sấy nguyên liệu, trích ly, cô quay chân không, sấy cốm). Chuẩn hóa phương pháp định lượng rutin bằng phương pháp khối lượng kết hợp thủy phân axit trong điều kiện phòng thí nghiệm.
  • Đóng góp thực tiễn: Xây dựng thành công quy trình công nghệ chế biến trà hòa tan thảo dược hoa hòe hoàn chỉnh, tạo tiền đề kỹ thuật để chuyển giao hoặc mở rộng sản xuất ở quy mô lớn hơn, góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho cây hoa hòe và tạo thêm sự lựa chọn cho thị trường thực phẩm bảo vệ sức khỏe.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận được thực hiện trong phạm vi nghiên cứu thực nghiệm học thuật, do đó tồn tại một số hạn chế gắn liền với phạm vi đề tài:

  • Các thí nghiệm mới chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (mẻ nhỏ với lượng mẫu 2g nụ khô ban đầu), chưa khảo sát thử nghiệm trên các hệ thống thiết bị quy mô pilot hoặc công nghiệp (như tháp sấy phun, máy sấy tầng sôi công nghiệp).
  • Nghiên cứu chỉ khảo sát một loại tá dược duy nhất là đường Lactose, chưa đánh giá so sánh với các tá dược độn và chất trợ sấy khác (như Maltodextrin, Dextrin, Aerosil...).
  • Khóa luận chưa tiến hành nghiên cứu theo dõi độ ổn định của hoạt chất rutin và biến đổi cảm quan sản phẩm theo thời gian bảo quản (nghiên cứu hạn sử dụng/shelf-life), cũng như chưa khảo sát ảnh hưởng của các loại vật liệu bao bì bảo quản khác nhau.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được tác giả đề xuất là: thử nghiệm mở rộng quy mô sản xuất thử nghiệm pilot; nghiên cứu bổ sung bao bì và thời hạn bảo quản; đánh giá thử nghiệm lâm sàng chuyên sâu về hiệu quả hạ huyết áp thực tế của sản phẩm trên người tiêu dùng.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành Công nghệ thực phẩm, Công nghệ sau thu hoạch, Công nghệ sinh học: Tham khảo phương pháp luận bố trí thí nghiệm tối ưu hóa đơn yếu tố; kỹ thuật trích ly - cô đặc chân không dịch chiết thực vật; kỹ thuật phối trộn tá dược và tạo hạt cốm hòa tan.
  • Người nghiên cứu về hóa học hợp chất tự nhiên và dược liệu: Tham khảo chi tiết quy trình định lượng hoạt chất Rutin bằng phương pháp khối lượng (thủy phân axit thành quercetin) và phương pháp đánh giá cảm quan thực phẩm 20 điểm theo TCVN 3215-79.
  • Cơ sở chế biến nông sản và doanh nghiệp trà thảo dược: Sử dụng các thông số nhiệt độ, tỷ lệ dung môi và tỷ lệ phối trộn làm căn cứ kỹ thuật ban đầu để nghiên cứu phát triển các dòng sản phẩm trà hòa tan từ hoa hòe hoặc các loại hoa dược liệu tương tự.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đề tài lựa chọn nhiệt độ sấy nụ hoa hòe nguyên liệu là 70°C thay vì 60°C hay 80°C - 90°C?

Qua thực nghiệm ở bảng 4.2, sấy ở 60°C và 70°C cho hàm lượng rutin bảo tồn tương đương nhau (đều đạt 20,81%), tuy nhiên sấy ở 70°C rút ngắn thời gian sấy từ 430 phút xuống còn 390 phút (tiết kiệm được 40 phút). Trong khi đó, nếu tăng nhiệt độ lên 80°C và 90°C, quá trình thoát ẩm diễn ra quá nhanh cuốn theo rutin tan trong nước làm hàm lượng rutin bị suy giảm rõ rệt (xuống 19,45% và 18,70%). Do đó, 70°C là mức nhiệt tối ưu vừa bảo tồn hoạt chất vừa tiết kiệm thời gian.

2. Thông số tối ưu của quá trình trích ly nụ hoa hòe được xác định là bao nhiêu?

Quá trình trích ly được tối ưu hóa với dung môi nước cất ở nhiệt độ 100°C, thời gian trích ly là 90 phút và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1:25 (g/ml). Tại các thông số này, hàm lượng rutin thu hồi trong dịch chiết đạt 20,89% và hàm lượng chất khô hòa tan đạt 4,2% Brix; nếu tiếp tục tăng thời gian lên 120 phút hoặc tăng lượng dung môi lên 1:30 thì lượng hoạt chất hòa tan thêm không đáng kể.

3. Vì sao quá trình cô đặc chân không dịch chiết nụ hòe được chọn ở nhiệt độ 55°C?

Ở điều kiện áp suất chân không, nhiệt độ 50°C giữ được hàm lượng rutin cao (30,23%) nhưng thời gian cô đặc kéo dài đến 90 phút. Ở 60°C, thời gian nhanh hơn (45 phút) nhưng nhiệt độ cao làm rutin giảm xuống 28,15% và dễ xảy ra phản ứng caramen hóa làm biến đổi màu sắc, mùi vị. Nhiệt độ 55°C đạt sự cân bằng tối ưu với thời gian cô 60 phút, hàm lượng rutin giữ ở mức 30,06% và bảo tồn được màu sắc, hương vị tự nhiên của nụ hòe.

4. Tá dược Lactose được phối trộn với tỷ lệ bao nhiêu để cho chất lượng cảm quan tốt nhất?

Tỷ lệ phối trộn tối ưu giữa dịch cô đặc nụ hòe và đường lactose là 20/80 (CT3). Công thức này đạt điểm cảm quan trung bình có trọng lượng cao nhất (17,04 điểm - xếp loại Khá), với các điểm thành phần: trạng thái 4,2; màu sắc 4,0; mùi 4,3; vị 4,2. Sản phẩm sau khi sấy có màu vàng sáng, vị ngọt thanh hài hòa, mùi thơm đặc trưng và tan tốt.

5. Nguyên tắc định lượng hoạt chất Rutin trong khóa luận được thực hiện như thế nào?

Rutin được định lượng bằng phương pháp khối lượng thông qua phản ứng thủy phân trong môi trường axit ($H_2SO_4$ 2% đun sôi trong 3 giờ). Phản ứng sẽ cắt bỏ mạch đường rutinose để chuyển hoàn toàn rutin thành quercetin – chất rất ít tan trong nước lạnh. Sau khi thu hồi toàn bộ kết tủa quercetin, rửa sạch và sấy khô ở 125°C đến khối lượng không đổi, khối lượng quercetin thu được ($p$) được quy đổi về hàm lượng rutin theo công thức: Hàm lượng Rutin (%) = $p \times 2,019 \times (100 / 2)$, dựa trên tỷ lệ 1g quercetin tương ứng với 2,019g rutin khan.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Phạm Thị Thủy đã hoàn thành việc nghiên cứu và xây dựng thành công quy trình công nghệ chế biến trà hòa tan thảo dược từ nụ hoa hòe (Styphnolobium japonicum (L.) Schott) trên quy mô phòng thí nghiệm. Các thông số công nghệ chủ chốt bao gồm sấy nguyên liệu ở 70°C (390 phút), trích ly bằng nước cất ở 100°C (tỷ lệ 1:25 g/ml, 90 phút), cô đặc chân không ở 55°C, phối trộn dịch cô với lactose theo tỷ lệ 20/80 và sấy cốm ở 60°C (150 phút). Sản phẩm trà hòa tan thành phẩm dạng hạt cốm nhỏ có độ ẩm an toàn 4,5%, hàm lượng hoạt chất rutin đạt 7,24% và chất lượng cảm quan đạt loại Khá. Đề tài mở ra hướng ứng dụng thực tiễn trong việc đa dạng hóa sản phẩm chế biến sâu từ nụ hoa hòe và nâng cao giá trị dược liệu nông sản Việt Nam.