CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian, địa điểm nghiên cứu 3.2 Vật liệu nghiên cứu 3.2 Hoá chất, thiết bị và dụng cụ 3.3 Quy trình sản xuất 3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất kefir soda từ dịch chiết hoa đậu biếc thử nghiệm 3.2 Giải thích quy trình sản xuất 3.4 Phương pháp nghiên cứu 3.1 Khảo sát thành phần hoá lý của nguyên liệu Mục đích: xác định thành phần hoá học của hoa đậu biếc, làm cơ sở để xây dựng quy trình sản xuất và tối ưu hoá điều kiện khảo sát cho các thí nghiệm tiếp theo. Tiến hành: khảo sát các chỉ tiêu trong bảng sau: Bảng 3.3 Các chỉ tiêu khảo sát nguyên liệu và phương pháp tiến hành 3.2 Khảo sát quá trình thu nhận dịch chiết hoa đậu biếc 3.3 Khảo sát quá trình lên men kefir soda 3.4 Kiểm tra chất lượng sản phẩm sau lên men 3.1 Chỉ tiêu hoá lý Mục đích: đánh giá được thành phần dược chất và các giá trị dinh dưỡng đối với sức khoẻ người tiêu dùng của sản phẩm nước giải khát kefir soda hoa đậu biếc. Phương pháp tiến hành: kiểm tra các chỉ tiêu hoá lý sau: Bảng 3.12 Các chỉ tiêu hoá lý và phương pháp tiến hành 3.2 Chỉ tiêu vi sinh Mục đích: đảm bảo các chỉ tiêu về an toàn vệ sinh thực phẩm theo TCVN về nước giải khát có nồng độ cồn thấp (TCVN 5042:1994). Phương pháp tiến hành: kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh sau: 3.3 Chỉ tiêu cảm quan 3.5 Phương pháp phân tích sử dụng trong nghiên cứu 3.1 Phương pháp hoá lý 3.2 Phương pháp vi sinh 3.3 Phương pháp cảm quan 3.4 Phương pháp xử lý số liệu CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 4.1 Kết quả khảo sát thành phần hoá lý của nguyên liệu Nguyên liệu là yếu tố tiên quyết để tạo thành hương vị và quyết định chất lượng của sản phẩm nên việc khảo sát, đánh giá các thành phần hoá lý có trong nguyên liệu là rất cần thiết.
Nguyên liệu hoa đậu biếc khô được kiểm tra sơ bộ để biết được các thành phần dinh dưỡng, làm cơ sở để xây dựng quy trình sản xuất và ước tính công thức phối chế cho phù hợp.1 Kết quả định tính các hợp chất tự nhiên trong hoa đậu biếc Kết quả định tính các hợp chất tự nhiên trong bột hoa đậu biếc được trình bày trong bảng sau: Bảng 4.1 Kết quả định tính các hợp chất tự nhiên có trong bột hoa đậu biếc khô Qua thí nghiệm định tính các nhóm chất tự nhiên, dịch chiết của nguyên liệu hoa đậu biếc được sử dụng trong nghiên cứu có chứa phenolic, flavonoid, terpenoid, saponin và alkaloid nhưng không chứa tanin. Theo báo cáo của Manjula và cộng sự (2013), kết quả định tính các thành phần hoá thực vật trong hoa đậu biếc được thu thập từ một Vườn Bách Thảo ở Ấn độ cho thấy có sự hiện diện của ankaloid, tanin và flavonoid [38]. Một nghiên cứu định tính khác của Mai Huỳnh Cang và cộng sự (2020) về các thành phần trong hoa đậu biếc được trồng ở Trà Vinh lại thể hiện sự có mặt của ankaloid, tanin, terpenoid và flavonoid [21]. Nghiên cứu này đồng thuận với cả 2 nghiên cứu trên về sự hiện diện của flavonoid, terpenoid và alkaloid.
Ngoài ra, chúng tôi còn tìm thấy 2 hợp chất thực vật khác là phenolic và saponin trong chiết xuất hoa đậu biếc. Sự khác biệt về các hợp chất tự nhiên này có thể được giải thích do hoa đậu biếc được trồng ở các vùng khác nhau sẽ chứa các thành phần hoá học khác nhau.2 Kết quả định lượng các thành phần hoá học trong hoa đậu biếc Kết quả định lượng các thành phần hoá học của nguyên liệu hoa đậu biếc khô được trình bày trong bảng 4.2 Kết quả định lượng các thành phần hoá học trong hoa đậu biếc khô Giá trị được biểu diễn dưới dạng trung bình SD (n = 3). Kết quả trong bảng 4.2 cho thấy độ ẩm trong bột hoa đậu biếc khá thấp, chiếm 13,40 0,03% (<15%). Độ ẩm trong nguyên liệu thấp tạo điều kiện thuận lợi để bảo quản, tránh nguy cơ xâm nhiễm của nấm men, nấm mốc.
Theo báo cáo của Ali Esmail Al-Snafi (2016), độ tro toàn phần của đậu biếc thường không vượt quá 5% [39]. Kết quả khảo sát độ tro của bột hoa đậu biếc đo được là 4,67 0,03% cho thấy nguyên liệu có độ tro phù hợp. Lượng đường tổng trong bột hoa đậu biếc được khảo sát chiếm 42,71 0,42%, thấp hơn hàm lượng đường tổng được báo cáo theo nghiên cứu của Piya Kosai và cộng sự (2015) là 64,1% [40]. Sự khác biệt này có thể do điều kiện canh tác và thổ nhưỡng ở các vùng khác nhau đã làm ảnh hưởng đến hàm lượng đường tổng có trong đậu biếc.
Hàm lượng đường tương đối cao góp phần kiến tạo nên cấu trúc cánh hoa, giúp hoa phát triển và tạo vị ngọt cho sản phẩm.2 Kết quả khảo sát quá trình thu nhận dịch chiết hoa đậu biếc 4.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hàm lượng polyphenol tổng Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình trích ly. Nhiệt độ tăng làm các phân tử chuyển động liên tục và tiếp xúc nhiều hơn với dung môi làm tăng hiệu suất trích ly, tăng hàm lượng polyphenol trong dịch trích ly.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hàm lượng polyphenol tổng Theo kết quả từ bảng 4.3 cho thấy có sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức P < 0,05 về hàm lượng polyphenol tổng trong dịch chiết hoa đậu biếc ở các nhiệt độ trích ly khác nhau. Khi không gia nhiệt (32 °C) thì hàm lượng polyphenol tổng trong dịch chiết hoa đậu biếc là rất thấp, chỉ đạt 8,08 0,15 mg/ g. Khi nhiệt độ tăng từ 40 °C đến 60 °C, hàm lượng polyphenol có xu hướng tăng dần từ 20,92 0,14 mg/ g đến 25,99 0,08 mg/ g.
Tuy nhiên, khi nhiệt độ tiếp tục tăng từ 60 °C đến 80 °C thì hàm lượng polyphenol trong dịch chiết hoa đậu biếc giảm từ 25,99 0,08 mg/ g xuống còn 17,14 0,18 mg/ g. Điều này có thể được giải thích rằng khi nhiệt độ tăng, các phân tử hoá học trong nguyên liệu chuyển động mạnh hơn, tiếp xúc nhiều hơn với dung môi, do đó chiết xuất được nhiều hơn. Tuy nhiên, các hợp chất sinh học có thể bị phá huỷ bởi nhiệt cao và làm giảm hiệu suất trích ly, dẫn đến hàm lượng polyphenol giảm. Như vậy, hàm lượng polyphenol tổng thu được trong thí nghiệm này ở 60 °C là cao nhất, chiếm 25,99 mg GAE/ g hoa đậu biếc khô.
Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Lakshan và cộng sự (2019), 59,6 °C là nhiệt độ tối ưu để thu được tối đa hàm lượng polyphenol tổng trong nước giải khát từ hoa đậu biếc [25]. Ngoài ra, kết quả này cũng không chênh lệch nhiều so với báo cáo của Trì Kim Ngọc và cộng sự (2021), chiết xuất hoa đậu biếc khô trong nước có hàm lượng polyphenol tổng là 30,70 mg GAE/ g dược liệu khô ở 60 °C [41].2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hàm lượng polyphenol tổng Thời gian là một trong những yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình trích ly.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hàm lượng polyphenol tổng Giá trị được biểu diễn dưới dạng trung bình SD (n = 3), giá trị trung bình trong một cột có các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa với P < 0,05. Kết quả từ bảng 4.4 cho thấy có sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức P < 0,05 về hàm lượng polyphenol tổng trong dịch chiết hoa đậu biếc ở các khoảng thời gian khác nhau. Cụ thể, khi thời gian trích ly tăng từ 30 phút đến 60 phút, hàm lượng polyphenol trong dịch chiết cũng tăng từ 20,32 0,15 mg/ g đến 25,74 0,10 mg/ g.
Điều này cho thấy rằng các hợp chất có hoạt tính sinh học nói chung và polyphenol sẽ không được trích ly hoàn toàn trong thời gian quá ngắn. Tuy nhiên, khi thời gian trích ly tăng từ 60 phút đến 150 phút thì hàm lượng polyphenol trong dịch chiết lại giảm dần từ 25,74 0,10 mg/ g xuống còn 16,70 0,21 mg/ g. Sự suy giảm này có thể giải thích rằng do thời gian quá dài đã làm oxy hoá các hợp chất polyphenol, làm cho hàm lượng polyphenol tổng số giảm. Bragueto Escher và cộng sự (2019) đã báo cáo rằng hàm lượng polyphenol của chiết xuất hoa đậu biếc trong nước đạt giá trị cao nhất ở thời gian chiết là 30 phút, tuy nhiên, cũng không có sự khác biệt đáng kể (P < 0,05) về hàm lượng này ở thời gian 45 phút [42].
Trong một nghiên cứu khác, Lakshan và cộng sự (2019) đã báo cáo về thời gian tối ưu để thu nhận tối đa hàm lượng polyphenol tổng là 37 phút [25]. Khảo sát này cho kết quả lượng polyphenol cao nhất trong thời gian chiết 60 phút, có sự khác biệt so với 2 nghiên cứu trên, điều này có thể do sử dụng nước khoáng làm dung môi để trích ly nên cần thời gian lâu hơn để các hợp chất polyphenol hoà tan vào dịch trích.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu: dung môi đến hàm lượng polyphenol tổng Tỷ lệ nguyên liệu: dung môi là yếu tố quan trọng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình trích ly.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu: dung môi đến hàm lượng polyphenol tổng Bảng 4.5 cho thấy có sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức P < 0,05 về hàm lượng polyphenol tổng trong dịch chiết hoa đậu biếc ở các tỷ lệ nguyên liệu: dung môi khác nhau. Hàm lượng polyphenol tổng tăng từ 17,96 0,26 mg/ g đến 25,79 0,12 mg/ g khi tỷ lệ nguyên liệu: dung môi tăng từ 1 g/ L đến 3 g/ L. Điều này có thể giải thích do lượng dung môi quá ít sẽ không đủ để hoà tan hợp chất polyphenol có trong nguyên liệu, khi lượng dung môi tăng thì khả năng hoà tan của các hợp chất thực vật vào dung môi được tốt hơn, làm tăng hiệu suất trích ly.
Tuy nhiên, việc tăng tỷ lệ nguyên liệu: dung môi từ 3 g/ L đến 5 g/ L lại làm cho hàm lượng polyphenol trong dịch chiết giảm dần từ 25,79 0,12 mg/ g xuống còn 22,43 0,12 mg/ g.