Nghiên cứu chế biến trà túi lọc Bí kỳ nam (Hydnophytum formicarum Jack.) chứa hàm lượng polyphenol cao

TÓM TẮT:

Nghiên cứu được thực hiện nhằm tạo ra sản phẩm trà túi lọc Bí kỳ nam chứa hàm lượng polyphenol cao. Nghiên cứu được thực hiện trên cơ sở khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm trà túi lọc như nhiệt độ, thời gian trích ly và tỉ lệ phối trộn. Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ trích ly tối ưu là 100^oC với hàm lượng polyphenol và flavonoid lần lượt là 72,75 mg GAE/g BKN; 166,09 mg QE/g BKN. Thời gian trích ly tối ưu được chọn là 3 phút cho hàm lượng polyphenol cao nhât là 76,79 mg GAE/g BKN và cảm quan sản phẩm tốt. Đồng thời, lựa chọn tỉ lệ phối trộn Bí kỳ nam/hoa cúc/cam thảo là 2:1:1 qua phương pháp chấm điểm cảm quan cho kết quả đánh giá sản phẩm được ưa thích nhất.

Từ khóa: Bí kỳ nam, flavonoid, polyphenol, trà túi lọc.

1. Đặt vấn đề

Phú Quốc được xem như khu dự trữ sinh quyển, chứa đựng sự phong phú, đa dạng về nguồn tài nguyên thực vật như Bí kỳ nam, Huyết rồng, Mỏ quạ, Thần thông,... Hướng tới mục tiêu bảo tồn, phát triển và ứng dụng tiềm năng của các cây dược liệu đồng thời cung cấp sản phẩm đồ uống chăm sóc sức khỏe an toàn từ thiên nhiên cho con người. Trong đó, Bí kỳ nam được xem là loài thực vật có nhiều công dụng tốt cho sức khỏe và được tìm thấy nhiều ở Phú Quốc, sống phụ sinh bám trên cành cây gỗ cao. Thân phình to thành củ lớn, có hình thù đa dạng, mặt ngoài sần sùi có màu nâu xám, bên trong cộng sinh với kiến hình thành nhiều lỗ như tổ ong, thịt dày màu trắng chứa nhiều nước [1].

Theo nghiên cứu của Darwis et al. (2014) [2], thân củ của cây chứa các hợp chất như flavonoid, phenolic, aldehyde, ketone, terpenoid và tannin. Cây có nhiều đặc tính thảo dược quý như tác dụng tốt đối với hệ tim mạch, kháng viêm, giúp giảm sự phát ban ở da [3], có hoạt tính gây độc tế bào ung thư [4], chống oxy hóa [5] và ức chế sự phát triển của tế bào ung thư [6]. Nhận thấy cây có nhiều hoạt tính sinh học tốt cho sức khỏe, với mong muốn đa dạng hóa sản phẩm từ cây Bí kỳ nam, nghiên cứu được thực hiện nhằm khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến chứa hàm lượng polyphenol, flavonoid và cảm quan sản phẩm trong quy trình chế biến trà túi lọc Bí kỳ nam, nhằm giúp ngăn ngừa một số bệnh liên quan đến stress và oxy hóa. Đồng thời, trà túi lọc sử dụng nhanh, tiện lợi, mà có thể thu nhận tối đa tinh chất của nguyên liệu được đa số người tiêu dùng sử dụng.

2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

2.1. Vật liệu

Nguyên liệu: Bí kỳ nam (Hydnophytum formicarum Jack.), được thu hái tại huyện Phú Quốc, tỉnh Kiên Giang. Đây là những cây mọc hoang dại trong rừng, có kích thước củ từ 20-50 cm. Nguyên liệu được rửa sạch, để ráo nước, sấy ở nhiệt độ 55^oC đến độ ẩm ≤ 12%.

Thiết bị: Máy ly tâm (CE-marked 4000 vg/p), máy ổn nhiệt (Memment, Đức), máy đo quang phổ (Thermo Scientific, Phần Lan), máy phân tích độ ẩm Ohaus MB23 bằng tia hồng ngoại và một số thiết bị khác.

Hóa chất: Folin-Ciocalteu, Na₂CO₃, AlCl₃, acid gallic, quercetin, nước cất, ethanol 96% và một số hóa chất khác.

2.2. Phương pháp phân tích

Định lượng polyphenol tổng: Hàm lượng polyphenol (TPC) được xác định theo phương pháp Rao et al. (2010) [7] bằng cách xây dựng đường chuẩn với acid gallic (GAE). Hàm lượng TPC được biểu diễn theo miligam đương lượng acid gallic trên gam nguyên liệu (BKN) (kí hiệu: mg GAE/g BKN). Hỗn hợp phản ứng bao gồm 0,5 mL dung dịch bột nguyên liệu pha trong nước và 2,5 mL thuốc thử Folin-Ciocalteu pha loãng (10%). Tiếp tục thêm vào 2,5 mL Na₂CO₃ rồi ủ 30 phút ở 40^oC, dung dịch sẽ chuyển dần sang màu xanh lam. Độ hấp thu quang phổ của hỗn hợp phản ứng được đo ở bước sóng 765 nm.

Định lượng flavonoid tổng: Hàm lượng flavonoid toàn phần được xác định bằng cách sử dụng nhôm clorua (AlCl₃) theo Bag et al. (2015) [8] và sử dụng quercetin xây dựng đường chuẩn. Hàm lượng TFC được biểu diễn theo miligam đương lượng quercetin trên gam chất khô (mg QE/g CK). Dung dịch phản ứng gồm 200 µL dung dịch bột nguyên liệu pha trong nước (500 µg/mL), 200 µL nước và 40 µL NaNO₂ 5% lắc đều rồi để yên 5 phút. Sau đó, hỗn hợp được tiếp tục thêm 40 µL AlCl₃ 10%, lắc đều. Dung dịch phản ứng sau khi ủ 6 phút được thêm 400 µL NaOH 1 M và nước cho đủ 1 mL. Dung dịch phản ứng được đo độ hấp thu quang phổ ở bước sóng 510 nm.

Phương pháp cảm quan sản phẩm: Theo phương pháp cho điểm TCVN 3218-2012 thì hội đồng đánh giá cảm quan tối thiểu là 5 người có kiến thức chuyên môn về đánh giá cảm quan và kiểm tra từng chỉ tiêu trạng thái, màu nước, mùi và vị của sản phẩm. Tất cả các chỉ tiêu cảm quan hay từng chỉ tiêu riêng biệt của sản phẩm sẽ dùng hệ điểm 20 để xây dựng 1 thang thống nhất 6 bậc 5 điểm (từ 0 đến 5). Dựa vào điểm tổng số để đánh giá xếp hạng chất lượng của sản phẩm trà túi lọc. Sản phẩm đạt yêu cầu khi: tổng số điểm đạt từ 11,2 điểm trở lên, không có bất cứ chỉ tiêu nào dưới 2 điểm.

2.3. Phương pháp nghiên cứu

Đánh giá chất lượng nguyên liệu: Thân củ Bí kỳ nam sau khi được rửa sạch, loại bỏ kiến, sẽ được thái lát, sấy khô, xay nhỏ, sau đó tiến hành phân tích xác định độ ẩm, hàm lượng tro toàn phần, tro không tan trong acid, tổng số vi sinh vật hiếu khí theo TCVN 4884: 2005, nấm men, nấm mốc theo TCVN 4993.

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly: Thân củ Bí kỳ nam sau khi được sấy khô (độ ẩm ≤ 12%), sẽ tiến hành xay nhỏ (kích thước khoảng 0,5 cm). Sau đó, cân 1g nguyên liệu cho vào túi lọc và tiến hành pha trà ở các mức nhiệt độ khảo sát là 60^oC, 80^oC, 100^oC trong thời gian 3 phút. Dịch trích ly được phân tích hàm lượng polyphenol, flavonoid và đánh giá cảm quan sản phẩm theo tiêu chuẩn TCVN3218-2012, từ đó lựa chọn được nhiệt độ tối ưu cho quá trình trích ly, chứa hàm lượng polyphenol cao và cảm quan sản phẩm tốt.

Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly: Cân 1g nguyên liệu cho vào túi lọc và tiến hành pha trà ở nhiệt độ tối ưu được lựa chọn từ thí nghiệm trên lần lượt trong thời gian 1 phút, 3 phút, 5 phút và 7 phút. Dịch trích ly được phân tích hàm lượng polyphenol, flavonoid và đánh giá cảm quan sản phẩm theo tiêu chuẩn TCVN3218-2012, từ đó lựa chọn được thời gian hòa tan tối ưu.

Khảo sát tỉ lệ phối trộn Bí kỳ nam/hoa cúc/cam thảo: Khảo sát tỉ lệ phối trộn Bí kỳ nam/hoa cúc/cam thảo lần lượt là 1:1:1, 2:1:1, 3:1:1 (w/w/w). Đánh giá cảm quan theo các chỉ tiêu chất lượng (trạng thái, màu nước, mùi và vị) để chọn tỉ lệ phối trộn thích hợp (sau khi phối trộn, đóng gói, tiến hành pha trà ở các nghiệm thức phối trộn khác nhau).

2.4. Thống kê, phân tích số liệu

Số liệu được phân tích và xử lý thống kê bằng phần mềm Minitab 16. Các biểu đồ được vẽ bằng phần mềm Microsoft Excel 2016.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Đánh giá chất lượng nguyên liệu

Theo yêu cầu của về độ ẩm của nguyên liệu làm trà túi lọc thường không vượt quá 10%. Kết quả phân tích độ ẩm (máy phân tích độ ẩm Ohaus MB23) của các nguyên liệu sử dụng làm trà túi lọc được trình bày ở Bảng 1.

Bảng 1. Độ ẩm nguyên liệu

Nguồn: Nhóm tác giả thực hiện

Kết quả cho thấy, độ ẩm của Bí kỳ nam, Hoa cúc, Cam thảo đều đạt theo yêu cầu và thấp hơn 10%. Vì vậy, mẫu nguyên liệu làm trà đạt yêu cầu về chất lượng. Bên cạnh đó, theo nghiên cứu của Mai Nguyễn Ngọc Trác và Đỗ Thị Hồng Tươi (2016) [9], Bí kỳ nam không gây độc tính cấp đường uống với liều duy nhất cho chuột uống là 10 g cao/kg thể trọng (tương đương 32,3 g dược liệu khô/kg), không gây độc, không làm ảnh hưởng đến các chỉ số huyết học cũng như chức năng gan, thận chuột trong vòng 60 ngày sử dụng liên tiếp. Điều này chứng minh, Bí kỳ nam không có độc tính cấp cũng như bán cấp, an toàn trong sử dụng trà túi lọc.

Kết quả kiểm tra độ tro toàn phần và độ tro không tan trong acid của thân củ Bí kỳ nam lần lượt là 7,4 ± 0,36%; 0,78 ± 0,07% đạt yêu cầu về chất lượng của TCVN 5611:2007 và TCVN 5612:2007. Đồng thời, khi khảo sát tổng số vi sinh vật hiếu khí, nấm men và nấm mốc, chưa phát hiện sự phát triển của vi sinh vật đạt yêu cầu theo TCVN 4884: 2005 và TCVN 4993.

3.2. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hàm lượng polyphenol

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hàm lượng polyphenol, flavonoid và cảm quan sản phẩm được trình bày ở Bảng 2.

Bảng 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hoạt chất sinh học

Nguồn: Nhóm tác giả thực hiện

Từ kết quả cho thấy nhiệt độ trích ly ảnh hưởng trực tiếp đến hàm lượng polyphenol và flavonoid của nguyên liệu, nhiệt độ trích ly càng thấp thì hàm lượng polyphenol và flavonoid càng giảm. Cụ thể ở nhiệt độ trích ly 80^oC thì hàm lượng polyphenol và flavonoid giảm lần lượt 1,5; 1,1 lần so với nhiệt độ trích ly 60^oC. Tương tự, nhiệt độ trích ly ở 100^oC cho hàm lượng polyphenol và flavonoid cao nhất và khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 5% so với 2 nghiệm thức còn lại. Bên cạnh đó, kết quả đánh giá cảm quan cho thấy ở nghiệm thức nhiệt độ trích ly 100^oC cho điểm cảm quan cao là 18,40 với màu sắc nước pha hấp dẫn, có mùi và vị đặc trưng của Bí kỳ nam. Do đó, lựa chọn nhiệt độ trích ly thích hợp cho hàm lượng polyphenol cao là 100^oC để tiếp tục khảo sát các điều kiện tiếp theo. Kết quả nghiên cứu này phù hợp với nghiên cứu của Jayawardhane et al. (2016) [10] cho thấy những hợp chất hòa tan trong nước thường là các hợp chất polyphenol, alkaloid, flavonoid, các acid amino, glucid, vitamin và các chất khoáng. Đây là những hợp chất có giá trị dinh dưỡng cao. Do vậy, hàm lượng chất hòa tan trong dịch chiết cao sẽ làm cho trà có chất lượng tốt, đồng thời ly trích được nhiều hoạt chất sinh học.

3.3 Kết quả ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hàm lượng polyphenol

Bí kỳ nam chứa hàm lượng polyphenol tương đối cao, đây là một trong những hợp chất có hoạt tính sinh học như bảo vệ gan, kháng viêm, kháng nấm, kháng khuẩn, kháng oxi hóa. Vì vậy, nó có vai trò quan trọng trong việc phòng trừ các bệnh về gan, tim mạch, thần kinh và ung thư. Bên cạnh đó, polyphenol còn được coi là một thành phần quan trọng để đánh giá chất lượng của trà (Ignat et al., 2010) [11]. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hàm lượng polyphenol, flavonoid và cảm quan sản phẩm được trình bày ở Bảng 3.

Bảng 3. Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hoạt chất sinh học

Nguồn: Nhóm tác giả thực hiện

Kết quả cho thấy, khi hòa tan trà trong khoảng thời gian khác nhau thì hàm lượng polyphenol, flavonoid và chất lượng cảm quan sản phẩm thay đổi. Cụ thể khi hòa tan trà trong 1 phút cho màu sắc, mùi, vị đều kém hơn khi pha trà trong 3 phút, 5 phút và 7 phút. Đồng thời, hàm lượng polyphenol và flavonoid ở thời gian trích ly 1 phút cũng thấp hơn và có khác biệt ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại. Thời gian trích ly 3 phút cho hàm lượng polyphenol cao nhất là 76,79 ± 0,19 và khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 5%, ngược lại hàm lượng flavonoid là 194,21 ± 1,56 thấp hơn thời gian trích ly là 3 phút và 7 phút. Tuy nhiên, dịch trà hòa tan trong 3 phút cho chất lượng cảm quan tốt hơn so với các nghiệm thức còn lại như có vị đắng nhẹ, màu nâu cánh gián, vẫn giữ được mùi đặc trưng của Bí kỳ nam, tạo ra sản phẩm có hương vị hài hòa. Vì vậy, thời gian hòa tan sản phẩm thích hợp nhất là 3 phút cho sản phẩm có khối lượng 1 gam.

3.2. Kết quả ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn Bí kỳ nam/hoa cúc/cam thảo trích ly đến hàm lượng polyphenol

Để sản phẩm trà túi lọc hài hòa cả về màu sắc lẫn mùi vị, nên lựa chọn hoa cúc và cam thảo để bổ sung. Khi bổ sung hoa cúc và cam thảo, nhìn chung trạng thái của sản phẩm thay đổi không đáng kể. Khi tỉ lệ phối trộn thay đổi thì các chỉ tiêu cảm quan của dịch trà hòa tan cũng thay đổi. Cụ thể, tỉ lệ phối trộn Bí kỳ nam/hoa cúc/cam thảo là 1:1:1, màu sắc tương đối nhạt, mùi và vị chưa đặc trưng cho sản phẩm với điểm cảm quan là 16,36. Ngược lại, tỉ lệ phối trộn Bí kỳ nam/hoa cúc/cam thảo là 3:1:1, màu sắc tương đối đậm, mùi đặc trưng cho sản phẩm nhưng vị hơi đắng với điểm cảm quan là 14,93. Kết quả cảm quan của sản phẩm trà túi lọc Bí kỳ nam/hoa cúc/cam thảo phối trộn tỉ lệ 2:1:1 (w/w/w) cho điểm cảm quan cao nhất (Hình 1) như có vị đắng nhẹ, màu nâu cánh gián, vẫn giữ được mùi đặc trưng của Bí kỳ nam và mùi thơm nhẹ của hoa cúc và vị ngọt thanh của cam thảo tạo ra sản phẩm có hương vị hài hòa. Điểm đánh giá cảm quan, theo TCVN 3215-79, sản phẩm được xếp vào loại tốt do có điểm tổng trung bình là 18,36. Do đó tỷ lệ phối trộn Bí kỳ nam/hoa cúc/cam thảo được chọn là 2:1:1.

Hình 1. Giản đồ đánh giá cảm quan trà Bí kỳ nam theo tỉ lệ phối trộn

Ghi chú: M1 là tỉ lệ Bí kỳ nam/hoa cúc/cam thảo: 1/1/1; M2 là tỉ lệ Bí kỳ nam/hoa cúc/cam thảo: 2/1/1; M3 là tỉ lệ Bí kỳ nam/hoa cúc/cam thảo: 3/1/1

Nguồn: Nhóm tác giả thực hiện

4. Kết luận

Nguyên liệu Bí kỳ nam được trích ly ở nhiệt là 100^oC cho sản phẩm trà Bí kỳ nam chứa hàm lượng polyphenol và flavonoid cao lần lượt là 72,75 mgGAE/g BKN; 166,09 mgQE/ g BKN. Tỉ lệ phối trộn thích hợp giữa Bí kỳ nam/hoa cúc/cam thảo là 2:1:1 có giá trị cảm quan tốt. Bên cạnh đó, sản phẩm trà túi lọc Bí kỳ nam góp phần đa dạng hóa sản phẩm chứa nhiều hoạt chất sinh học, tăng thêm sự lựa chọn cho người tiêu dùng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

Martins, D. and Nunez, C.V. (2015). Secondary metabolites from Rubiaceae species. Molecules, 20(7), 13422 - 13495.
Darwis, D., Hertiani, T. and Samito, E. (2014). The effects of Hydnophytum formicarum ethanolic extract toward lymphocyte, vero and T47d cells proliferation in vitro. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 4(6), 103 - 109.
Prommee, P. (1988). Thai traditional medicine. Bangkok: Mahachulalongkon Publishing.
Abdullah H., Pihie A. H. L., Hohmann J., & Molnár J. (2010). A natural compound from Hydnophytum formicarium induces apoptosis of MCF-7 cells via up-regulation of Bax. Cancer cell international, 10(1), 14.
Prachayasttikul, S., Buraparuang, P., Worachartcheewan, A. and Isarankura, N. C. (2008). Antimicrobial and antioxydative activities of bioactive constituents from Hydnophytum formicarum Molecule, 13(4), 904-921.
Ueda J.-y., Tezuka Y., Banskota A. H., et al. (2002). Antiproliferative activity of Vietnamese medicinal plants. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 25(6), 753-760.
Rao, A., Sareddy, G.R., Phanithi, P.B., and Attipalli, R.R. (2010). The antioxidant and antiproliferative activities of methanolic extracts from Njavara rice bran. BMC Complementary and Alternative Medicine, 10, 2-9.
Bag, G.C., Devi P.G. and Bhaigyabati T. (2015). Assessment of total flavonoid content and antioxidant activity of methanolic rhizome extract of three Hedychium species of Manipur valley. International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research, 30(1). 154-159.
Mai Nguyen Ngoc Trac, Do Thi Hong Tuoi (2016). Study on acute toxicity, in vivo anti-inflammatory and analgesic effects of 50% alcohol extract of Hydnophytum formicarum rhizomes. Ho Chi Minh City Journal of Medicine, 20(2), 204-209.
Jayawardhane, Madushanka, Mewan, Karunajeewa and Edirisinghe. (2016). Determination of Quality Characteristics in Different Green Tea Products Available in Sri Lankan Supermarkets. In 6th Symposium on Plantation Crop Research, at Bandaranaike Memorial International Conference Hall, Colombo, Sri Lanka, 6.
Ignat, I., Volf, I., và Popa, V. (2010). A critical review of methods for characterisation of polyphenolic compounds in fruits and vegetables. Food Chemistry, 126 (4), 1821-1835.

A STUDY ON THE PRODUCTION OF TEA BAG FROM HYDNOPHYTUM FORMICARUM CONTAINING HIGH TOTAL POLYPHENOL

Master. LE BICH TUYEN¹

Master. HUYNH KIM YEN²

Master. TRUONG THI TU TRAN¹

Master. NGUYEN THI THU HAU²

TRAN HOANG LAM¹

Master. NGUYEN THI PHUONG²

Master. VU THI YEN²

VU THI CAM TIEN¹

¹Faculty of Food Science and Health, Kien Giang University

²Faculty of Agriculture and Rural Development, Kien Giang University

ABSTRACT:

This study is to produce a tea bag from Hydnophytum formicarum containing high total polyphenol. The study examines some factors affecting the quality of tea bag products such as temperature, extraction time and mixing ratio. The study’s results show that the optimum extraction temperature is 100^oC to get the content of polyphenols and flavonoids of 72.75 mg GAE/g BKN and 166.09 mg QE/g BKN, respectively. The optimal extraction time is 03 minutes to get the highest polyphenol content of 76.79 mg GAE/g BKN and good product organoleptic. Meanwhile, by using the sensory scoring method, the study finds out that the mixing ratio of Hydnophytum formicarum to Chrysanthemum indicum, Glycyrrhiza uralensis at 2:1:1 gives the most preferred product evaluation results.

Keywords: Hydnophytum formicarum, flavonoid, polyphenol, tea bag.