Nghiên cứu chọn lựa phương pháp và các điều kiện công nghệ sản xuất chất tạo ngọt steviozit từ cây cỏ ngọt; Đánh giá chất lượng sản phẩmsteviozit; Đề xuất quy trình sản xuất steviozit từ cây cỏ ngọt ở Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ Steviol glucozit trong nước, tiến tới xuất khẩu sản phẩm và dùng để thay thế đường mía trong sản xuất công nghiệp, chế biến thực phẩm.
Trong công nghiệp thực phẩm, cây Cỏ ngọt (Stevia rebaudiana) là chất phụ gia điều vị để sản xuất bánh mứt kẹo, rượu màu và nước giải khát cho người ăn kiêng. Trong các công trình khoa học đã công bố, cây Vỏ ngọt có thành phần chống ung thư vòm họng, phòng và chữa bệnh tiểu đường, cao huyết áp, chống béo phì. Theo các nghiên cứu về công nghệ chiết Steviozit từ Cỏ ngọt trên thế giới và Việt Nam thấy rằng các tác giả chủ yếu sử dụng dung môi để chiết, trong đó thông dụng nhất kà dùng methanol, hoặc hỗn hợp methanol/nước. tuy nhiên có nhiều hạn chế. Do đó, dựa trên các quy trình nghiên cứu thăm dò và tổng quan tài liệu nhóm nghiên cứu đặt ra mục đích xây dựng quy trình sản xuất Steviozit từ Cỏ ngọt ở Việt Nam để làm nguyên liệu trong công nghiệp dược, thực phẩm và định hướng lựa chọn phương pháp sản xuất Steviozit phù hợp với một số tiêu chí như: quá trình chiết xuất không độc hại, đơn giản, không gây ô nhiễm môi trường, hàm lượng Steviozit đạt khoảng 90%, hiệu suất chiết khoảng 80% mang lại hiệu quả kinh tế cao, thiết bị chiết phù hợp điều kiện Việt Nam.
Trong đề tài nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu sử dụng loại diatomit có bản chất là các aluminosilicat tinh thể, vừa có tính chất trao đổi ion, vừa có tính chất hấp thụ.
Nguyên liệu để nghiên cứu là cây cỏ ngọt khô S.rebaudiana tại Nghệ An, Bắc Giang, Hà Nam có chất lượng tốt, có màu xanh hơi ngả vàng, thơm đặc trưng, bảo quản trong túi nilon, đặt nơi thoáng mát để tránh hút ẩm.
Hóa chất dùng trong nghiên cứu gồm: mẫu so sánh Steviozit 93%; Steviozit 98%; Axetonitril; Etanol; Methanol; CaCl12, (NH4)SO4; Than hoạt tính (RH-303, Trung Quốc): dạng bột, cỡ hạt 1,75mm-2,75mm, tỷ trọng khối 0,39 g/ml, chỉ số iodine 700mg/g, pH=6,5-7; Diatomit (Việt Nam): màu trắng ngà, bột, cỡ hạt 1-1,5mm, độ ẩm 1%, pH=7-7,5; tỷ trọng khối 0,45g/cm, SiO2 (64,4%), Al2O3 (12,3%), Fe2O3 (~0,6%), CaO (~1,3%), MgO (~5,2%).
Thiết bị cho nghiên cứu gồm: Hệ thống ký sắc lỏng Alliance (Nhật); Bản silica gel 60 F254, cỡ 20 x 10cm (Merk); Máy quang phổ hấp thụ Spectro UV, Máy đo OD Jenway của Nhật); Máy cô chân không Tủ sấy, Máy khuấy từ và khuấy đũa IKA của Đức; Cân phân tích Precisa (Thụy Sỹ); Bình ổn nhiệt JSR (Hàn Quốc) và các dụng cụ khác như bình tam giác, pipet, buret, cốc đong, bình định mức, chiết quang kế, bể ổn nhiệt....
Nhóm nghiên cứu lựa chọn phương pháp chiết xuất Steviõit theo các phương pháp hóa học. Sau 3 ngày chiết xuất Steviozit bằng methanol ở 10 mẫu thí nghiệm cho thấy lượng Steviozit thu được ở các mẫu tương đối ổn định, hàm lượng trong dịch chiết ban đầu trung bình là 1,22mg/ml; sản phẩm thu được ở các mẫu đạt 41,45g sản phẩm/mẫu, hàm lượng Steviozit là 90,12%, hiệu suất chiếu trung bình là 82,01%.
Từ khảo sát 10 mẫu Cỏ ngọt, nhóm nghiên cứu đưa ra được sơ đồ quy trình chiết bằng methanol. Quy trình này chỉ cần 2 ngày, không cần nhiều thiết bị và vật liệu đắt tiền, không tiêu hoa năng lượng và nhân công cho quá trình thu hồi dung môi. Khối lượng sản phẩm (40,45g/mẫu) thu được ở các mẫu cũng như hiệu suất chiết (80,06%) rất đồng đều và ổn định. Cũng qua nghiên cứu thử nghiệm từ 10 mẫu lá Cỏ ngọt khô, nhóm nghiên cứu đã đưa ra được quy trình chiết suất Steviozit từ lá Cỏ ngọt khô bằng nước.
Sau khi tiến hành so sánh hai phương pháp này, nhóm nghiên cứu quyết địnhh chọn phương pháp chiết xuất Steviozit từ lá Cỏ ngọt bằng nước do phương pháp này hiệu quả hơn, ít tốn thời gian, chi phí thấp, dung môi thân thiện với môi trường và con người. Đây cũng là phương pháp tương đối phù hợp với các trang thiết bị và điều kiện chiết tách tại Việt Nam và cho sản phẩm Steviozit đạt chất lượng cao (hàm lượng ≥90%), có thể ứng dụng quy trình này cho sản xuất Steviozit ở quy mô công nghiệp. Tỷ lệ bột cỏ khô và nước thích hợp nhất là 1/12 (w/v) ở nhiệt độ thích hợp nhất là 90oC, thời gian chiết là 120 phút. Tinh chế dịch chiết bằng diatomit, nồng độ than hoạt tính RH-303 0,4% (theo trọng lượng) là thích hợp cho quá trình tinh chế dịch chiết Steviozit.Theo đó, nhóm đề tài đã đề xuất quy trình sản xuất Steviozit từ cây Cỏ ngọt Việt Nam để làm nguyên liệu trong sản xuất dược liệu với 7 giai đoạn với tỷ lệ bột lá Cỏ ngọt khô / nước =1/11(w/v), thời gian chiết là 140 phút, nồng độ chất khô là 25%, nhiệt độ là 1450C là thích hợp nhất.
Từ các kết quả thí nghiệm hoàn thiện quy trình công nghệ quy mô 3kg nguyên liệu/mẻ ở mục 3.3.1, nhóm đề xuất quy trình công nghệ quy mô 3kg lá Cỏ ngọt khô/mẻ với các ưu điểm sau: quy trình sử dụng dung môi chiết bằng nước an toàn, phù hợp để sản xuất sản phẩm Steviozit dùng làm nguyên liệu dược. Vật liệu lọc diatomit có tích hấp thụ và trao đổi ion nên hiệu quả tinh chế sản phẩm tốt. Hơn nữa, vật liệu này không đắt tiền, dễ dàng áp dụng vào sản xuất quy mô lớn. Sau khi thử nghiệm 5 mẫu, khối lượng Steviozit thu được là 243,7g x 5 mẻ = 1218,5g, hiệu suất chiết là 80,22%, hàm lượng Steviozit đạt 90,08%.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 11074) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.
Trong đề tài nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu sử dụng loại diatomit có bản chất là các aluminosilicat tinh thể, vừa có tính chất trao đổi ion, vừa có tính chất hấp thụ.
Nguyên liệu để nghiên cứu là cây cỏ ngọt khô S.rebaudiana tại Nghệ An, Bắc Giang, Hà Nam có chất lượng tốt, có màu xanh hơi ngả vàng, thơm đặc trưng, bảo quản trong túi nilon, đặt nơi thoáng mát để tránh hút ẩm.
Hóa chất dùng trong nghiên cứu gồm: mẫu so sánh Steviozit 93%; Steviozit 98%; Axetonitril; Etanol; Methanol; CaCl12, (NH4)SO4; Than hoạt tính (RH-303, Trung Quốc): dạng bột, cỡ hạt 1,75mm-2,75mm, tỷ trọng khối 0,39 g/ml, chỉ số iodine 700mg/g, pH=6,5-7; Diatomit (Việt Nam): màu trắng ngà, bột, cỡ hạt 1-1,5mm, độ ẩm 1%, pH=7-7,5; tỷ trọng khối 0,45g/cm, SiO2 (64,4%), Al2O3 (12,3%), Fe2O3 (~0,6%), CaO (~1,3%), MgO (~5,2%).
Thiết bị cho nghiên cứu gồm: Hệ thống ký sắc lỏng Alliance (Nhật); Bản silica gel 60 F254, cỡ 20 x 10cm (Merk); Máy quang phổ hấp thụ Spectro UV, Máy đo OD Jenway của Nhật); Máy cô chân không Tủ sấy, Máy khuấy từ và khuấy đũa IKA của Đức; Cân phân tích Precisa (Thụy Sỹ); Bình ổn nhiệt JSR (Hàn Quốc) và các dụng cụ khác như bình tam giác, pipet, buret, cốc đong, bình định mức, chiết quang kế, bể ổn nhiệt....
Nhóm nghiên cứu lựa chọn phương pháp chiết xuất Steviõit theo các phương pháp hóa học. Sau 3 ngày chiết xuất Steviozit bằng methanol ở 10 mẫu thí nghiệm cho thấy lượng Steviozit thu được ở các mẫu tương đối ổn định, hàm lượng trong dịch chiết ban đầu trung bình là 1,22mg/ml; sản phẩm thu được ở các mẫu đạt 41,45g sản phẩm/mẫu, hàm lượng Steviozit là 90,12%, hiệu suất chiếu trung bình là 82,01%.
Từ khảo sát 10 mẫu Cỏ ngọt, nhóm nghiên cứu đưa ra được sơ đồ quy trình chiết bằng methanol. Quy trình này chỉ cần 2 ngày, không cần nhiều thiết bị và vật liệu đắt tiền, không tiêu hoa năng lượng và nhân công cho quá trình thu hồi dung môi. Khối lượng sản phẩm (40,45g/mẫu) thu được ở các mẫu cũng như hiệu suất chiết (80,06%) rất đồng đều và ổn định. Cũng qua nghiên cứu thử nghiệm từ 10 mẫu lá Cỏ ngọt khô, nhóm nghiên cứu đã đưa ra được quy trình chiết suất Steviozit từ lá Cỏ ngọt khô bằng nước.
Sau khi tiến hành so sánh hai phương pháp này, nhóm nghiên cứu quyết địnhh chọn phương pháp chiết xuất Steviozit từ lá Cỏ ngọt bằng nước do phương pháp này hiệu quả hơn, ít tốn thời gian, chi phí thấp, dung môi thân thiện với môi trường và con người. Đây cũng là phương pháp tương đối phù hợp với các trang thiết bị và điều kiện chiết tách tại Việt Nam và cho sản phẩm Steviozit đạt chất lượng cao (hàm lượng ≥90%), có thể ứng dụng quy trình này cho sản xuất Steviozit ở quy mô công nghiệp. Tỷ lệ bột cỏ khô và nước thích hợp nhất là 1/12 (w/v) ở nhiệt độ thích hợp nhất là 90oC, thời gian chiết là 120 phút. Tinh chế dịch chiết bằng diatomit, nồng độ than hoạt tính RH-303 0,4% (theo trọng lượng) là thích hợp cho quá trình tinh chế dịch chiết Steviozit.Theo đó, nhóm đề tài đã đề xuất quy trình sản xuất Steviozit từ cây Cỏ ngọt Việt Nam để làm nguyên liệu trong sản xuất dược liệu với 7 giai đoạn với tỷ lệ bột lá Cỏ ngọt khô / nước =1/11(w/v), thời gian chiết là 140 phút, nồng độ chất khô là 25%, nhiệt độ là 1450C là thích hợp nhất.
Từ các kết quả thí nghiệm hoàn thiện quy trình công nghệ quy mô 3kg nguyên liệu/mẻ ở mục 3.3.1, nhóm đề xuất quy trình công nghệ quy mô 3kg lá Cỏ ngọt khô/mẻ với các ưu điểm sau: quy trình sử dụng dung môi chiết bằng nước an toàn, phù hợp để sản xuất sản phẩm Steviozit dùng làm nguyên liệu dược. Vật liệu lọc diatomit có tích hấp thụ và trao đổi ion nên hiệu quả tinh chế sản phẩm tốt. Hơn nữa, vật liệu này không đắt tiền, dễ dàng áp dụng vào sản xuất quy mô lớn. Sau khi thử nghiệm 5 mẫu, khối lượng Steviozit thu được là 243,7g x 5 mẻ = 1218,5g, hiệu suất chiết là 80,22%, hàm lượng Steviozit đạt 90,08%.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 11074) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.
Về trang trước
Về đầu trang
