Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Nghiên cứu, hoàn thiện quy trình sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe từ cây rau má bằng công nghệ chiết xuất - cô đặc tuần hoàn chân không (10/08/2026)

Rau má (Centella asiatica (L.) Urban) là một loại dược liệu có giá trị dinh dưỡng và dược tính cao, được trồng phổ biến tại tỉnh Quảng Trị và nhiều địa phương lân cận. Cây rau má chứa nhiều hợp chất sinh học có hoạt tính như asiaticoside, madecassoside, asiatic acid và madecassic acid, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm và chăm sóc sức khỏe. Mặc dù có tiềm năng lớn về nguồn nguyên liệu, việc khai thác và sử dụng rau má hiện nay vẫn chủ yếu dưới dạng tươi hoặc các sản phẩm chế biến thủ công quy mô nhỏ. Các sản phẩm này thường có chất lượng chưa đồng nhất, thời gian bảo quản ngắn và giá trị gia tăng chưa cao, do đó chưa phát huy hiệu quả kinh tế tương xứng với tiềm năng của cây trồng cũng như chưa góp phần đáng kể vào việc ổn định đầu ra cho người sản xuất.

Bên cạnh đó, các nghiên cứu về chế biến sâu rau má tại Việt Nam còn tương đối hạn chế, đặc biệt đối với các sản phẩm dạng bột hòa tan có tính tiện dụng cao và phù hợp với xu hướng tiêu dùng hiện đại. Việc thiếu các quy trình công nghệ được nghiên cứu, tối ưu hóa và đánh giá ở quy mô ứng dụng đã làm hạn chế khả năng thương mại hóa sản phẩm, đồng thời chưa đáp ứng yêu cầu phát triển chuỗi giá trị dược liệu gắn với chế biến sâu theo định hướng phát triển kinh tế nông nghiệp của địa phương.

Xuất phát từ những yêu cầu thực tiễn nêu trên, Trung tâm Đổi mới sáng tạo và Chuyển đổi số tiến hành triển khai đề tài “Nghiên cứu, hoàn thiện quy trình sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe từ cây rau má bằng công nghệ chiết xuất - cô đặc tuần hoàn chân không” do KS Nguyễn Chính Trực làm chủ nhiệm. Việc nghiên cứu và hoàn thiện quy trình sản xuất bột rau má hòa tan bằng công nghệ chiết xuất kết hợp cô đặc tuần hoàn chân không là cần thiết và có ý nghĩa khoa học cũng như thực tiễn. Công nghệ này không những góp phần bảo toàn các hợp chất hoạt tính sinh học trong nguyên liệu mà còn tạo ra sản phẩm có chất lượng ổn định, thời gian bảo quản dài và tính tiện dụng cao. Đề đạt được mục tiêu này, nhóm nghiên cứu đã tập trung nghiên cứu các nội dung và kết quả thu được như sau:

(1) Hoàn thiện cơ sở khoa học và xây dựng tiêu chuẩn nguyên liệu rau má

Đề tài đã thu thập, phân tích và hệ thống hóa các tài liệu khoa học trong nước và quốc tế về thành phần hoạt chất, đặc tính sinh học và yêu cầu chất lượng của cây rau má. Trên cơ sở đó, nhóm nghiên cứu đã xây dựng bộ tiêu chuẩn nguyên liệu đầu vào gồm các chỉ tiêu cảm quan, vi sinh, hóa lý, hàm lượng hoạt chất và tạp chất, phù hợp với quy định của Bộ Y tế, quy chuẩn QCVN và thực tế vùng nguyên liệu Quảng Trị.

Trên cơ sở đánh giá các đặc tính của nguyên liệu rau má và kế thừa kinh nghiệm thực tiễn trong sản xuất dược liệu, nhiệm vụ đã xây dựng và áp dụng quy trình sơ chế, sấy khô nguyên liệu phù hợp với mục tiêu nghiên cứu và điều kiện sản xuất. Nguyên liệu rau má sau khi thu mua được tiến hành loại bỏ tạp chất còn sót lại, rửa sạch nhằm loại trừ đất cát và các tạp chất cơ học, sau đó được đưa vào thiết bị sấy bơm nhiệt để giảm độ ẩm của nguyên liệu.

Nguyên liệu sau sấy đạt các yêu cầu kỹ thuật đề ra, cụ thể: độ ẩm nhỏ hơn 12%, được xác định bằng phương pháp cảm quan thông qua đặc tính giòn, dễ vụn khi bóp; nguyên liệu có màu xanh đặc trưng, mùi thơm tự nhiên của rau má, không lẫn tạp chất. Các chỉ tiêu này cho thấy quá trình sấy bảo đảm làm khô nguyên liệu mà không gây biến đổi bất lợi về mặt cảm quan.

Quy trình sơ chế và sấy khô nguyên liệu rau má được xây dựng theo hướng khoa học, góp phần loại bỏ tối đa tạp chất, đồng thời hạn chế ảnh hưởng đến hàm lượng hoạt chất của cây rau má. Nguyên liệu sau sơ chế có chất lượng ổn định, đáp ứng yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm, hiệu quả kinh tế, thuận lợi cho bảo quản, vận chuyển và sử dụng trong các công đoạn chế biến tiếp theo

Kết quả kiểm nghiệm nguyên liệu rau má tại Quảng Điền cho thấy: Không phát hiện kim loại nặng vượt ngưỡng; Không có dư lượng thuốc BVTV; Hàm lượng saponin tổng số đạt 3,0%, đáp ứng yêu cầu dược liệu dùngcho TPBVSK.

(2) Thử nghiệm các thông số chiết xuất và hoàn thiện quy trình chiết xuất

Từ các phân tích định lượng (thống kê sai số) và định tính (màu, mùi, trạng thái), mức nhiệt độ 60°C được xác định là thông số kỹ thuật tối ưu. Tại điều kiện này (TN2), hiệu suất thu hồi cao khô đạt mức tốt (9,25 ± 0,12 kg), sai số thực nghiệm thấp (± 0,12) thể hiện tính ổn định cao của quy trình. Quan trọng nhất, nhiệt độ 60°C vừa đủ cung cấp động năng để rút kiệt hoạt chất, vừa nằm trong giới hạn an toàn để không làm phân hủy cấu trúc Saponin hay hòa tan tạp chất, tạo ra bột thành phẩm có độ hòa tan tốt, màu nâu cánh gián trong và vị ngọt hậu chuẩn mực.

Từ các phân tích thực nghiệm và xử lý sai số, thời gian chiết xuất 60 phút (TN1) được xác định là thông số tối ưu. Tại điều kiện này, dịch chiết thu được có độ tinh khiết cao, sai số thực nghiệm thấp (± 0,14) chứng tỏ tính ổn định và lặp lại của quy trình, đồng thời bảo đảm hiệu suất kinh tế tốt nhất cho việc áp dụng ở quy mô sản xuất.

Về dung môi chiết xuất, thí nghiệm so sánh giữa dung môi nước và dung môi cồn thực phẩm nồng độ 30° cho thấy sự khác biệt về khối lượng cao khô và chất lượng sản phẩm là không đáng kể. Xét trên các yếu tố hiệu quả thu hồi, chất lượng sản phẩm, chi phí và tính an toàn trong sản xuất, dung môi nước được đánh giá là phù hợp hơn và thuận lợi cho việc áp dụng ở quy mô lớn.

Từ các kết quả nghiên cứu trên, đề tài lựa chọn nhiệt độ chiết xuất 60°C, thời gian chiết xuất 60 phút và dung môi nước làm các thông số kỹ thuật cho quy trình chiết xuất trong sản xuất cao khô và bột rau má hòa tan, bảo đảm chất lượng sản phẩm, hiệu quả kinh tế và khả năng áp dụng trong thực tế sản xuất.

Trong quá trình nghiên cứu và lựa chọn công nghệ sấy đối với dịch chiết thu được sau công đoạn chiết xuất, cô đặc nguyên liệu rau má, nhóm nghiên cứu đã tiến hành xem xét, so sánh một số công nghệ sấy phổ biến hiện nay trong lĩnh vực chế biến dược liệu và thực phẩm, bao gồm sấy chân không, sấy thăng hoa và sấy bơm nhiệt. Việc lựa chọn công nghệ sấy được xem xét trên cơ sở nhiều tiêu chí, bao gồm khả năng bảo toàn các hợp chất sinh học có giá trị, đảm bảo chất lượng cảm quan của sản phẩm, hiệu quả kinh tế cũng như khả năng đầu tư thiết bị và áp dụng trong sản xuất ở quy mô lớn.

Dựa trên kết quả định lượng về độ ẩm, sai số và thời gian, phương án sấy đơn nhiệt độ không giải quyết được triệt để bài toán tối ưu. Do đó, quy trình sấy chân không hai giai đoạn được đề xuất và lựa chọn: Giai đoạn 1 sấy ở 60°C trong 14 giờ để bốc hơi bớt nước bề mặt một cách êm dịu (tránh trào dịch); Giai đoạn 2 nâng lên 70°C trong 18 giờ để rút kiệt ẩm sâu bên trong. Phương pháp sấy dốc nhiệt này giúp độ ẩm cao khô đạt yêu cầu ổn định (khoảng 11%), khắc phục hoàn toàn sự cố trào dịch, đồng thời rút ngắn tổng thời gian sấy xuống còn 32 giờ, tối ưu hóa mức tiêu hao năng lượng.

(3) Hoàn thiện quy trình sấy dịch chiết rau má bằng công nghệ sấy nhiệt chân không

Sau khi hoàn thành các thí nghiệm tại công việc 1, tiến hành tổng hợp số liệu và chuẩn hoá các thông số kỹ thuật hoàn thiện quy trình sấy nhiệt chân không dịch chiết rau má sản xuất bột rau má hòa tan.

* Phối trộn dịch chiết:

Dịch chiết cao đặc được trộn với đường maltodextrin trước khi đưa vào sấy. Khối lượng maltodextrin sử dụng chiếm khoảng 20% khối lượng dịch chiết cao đặc. Sau quá trình trộn, mantodextrin phải trộn lẫn hoàn toàn vào dịch chiết tạo thành hỗn hợp dạng đặc sánh.

* Sấy dịch chiết

(4) Thử nghiệm và lựa chọn tỷ lệ phối trộn tối ưu:

Căn cứ kết quả thí nghiệm TN3, TN4, tỷ lệ phối trộn (khối lượng cao khô/khối lượng maltodextrin, kg/kg) tối ưu là 1/2 hoặc 1/2,5 được xác định là phù hợp cho quá trình sản xuất bột rau má hòa tan, bảo đảm chất lượng sản phẩm, tính ổn định trong bảo quản và thuận lợi cho quá trình chế biến ở quy mô sản xuất.

(5) Hoàn thiện quy trình nghiền, phối trộn, bảo quản sản phẩm

(1) Kiểm tra nguyên liệu: Cao khô bán thành phẩm và tá dược Maltodextrin phải còn hạn sử dụng, không bị ẩm mốc, vón cục, không có mùi lạ. (2) Quá trình nghiền: Đập nhỏ cao khô bán thành phẩm thành các khối có kích thước khoảng 2,5 x 2,5 cm. Khởi động máy nghiền. Cho từ từ cao khô vào phễu nạp liệu. Để giảm độ ẩm và tránh hiện tượng bết dính ở búa nghiền, có thể bổ sung một lượng nhỏ maltodextrin (khoảng 3 - 5 kg) vào nghiền cùng. Khi kết thúc, dùng búa cao su gõ nhẹ phễu để thu hồi triệt để phần bột còn bám lại. (3) Quá trình phối trộn: Căn cứ trên tỷ lệ tối ưu đã được lựa chọn (khối lượng cao khô / khối lượng maltodextrin là 1/2 hoặc 1/2,5), tính toán lượng Maltodextrin còn lại cần bổ sung. Khóa van xả đáy, nạp toàn bộ bột cao khô đã nghiền và maltodextrin vào bồn trộn. Cài đặt thời gian trộn khoảng 2 giờ để đảm bảo hỗn hợp bột phân tán đồng nhất. (4) Đóng gói thành phẩm và Vệ sinh thiết bị: Sau 2 giờ, mở van xả, thu hồi bột thành phẩm (dạng bột mịn, đồng nhất, màu nâu nhạt). Vận chuyển bột sang khu vực máy đóng gói để định lượng vào túi zipper hoặc túi màng ghép. Cuối ca làm việc, ngắt toàn bộ nguồn điện và tiến hành tháo rời lưới nghiền, dùng cồn thực phẩm 70 độ và nước sạch để vệ sinh kỹ lưỡng buồng nghiền, buồng trộn, sẵn sàng cho các mẻ sản xuất tiếp theo.

Sau khi áp dụng các quy trình nghiên cứu vào sản xuất thử nghiệm tại Công ty cổ phần Dược liệu Gold Herbal kết quả cho thấy quy trình chiết xuất, sấy và đóng gói bột rau má hòa tan phù hợp với điều kiện thực tế của nhà máy và vận hành ổn định.

Sản phẩm thử nghiệm gồm 1.000 gói 300 g và 900 gói 500 g, chất lượng đạt các yêu cầu về độ hòa tan, hàm lượng hoạt chất, độ ẩm và các chỉ tiêu đảm bảo VSATTP như: vi sinh, kim loại nặng... Hệ thống thiết bị và nhân lực của nhà máy đáp ứng tốt việc vận hành quy trình, cho thấy khả năng áp dụng ở quy mô công nghiệp.

Việc triển khai thành công quy trình tại nhà máy GMP ở Quảng Trị khẳng định tính khả thi và giá trị ứng dụng của đề tài, góp phần nâng cao giá trị dược liệu địa phương và tạo tiền đề cho sản xuất thương mại. Một số khó khăn ban đầu trong quá trình triển khai đã được khắc phục và tối ưu hóa

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu dự án tại Trung tâm Công nghệ thông tin và Truyền thông Hải Phòng./.