Nghiên cứu quy trình chế biến thạch giảm ho và cảm cúm từ thảo dược thiên nhiên

Mở đầu

Trong bối cảnh môi trường ngày càng ô nhiễm, thời tiết diễn biến thất thường, các triệu chứng ho và cảm cúm là những vấn đề sức khỏe phổ biến, tác động trực tiếp đến thể trạng của trẻ em và người lớn. Đặc biệt, sau đại dịch COVID-19, hệ miễn dịch của con người có xu hướng suy giảm nghiêm trọng.

Theo báo cáo từ Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), hằng năm, bệnh cúm ảnh hưởng đến khoảng 5-10% người trưởng thành và 20-30% trẻ em trên toàn cầu. Trong số các trường hợp nhiễm bệnh, ước tính có 3-5 triệu người diễn biến nặng, với số ca tử vong dao động từ 250.000 đến 500.000 người. Những con số này cho thấy sự phổ biến và mức độ nghiêm trọng của bệnh cúm, đặt ra những thách thức lớn đối với hệ thống y tế toàn cầu.

Việc sử dụng thuốc tân dược có thể mang lại hiệu quả điều trị nhanh chóng, tuy nhiên nếu sử dụng thuốc kéo dài có thể tiềm ẩn nguy cơ tác dụng phụ, làm dấy lên mối lo ngại về tác động tiêu cực đến sức khỏe. Do đó, người tiêu dùng ngày càng tìm kiếm các giải pháp chăm sóc sức khỏe tự nhiên, an toàn và bền vững, không chỉ nhằm phòng ngừa bệnh tật mà còn để tăng cường sức khỏe lâu dài.

Các thảo dược thiên nhiên như nghệ, quất, tía tô, diếp cá, hẹ, gừng, sả, bạc hà, cam thảo, mật ong… từ lâu đã được chứng minh có khả năng hỗ trợ giảm ho, giảm cảm cúm an toàn, hiệu quả trong đông y và trong nghiên cứu khoa học hiện đại. Tuy nhiên, việc áp dụng trực tiếp các nguyên liệu này trong thực tiễn vẫn còn hạn chế do hương vị đậm đặc, cách sử dụng không phù hợp, mất nhiều thời gian sử dụng do hầu hết các nguyên liệu đều cần thời gian để chưng cất, chiết xuất. Chính vì vậy, việc phát triển các sản phẩm thảo dược có dạng chế biến tiện lợi, dễ sử dụng và vẫn đảm bảo giữ nguyên được công dụng chữa bệnh đã trở thành một hướng nghiên cứu đầy tiềm năng.

Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Đối tượng

Sản phẩm thạch giảm ho, giảm cảm cúm cho trẻ em (3-15 tuổi) và người lớn (16 tuổi trở lên) từ thảo dược thiên nhiên nghệ, quất, tía tô, diếp cá, hẹ, gừng, sả, bạc hà, cam thảo và mật ong.

Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp chuẩn bị mẫu: Rửa sạch nguyên liệu thảo dược, ngâm nước muối. Khi chiết xuất nước cốt, nguyên liệu thảo dược được xay nhuyễn cùng đá để duy trì màu sắc và độ tươi tự nhiên của dược liệu.

- Phương pháp nghiên cứu tổng quan cơ sở lý thuyết.

- Phương pháp thí nghiệm thực nghiệm.

- Phương pháp đánh giá cảm quan phương pháp cho điểm theo TCVN 3215:79.

- Phân tích thống kê mô tả bằng phần mềm Statgraphics 19, phân tích phương sai ANOVA, vẽ đồ thị bằng phần mềm Microsoft Excel 2019.

Kết quả và bàn luận

Công thức tạo hệ gel trong sản phẩm thạch thảo dược

Nhóm nghiên cứu đã thực hiện đánh giá cảm quan hệ gel và cho điểm dựa theo phương pháp cho điểm của TCVN 3215:79 (bảng 1).

Bảng 1. Bảng điểm đánh giá cảm quan hệ gel 0,3 g agar và 0,7 g carrageenan.

 Theo kết quả bảng 2, thử nghiệm 3 với 0,3 g agar và 0,7 g carrageenan đạt điểm cảm quan cao nhất là 19,64. Do đó, hệ gel này cho thạch có độ dai mềm phù hợp cho cả trẻ em và người lớn nên được sử dụng trong các thí nghiệm tiếp theo.

Bảng 2. Công thức tạo hệ gel trong sản phẩm thạch thảo dược.

Nghiên cứu quy trình chế biến thạch giảm ho, giảm cảm cúm cho trẻ em và người lớn từ thảo dược thiên nhiên

Ảnh hưởng của tỷ lệ chiết xuất thảo dược đến giá trị cảm quan, hóa lý sản phẩm thạch trẻ em và người lớn

Cảm quan: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chiết xuất thảo dược bổ sung đến giá trị cảm quan sản phẩm thạch cho trẻ em và người lớn được thể hiện ở hình 1 và 2.

Hình 1. Độ biến thiên của các yếu tố nghệ, quất, tía tô, diếp cá, hẹ đến giá trị cảm quan.

Kết quả hình 1 cho thấy, nghệ và quất là 2 yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến giá trị cảm quan sản phẩm, mô hình thực nghiệm tương thích với thực tế, R²=0,936 cho thấy mô hình giải thích được 93,6% độ biến thiên của biến phụ thuộc “Cảm quan”. R² càng gần đến giá trị 1 thì độ tin cậy của  mô hình càng cao, cho thấy sự tương quan của tỷ lệ chiết xuất thảo dược đến giá trị cảm quan gần như có ý nghĩa và độ tin cậy cao.

Hình 2. Độ biến thiên của các yếu tố gừng, sả, nghệ, bạc hà, cam thảo đến giá trị cảm quan.

Kết quả hình 2 cho thấy, gừng là yếu tố có ảnh hưởng mạnh nhất đến giá trị cảm quan của sản phẩm. Với giá trị R²=0,973, chứng tỏ mô hình có khả năng giải thích 97,3% sự biến động của biến phụ thuộc "Cảm quan". Giá trị R² càng tiến gần đến 1 cho thấy độ tin cậy cao của mô hình, đồng thời khẳng định mối tương quan mạnh mẽ giữa tỷ lệ chiết xuất thảo dược và giá trị cảm quan.

Kết quả chạy trên phần mềm Statgraphics 19 của 44 thí nghiệm thu được giá trị cảm quan thực tế cao nhất là 19,68. Giá trị tỷ lệ các nguyên liệu tối ưu lần lượt là 1,5 g nghệ, 15 g quất, 5 g tía tô, 4 g diếp cá và 3 g hẹ. Khi đó, hàm mục tiêu cảm quan đạt giá trị cực đại là 19,6829 phù hợp với giá trị cảm quan thực tế là 19,68.

Kết quả từ phần mềm Statgraphics 19 trên 59 thí nghiệm cho thấy, tỷ lệ tối ưu của các chiết xuất thảo dược bao gồm: 6 g gừng, 4 g sả, 3 g nghệ, 4 g bạc hà và 2 g cam thảo, hàm mục tiêu cảm quan đạt giá trị cực đại 19,34 trùng khớp với giá trị cảm quan thực tế đã thu được.

Hóa lý: Ngoài việc đánh giá hàm cảm quan, nhóm nghiên cứu còn tập trung khảo sát ảnh hưởng của nguyên liệu đối với các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm, vì chúng có vai trò quan trọng trong hiệu quả giảm ho và cảm cúm. Kết quả khảo sát được thể hiện ở hình 3.

Hình 3. Độ biến thiên của các yếu tố nghệ, quất, tía tô, diếp cá và hẹ đến giá trị hóa lý sản phẩm thạch trẻ em.

Kết quả thực nghiệm và chạy phần mềm Statgraphics 19 cho thấy, quất là yếu tố ảnh hưởng nhất đến cả 3 giá trị Brix, pH và hàm lượng vitamin C của sản phẩm trẻ em, hàm lượng vitamin C trong mô hình thực nghiệm có độ tin cậy cao, số liệu có ý nghĩa về mặt thống kê với hệ số R²=0,93%.

Tiến hành tối ưu hóa tỷ lệ chiết xuất thảo dược bổ sung 1,5 g nghệ, 15 g quất, 5 g tía tô, 4 g diếp cá và 3 g hẹ thu được các giá trị: Brix=16, pH=4,12 và hàm lượng Vitamin C=11,13 mg.

Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến giá trị cảm quan sản phẩm thạch trẻ em

Ở các điều kiện nhiệt độ và thời gian tiệt trùng khác nhau, mẫu thử nghiệm được đánh giá cảm quan theo TCVN 3215:79, kết quả thu được là giá trị trung bình của 3 lần lặp lại (bảng 3).

Bảng 3. Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến giá trị cảm quan sản phẩm trẻ em.

Kết quả bảng 3 cho thấy, giá trị cảm quan đạt điểm cao nhất là 19,35 ở nhiệt độ tiệt trùng 85^oC, thời gian 15 phút. Từ đó, thiết lập chế độ xử lý nhiệt trong quy trình sản xuất sản phẩm thạch giảm ho, giảm cảm cúm cho trẻ từ thảo dược thiên nhiên là 85^oC, thời gian 15 phút (hình 4).

Hình 4. Độ biến thiên của các yếu tố gừng, sả, nghệ, bạc hà và cam thảo đến giá trị hóa lý sản phẩm thạch người lớn.

Kết quả cho thấy, cam thảo tác động đến giá trị Brix và pH, trong khi nghệ là yếu tố có ảnh hưởng mạnh nhất đến hàm lượng curcumin. Mô hình thực nghiệm về hàm lượng curcumin đạt độ tin cậy cao, với hệ số xác định R²=0,99% cho thấy sự phù hợp của mô hình với dữ liệu thực tế (hình 5).

Hình 5. Kết quả tối ưu hóa giá trị hóa lý sản phẩm thạch người lớn.

Tiến hành tối ưu hóa tỷ lệ chiết xuất thảo dược bổ sung 6 g gừng, 4 g sả, 3 g nghệ, 4 g bạc hà và 2 g cam thảo thu được các giá trị: Brix=10,89, pH=5,55 và hàm lượng Curcumin=60,27 mg.

Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến giá trị cảm quan sản phẩm thạch người lớn

Ở các điều kiện nhiệt độ và thời gian tiệt trùng khác nhau, mẫu thử nghiệm được đánh giá cảm quan theo TCVN 3215:79, kết quả thu được là giá trị trung bình của 3 lần lặp lại được thể hiện ở bảng 4.

Bảng 4. Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến giá trị cảm quan sản phẩm người lớn.

Kết quả bảng 4 cho thấy, giá trị cảm quan đạt điểm cao nhất là 19,25 ở nhiệt độ tiệt trùng 85^oC, thời gian 15 phút. Từ đó, thiết lập chế độ xử lý nhiệt trong quy trình sản xuất sản phẩm thạch giảm ho, giảm cảm cúm cho người lớn từ thảo dược thiên nhiên là 85^oC, thời gian 15 phút.

Xây dựng quy trình chế biến thạch giảm ho, giảm cảm cúm cho trẻ em và người lớn từ thảo dược thiên nhiên

Sơ đồ 1. Quy trình chế biến thạch giảm ho, giảm cảm cúm cho trẻ em (SP1) và người lớn (SP2).

Sơ đồ 1 mô tả quy trình chế biến thạch giảm ho, giảm cảm cúm cho trẻ em (SP1) và người lớn (SP2).

Tạo hệ gel: Nguyên liệu nền 3 g agar và 7 g carrageenan được phối trộn với 535 g nước có nhiệt độ 70°C, khuấy đều để đạt được độ đồng nhất. Sau đó, khuấy cách thủy hỗn hợp ở nhiệt độ 80-90°C cho đến khi tan hoàn toàn.

Phối trộn: Với trẻ em: Thêm nước cốt nghệ (15 g), nước cốt quất (150 g), nước cốt tía tô (50 g), nước cốt diếp cá (40 g), nước cốt hẹ (30 g), mật ong (100 g) và đường phèn (70 g);  Với người lớn: Thêm nước cốt nghệ (30 g), nước cốt gừng (60 g), nước cốt sả (40 g), nước cốt bạc hà (40 g), nước cốt cam thảo (20 g), mật ong (70 g) và đường phèn (50 g). Khuấy đều để đạt được dung dịch đồng nhất.

Lọc: Hỗn hợp sau khi tan hoàn toàn được lọc qua túi lọc mịn để loại bỏ cặn không mong muốn, đảm bảo sản phẩm đạt được độ mịn nhất định.

Chiết rót: Chiết vào các bao bì túi nhôm với thể tích 25 ml/tuýp. Tiến hành hàn mí ở nhiệt độ 230-260°C để đảm bảo độ kín, ngăn ngừa vi khuẩn.

Thanh trùng: Sản phẩm được thanh trùng trong bể cách thủy ở nhiệt độ 85°C trong 15 phút để loại bỏ vi khuẩn và tăng thời gian bảo quản.

Làm lạnh: Sau thanh trùng, sản phẩm được làm lạnh nhanh chóng trong thau đá (5-10°C). Khi làm lạnh, kéo thẳng tuýp để thạch được phân bố đều.

Sấy khô và bảo ôn: Để sản phẩm khô tự nhiên hoặc sấy khô, dán nhãn và lưu theo dõi ở nhiệt độ phòng trong 90 phút.

Đánh giá độ ổn định của sản phẩm trong quá trình bảo quản

Kết quả đánh giá độ ổn định trong 6 tháng cho thấy các giá trị cảm quan, hóa lý được thể hiện ở hình 6.

Hình 6. Biến đổi giá trị cảm quan, hóa lý trong quá trình bảo quản sản phẩm.

Cả hai sản phẩm đều cho thấy sự ổn định về cảm quan, Brix, pH và các thành phần dược liệu chính trong suốt thời gian 6 tháng bảo quản. Mặc dù có sự giảm nhẹ về một số thành phần như đường tổng, flavonoid và vitamin C, nhưng mức giảm không đáng kể và không ảnh hưởng lớn đến chất lượng của sản phẩm.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành đánh giá và kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh, hóa lý của sản phẩm trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng trong vòng 6 tháng đầu. Kết quả thu được sẽ là cơ sở để nhóm tiếp tục theo dõi các chỉ tiêu này trong các giai đoạn bảo quản tiếp theo, đồng thời nghiên cứu các giải pháp nhằm cải thiện chất lượng và mở rộng vòng đời của sản phẩm.

Kết luận

Nghiên cứu đã đưa ra được công thức tối ưu nhất cho 2 dòng sản phẩm thạch như sau: i) Sản phẩm thạch giảm ho, giảm cảm cúm cho trẻ em từ thảo dược thiên nhiên theo tỷ lệ 1,5 g nghệ, 15 g quất, 5 g tía tô, 4 g diếp cá, 3 g hẹ, 10 g mật ong và 7 g đường phèn thu được các giá trị: Brix=16, pH=4,12, hàm lượng Vitamin C=11,13 mg; ii) Sản phẩm thạch giảm ho, giảm cảm cúm cho người lớn từ thảo dược thiên nhiên theo tỷ lệ 6 g gừng, 4 g sả, 3 g nghệ, 4 g bạc hà, 2 g cam thảo, 7 g mật ong và 5 g đường phèn thu được các giá trị: Brix=10,89, pH=5,55, hàm lượng curcumin=60,27 mg.

Nghiên cứu đưa ra chế độ xử lý nhiệt phù hợp đối với sản phẩm là 85^oC, thời gian 15 phút giúp giữ vững hương vị đặc trưng và kết cấu sản phẩm, đảm bảo công dụng giảm ho và của sản phẩm thạch thảo dược tới 2 đối tượng là trẻ em và người lớn. Đồng thời đánh giá được sự ổn định của sản phẩm trong thời gian bảo quản 6 tháng dựa vào các chỉ tiêu cảm quan, brix và pH của sản phẩm.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Đỗ Huy Bích và cộng sự (2002), Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.

2. Đỗ Tất Lợi (2006),  Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất bản Y học.

3. Lê Đình Sáng (2010), Sổ tay cây thuốc và vị thuốc Đông y, Trường Đại học Y Hà Nội.

4. Lưu Triều Giám và Viên Quốc Bảo (2007), 600 bài thuốc từ ong tác dụng dưỡng sinh và trị bệnh, Nhà xuất bản Y học.

5. Nguyễn Công Khẩn, Nguyễn Thị Lâm, Hà Thị Anh Đào và cs (2007), Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, Nhà xuất bản Y học.

6. Nguyễn Ngọc Chiến (2022), Công nghệ Nano và ứng dụng trong sản xuất thuốc, Nhà xuất bản Y học.

7. Trần Đáng (2019), Thực phẩm chức năng, Nhà xuất bản Y học.

8. Võ Quang Yến (2008), Cây nhà lá vườn cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất bản Đà Nẵng.

9. A. Amalraj, A. Pius, S. Gopi, et al. (2016), “Biological activities of curcuminoids, other biomolecules from turmeric and their derivatives - A review”, J. Tradit Complement Med., 7(2), pp.205-233, DOI: 10.1016/j.jtcme.2016.05.005.

10. H. Zhao, S. Ren, H. Yang, et al. (2022), “Peppermint essential oil: Its phytochemistry, biological activity, pharmacological effect and application”, Biomedicine & Pharmacotherapy, 154, DOI: 10.1016/j.biopha.2022.113559.