TIỂU LUẬN hóa SINH THỰC PHẨM báo cáo các thuộc tính của EO, cách khai thác chúng, các quy trình đóng gói và ứng dụng của chúng

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM & TIỂU LUẬN HÓA SINH THỰC PHẨM Giáo viên hướng dẫn : Cơ Hồng Lan Phượng Nhóm Thực Hiện : 05 Lớp : K66CNTPD Hà Nội – 9/2022 DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM STT Họ tên MSV Lớp Thái độ Đinh Hiền Lương 6650627 K66CNTPD 9,5 Dương Khánh Linh 6665411 K66CNTPD Đinh Thị Kim Ngân 6650680 K66CNTPD Trần Thị Thanh An 6655754 K66CNTPD Trần Thanh Mai 6655610 K66CNTPD 9,5 Trần Xuân Mai 6655928 K66CNTPD Nguyễn Duy Toàn 6667187 K66CNTPD 8 Trần Thị Tuyết Mai 6655815 K66CNTPD Báo cáo thảo luận Nhận xét giảng viên : … …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Tạp chí Dược Phẩm Quốc Tế Kiểm tra lại Tinh dầu: Từ chiết xuất đến đóng gói A El Asbahani a,e , K Miladi c , W Badri c , M Sala c , E.H Aït Addi b , H Casabianca d, A El Mousadik e , D Hartmann a , A Jilale e , F.N.R Renaud a , A Elaissari c,* a) Phịng thí nghiệm Vi sinh, Equipe I2B, UMR CNRS 5510, Mateis, Département Pharmaceutique de Santé Publique, ISPB, Khoa Dược, Đại học Claude Bernard – Lyon 1, Lyon, Pháp b) Trường công nghệ cao, Đại học Ibn Zohr, Agadir, Maroc c) Đại học Lyon, Đại học Lyon-1, CNRS, UMR 5007, LAGEP- CPE, 43 bd 11 Novembre 1918, F-69622 Villeurbanne, Pháp d) CNRS, Dịch vụ Phân tích Trung ương, Viện Khoa học Phân tích, Villeurbanne, Pháp e) Phịng thí nghiệm Cơng nghệ sinh học Xác định giá trị Tài nguyên Thiên nhiên, Khoa Khoa học, Đại học Ibn Zohr, Agadir, Maroc 1.Giới thiệu Tinh dầu (EO) lần quan tâm số lĩnh vực Là sản phẩm tự nhiên, chúng có đặc điểm lý hóa thú vị với giá trị phụ gia cao thân thiện với mơi trường EO có hoạt động sinh học đa dạng phù hợp Ví dụ, chúng sử dụng lĩnh vực y tế nhờ hoạt động diệt khuẩn (diệt khuẩn, diệt virut diệt nấm) đặc tính y học Nhiều nghiên cứu làm bật tác dụng kháng khuẩn EO vi khuẩn đa kháng thuốc (Mayaud et al., 2008; Burt, 2004) Hơn nữa, EO sử dụng để chống lại bệnh nhiễm trùng bệnh viện, sử dụng chất lỏng làm để khử trùng thiết bị y tế bề mặt (Warnke cộng sự, 2009) bình xịt phịng mổ phịng chờ để làm khơng khí nhằm hạn chế nhiễm (Billerbeck, 2007) Chúng mang lại cảm giác dễ chịu tinh thần cho bệnh nhân nhờ mùi dễ chịu chúng Việc sử dụng EO làm chất bảo quản thực phẩm nhắc đến (Burt, 2004; Tiwari et al., 2009) Do có thành phần hóa học phức tạp, thường bao gồm 100 hợp chất terpenic khác nhau, EO có phổ hoạt tính sinh học kháng khuẩn rộng (kháng khuẩn, kháng nấm, chống nấm mốc, kháng virus, kiểm sốt dịch hại, thuốc đuổi trùng) Trong lĩnh vực dược phẩm, EO có mặt thành phần nhiều dạng bào chế (viên nang, thuốc mỡ, kem, xi-rơ, thuốc nhộng, bình xịt thuốc xịt) Số lượng chế phẩm không ngừng tăng lên Chúng sử dụng chủ yếu cho ứng dụng địa phương hỗn hợp với dầu thực vật dùng để hít thở Ngành cơng nghiệp thực phẩm thể nhu cầu ngày tăng EO ứng dụng quan trọng chúng chất bảo quản thực phẩm (Burt, 2004), đổi bao bì thực phẩm chiến chống lại mầm bệnh gây ngộ độc thực phẩm nguy hiểm (Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium, Clostridium perfringens, Pseudomonas putida staphylococcus aureus) Nhiều nghiên cứu chứng minh hiệu EO liều lượng thấp chiến chống lại mầm bệnh vi khuẩn gặp ngành công nghiệp thực phẩm sản phẩm thịt (Oussalah cộng sự, 2006, 2007) Tương tự, mối quan tâm công chúng ngày tăng việc sử dụng kháng sinh thức ăn chăn ni xuất vi khuẩn kháng kháng sinh khả lây truyền từ vật nuôi sang người Trên thực tế, Liên minh châu Âu, việc sử dụng kháng sinh tổng hợp, chất kích thích tăng trưởng sức khỏe làm chất phụ gia thức ăn chăn nuôi bị cấm từ năm 2006 (Castanon, 2007) Trong bối cảnh này, EO chứng minh thay thú vị hoạt động kháng khuẩn tiếng ghi nhận chúng EO chứa thành phần có đặc tính diệt khuẩn kháng vi-rút sử dụng làm chất thay ma túy tổng hợp chăn nuôi (Varona cộng sự, 2013) Cơ quan Quản lý Thực phẩm Dược phẩm công nhận EO chất an toàn theo Quy định Bộ luật Liên bang số có chứa hợp chất sử dụng làm chất phụ gia kháng khuẩn (CFR, 2015; Ait-Ouazzou cộng sự, 2011; Cox cộng sự, 2001; Deans Ritchie, 1987; Nerio cộng sự, 2010; Muyima cộng sự, 2002) Các ứng dụng khác bao gồm hàng dệt y tế kỹ thuật Trong trường hợp này, bao bọc kỹ thuật lựa chọn quy trình cơng nghiệp phương tiện truyền đạt chất hồn thiện đặc tính hàng dệt thực không hiệu chi phí sử dụng cơng nghệ khác Trong ngành dệt may, ứng dụng bao bọc chất tạo mùi thơm chất làm mềm da Các ứng dụng khác bao gồm thuốc chống côn trùng, thuốc nhuộm, vitamin, chất kháng khuẩn, vật liệu thay đổi giai đoạn ứng dụng y tế, chẳng hạn thuốc kháng sinh, hormone loại thuốc khác EO hợp chất bay không ổn định mỏng manh Do đó, chúng bị phân hủy dễ dàng (do oxy hóa, bay hơi, nung nóng, ánh sáng) chúng khơng bảo vệ khỏi yếu tố bên Việc bảo vệ tăng thời gian hoạt tính chúng kiểm soát lan toả Sự ổn định EO tăng lên cách đóng gói (Hong Park, 1999) Việc đóng gói chứng minh cải thiện hoạt tính kháng khuẩn số loại kháng sinh (DrulisKawa Dorotkiewicz-Jach, 2010) Mục đích đánh giá báo cáo thuộc tính EO, cách khai thác chúng, quy trình đóng gói ứng dụng chúng Tinh dầu ? Theo Dược điển Châu Âu xuất lần thứ 7, EOs định nghĩa là: “Sản phẩm có mùi, thường có thành phần phức tạp, thu từ nguyên liệu thực vật xác định mặt thực vật, cách đun, chưng cất khô phương pháp học thích hợp mà khơng cần nhiệt Một loại tinh dầu thường tách khỏi pha nước phương pháp vật lý mà không dẫn đến thay đổi đáng kể thành phần hóa học nó” Các EO sau xử lý thêm cách thích hợp Chúng gọi mặt thương mại xác định, loại bỏ, cải tách riêng từ “x” theo ấn thứ Dược điển Châu Âu EO chất lỏng thơm có dầu chiết xuất từ nguyên liệu thực vật có mùi thơm Chúng sinh tổng hợp quan thực vật khác dạng chất chuyển hóa thứ cấp hoa (hoa nhài, hoa hồng, tím oải hương), thảo mộc, chồi (đinh hương), (Thym, Eucalyptus, Salvia), (anis, hồi), cành , vỏ (quế), vỏ (cam quýt), hạt (bạch đậu khấu), gỗ (đàn hương), thân rễ rễ (gừng) Chúng trích xuất phương pháp khác Do chất kỵ nước tỷ trọng chúng thường thấp so với nước, chúng thường ưa béo, hịa tan dung mơi hữu cơ, khơng hịa trộn với nước Chúng tách khỏi pha nước cách gạn Tuy nhiên, sản lượng khai thác chúng khác tùy thuộc vào lồi quan Tuy nhiên, chúng cịn thấp (khoảng 1%), điều khiến chúng trở thành chất quý có giá trị cao Trong số lồi thực vật, 10% có chứa EO gọi thực vật thơm (hơn 17.000 loài thực vật, phân bố khắp nơi giới (Svoboda Greenaway, 2003)) Các thể loại mà chúng tìm thấy xếp số họ: Lamiaceae, Lauraceae, Asteraceae, Rutaceae, Myrtaceae, Poaceae, Cupressaceae Piperaceae (Bruneton, 1999) 3.Tiết tinh dầu EO sinh tổng hợp, tích lũy lưu trữ cấu trúc mô học, tuyến tiết (Bouwmeester cộng sự, 1995; Bruneton, 1987) Svoboda Greenaway (2003) xác nhận có hai loại tuyến tiết: nằm bề mặt thực vật với tiết ngoại sinh nằm bên thực vật quan nội tạng với nội sinh tiết Chúng khu trú tế bào chất số tế bào tiết nhiều quan thực vật Chúng ta phân biệt loại khác (xem Bảng 1) 3.1 Mô tiết bên ngồi Mơ nằm bên ngồi - Nhú biểu bì: chúng tế bào biểu bì hình nón tiết tinh chất thường gặp cánh hoa (tức Rosa sp.) - Trichomes tuyến (các tuyến tiết lông): chúng phát triển từ tế bào biểu bì Chúng sinh tổng hợp nơi tích tụ EO đặc trưng họ Lamiaceae gia đình (Turner cộng sự, 2000) Tinh dầu tổng hợp tích lũy túi tế bào tiết chung lớp biểu bì (Hình 1a – d) Có nhiều loại trichomes tuyến (Rezakhanlo Talebi, 2010): khơng cuống (Hình 1a) có cuống trichomes Loại thứ hai có ba loại: peltate (Hình 1b), số hóa trichomes (Hình 1e) (Rezakhanlo Talebi, 2010; Baran cộng sự, 2010; Ascensão Pais, 1998) - Trichomes không tuyến: chúng có lơng giống cấu trúc thành trichomes tuyến tìm thấy số Labiatae (Hình 1f) (Kremer cộng sự, 2014; Rezakhanlo Talebi, 2010) 3.2 Mô tiết bên Mô nằm bên Chúng phân biệt - Các kênh tiết: chúng kênh nhỏ (Hình 1g) đơi kéo dài toàn chiều dài thành hình thành từ tế bào tiết chất ngồi (Apiaceae) - Các túi phân sinh (hay túi tiết): khoảng gian bào, thường có hình cầu, chứa đầy giọt EO tế bào bao quanh tổng hợp - Tế bào tiết nội bào: chúng tế bào biệt lập chuyên tích tụ tiết EO bên không bào chúng Khi nồng độ EOs đạt đến mức cao, tế bào chết (ví dụ tế bào quế, nguyệt quế, thân rễ thạch nam) Đối với số tác giả, cần phân biệt tinh chất thực vật tinh dầu Số hạng thứ tương ứng với chất tiết tự nhiên tế bào tiết chuyên biệt tạo Cách thứ hai đề cập đến chiết xuất thu nước chưng cất thủy, có nghĩa EO tinh chất thực vật chưng cất Ví dụ, chiết xuất thu từ vỏ trái có múi phương pháp lạnh tinh dầu chiết xuất thu cách chưng cất nước tinh dầu Các mô khác chuyên lưu trữ tích tụ EO cung cấp lớp bảo vệ lý tưởng cho sản phẩm dễ vỡ chống lại yếu tố bên mà chúng dễ bị tổn thương (ánh sáng, nhiệt, độ ẩm trình oxy hóa) Họ phát hành nội dung họ cách rách sau độ ẩm thay đổi tác động học Nó trường hợp trích xuất EO thảo luận cách tiếp cận đoạn văn sau Vai trò sinh học EO thực vật giả thuyết chúng đóng vai trò tương tác thực vật - thực vật (ức chế nảy mầm tăng trưởng thực vật khác) tương tác thực vật động vật (chất thu hút polli nators chất xua đuổi dịch hại) Họ cung cấp vai trò phòng thủ chống lại nấm vi sinh vật gây bệnh chống lại động vật ăn cỏ (khơng có lông) côn trùng (Erman, 1985) Các chuyên gia coi EO nguồn tín hiệu hóa học cho phép nhà máy kiểm sốt điều chỉnh mơi trường chúng (Bruneton, 2009) Eos chất chiết xuất khác chất lượng, số lượng thành phần theo khí hậu, thành phần đất, quan thực vật, tuổi giai đoạn chu kỳ sinh dưỡng (Masotti cộng sự, 2003; Angioni cộng sự, 2006) Bảng : Cấu trúc tiết chuyên tích tụ dự trữ tinh dầu A.E Asbahani cộng / Tạp chí Dược phẩm Quốc tế 483 (2015) 220–243 Cấu trúc tiết Sự mơ tả Cây nội tạng Thí dụ Họ thực vật Tế bào tiết biểu bì hình nón Hoa Cánh hoa Rosa damascena Convallaria majalis Thuộc họ hoa hồng Cơ quan tiết bên ngồi Nhú bì Lơng tiết Tế bào tận tuyến trichomes trichomes tiết EO Thân Lá Cơ quan tiết Khoảng gian Epicarp nội bào chứa đầy trái tế bào tiết Phân sinh Các kênh nhỏ tiết hình túi thành từ tế bào tiết tổng hợp suốt thực vật Thân Tế bào tiết nội Tế bào bào chuyên tích tụ EO bên không bào chúng Thân Lá Thân rễ Họ măng tây Pelargonium sp Họ Salvia sp., Geraniaceae Mentha sp Họ hoa môi Citrus sp Họ Rutaceae Họ Myrtaceae Apiaceae Petroselinum sp Pimpinella sp Daucus sp Cinnamomum Họ Long não ceylanicum Laurus nobilis Acorus calamus Hình.1a: Tuyến tiết khơng cuống bề mặt origanum heraleoticum để lại cho thấy khơng gian dạng thấu kính chứa đầy tinh dầu lớp biểu bì mở rộng hồn tồn (magn X420) (svoboda Greenaway, 2003) Hinh.1d: Các loại trichomes tiết khác cỏ hương (Tế bào tiết C.S; Tế bào gốc C.B Túi tinh dầu P.E.) Hình.1b: Peltate trichomes (cu: lớp biểu bì, gs: khơng gian tuyến chứa đầy EO, pc: tế bào ngoại vi, cc: tế bào trung tâm) (Bran cộng sự, 2010) Hình.1c: Digitiform trichome Stachys lavandulifolia vahl (Ảnh hiển vi ánh sáng) (Rezakhanlo Talebi, 2010) Hình.1e: Hình ảnh hiển vi ánh sáng lông bảo vệ tiết P Tombolens (Gx 400) (Boukhatem cộng sự, 2010) Hình.1f: Ảnh hiển vi SEM Micromeria kerneri cho thấy trichomes không tuyến (NG) (Kremer cộng sự, 2014) đun sôi lâu pH thấp Mặt khác, chiết xuất thu dung môi hữu chứa chất cặn bã gây ô nhiễm thực phẩm nước hoa mà chúng thêm vào (Faborode Favier, 1996) Điều làm ảnh hưởng đến an toàn sản phẩm chiết xuất kỹ thuật Vì vậy, khơng thể sử dụng chúng cho ứng dụng thực phẩm dược phẩm Những nhược điểm tránh cách sử dụng cơng nghệ kết hợp dung mơi hữu có nhiệt độ sơi thấp (ví dụn-pentan) quy trình chưng cất nước (0S-SD) (Li Tian, 2009) 5.1.4 Ép lạnh Ép lạnh phương pháp truyền thống để chiết xuất EO từ vỏ trái có múi Trong q trình khai thác, túi dầu bị vỡ giải phóng loại dầu dễ bay khu trú phần bên mesocarpe (túi dầu tuyến dầu) Dầu loại bỏ học cách ép lạnh tạo nhũ tương dạng nước Dầu thu hồi sau cách ly tâm (Ferhat cộng sự, 2007) Trong trường hợp này, thu tinh chất thực vật vỏ cam quýt sử dụng ngành công nghiệp thực phẩm dược phẩm làm thành phần hương liệu phụ gia (công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm số sản phẩm chăm sóc gia đình) A.E Asbahani cộng / Tạp chí Dược phẩm Quốc tế 483 (2015) 220– 243 Hình Sơ đồ hệ thống khai thác nước tới hạn (Mohammad Eikani, 2007) hồ chứa nước; buret; máy bơm; lò nướng; gia nhiệt trước; đầu vào nước; đường tránh; nước đầu ra; tế bào chiết xuất; 10 trao đổi nhiệt; MF, lọc vi mô; P, số áp suất; PR, điều áp; TI, thị nhiệt độ; WI, nước làm mát vào; WO, nước làm mát vật liệu ngâm nước dung mơi đồng thời chịu tác động sóng siêu âm Kỹ thuật sử dụng để chiết xuất nhiều EO đặc biệt từ hạt (Karim Assami, 2012; Sereshti cộng sự, 2012) Tuy nhiên, phát triển đặc biệt để chiết xuất số phân tử trị liệu quan tâm (Chemat Lucchesi, 2006; Sališová cộng sự, 1997; Hromádková cộng sự, 1999) Các sóng siêu âm sử dụng có tần số 20 kHz – MH Điều gây rung động học tường màng chiết xuất thực vật tạo giải phóng nhanh chóng giọt EO Cơ chế khai thác liên quan đến hai loại tượng: khuếch tán qua thành tế bào rửa nội dung ô tường bị phá vỡ (Vinatoru, 2001) Trên thực tế, Eos lưu trữ nhà máy cấu trúc bên bên cụ thể dạng tuyến chứa đầy giọt EOs Da chúng mỏng dễ dàng bị phá hủy sonication (trong trường hợp bên cấu trúc) Đối với bên trong, mức độ xay xát vật liệu thực vật đóng vai trị quan trọng sản lượng thu Bảng Nó Rõ ràng việc giảm kích thước nguyên liệu thực vật làm tăng số lượng tế bào tiếp xúc với sóng siêu âm gây So với phương pháp khai thác truyền thống, UAE cải thiện hiệu suất tốc độ chiết xuất, giảm nhiệt độ chiết xuất, làm tăng phạm vi lựa chọn dung môi (Romanik cộng sự, 2007) Các thiết bị tương đối đơn giản rẻ tiền so với kỹ thuật khác SCFE vi sóng hỗ trợ chiết xuất (MAE) Hơn nữa, UAE có lợi cho thực vật vật liệu nhạy cảm với nhiệt độ Các mức độ ưu việt khác siêu âm tăng cường truyền khối, phá vỡ tế bào, cải thiện thâm nhập dung môi hiệu ứng mao mạch 5.2 Các kỹ thuật khai thác tinh dầu tiên tiến Một nhược điểm kỹ thuật thông thường liên quan với khả chịu nhiệt thành phần EOs trải qua thay đổi hóa học (thủy phân, đồng phân hóa, oxy hóa) nhiệt độ áp dụng cao Do đó, chất lượng EO chiết xuất bị ảnh hưởng nghiêm trọng, đặc biệt thời gian chiết xuất Dài Điều quan trọng phương pháp khai thác trì EO thành phần hóa học tỷ trọng tự nhiên trạng thái ban đầu Các kỹ thuật chiết xuất phải giảm thời gian chiết xuất, tiêu thụ lượng, sử dụng dung môi phát thải CO2 Hình Chưng cất nước chưng cất Hình 3a Trình bày sơ đồ trình trưng cất nước Hình 3b Trình bày trình trưng cất 5.2.1.Chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn (SCFE) Đối với chất lỏng, trạng thái siêu tới hạn đạt điều kiện xác định rõ: áp suất tới hạn (Pc) nhiệt độ (Tc) Khi đó, chất lỏng thể đặc tính thú vị: (i) độ nhớt thấp, (ii) độ khuếch tán cao, (iii) mật độ gần với tỷ trọng chất lỏng Carbon dioxide nói chung dung mơi sử dụng rộng rãi để chiết xuất EO nhiều ưu điểm nó: (i) dễ dàng đạt điểm tới hạn (áp suất tới hạn thấp, Pc: 72,9 atm nhiệt độ, Tc: 31,2 C), (ii) không khắc nghiệt phân tử bền nhiệt tinh chất thực vật (Bảng 3) (Herrero cộng sự, 2006); (iii) trơ mặt hóa học khơng độc hại, (iv) khơng cháy, (v) có độ tinh khiết cao với chi phí tương đối thấp, (vi) dễ dàng loại bỏ dấu vết khỏi dịch chiết thu phương pháp trầm cảm đơn giản (Pourmortazavi Hajimirsadeghi, 2007) (vii) tính phân cực tương tự pentan nên thích hợp để chiết xuất hợp chất ưa béo SCFE sử dụng để chiết xuất số EO (Mara Braga, 2005; Carvalho cộng sự, 2005; Lucinewton Moura, 2013; Khajeh cộng sự, 2004; Aghel cộng sự, 2004) Nguyên tắc dựa việc sử dụng tái chế chất lỏng bước nén / nén lặp lặp lại Bằng cách nén gia nhiệt cao, CO2 đạt đến trạng thái siêu tới hạn Nó qua nguyên liệu thực vật thô nạp chất bay chiết xuất từ thực vật Tiếp theo bước khử: dịch chiết chuyển đến nhiều thiết bị phân tách, CO2 phân hủy (do làm sức mạnh dung mơi nó) để tách dịch chiết thu khỏi chất lỏng Sau biến thành khí thải sau tái chế (xem Hình 4) (Fornari cộng sự, 2012) Việc sử dụng kỹ thuật để chiết xuất EO tăng lên hai thập kỷ qua Một trở ngại cho phát triển chi phí cao thiết bị, việc lắp đặt hoạt động bảo trì chúng Thật vậy, số nhà máy SFE để sản xuất EO (Fornari cộng sự, 2012; Gomes cộng sự, 2007; Cao cộng sự, 2007; Geng cộng sự, 2007; Guan cộng sự, 2007; Petra Kotnik , 2007) Chất chiết xuất siêu tới hạn chứng minh có chất lượng vượt trội, với hoạt động chức sinh học tốt (Capuzzo cộng sự, 2013) so với chất chiết xuất tạo phương pháp chưng cất hydro dung môi lỏng (Vági cộng sự, 2005; Glišic cộng sự, 2007) Hơn nữa, số nghiên cứu cho thấy đặc tính kháng khuẩn kháng nấm tốt cho sản phẩm siêu tới hạn Glišic cộng sự, (2007) báo cáo ví dụ hoạt tính sinh học cải thiện thể qua chiết xuất siêu tới hạn, chứng minh tinh dầu cà rốt siêu tới hạn có hiệu Bacillus cereus so với tinh dầu thu phương pháp chưng cất 5.2.2 Chất lỏng chiết xuất tới hạn (Khí hydro khí Cacbonic) Một số cơng trình nghiên cứu minh họa việc sử dụng nước trạng thái tới hạn để khai thác EO (Özel et al., 2006) Trạng thái tới hạn đạt áp suất cao áp suất tới hạn (Pc) nhiệt độ thấp nhiệt độ tới hạn (Tc), ngược lại Ở trạng thái này, nước CO2 chất lỏng sử dụng rộng rãi để chiết xuất EO Chất lỏng thu có đặc tính thú vị: độ nhớt thấp, tỷ trọng gần chất lỏng khuếch tán chất khí chất lỏng Soto Ayala Luque de Castro, (2001) Rovio cộng sự, (1999) báo cáo chiết xuất nước tới hạn (SWE) EO giải pháp thay mạnh mẽ, cho phép chiết xuất nhanh chóng sử dụng nhiệt độ làm việc thấp Điều tránh làm suy thoái hợp chất dễ bay bền nhiệt Các khía cạnh tích cực khác việc sử dụng SWE tính đơn giản, chi phí thấp tác động mơi trường thuận lợi Những ưu điểm quan trọng kỹ thuật so với kỹ thuật chiết xuất truyền thống thời gian chiết xuất ngắn hơn, chất lượng chiết xuất cao hơn, chi phí thấp cho tác nhân chiết xuất, kỹ thuật tương thích với mơi trường (Herrero cộng sự, 2006) tiêu thụ dung môi thấp (xem Hình ) Ít cặn tạo với hiệu chất lượng EO lớn Một nghiên cứu so sánh CO2 siêu tới hạn SWE thiết lập (Luque de Castro cộng sự, 1999) Các tác giả kết luận rằng, SWE tốn so với chiết xuất CO2 siêu tới hạn, tốn để thực việc lắp đặt địi hỏi phải có thiết bị cụ thể Điều kiện chiết xuất SWE nhẹ nhàng (xem Bảng 5) (Mohammad Eikani, 2007) Bảng 3: So sánh chiết xuất CO2 siêu tới hạn chiết xuất SWE Các tiêu chí Giai đoạn làm khơ Đồng chiết xuất sáp dạng thấu kính Chi phí mua lại Chi phí bảo trì Điều kiện chiết xuất Hiệu ứng cô đặc trước Điều kiện môi trường CO2 Có Có SWE Khơng(+) Khơng(+) Cao Cao Nhẹ(+) Có(+) Có(+) Vừa phải(+) Thấp(+) Vừa phải Khơng Có(+) 1.P1: Bơm CO2; 2.P2:bơm cosolvent; HE1, HE2, HE3: trao đổi nhiệt; EV: bình chiết; S1, S2: phân cách; V, V1, V2: van điều áp ngược; ST: Bể chứa CO2; F: lọc Hình Sơ đồ SFE điển hình để khai thác chất thực vật (Fornari cộng sự, 2012) 5.2.3 Chiết xuất CO2 tới hạn CO2 trạng thái tới hạn thu nhiệt độ từ 31 C đến 55 C áp suất từ 0,5 MPa đến 7,4 MPa Trong điều kiện này, CO2 hoạt động dung môi không phân cực (Moyler, 1993) Phương pháp tránh phân hủy quan sát thấy trình chưng cất nước bị theo nước nhiệt độ cao có mặt nước Theo Chen cộng sự, (1986), dịch chiết thu kỹ thuật có hương vị giống với hương vị nguyên liệu thực vật tươi Hơn nữa, chất lượng chiết xuất thu CO2 tới hạn tốt nhiều so với chất lượng thu nước tới hạn Bảng cho thấy so sánh chiết xuất CO2 siêu tới hạn chiết xuất SWE 5.2.4 Siêu âm hỗ trợ khai thác EO (UAE) Kỹ thuật phát triển vào năm 1950 thiết bị quy mơ phịng thí nghiệm (Vinatoru, 2001) Siêu âm cho phép tăng cường chọn lọc chiết xuất EO cách đẩy nhanh q trình giải phóng chúng khỏi ngun liệu thực vật sử dụng kết hợp với kỹ thuật khác (chưng cất hydro chiết xuất dung môi) Nguyên liệu thực vật ngâm nước dung môi đồng thời chịu tác động sóng siêu âm Kỹ thuật sử dụng để chiết xuất nhiều EO, đặc biệt từ hạt (Karim Assami, 2012; Sereshti et al., 2012) Tuy nhiên, phát triển đặc biệt để chiết xuất số phân tử quan tâm điều trị (Chemat Lucchesi, 2006; Sališová cộng sự, 1997; Hromádková cộng sự, 1999) Sóng siêu âm sử dụng có tần số 20 kHz – MH Điều gây rung động học tường màng chiết xuất thực vật, tạo giải phóng nhanh chóng giọt EOs Cơ chế chiết xuất bao gồm hai loại tượng: khuếch tán qua thành tế bào rửa thành phần tế bào sau thành tế bào bị phá vỡ (Vinatoru, 2001) Trên thực tế, EO lưu trữ trong cấu trúc bên bên cụ thể dạng tuyến chứa đầy giọt EO Da chúng mỏng, dễ dàng bị phá hủy sóng siêu âm (trong trường hợp cấu trúc bên ngồi) Đối với nguyên liệu bên trong, mức độ xay xát ngun liệu thực vật đóng vai trị quan trọng suất thu trình bày Bảng Rõ ràng việc giảm kích thước nguyên liệu thực vật làm tăng số lượng tế bào tiếp xúc với sóng siêu âm gây So với phương pháp chiết xuất truyền thống, UAE cải thiện hiệu suất tốc độ chiết, giảm nhiệt độ chiết tăng phạm vi lựa chọn dung môi (Romanik cộng sự, 2007) Các thiết bị tương đối đơn giản rẻ tiền so với kỹ thuật khác SCFE chiết xuất có hỗ trợ vi sóng (MAE) Hơn nữa, UAE có lợi cho vật liệu thực vật nhạy cảm với nhiệt độ Các ưu điểm khác siêu âm tăng cường truyền khối, phá vỡ tế bào, cải thiện thâm nhập dung mơi hiệu ứng mao mạch Hình Sơ đồ hệ thống khai thác nước tới hạn (Mohammad Eikani, 2007) 1, Hồ chứa nước; 2, Buret; 3,Máy bơm; 4, Lò nướng; 5, Bộ gia nhiệt trước; 6, Nước đầu vào; 7, Đi qua dòng; 8, Nước đầu ra; 9, Tế bào chiết xuất; 10, Bộ trao đổi nhiệt; MF: lọc vi mô; P:chỉ số áp suất; PR: điều áp; TI: thị nhiệt độ; WI: nước làm mát vào; WO: nước làm mát Thời gian chiết xuất (phút) Kỹ thuật chiết xuất Mức độ phay Eugenol chiết xuất (g/100 g) 30 30 Im lặng Im lặng Không phay 0.1–0.5 mm 4.10 25.20 30 30 US US Không phay 0.1–0.5 mm 4.22 32.66 5.2.5 Khai thác có hỗ trợ vi sóng (MAE) Vi ba sóng dựa điện từ với tần số từ 300 MHz đến 30 GHz bước sóng từ 1Tần số thường sử dụng 2450MHz tương ứng với giây tương ứng với bước sóng 12,2 cm Việc sử dụng MAE phát triển với phát triển khái niệm khai thác xanh nhu cầu phương pháp khai thác tiết kiệm lượng cm đến m Sự ý nhiều trả tiền cho việc áp dụng hệ thống sưởi điện mơi vi sóng cho EO khai thác Bắt đầu từ chưng cất vi sóng khơng khí nén (CAMD) phương pháp chưng cất vi sóng chân khơng (VMHD), cải tiến trình chiết xuất hỗ trợ vi sóng (MAE) dẫn đến phát triển số lượng lớn biến thể lò vi song hỗ trợ trình chưng cất hydro (Stashenko cộng sự, 2004; Golmakani Rezaei, 2008), chiết xuất vi sóng khơng dung môi (SFME) (Lucchesi et al., 2004a, b), chưng cất nước gia tốc vi sóng (MASD) (Chemat Lucchesi, 2006), chưng cất nước vi song (Sahraoui cộng sự, 2008), khuếch tán hydro vi sóng trọng lực (MHG) (Vian cộng sự, 2008) lò vi sóng di động hỗ trợ khai thác (PMAE) MAE, phần lớn phát triển Chemat đồng nghiệp, nhanh chóng trở thành nơi khai thác EO mạnh phương pháp kỹ thuật mắt đầy hứa hẹn Nó cung cấp khả tái tạo cao thời gian ngắn hơn, đơn giản hóa thao tác, giảm tiêu thụ dung mơi giảm lượng đầu vào phân biệt: 5.2.6 Khai thác vi sóng khơng dung mơi (SFME) Phương pháp phát triển Chemat đồng nghiệp (Lucchesi cộng sự, 2004a, b) Dựa kết hợp lị vi song lượng đun nóng chưng cất khơ, bao gồm lị vi song chưng cất khơ áp suất khí tươi khơng có thêm nước dung mơi hữu (Filly cộng sự, 2014) (Hình 6) Sự gia nhiệt có chọn lọc hàm lượng nước chỗ nguyên liệu thực vật làm cho mô sưng lên làm cho tuyến ổ chứa trứng vỡ Do đó, q trình giải phóng EO, bốc tự nhiên cách chưng cất azeotropic với nước có nguyên liệu thực vật (Li cộng sự, 2013) Một quy mô thử nghiệm đề xuất chứng minh khả thi ứng dụng công nghiệp (Filly cộng sự, 2014) so với quy mơ Phịng thí nghiệm SFME Nhiều EO chiết xuất quy mô phịng thí nghiệm kỹ thuật (Filly cộng sự, 2014) Bảng 4: Ảnh hưởng mức độ xay xát đến chiết xuất hoa đinh hương Thời gian chiết Kỹ thuật xuất (phút) xuất 30 Silent 30 Silent 30 US 30 US chiết Độ phay Không xay 0,1 - 0,5 mm Không xay 0,1 - 0,5 mm Eugenol chiết xuất (g/100g) 4.10 25.20 4.22 32.66 Asbahani cộng / Tạp chí Dược phẩm Quốc tế 483 (2015) 220–243 Bảng 5: Ứng dụng hạt chứa tinh dầu ưu điểm chúng A.E Asbahani cộng / Tạp chí Dược phẩm Quốc tế 483 (2015) 220–243 Hình Khai thác vi sóng khơng dung mơi (SFME) Kỹ thuật cho phép cô lập tập trung chất dễ bay hợp chất 30 phút thông thường cần chưng cất thủy 5.2.7 Khuếch tán vi sóng trọng lực (MHG) MHG thiết kế phát triển lần Chemat đồng nghiệp Vian cộng (2008) phát triển kết hợp gia nhiệt vi sóng alembic đảo ngược trọng lực trái đất áp suất khí (Hình 7a) Vật liệu thực vật đặt lò phản ứng vi sóng đảo ngược mà khơng cần thêm dung mơi nước Sự gia nhiệt bên vật liệu nhà máy nước làm biến dạng tế bào thực vật dẫn đến vỡ tuyến ổ chứa trứng (do làm nóng hành động vi sóng) giải phóng EO nước thực vật bên ngồi vật liệu thực vật Dưới trọng lực, chất chiết xuất điều khiển từ xuống khỏi lị phản ứng vi sóng để làm mát hệ thống (Hình 7) Khuếch tán vi sóng trọng lực (MHG) có báo cáo Chemat Lucchesi (2006) hiệu quả, cách tiếp cận tiết kiệm thân thiện với mơi trường Nó hình thành để chiết xuất hợp chất dễ bay từ nguyên liệu thực vật tươi với độ ẩm ban đầu tối thiểu 60% Các trình diễn kỹ thuật là: giảm thời gian chiết xuất (chỉ 20 phút 90 phút trường hợp chưng cất thủy điện) tiết kiệm điện giảm thiểu tác động đến môi trường (Vian cộng sự, 2008) Một tương tự kỹ thuật phát triển Farhat et al (2010): lị vi song quy trình khuếch tán khơ trọng lực (MDG) để chiết xuất tinh dầu hạt caraway khơ (Hình 7b) Nó có ngun tắc tương tự MHG ngoại trừ việc chiết xuất thực nguyên liệu thực vật khô mà không thêm dung môi nước So với khuếch tán hydro, điều kỹ thuật cho phép chiết xuất nhanh EO (45 phút so với 300 phút cho HD) Nó cho phép tiết kiệm lượng, sẽ, nhanh chóng hiệu khai thác Nó làm giảm chất thải tránh nước dung môi tiêu thụ 5.2.8 Chưng cất nước vi sóng (MSD) nước vi song khuếch tán (MSDf) MSD (Hình 8a) điều tra Sahraoui cộng (2008) Naima Sahraoui (2011) để chiết xuất EOs vỏ cam hoa Oải hương khô cách cẩn thận So với phương pháp chưng cất nước thông thường, phương pháp cải tiến tỏ hiệu với ưu điểm quan trọng thời gian chiết xuất ngắn (năng suất tương tự đạt vịng phút MSD cơng suất tối ưu 500W, so với SD) tính Nó cung cấp EO với đặc tính cảm quan tốt (tái tạo tốt mùi thơm trái tươi tự nhiên tinh dầu cam quýt) mà không gây thay đổi đáng kể thành phần dầu dễ bay Do hoạt động nó, MSD khai thác quy mô công nghiệp lớn cách sử dụng máy chiết quy mô lớn có với việc bổ sung ăng ten đồng trục vi sóng phù hợp cho việc chiết xuất 100 kg nguyên liệu thực vật tươi (Hình 8b) (Guido Flamini, 2007) Hình Sự khuếch tán hydro vi sóng trọng lực Sự khuếch tán nước vi sóng (MSDf) (Hình 8c) nghiên cứu để chiết xuất EO số loài thực vật Oải hương (Farhat cộng sự, 2009); vỏ cam (Asma Farhat, 2011) A.E Asbahani cộng / Tạp chí Quốc tế Dược phẩm 483 (2015) 220–243 Hình 8a: Thiết bị Hình 8b : Hơi nước Hình 8c: Khả mở chưng cất vi sóng lị vi sóng rộng quy mô MSD (Sahraoui, 2011) (Naima Sahraoui, (Guido Flamini, 2017) 2011) Hình Chưng cất nước vi sóng khuếch tán nước vi sóng để chiết xuất EO số như, Oải hương (Farhat cộng sự, 2009); vỏ cam (Asma Farhat, 2011) Nó dựa nguyên tắc tương tự MSD ngoại trừ chảy qua nguyên liệu thực vật xuống So với chiết xuất khác phương pháp Lavendin EO (Périno-Issartier cộng sự, 2013) Phương pháp chứng minh hiệu mặt động học trình khai thác (3 triệu so với triệu MSD 20 triệu khuếch tán nước thông thường), tiết kiệm lượng độ sạch, chất lượng chất chiết xuất chất thải giảm nước Hiệu suất khai thác cao thu điều kiện tối ưu: tốc độ dòng Gv = 25 g cơng suất sóng vi mơ Pw = 2000W Khuếch tán nước vi sóng có màu xanh lục, hơn, thân thiện với môi trường thủ tục kinh tế 5.2.9 Giảm áp suất kiểm soát tức Phương pháp K Allaf đồng nghiệp đặc biệt nghiên cứu để chiết xuất EO (Kristiawan cộng sự, 2008; Berka-Zougali et al., 2010) EO chất chống oxy hóa từ chất rau (Tamara Allaf, 2012) Điều thử nghiệm thiết bị phịng thí nghiệm như nhà máy thí điểm So với phương pháp chưng cất hydro thông thường, DIC cho tinh dầu Lavendin cải tiến suất chiết xuất (4,25 so với 2,30 g / 100 g nguyên liệu thô), a giảm thời gian trích ly (480 giây so với HD) đó, tiêu thụ lượng nước giảm đáng kể (662 kWh / 42 kg nước / nguyên liệu) DIC đặc trưng chủ yếu áp suất giảm mạnh chân không, sau loại xử lý HTST (nhiệt độ cao / áp suất cao - ngắn kỳ hạn) Hiện tượng tự động hóa đột ngột cho phép bay lượng lớn phân tử dễ bay (so với tính tự động hóa tiến độ) để đạt nhanh chóng mức thấp nhiệt độ Điều trị DIC thường bao gồm bốn bước: (1) đặt chân không ban đầu; (2) áp dụng nước bể, áp suất nhiệt độ xác định; (3) tức chuyển sang khoảng trống (4) q trình xử lý trả áp suất khơng khí Lị phản ứng (một bình xử lý L với áo khốc sưởi ấm) trải qua xử lý nhiệt cách sử dụng bão hịa có áp suất thay đổi từ kPa đến MPa (xem Hình 9) Một van khí nén đảm bảo kết nối "tức thì" bình chân khơng (duy trì kPa) bình xử lý EOs phục hồi dạng dầu ổn định nhũ tương nước Sau đó, ngun liệu thơ nhà máy thu hồi làm khơ nhiệt độ phòng để lưu trữ cho lần khai thác khác (Tamara Allaf, 2012) ... 2010) Mục đích đánh giá báo cáo thuộc tính EO, cách khai thác chúng, quy trình đóng gói ứng dụng chúng Tinh dầu ? Theo Dược điển Châu Âu xuất lần thứ 7, EOs định nghĩa là: “Sản phẩm có mùi, thường... nhiễm thực phẩm nước hoa mà chúng thêm vào (Faborode Favier, 1996) Điều làm ảnh hưởng đến an toàn sản phẩm chiết xuất kỹ thuật Vì vậy, khơng thể sử dụng chúng cho ứng dụng thực phẩm dược phẩm. .. chế phẩm không ngừng tăng lên Chúng sử dụng chủ yếu cho ứng dụng địa phương hỗn hợp với dầu thực vật dùng để hít thở Ngành cơng nghiệp thực phẩm thể nhu cầu ngày tăng EO ứng dụng quan trọng chúng