Nghiên cứu quy trình tách chiết tinh dầu quả phật thủ (citrus medica l var sarcodactylis)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ĐINH VĂN NGHỊ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT TINH DẦU QUẢ PHẬT THỦ (Citrus medica L.var.sarcodactylis) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo: Đại học (Chính quy) Chun ngành: Cơng nghệ sinh học Lớp: K50 – CNSH Khoa: CNSH – CNTP Khóa học: 2018-2022 THÁI NGUYÊN, 2023 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ĐINH VĂN NGHỊ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT TINH DẦU QUẢ PHẬT THỦ (Citrus medica L.var.sarcodactylis) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo: Chính quy Chun ngành: Cơng nghệ sinh học Lớp: CNSH K50 Khoa: CNSH – CNTP Khóa học: 2018 – 2022 Người hướng dẫn: TS Phạm Bằng Phương THÁI NGUYÊN, 2023 i LỜI CẢM ƠN Được phân công quý thầy cô Khoa Công nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, sau gần tháng thực tập em hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp Để hồn thành nhiệm vụ giao, nỗ lực học hỏi thân cịn có hướng dẫn tận tình thầy cô, anh chị em bạn bè Khoa Công nghệ sinh học Công nghệ thực phẩm Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo – TS Phạm Bằng Phương, người không ngần ngại dẫn em, định hướng cho em, để em hoàn thành tốt nhiệm vụ Em xin cảm ơn thầy cô Khoa Công nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm tận tình dạy dỗ, truyền đạt chia sẻ kiến thức cho em suốt khóa học Con cảm ơn gia đình ln động viên tạo điều kiện tốt để an tâm học tập hồn thành khóa luận Tuy nhiên kiến thức chun mơn cịn hạn chế thân cịn thiếu nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận góp ý, bảo thêm q thầy tồn thể cán bộ, cơng nhân viên trường các sở, doanh nghiệp em từng thực tập để báo cáo hoàn thiện Một lần xin gửi đến thầy cô, bạn bè anh chị em Khoa Công nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm lời cảm ơn trân thành nhất! Sinh viên Đinh Văn Nghị ii DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ, thuật ngữ viết tắt Nghĩa đầy đủ từ, thuật ngữ ANOVA Phân tích phương sai (Analysis of Variance) DPPH Gốc tự (1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl) EO GC – MS Tinh dầu (essential oils) Phương pháp sắc ký khí – quang phổ khối (Gas Chromatography - Mass Spectrometry) H% Hiệu suất thu hồi tinh dầu IM Green colored immature INT Yellow-green colored intermediate MAT Yellow colored mature Phần mềm phân tích thống kê (Statistical Package SPSS for the Social Sciences) Thể tích chất đơn vị trọng lượng v/w (volume/weight) iii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Hóa chất sử dụng 15 Bảng 3.2 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 16 Bảng 3.3: Kết thu hồi tinh dầu ở các kích thước nghiền khác 21 Bảng 3.4: Kết thu hồi tinh dầu ở các tỉ lệ nước/nguyên liệu khác 22 Bảng 3.5: Kết thu hồi tinh dầu ở các nồng độ NaCl khác 23 Bảng 3.6: Kết thu hồi tinh dầu ở các thời gian chưng cất khác 24 iv DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Thiết bị chưng cất nước Hình 3.1: Quả Phật Thủ 15 Hình 3.2: Thiết bị chưng cất tinh dầu 18 Hình 3.3: Sơ đồ quy trình dự kiến tách chiết tinh dầu phật thủ 19 Hình 4.1: Ảnh hưởng kích thước nghiền nguyên liệu đến thể tích tinh dầu thu hồi 26 Hình 4.2: Ảnh hưởng tỉ lệ nước/nguyên liệu đến thể tích tinh dầu thu hồi 27 Hình 4.3: Ảnh hưởng nồng độ muối NaCl đến thể tích tinh dầu thu hồi 28 Hình 4.4: Ảnh hưởng thời gian chưng cất đến thể tích tinh dầu thu hồi 29 Hình 4.5: Sơ đồ quy trình tách chiết tinh dầu phật thủ 30 v MỤC LỤC Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài .2 Phần TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở khoa học đề tài 2.1.1 Tổng quan phật thủ .3 2.1.1.1 Nguồn gốc 2.1.1.2 Đặc điểm thực vật 2.1.1.3 Phân bố sinh thái 2.1.1.4 Tác dụng dược lý 2.1.2 Tổng quan tinh dầu .4 2.1.2.1 Khái niệm tinh dầu 2.1.2.2 Phân loại các thành phần có tinh dầu 2.1.2.3 Tính chất tinh dầu 2.1.2.4 Các phương pháp sản xuất tinh dầu .6 2.2 Tổng quan tình hình nước giới 13 2.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 13 2.2.2 Tình hình nghiên cứu giới 14 vi Phần ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 15 3.1.1 Đối tượng, vật liệu nghiên cứu 15 3.1.2 Hóa chất sử dụng .15 3.1.3 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 16 3.2 Phạm vi, địa điểm thời gian nghiên cứu 16 3.2.1 Phạm vi nghiên cứu 16 3.2.2 Địa điểm nghiên cứu 17 3.2.3 Thời gian nghiên cứu 17 3.3 Nội dung nghiên cứu 17 3.4 Phương pháp nghiên cứu 17 3.4.1 Phương pháp tách chiết tinh dầu .17 3.4.2 Đề xuất quy trình tách chiết tinh dầu phật thủ dự kiến 19 3.4.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 20 3.4.3.1 Nội dung 1: Nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện chiết xuất tinh dầu 20 3.4.3.2 Nội dung 2: Xây dựng sản xuất thử nghiệm quy trình chiết xuất tinh dầu từ các kết tối ưu hóa 24 3.4.5 Phương pháp xử lý số liệu .25 Phần KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 4.1 Kết nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện chiết xuất tinh dầu Phật thủ 26 4.1.1 Nghiên cứu kích thước nghiền nguyên liệu quy trình tách chiết tinh dầu .26 4.1.2 Nghiên cứu tối ưu hóa tỷ lệ nước/nguyên liệu quy trình tách chiết tinh dầu 27 vii 4.1.3 Nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ muối (NaCl) thêm vào quy trình tách chiết tinh dầu 28 4.1.4 Nghiên cứu tối ưu hóa thời gian chưng cất quy trình chiết xuất tinh dầu .29 4.2 Kết xây dựng sản xuất thử nghiệm quy trình chiết xuất tinh dầu từ vỏ phật thủ từ các kết tối ưu hóa 30 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34 5.1 Kết luận 34 5.2 Kiến nghị 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 Tiếng Việt 35 Tiếng Anh 36 PHỤ LỤC 38 Phụ lục 1: Các hình ảnh quá trình nghiên cứu 38 Phụ lục 2: Các kết phân tích số liệu nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện chiết xuất tinh dầu phần mềm SPSS (OneWay-ANOVA/verson29.0-2022) 39 Kết nghiên cứu kích thước nghiền ngun liệu quy trình tách chiết tinh dầu 39 Kết nghiên cứu tối ưu hóa tỷ lệ nước/nguyên liệu quy trình tách chiết tinh dầu 42 Kết nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ muối (NaCl) thêm vào quy trình tách chiết tinh dầu 45 Kết nghiên cứu tối ưu hóa thời gian chưng cất quy trình chiết xuất tinh dầu 48 Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Phật thủ giống ăn thuộc họ cam chanh, có tên khoa học Citrus medica L.var.sarcodactylis tên dược liệu Fructus citri Sarcodactylis Bề ngồi chia nhánh trơng bàn tay Phật nhiều người cho loại quả linh thiêng thường dùng để thờ cúng [4] Theo số chuyên gia văn hóa cho biết từ phật giáo du nhập từ Ấn Độ vào Việt Nam, các nhà sư mang theo loại có mùi hương dịu nhẹ, hình giống với ngón tay đưa ra, cong vào đặc biệt [2] Trong phật thủ chứa nhiều vitamin C, đường, acid hữu cơ, glucozit,… giúp chống viêm chống oxy hố Phật thủ có tác dụng điều trị các chứng ăn không tiêu, đầy bụng, đau dày, viêm gan, đau họng, ngực tức, mạng sườn trướng đau, Ngoài ra, chữa các bệnh viêm phế quản mãn tính, viêm gan truyền nhiễm điều trị các bệnh phụ nữ [17], [18], [21], [22], [24] Nhờ có các cơng dụng lợi ích nên phật thủ loại trồng phát triển khá phổ biến ở các vùng canh tác ăn trái như: Hà Nội, Hà Tây, các tỉnh khu vực miền núi phía Bắc, Đơng nam mang lại hiệu kinh tế cao cho người dân địa phương [8] Tuy nhiên, lớn lên, người trồng phật thủ thường loại bỏ khơng đẹp cịn xanh, chín có mẫu mã đẹp người tiêu dùng sử dụng hầu hết với mục đích thờ cúng sau thường đem bỏ phật thủ lượng tinh dầu lớn, chứng minh có đặc tính trị liệu thư giãn, giảm căng thẳng cải thiện tâm trạng Vì vậy, cách chiết xuất tinh dầu từ phật thủ, không giúp giảm thiểu chất thải mà tạo sản phẩm có giá trị để sử dụng liệu pháp mùi hương các ứng dụng khác [1] Từ các vấn đề trên, đề xuất thực đề tài: “Nghiên cứu quy trình tách chiết tinh dầu Phật thủ (Citrus medica L.var.sarcodactylis)” để nghiên cứu sâu hơn, tối ưu hóa quy trình sản xuất tinh dầu phật thủ 37 21 Theanphong O., Songsak T., Mingvanish W (2008) “Chemical composition and antimicrobial activity of the essential oil from Citrus medica L var sarcodactylis (Sieber) Swingle leaf” Mahidol Univ J Pharm Sci; 35:57– 61 22 Vitalini, S., Iriti, M., Ovidi, E., Laghezza Masci, V., Tiezzi, A., & Garzoli, S (2022) “Detection of volatiles by HS-SPME-GC/MS and biological effect evaluation of Buddha's Hand fruit” Molecules, 27(5), 1666 23 Wang, K., Tian, J., Li, Y., Liu, M., Chao, Y., Cai, Y., Zheng, G., & Fang, Y (2021) “Identification of components in Citri Sarcodactylis Fructus from different origins via UPLC-Q-Exactive Orbitrap/MS” ACS Omega, 6(26), 17045-17057 24 Wu Z., Li H., Yang Y., Zhan Y., Tu D (2013) “Variation in the components and antioxidant activity of Citrus medica L.var sarcodactylis essential oils at different stages of maturity” Ind Crops Prod 2013;46:311–316 25 Zheng, G.; Yang, X.; Chen, B.; Chao, Y.; Hu, P.; Cai, Y.; Wu, B.; Wei, M (2020) “Identification and determination of chemical constituents of Citrus reticulata semen through ultra high performance liquid chromatography combined with Q Exactive Orbitrap tandem mass spectrometry” J Sep Sci, 43, 438– 451 26 Zheng, Z., Hu, H., Zeng, L., Yang, H., Yang, T., Wang, D., Zhang, C., Deng, Y., Zhang, M., Guo, D., & Deng, F (2021) “Analysis of the characteristic compounds of Citri Sarcodactylis Fructus from different geographical origins” Phytochemical Analysis, 32(5), 645-655 38 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Các hình ảnh trình nghiên cứu 39 Phụ lục 2: Các kết phân tích số liệu nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện chiết xuất tinh dầu phần mềm SPSS (OneWay-ANOVA/verson29.0-2022) Kết nghiên cứu kích thước nghiền nguyên liệu quy trình tách chiết tinh dầu Oneway Notes Output Created Comments Input Active Dataset Filter Weight Split File N of Rows in Working Data File Missing Definition of Missing Value Handling Cases Used Syntax Resources Processor Time Elapsed Time 05-MAR-2023 23:44:56 DataSet0 18 User-defined missing values are treated as missing Statistics for each analysis are based on cases with no missing data for any variable in the analysis ONEWAY VAR00002 BY VAR00001 /ES=OVERALL /STATISTICS DESCRIPTIVES /MISSING ANALYSIS /CRITERIA=CILEVEL(0.95) /POSTHOC=TUKEY ALPHA(0.05) 00:00:00,00 00:00:00,13 [DataSet0] 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 Total N Mean 3 3 3 1,8667 2,0667 2,3333 2,3000 2,3000 2,2000 2,1778 Descriptives VAR00002 Std Std Deviation Error ,05774 ,05774 ,05774 ,00000 ,00000 ,00000 ,17339 ,03333 ,03333 ,03333 ,00000 ,00000 ,00000 ,04087 95% Confidence Interval for Mean Lower Bound Upper Bound 1,7232 2,0101 1,9232 2,2101 2,1899 2,4768 2,3000 2,3000 2,3000 2,3000 2,2000 2,2000 2,0916 2,2640 40 Descriptives VAR00002 Minimum 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 Total Maximum 1,80 2,00 2,30 2,30 2,30 2,20 1,80 ANOVA 1,90 2,10 2,40 2,30 2,30 2,20 2,40 VAR00002 Between Groups Within Groups Total Sum of Squares df Mean Square F Sig ,491 ,098 58,933