Nghiên cứu quy trình tách chiết tinh dầu từ vỏ cam sành tuyên quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NÔNG BẢO CHÂU Tên đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT TINH DẦU TỪ VỎ CAM SÀNH TUYÊN QUANG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo: Đại học (Chính quy) Ngành/chun ngành: Cơng nghệ sinh học Lớp: K50-CNSH Khoa: Công nghệ sinh học công nghệ thực phẩm Khóa học: 2018-2022 Thái Nguyên - năm 2023 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NÔNG BẢO CHÂU Tên đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT TINH DẦU TỪ VỎ CAM SÀNH TUYÊN QUANG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo: Đại học (Chính quy) Ngành/chuyên ngành: Công nghệ sinh học Lớp: K50-CNSH Khoa: Công nghệ sinh học cơng nghệ thực phẩm Khóa học: 2018-2022 Họ tên người hướng dẫn: GV.TS Bùi Tri Thức Thái Nguyên - năm 2023 i LỜI CẢM ƠN Được đồng ý của Ban giám hiệu nhà trường, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm, thời gian thực tập tốt nghiệp em đã thực đề tài: “Nghiên cứu quy trình tách chiết tinh dầu cam sành Tuyên Quang” Trong suốt trình học tập thực đề tài khóa ḷn tốt nghiệp em đã nhận được nhiều động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi của nhiều tổ chức cá nhân Trước tiên, Em xin Trân thành cảm ơn tới Ban giám hiệu nhà trường, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm thầy cô giáo Khoa đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài nghiên cứu Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS Phạm Bằng Phương thầy giáo TS Bùi Tri Thức giảng viên Khoa Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm đã tận tình bảo, giúp đỡ hướng dẫn em thời gian thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn gia đình đã ln hết lịng động viên, ủng hộ, tạo điều kiện vật chất tinh thần cho suốt thời gian thực tập, cảm ơn bạn Quách Văn Quang anh chị, em bạn đã giúp đỡ em śt thời gian qua Tuy nhiên trình độ chun mơn của thân cịn nhiều hạn chế thân thiếu nhiều kỹ năng, kinh nghiệm thực tế nên đề tài tránh được sai sót Em mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy bạn để đề tài của em được hồn thiện Lời ći, em xin gửi đến thầy cô, bạn bè anh chị, em khoa CNSH-CNTP lời cảm ơn chân thành Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2023 Sinh viên thực tập Nông Bảo Châu ii DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT VIẾT TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT ANOVA Analysis of Variance Phân tích phương sai Bx Brix Độ brix GC Gas chromatography Sắc ký khí GC-MS Gas chromatography-Spectroscopy Sắc ký khí – quang phổ khới v/w Volume/weight Thể tích/khới lượng w/v Weight/volume Khới lượng/thể tích CT Recipe Cơng thức Y Yield Hiệu suất W Weight Khới lượng V Volume Thể tích NaCl Natri chloride Muối ăn EO Esential oils Tinh dầu o SPSS Statistical Package for the Social Sciences Phần mềm phân tích thớng kê iii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hóa học tinh dầu cam .13 Bảng 3.1: Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 25 Bảng 3.2: Dự kiến thể tích tinh dầu thu được với các kích thước nguyên liệu khác 32 Bảng 3.3: Dự kiến thể tích tinh dầu thu được với tỷ lệ nước/ nguyên liệu khác Error! Bookmark not defined Bảng 3.4: Dự kiến thể tích tinh dầu thu được với nồng độ Nacl khác 34 Bảng 3.5: Dự kiến thể tích tinh dầu thu được với thời gian ngâm ủ khác 35 Bảng 3.6: Dự kiến thể tích tinh dầu thu được với thời gian chưng cất khác .36 Bảng 4.1: kết thu hồi tinh dầu các kích thước khác .38 Bảng 4.2: Kết thu hồi tinh dầu các tỉ lệ nước/nguyên liệu khác 40 Bảng 4.3: Kết thu hồi tinh dầu các nồng độ NaCl khác 41 Bảng 4.4: Kết thu hồi tinh dầu thời gian ngâm ủ khác 43 Bảng 4.5: Kết thu hồi tinh dầu các thời gian chưng cất khác 45 iv DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Kích thước vỏ cam sành Tuyên Quang Hình 2.2 Mơ hình thiết bị chưng cất dạng nước 19 Hình 2.3 Mơ hình thiết bị chưng cất nước khơng có nời riêng 20 Hình 3.1 Nguyên liệu vỏ cam sành 28 Hình 3.2: Thiết bị chưng cất tinh dầu .28 Hình 3.3: Sơ đờ quy trình dự kiến tách chiết tinh dầu cam .30 Hình 4.1: Biểu đờ kết thu hời tinh dầu thời gian nghiền khác 39 Hình 4.2: Biểu đờ kết thu hời tinh dầu tỷ lệ nước/nguyên liệu khác 40 Hình 4.3: Biểu đờ kết thu hời tinh dầu nồng độ muối khác .42 Hình 4.4: Biểu đờ kết thu hời tinh dầu thời gian ngâm (ủ) khác .44 Hình 4.5: Biểu đồ kết thu hồi tinh dầu thời gian chưng cất khác 45 Hình 4.6: Sơ đờ hồn thiện quy trình tách chiết tinh dầu vỏ cam sánh Tuyên Quang 47 v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT ii DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH iv MỤC LỤC v Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu của đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài .4 Phần TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU .5 2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 2.1.1 Nguồn gốc họ Cam 2.1.2 Tổng quan Cam Sành 2.1.3 Tổng quan tinh dầu 2.1.4 Tinh dầu cam 11 2.1.5 Phương pháp sản xuất tinh dầu .15 2.2 Tổng quan tình hình nước giới 21 2.2.1 Tình hình nghiên cứu tinh dầu thuộc họ (Citrus) giới Việt Nam 21 Phần ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .25 3.1 Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 25 3.1.1 Đối tượng, vật liệu nghiên cứu .25 3.1.2 Địa điểm nghiên cứu 25 3.3.3 Thời gian nghiên cứu .25 3.1.4 Phạm vi nghiên cứu 25 vi 3.1.5 Hóa chất sử dụng .25 3.1.6 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 25 3.2 Nội dung nghiên cứu 26 3.3 Phương pháp nghiên cứu 27 3.1.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp .27 3.1.2 Phương pháp lấy mẫu .27 3.3.3 Phương pháp chưng cất tinh Cam Sành Tuyên Quang 27 3.3.4 Phương pháp bớ trí thí nghiệm 31 3.4 Các phương pháp xử lý số liệu 36 Phần KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 38 4.1 Kết nghiên cứu quy trình tách chiết tinh dầu từ vỏ cam sành Tuyên Quang 38 4.1.1 Kết nghiên cứu tới ưu hóa kích thước nguyên liệu quy trình tách chiết tinh dầu 38 4.1.2 Kết nghiên cứu tới ưu hóa tỷ lệ nước/ngun liệu quy trình tách chiết tinh dầu 40 4.1.3 Kết nghiên cứu tới ưu hóa nờng độ ḿi (NaCl) thêm vào quy trình tách chiết tinh dầu .41 4.1.4 Kết nghiên cứu tối ưu thời gian ngâm, ủ nguyên liệu quy trình tách chiết tinh dầu .43 4.1.5 Kết nghiên cứu xác định thời gian chưng cất quy trình tách chiết tinh dầu .44 4.1.6 Hồn thiện quy trình tách chiết vỏ cam sành Tuyên Quang 47 4.2 Phân tích thành phần tinh dầu cam sành Tuyên Quang 50 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 5.1 Kết luận 52 5.2 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nằm phía đơng bắc của Việt Nam, địa hình phức tạp, với khí hậu cận nhiệt đới ẩm, Tuyên Quang thích hợp phát triển sớ loại ăn quả, dược liệu quan trọng Vài năm trở lại đây, các loại ăn được nhà nước quan tâm phát triển, tăng diện tích, sản lượng giá trị Cây cam sành được xác định ăn chủ lực của tỉnh Tuyên Quang, nhiều đề tài, chương trình phát triển vùng trờng, nghiên cứu quy trình cơng nghệ trờng trọt đới với lồi đã được thực Cam sành giống ăn thuộc chi cam chanh có ng̀n gớc từ Việt Nam Quả cam sành dễ nhận nhờ lớp vỏ dày, sần sùi giớng bề mặt mảnh sành Thành phần tinh dầu cam limonen, D-limonen Hợp chất monoterpene có chức chớng ung thư đã được chứng minh chịu trách nhiệm cho hầu hết các đặc tính có lợi của tinh dầu cam Nó có tính chất chớng oxy hóa chớng viêm, cung cấp trợ giúp cho nhiều vấn đề chuyển hoá sức khoẻ, có tính chớng ung thư, thậm chí giúp giảm thèm ăn cải thiện trao đổi chất… [9] Tinh dầu cam giúp loại bỏ tế bào chết da, giữ làm cho da mượt mà, mềm mại kích hoạt làm tiêu mỡ thừa da, giúp da săn ngăn ngừa mụn trứng cá Tinh dầu giúp trị cảm cúm, nhức đầu, bệnh khớp, trị liệu vấn đề gan, thận, ngủ, giải độc cho thể, thư giãn, giảm strees Tinh dầu tạo mùi thơm nhẹ nhàng, hoàn tồn tinh khiết cho khơng gian Tinh dầu cam cịn dùng sản xuất thuốc [2] Tinh dầu được nhiều người sử dụng thay loại mỹ phẩm thơng thường, tính an tồn sử dụng gần khơng có tác dụng phụ Trước năm 2000, cam sành tập trung chủ yếu huyện Hàm Yên với 2.013 ha, hết năm 2017 tăng lên 7.833 8.600 ha, đứng thứ khu vực miền núi phía Bắc, sau tỉnh Hịa Bình Đề án phát triển vùng sản xuất cam sành của tỉnh giai đoạn 2014 - 2020 đề mục tiêu đến hết năm 2020, diện tích cam tồn tỉnh 6.800 hết năm 2019 đã vượt quy hoạch [20] Sau thời gian tăng trưởng nóng diện tích, khoảng năm trở lại đây, diện tích ăn có múi bắt đầu có dấu hiệu chững lại nguyên nhân chủ yếu diện tích đất trờng cam đã hết giá Liên tục từ năm 2018 đến vụ cam 2020 - 2021, cam sành Hàm Yên giá Đến vụ thu hoạch rộ cam không tiêu thụ được Trờng, chăm sóc, thu hoạch cam khiến nhiều nhà vườn thua lỗ, vụ cam gần khơng nhà vườn bỏ mặc vườn cam tự sinh trưởng phát triển, đã có đến vài trăm đã bị sâu bệnh phải phá bỏ [20] Nhận thấy cam chứa nhiều tinh dầu vỏ nhằm mở thêm hướng tiêu thụ cho loại này, mang lại hiệu kinh tế cao cho người dân trờng cam sành, cần thiết phải nghiên cứu tìm giải pháp gia tăng giá trị của cam sành, nghiên cứu sản xuất tinh dầu cam đã được áp dụng nhiều giới Việt Nam cịn hạn chế Tuy có tiềm lớn đối với sức khỏe người lợi nhuận mặt kinh tế; nay, địa bàn nước nói chung tỉnh Tuyên Quang nói riêng, việc sử dụng vỏ cam để làm tinh dầu chưa thực phổ biến Bên cạnh các quy trình sản xuất tinh dầu chưa thực tối ưu Việc nghiên cứu tách chiết tinh dầu cam sành Tuyên Quang việc làm cần thiết góp phần vào việc sử dụng hợp chất từ thiên nhiên cách thiết thực có hiệu Từ vấn đề trên, đề xuất thực đề tài: “Nghiên cứu quy trình tách chiết tinh dầu từ vỏ cam sành Tun Quang” nhằm tới ưu hóa quy trình tách chiết tinh dầu để đạt hiệu suất thu hời tớt Từ góp phần tạo động lực thúc đẩy việc bảo tờn mở rộng diện tích vùng trồng cam sành khu vực Tuyên Quang cách gián tiếp Chưng cất tinh dầu cam sành Tuyên Quang Tinh dầu cam sành tuyên Quang Phụ Lục 2: Kết phân tích thí nghiệm phần mềm SPSS/IBM (OnewayANOVA/verson:29.0.2022) Kết thí nghiệm 1: Nghiên cứu tối ưu hóa kích thước ngun liệu Descriptives VAR00002 N 1.00 2.00 3.00 4.00 Total 3 3 12 95% Confidence Interval for Mean Std Std Minimu Mean Deviation Error m Lower Upper Bound Bound 27.3333 76376 44096 25.4360 29.2306 26.50 31.5000 1.50000 86603 27.7738 35.2262 30.00 36.6667 1.52753 88192 32.8721 40.4612 35.00 35.8333 76376 44096 33.9360 37.7306 35.00 32.8333 4.03019 1.16342 30.2727 35.3940 26.50 Descriptives VAR00002 1.00 2.00 3.00 4.00 Total Maximum 28.00 33.00 38.00 36.50 38.00 ANOVA VAR00002 Between Groups Sum of Squares 167.167 Within Groups 11.500 Total 178.667 11 df Mean Square F Sig 55.722 38.763