29Bảng 3.7: So sánh hàm lượng % các thành phần hóa học của tinh dầu sả chanh thu được ở Bình Dương so với tinh dầu sả chanh thu được ở Hòa Bình và Hà Nam .... Tinh dầu sả chanh có nguồn
TỔNG QUAN
Tìm hiểu về cây sả chanh
Sả chanh (Cymbopogon citratus), là một loại cỏ có nguồn gốc từ Pakistan, Ấn Độ và Sri Lanka, cụ thể là ở các khu vực phía Bắc Pakistan, Gilgit và Juglote trồng theo mùa Ở Ghat Tây Ấn Độ (Kerala, Maharashtra), Karnataka và các bang Tamil Nadu ngoài chân dốc của Sikkim và Arunachal Pradesh (Wifek và cộng sự, 2016)
Loài cây này được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới với nhiều tên gọi khác nhau (bảng 1.1)
Bảng 1.1: Tên gọi của sả chanh ở các nước (Oladeji và cộng sự, 2019)
Brazil Capim-cidrao, capim-santo
Bảng 1.2: Phân loại thực vật của sả chanh (Cymbopogon citratus)
Hình 1.1: Cymbopogon citratus Nguồn: https://www.gbif.org/species/2705275
Chi Cymbopogon rất đa dạng về tên gọi, loài và cách sử dụng, hầu hết chúng đều có mùi thơm Nó bao gồm 144 loài, một số trong đó bao gồm Cymbopogon nardus, Cymbopogon
4 citratus (DC.) Stapf, Cymbopogon giganteus, Cymbopogon flexuosus, Cymbopogon martini, Cymbopogon schoenanthus, v.v (Tibenda và cộng sự, 2022) Đề tài này tập trung nghiên cứu thành phần tinh dầu của cây sả chanh (Cymbopogon citratus) Bộ phận thường dùng chủ yếu là thân
1.1.3 Nguồn gốc và phân bố
Cymbopogon citratus thường được gọi là sả chanh thuộc họ Poaceae, 52 trong số đó mọc ở Châu Phi, 45 ở Ấn Độ, 6 ở Úc, 6 ở Nam Mỹ, 4 ở Châu Âu (chỉ ở Montenegro), 2 ở Bắc Mỹ và những nơi khác ở Nam Á (Majewska và cộng sự, 2019)
Việt Nam trước năm 1963 phần lớn các giống sả được trồng là do người Pháp di thực từ trước Cách mạng tháng 8, gồm có 8 loài, trong đó có 2 loài thuộc sả Lemongrass là C citratus và C flexuosus (Vũ Ngọc Lộ và cộng sự, 1998)
Hình 1.2: Phân bố địa lý của Cymbopogon citratus theo Cơ sở Thông tin Đa dạng Sinh học Toàn cầu (GBIF) Nguồn: https://www.gbif.org/species/2705275
1.1.4 Đặc điểm hình thái và thu hoạch
Sả chanh là cây thảo lâu năm, sinh trưởng thành bụi và phân nhiều nhánh Đặc điểm nhận dạng của sả chanh nằm ở thân rễ có màu trắng hoặc hơi tím Hoa sả chanh mọc thành cụm, mỗi cụm bao gồm nhiều bông nhỏ không có cuống.
Sả chanh phát triển đến chiều cao 1 m và rộng 5 – 10 mm và có những chiếc lá màu lục Cây có nhiều thân củ làm tăng kích thước cụm khi cây lớn lên Các lá dài, nhẵn, màu xanh
5 lục nhạt, thẳng, nhọn dần lên trên và dọc theo mép, các bẹ rất ngắn, hẹp và ôm chặt ở gốc (Lawal và cộng sự, 2017)
Sả chanh được thu hoạch khi từng nhánh có từ 4 đến 5 lá mở hoàn toàn Vụ thu hoạch đầu tiên là sau 4 – 5 tháng sau khi cấy Cây được cắt cách mặt đất khoảng 10 – 20 cm Các vụ thu hoạch tiếp theo được thực hiện cách nhau 60 – 90 ngày, tùy thuộc vào độ phì nhiêu của đất và yếu tố mùa vụ Trong điều kiện bình thường, có thể thu hoạch từ hai đến ba vụ trong năm đầu tiên và ba đến bốn vụ trong các năm tiếp theo, tùy thuộc vào hoạt động quản lý Những ngày nắng rất thích hợp để thu hoạch vì điều kiện nhiều mây và sương mù có xu hướng làm giảm hàm lượng dầu trong lá Tuy nhiên, trong mùa mưa, việc thu hoạch có thể bắt đầu ngay khi lá khô vì khi cỏ ướt sẽ rất nhanh lên men Không được để cây trồng ra hoa vì điều này ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng trong các vụ thu hoạch tiếp theo (Skaria và cộng sự, 2006)
1.1.5 Thành phần hóa học cấu tạo nên phần thân sả
Thành phần tinh dầu trong sả mang tính biến động, chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, trong đó có di truyền, vùng sinh trưởng, điều kiện canh tác và phương thức xử lý sau thu hoạch.
Thành phần chính của sả gồm 3 phần: cellulose, hemicellulose and lignin Ngoài ra còn có ash và moisture chiếm phần trăm nhỏ trong thành phần (Haque và cộng sự, 2018)
Hình 1.3: Thành phần hóa học chính của thân sả
1.1.6 Công dụng và dược tính
Tinh dầu sả chanh, chiết xuất từ lá, thường được sử dụng trong các loại dược phẩm, hương liệu, mỹ phẩm, thực phẩm các ngành bảo quản và nông nghiệp (Do và cộng sự, 2021) Một trong những đặc tính ưu việt của tinh dầu sả chanh là có khả năng kháng lại một số vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn gây bệnh (Tatiana và cộng sự, 2017, Vyshali và cộng sự, 2016)
C citratus thường được sử dụng trong y học dân gian để điều trị rối loạn thần kinh và đường tiêu hóa, đồng thời làm thuốc chống co thắt, giảm đau, chống viêm, hạ sốt, lợi tiểu và
7 an thần Các nghiên cứu về chiết xuất từ C citratus đã chứng minh các hoạt động chống oxy hóa, chống vi khuẩn và chống nấm (Hanaa và cộng sự, 2012)
Về mặt thương mại, C citratus được trồng chủ yếu để lấy tinh dầu được sinh tổng hợp chủ yếu trong lá của cây Như một món ăn, tinh dầu sả chanh được thêm vào rượu và đồ uống không cồn, các món tráng miệng từ sữa đông lạnh, kẹo, thực phẩm nướng, gelatin và bánh pudding, thịt và các sản phẩm từ thịt cũng như chất béo và dầu Nó cải thiện hương vị của một số loại cá, rượu vang và nước sốt (Majewska và cộng sự, 2019) Ở Châu Á và Châu Phi, tinh dầu sả chanh được sử dụng làm chất khử trùng, chống ho, chống thấp khớp hay điều trị đau lưng, bong gân và ho ra máu Lá của nó được sử dụng trong y học thay thế như thuốc an thần, kháng khuẩn và chống viêm Ở một số nước châu Phi, nó được sử dụng để điều trị bệnh tiểu đường (Akhila và cộng sự, 2009).
Tinh dầu
Tinh dầu gồm những hợp chất tự nhiên phức tạp, đặc trưng với mùi hương nồng và là các chất chuyển hóa thứ cấp được các loại thực vật có mùi thơm tạo ra Chúng là chất lỏng, dễ bay hơi, trong và hiếm khi có màu, hòa tan trong lipid và hòa tan trong dung môi hữu cơ với tỷ trọng thường thấp hơn tỷ trọng của nước Tinh dầu sau khi chiết có thể có sự khác nhau về chất lượng, số lượng và thành phần tùy theo khí hậu, loại đất, cơ quan thực vật, tuổi và giai đoạn chu kỳ sinh dưỡng Vì vậy, để thu được tinh dầu có thành phần không đổi, chúng phải được chiết xuất trong cùng điều kiện, từ cùng một cơ quan của cây mọc trên cùng đất, cùng khí hậu và được hái trong cùng một mùa (Bakkali và cộng sự, 2008)
Tinh dầu có trong các bộ phận khác nhau của cây có mùi thơm, chẳng hạn như (Hanif và cộng sự, 2019):
- Hoa (hồng, cam, oải hương, nhài, nụ hoa cây đinh hương, ngọc lan tây, xô thơm, cúc
La Mã, phong lữ, bài hương)
- Lá (bạc hà, bạch đàn, nguyệt quế, xạ hương, xô thơm, húng, thông, sả chanh, quế, tràm, hương thảo)
- Thân rễ (thủy xương bồ và gừng)
- Hạt (hạnh nhân, hồi, cần tây, rau mùi, nhục đậu khấu)
- Quả (cây họ cam quýt, bách xù)
- Vỏ quả (cam, chanh, bưởi)
- Gỗ và vỏ cây (gỗ đàn hương, quế, gỗ trắc, long não, tuyết tùng)
- Nhựa (nhũ hương, mộc dược)
Tinh dầu được sinh tổng hợp, tích lũy và lưu trữ trong các mô tiết chuyên biệt Các mô này được chia thành hai loại chính: loại xuất hiện trên bề mặt thực vật và thường tiết các chất ra bên ngoài (bài tiết ngoại sinh) và loại xuất hiện bên trong cơ thể thực vật và tiết các chất vào các khoảng gian bào chuyên biệt (bài tiết nội sinh) Bài tiết là một đặc điểm chung của các tế bào sống và chất được tiết ra có thể chứa nhiều loại muối, cao su, sáp, chất béo, flavonoid, đường, gôm, chất nhầy, cũng như các loại tinh dầu và nhựa (Svoboda và Greenaway, 2003)
Mô tiết nằm bên ngoài cây gồm có:
- Nhú biểu bì: là những tế bào biểu bì hình nón tiết ra tinh chất thường gặp ở cánh hoa (Asbahani và cộng sự, 2015)
- Các trichomes tuyến (tuyến tiết hoặc lông tiết): chúng phát triển từ các tế bào biểu bì Tinh dầu tổng hợp được tích lũy trong một túi giữa các tế bào tiết và một lớp biểu bì chung
Có 2 loại trichomes tuyến: có cuống và không cuống (Asbahani và cộng sự, 2015; Rezakhanlo và Talebi, 2010)
- Trichomes không tuyến: chúng có dạng lông với cấu trúc tương tự như lông tuyến và cũng được tìm thấy ở một số cây họ Hoa môi Trichomes không tuyến được chia thành 3 nhóm chính: đơn (không phân nhánh), 2 tới 3 nhánh, trichomes hình sao (Asbahani và cộng sự, 2015; Rezakhanlo và Talebi, 2010)
Mô tiết bên trong cây được chia thành (Asbahani và cộng sự, 2015):
- Các ống tiết: chúng là những ống nhỏ đôi khi kéo dài trên toàn bộ chiều dài của cây
- Các túi phân sinh (hay túi tiết): là khoảng gian bào, thường có hình cầu, chứa đầy các giọt tinh dầu do các tế bào bao quanh nó tổng hợp
- Tế bào tiết nội bào: chúng là những tế bào biệt lập chuyên tích tụ và bài tiết tinh dầu bên trong không bào của chúng Khi nồng độ tinh dầu đạt đến mức cao, các tế bào này sẽ chết (ví dụ như tế bào của cây quế, lá nguyệt quế, thân rễ của cây xương bồ)
Trong tự nhiên, tinh dầu đóng một vai trò quan trọng trong bảo vệ thực vật như chất kháng khuẩn, kháng vi-rút, kháng nấm, chất diệt côn trùng và cũng chống lại động vật ăn cỏ bằng cách giảm sự thèm ăn của chúng đối với những loại cây đó Chúng cũng có thể thu hút một số côn trùng đến để phân tán phấn hoa và hạt giống, hoặc xua đuổi những loài khác có hại cho chúng
Hiện tại, khoảng 3000 loại tinh dầu đã được biết đến, trong đó 300 loại tinh dầu có giá trị thương mại quan trọng, đặc biệt là đối với các ngành dược phẩm, nông học, thực phẩm, vệ sinh, mỹ phẩm và nước hoa Tinh dầu hoặc một số thành phần của chúng thường được sử dụng trong nước hoa và các sản phẩm trang điểm, trong các sản phẩm vệ sinh, nha khoa, nông nghiệp, làm chất bảo quản và phụ gia thực phẩm cũng như các liệu pháp tự nhiên (Bakkali và cộng sự, 2008)
1.2.4 Thành phần hóa học có trong tinh dầu sả chanh
Cymbopogon citratus thay đổi tùy theo nguồn gốc địa lý, các hợp chất như terpen hydrocacbon, rượu, keton, este và chủ yếu là andehit đã liên tục được phát hiện
Theo Skaria và cộng sự (2006), tinh dầu sả chanh là chất lỏng di động màu vàng nhạt đến trong suốt, mùi giống chanh, có khối lượng riêng 0,888-0,898, độ xoay quang học +1 o -3 o và chỉ số khúc xạ ở 1,4786-1,4846.
Tinh dầu sả chanh chứa các thành phần hoạt tính có đặc tính kháng khuẩn, giảm đau và tạo hương thơm Trong số các thành phần này, myrcene là một chất kháng khuẩn và thuốc giảm đau, trong khi citronellal, citronellol và geraniol đều có đặc tính kháng khuẩn Citral, một hợp chất dễ bay hơi có mùi thơm của chanh, là thành phần chính trong tinh dầu sả chanh.
Hình 1.4: Thành phần hóa học chính trong tinh dầu sả chanh (Cymbopogon citratus)
1.2.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Năm 2020, Mai và cộng sự đã báo cáo về các thành phần hóa học chính có trong tinh dầu sả chanh (Cymbopogon citratus) được trồng và thu hoạch sau 4 - 6 tháng tại Hòa Bình và
Hà Nam được thể hiện ở bảng 1.3 Trong đó, thành phần chiếm hàm lượng cao nhất là neral với 47,56% và 44,91% và geranial với 32,15% và 30,44%
Bảng 1.3: Thành phần hóa học chính của tinh dầu sả chanh ở Hòa Bình và Hà Nam
STT Thành phần hóa học Hàm lượng (%)
1.2.4.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Năm 2013, Gbenou và cộng sự đã báo cáo trong tinh dầu sả chanh tại Đại học Abomey Calavi ở Benin có chứa các nhóm hợp chất như: aldehydes (49,75%), ketones (2,45 %), alcohols (6,54 %), esters (1,28 %) được thể hiện trong bảng 1.4
Bảng 1.4: Thành phần hóa học của tinh dầu sả chanh ở Benin
STT Thành phần hóa học Hàm lượng (%) tinh dầu sả chanh ở Benin
Năm 2014, Pito và cộng sự đã báo cáo trong tinh dầu sả chanh ở Cuba và Brazil có 12 đến 13 hợp chất được xác định theo phần trăm trong tổng thành phần có trong tinh dầu (bảng 1.5) Trong đó, các hợp chất có hàm lượng cao lần lượt là: geranial với 53,2% và 51,14%; neral với 36,37% và 35,21%; geraniol với 2,66% và 2,23% và myrcene (6,52%)
Bảng 1.5: Thành phần có trong tinh dầu sả chanh ở Brazil và Cuba
STT Thành phần hóa học Hàm lượng (%)
Citral
Citral có tên khoa học là 3,7-dimethyl-2,6-octadienal, khối lượng mol phân tử là 152,237 g/mol Citral có số CAS là 5392-40-5, mã Pubchem là 638011
Citral là một chất lỏng màu vàng nhạt, có mùi chanh mạnh Citral hòa tan trong nước rất kém (độ hòa tan trong nước là 0,059 g/100ml ở 25 o C); hòa tan được trong rượu (độ hòa tan trong rượu là 1 ml trong 7 ml cồn 70%); đồng tan trong benzen benzoat, diethyl phthalate, glycerin, propylene glycol, dầu khoáng, dầu cố định và cồn 95% (Miron và cộng sự, 2012) Citral là hỗn hợp của hai đồng phân hình học monoterpene aldehyde có cùng công thức phân tử Hai đồng phân này có tên gọi lần lượt là neral hay citral B (cis hay Z) và geranial hay citral A (trans hay E) cùng thể hiện tính chất vật lí gần giống nhau
Hình 1.5: Geranial hay citral A (bên trái) và Neral hay citral B (bên phải)
1.3.2 Các thông số vật lý của citral
Citral là một nguyên liệu quan trọng được sử dụng trong công nghiệp dược phẩm, nước hoa và mỹ phẩm, đặc biệt để tổng hợp vitamin A và ionone; citral tổng hợp, có nguồn gốc từ nhựa thông hạt trần thường được sử dụng cho những mục đích đó
Citral có hoạt tính kháng nấm chống lại các mầm bệnh thực vật và con người, ức chế sự nảy mầm của hạt, và có tác dụng diệt khuẩn và đặc tính diệt côn trùng (Lewinsohn và cộng sự, 1998)
Citral cho thấy hoạt động kháng khuẩn đáng kể chống lại vi khuẩn Gram dương và Gram âm cũng như nấm do tinh dầu có tính chất kỵ nước, có thể tấn công và phá vỡ màng tế bào, gây ảnh hưởng đến hệ thống enzyme dẫn đến ức chế hô hấp và gây chết tế bào Do đó, citral được sử dụng như một chất bảo quản trong ngành công nghiệp thực phẩm, xà phòng và mỹ phẩm (Onawunmi và cộng sự, 1989)
Citral đã được thử nghiệm lâm sàng rộng rãi, không gây biến đổi gen hay gây ung thư (Andersen và cộng sự, 2006).
Phương pháp
1.4.1 Phương pháp chiết tinh dầu
Phương pháp ly trích tinh dầu được chia thành 2 loại:
❖ Phương pháp thông thường / cổ điển:
- Chưng cất trực tiếp bằng nước (Hydro distillation)
- Chưng cất lôi cuốn hơi nước (Steam distillation)
- Chiết xuất bằng dung môi hữu cơ (Organic solvent extraction)
❖ Phương pháp cải tiến / hiện đại:
- Chiết với chất lỏng siêu tới hạn (Supercritical fluid extraction)
- Chiết xuất với sự hỗ trợ của siêu âm (Ultrasound assisted extraction)
- Chiết xuất với sự hỗ trợ của vi sóng (Microwave assisted extraction)
- Chiết xuất với sự hỗ trợ của vi sóng không dùng dung môi (Solvent free microwave extraction)
- Chưng cất hơi nước và khuếch tán hơi nước với vi sóng (Microwave hydrodiffusion and gravity)
- Khuếch tán nước bằng vi sóng và trọng lực (The microwave steam distillation and microwave steam diffusion)
Việc nghiên cứu các công nghệ mới (siêu âm, vi sóng) trong những thập kỷ qua đã dẫn đến sự xuất hiện của các quy trình chiết xuất mới và hiệu quả hơn (giảm thời gian chiết xuất và tiêu thụ năng lượng, tăng năng suất chiết xuất, cải thiện chất lượng tinh dầu) (Asbahani và cộng sự, 2015) Đề tài này sử dụng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước để ly trích tinh dầu sả chanh
1.4.2 Phương pháp chưng cất tinh dầu bằng lôi cuốn hơi nước
Chưng cất hơi nước "trực tiếp" là phương pháp phổ biến để chiết xuất tinh dầu Không thêm nước vào bình chưng cất Thay vào đó, hơi nước được đưa vào bình từ bên ngoài Tinh dầu được giải phóng khỏi thực vật khi hơi nước phá vỡ các túi chứa phân tử dầu Sau đó, tinh dầu được cô đặc và phân tách theo tiêu chuẩn (Chemat và cộng sự, 2015).
Trong quá trình chưng cất, dầu của thực vật tiếp xúc với nước hoặc hơi nước, giải phóng tinh dầu của chúng thông qua quá trình bay hơi Việc thu hồi tinh dầu được tạo điều kiện thuận lợi bằng cách chưng cất hai chất lỏng không thể trộn lẫn, đó là nước và tinh dầu, dựa trên nguyên tắc, ở nhiệt độ sôi, áp suất hơi kết hợp bằng với áp suất xung quanh Do đó, các thành phần tinh dầu, có nhiệt độ sôi thường nằm trong khoảng từ 200 đến 300 °C, bị bay hơi ở nhiệt độ gần với nhiệt độ của nước Hơi nước chứa đầy tinh dầu bốc lên và đi vào ống hoàn
15 lưu được làm mát bằng nguồn bên ngoài Khi hơi nước và hơi tinh dầu được ngưng tụ, cả hai được thu thập và tách ra trong một bình truyền thống được gọi là 'bình Florentine' (nhánh gạn) Tinh dầu nhẹ hơn nước nên nổi ở phía trên còn nước thì ở phía dưới và có thể dễ dàng tách ra (Chemat và cộng sự, 2015)
1.4.3 Tách citral bằng phương pháp dùng bisulfite
Phần lớn các aldehyde và cetone cho phản ứng với bisulfite tạo thành một hợp chất Một số ít có thể tan trong dung dịch bisulfite dư Bằng cách lắc tinh dầu với dung dịch bisulfite bão hòa ta có thể chiết được aldehyde (Vũ Ngọc Lộ và cộng sự, 1998).
Khi tiến hành phản ứng lắc dung dịch bisulfite với citral ở nhiệt độ thấp, sẽ thu được hợp chất C9H15OH(OH)SO3Na dưới dạng tinh thể, khó tan Điểm đặc biệt của hợp chất này là không thể được phục hồi trở lại trạng thái ban đầu bằng natri cacbonat (Na2CO3), mà phải sử dụng kiềm mạnh như natri hiđroxit (NaOH).
Hai phương pháp này dựa vào nguyên tắc (Nguyễn Thị Loan, 2015):
- Các hợp chất aldehyde cho phản ứng cộng hợp với sodium bisulfite tạo sản phẩm cộng hợp dễ kết tinh ở nhiệt độ thường.
- Sản phẩm cộng hợp là những chất rắn không tan trong nước ở pH trung tính, nhưng bị thủy phân trở lại dạng ban đầu trong acid loãng hay base loãng.
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Vật liệu
2.1.1 Địa điểm và thời gian Đề tài nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Hóa - Môi trường, khoa Công nghệ sinh học thuộc cơ sở 3 – Thủ Dầu Một, Bình Dương, trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh Đề tài được nghiên cứu trong thời gian 6 tháng (12/2022 – 05/2023)
2.1.2 Hóa chất và thiết bị
- Pipet 10 ml, becher 50 ml, ống đong 5 ml, đũa thủy tinh
- Bình đo tỷ trọng 10 ml
- Bếp đun bình cầu Genlab 98-I-B-2000ml
- Bình cầu 2000 ml cổ nhám 29/32
- Ống sinh hàn cổ nhám 29/32
- Nhánh gạn nhẹ hơn nước cổ nhám 29/32
- Cân kĩ thuật Ohaus PA4102
- Cân phân tích Shimadzu ATX224
- Hệ thống lọc áp suất kém với phễu thủy tinh lọc xốp
- Máy sắc kí khí ghép khối phổ
- Máy khuấy từ gia nhiệt MS-H280-Pro.
Hình 2.1: Cân phân tích Shimadzu ATX224 (trái); cân kĩ thuật Ohaus PA4102 (giữa); máy khuấy từ gia nhiệt MS-H280-Pro (phải)
Hình 2.2: Hệ thống lọc áp suất kém với phễu thủy tinh xốp
Hình 2.3: Hệ thống chưng cất tinh dầu
Sả chanh tươi mua tại phường Phú Lợi, thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương
Hình 2.4: Sả chanh tươi (Cymbopogon citratus)
2.1.4 Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu
Thu thập và tổng hợp các nghiên cứu được công bố trong và ngoài nước có liên quan đến cây sả chanh, tinh dầu sả chanh và citral thông qua các công cụ tìm kiếm như Google, NCBI, Google Scholar
2.1.5 Phương pháp thống kê Ý nghĩa: So sánh sự khác biệt giữa các nghiệm thức
Công cụ sử dụng: Phần mềm Stargraphics Plus 3.0
Mục tiêu: Dựa vào so sánh tìm ra các điều kiện tối ưu của quy trình chưng cất tinh dầu sả chanh (Cymbopogon citratus) bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước.
Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Quy trình ly trích tinh dầu
Trước khi mang đi chưng cất cần rửa sạch nguyên liệu để tránh tạp chất và để ráo Sau đó loại bỏ phần lá héo để không làm ảnh hưởng đến mùi hương và chất lượng tinh dầu
2.2.1.2 Ly trích tinh dầu sả chanh
- Cân 250 g sả chanh và cắt nhỏ theo các điều kiện cần khảo sát rồi cho vào bình cầu 2000 ml, thêm nước vào bình theo điều kiện khảo sát (thể tích nước trong bình không vượt quá 2/3 thể tích bình cầu), lau sạch bên ngoài bình cầu Đặt bình vào bếp đun bình cầu, sau đó lắp đặt nhánh gạn và ống sinh hàn Đun sôi theo thời gian cần khảo sát (thời gian đun bắt đầu tính kể từ lúc thấy giọt chất lỏng đầu tiên rơi xuống nhánh gạn đến khi tắt bếp) Tắt bếp, để nguội hoàn toàn nhánh gạn tinh dầu khoảng 15 phút Sau khi chưng cất, hỗn hợp thu được gồm tinh dầu và nước sẽ được làm khan bằng Na2SO4 (thêm Na2SO4 cho đến khi nước được giữ lại, tinh dầu trở nên trong suốt và các hạt tinh thể muối liên kết với nhau không rời ra nữa là được) để thu được tinh dầu nguyên chất Cân lượng tinh dầu thu được (g) sau khi làm khan trên cân phân tích và đọc kết quả
- Sau khi thu tinh dầu, tiến hành cân sản phẩm thu được từ đó tính hiệu suất của quá trình ly trích theo công thức:
Hiệu suất tinh dầu (%) = Khối lượng tinh dầu (g)
- Tỷ trọng tinh dầu được xác định bằng tỷ số giữa khối lượng tinh dầu và khối lượng nước ở cùng thể tích trong một nhiệt độ nhất định Tỷ trọng ở nhiệt độ phòng 26 °C được tính theo công thức: d 26 26 =m 2 − m 0 m 1 − m 0 Trong đó:
• m0: Khối lượng bình tỷ trọng (g)
• m1: Khối lượng bình tỷ trọng và nước (g)
• m2: Khối lượng bình tỷ trọng và tinh dầu (g)
- Khảo sát theo các điều kiện
Quy trình chung khi chưng cất tinh dầu
Hình 2.5: Sơ đồ quy trình chưng cất tinh dầu
2.2.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình ly trích tinh dầu
Cân 250 g sả chanh, cắt theo các kích thước 1-5 mm rồi cho vào bình cầu 2000 ml với
500 ml nước Lắp đặt hệ thống chưng cất, tiến hành chưng cất trong 2 giờ Sau đó thu phần hỗn hợp nước và tinh dầu Tiến hành làm khan và thu tinh dầu
Chưng cất lôi cuốn hơi nước
Thu tinh dầu lẫn nước
Xác định thành phần hóa học bằng GC-MS
- Làm khan bằng Na2SO4
2.2.2.2 Tỷ lệ nguyên liệu với nước
Cân 250 g sả chanh, cắt theo kích thước tối ưu ở khảo sát trên rồi cho vào bình cầu 2000 ml với tỷ lệ nguyên liệu với nước là 1/1, 1/2, 1/3, 1/4, 1/5 (Alam và cộng sự, 2018; Huyền và cộng sự, 2020) Lắp đặt hệ thống chưng cất, tiến hành chưng cất trong 2 giờ Sau đó thu phần hỗn hợp nước và tinh dầu Tiến hành làm khan và thu tinh dầu
Cân 250 g sả chanh, cắt theo kích thước tối ưu và cho vào bình cầu 2000 ml cùng tỷ lệ nguyên liệu với nước đã xác định Lắp đặt hệ thống chưng cất và tiến hành chưng cất trong khoảng thời gian 1, 2, 3, 4 giờ Sau khi chưng cất, hỗn hợp thu được bao gồm nước và tinh dầu Tiếp đó, thực hiện quá trình làm khan và thu hồi tinh dầu.
2.2.3 Phân tích thành phần hóa học có trong tinh dầu sả chanh
Thành phần hóa học của tinh dầu sả chanh được xác định bằng phổ GC – MS tại Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Công nghệ, Số 1B, đường TL29, phường Thạnh Lộc, quận
Nguyên tắc của GC – MS: sự kết hợp của hai kỹ thuật phân tích khác nhau, sắc ký khí (GC) và khối phổ (MS), được sử dụng để phân tích các hợp chất hữu cơ và sinh hóa phức tạp Thiết bị GC – MS bao gồm hai thành phần chính Phần sắc ký khí phân tách các hợp chất khác nhau trong mẫu thành các xung hóa chất tinh khiết dựa trên độ bay hơi của chúng bằng cách cho khí trơ (pha động) chạy qua một pha tĩnh cố định trong cột Quang phổ của các hợp chất được thu thập khi chúng thoát ra khỏi cột sắc ký bằng máy quang phổ khối, giúp xác định và định lượng các hóa chất theo tỷ lệ khối lượng trên điện tích (m/z) của chúng Những quang phổ này sau đó có thể được lưu trữ trên máy tính và được phân tích (Hussain và cộng sự, 2014)
Loại máy được dùng là máy sắc kí khí ghép khối phổ (GC-MS) hiệu SCION SQ 456-
GC với chu trình chạy như sau:
- Loại cột: Rxi-5ms hiệu RESTEK (30 m x 0.25 mm (i.d.), 0.25 àm df)
- Chương trình nhiệt độ: 50 °C giữ trong 1 phút, tăng 30 °C/phút cho đến 80 °C, tiếp tục tăng 5 °C/phút cho đến 230 °C, cuối cùng tăng 25 °C/phút cho đến 280 °C và giữ đẳng nhiệt trong 3 phút
- Khí mang: Helium, tốc độ dòng không đổi là 1 ml/phút
- Nhiệt độ đầu phun: 250 °C, tỷ lệ phân chia là 30
• Electron Impact (EI+), năng lượng ion hóa: 70 eV, chế độ quét: 50-500 amu, vận tốc quét: 1 giây/lần
• Nhiệt độ nguồn ion hóa: 250 °C
2.2.4 Tách citral từ tinh dầu sả chanh
- Cho 6 ml tinh dầu sả chanh và 30 ml dung dịch sodium bisulfite (NaHSO3) 30% vào becher 50 ml, khuấy bằng máy khuấy từ trong 3-5 phút với tốc độ 1500 vòng/phút và giảm dần đến 500 vòng/phút Sau đó để yên từ 5-7 phút để tạo trầm hiện bisulfite (màu trắng, mùi sốc, dạng sệt), thỉnh thoảng khuấy nhẹ trên bề mặt
- Lọc lấy sản phẩm thô bằng phễu thủy tinh xốp dưới áp suất kém Rửa sản phẩm với nước Làm khô chất rắn trên phễu thủy tinh xốp khoảng 5 phút, rồi lấy sản phẩm đem đi cân
- Cho chất rắn sau khi lọc vào becher 50 ml, nhỏ từ từ 10 ml dung dịch NaOH 15% vào và khuấy đều Để yên trong 5-10 phút
- Cẩn thận thu lớp dịch phía trên (chính là citral)
- Lưu sản phẩm trong chai thủy tinh kín và bảo quản trong tủ lạnh
Thu lớp dịch phía trên
Trầm hiện bisulfite Tinh dầu sả chanh
Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tách citral từ tinh dầu sả chanh
Khuấy đều và để yên 5-10 phút
Lọc và rửa tủa Rửa 3 lần
Xác định citral bằng phương pháp GC
