BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI NGUYỄN PHẠM TIỀN PHÁT NGUYỄN HỮU CẢNH NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT TINH DẦU TỪ MỘT SỐ LOẠI RAU THƠM VÀ ỨNG
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI
NGUYỄN PHẠM TIỀN PHÁT NGUYỄN HỮU CẢNH
NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT TINH DẦU TỪ MỘT SỐ LOẠI RAU THƠM
VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT NƯỚC RỬA TAY
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC Khóa học: 2018 2022-
Giáo viên hướng dẫn: ThS LẠI THỊ HIỀN
ĐỒNG NAI - 2023
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI
NGUYỄN PHẠM TIỀN PHÁT NGUYỄN HỮU CẢNH
NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT TINH DẦU TỪ MỘT SỐ LOẠI RAU THƠM
VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT NƯỚC RỬA TAY
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC Khóa học: 2018 – 2022
Giáo viên hướng dẫn: ThS LẠI THỊ HIỀN
ĐỒNG NAI - 2023
Trang 3TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI
KHOA KHSK VÀ KTTC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Nhóm Sinh viên thực hiện:
- Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học
1 Tên đề tài:
Tối ưu hóa qui trình chiết xuất một số loại tinh dầu rau thơm và ứng dụng sản xuấtnước rửa tay
2 Cấu trúc của khóa luận tốt nghiệp
Chương 1 Lý do chọn đề tài và tầm quan trọng của đề tài
Chương 2 Cơ sở lý thuyết
Chương 3 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp và kỹ thuật nghiên cứu
Công cụ nghiên cứu
Phương pháp thu thập dữ liệu
Xử lý dữ liệu và xử lý thống kê
Trang 4Chương 4 Kết quả, phân tích và giải thích dữ liệu
Trình bày kết quả, giải thích kết quả và thảo luận
Chương 5 Tóm tắt, kết luận và kiến nghị
Tóm tắt
Kết luận
Kiến nghị
3 Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: …/…/20…
4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: …/…/20
5 Họ tên người hướng dẫn: ThS/TS ……….
Nội dung và yêu cầu khóa luận tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn và khoa
Trang 5LỜI CẢM ƠN
Chúng em chân thành cảm ơn khoa Sức Khỏe – Thực Phẩm, trường Đại họcCông Nghệ Đồng Nai đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em được học tập vàthực hiện đề tài khóaluận tốt nghiệp này
Để hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp, trước hết chúng em xin gửi lời cảm ơnchân thành đến quý thầy, cô trong khoa Y - Điều dưỡng đã tận tình giảng dạy,trang bị cho chúng em những kiến thức quý báu trong những năm vừa qua Đặcbiệt, chúng em xin gởi đến Ths Lại Thị Hiền người đã phụ trách hướng dẫnchúng em hoàn thành bài báo cáo thực tập này lời cảm ơn sâu sắc nhất Trong quátrình thực hiện đề tài khóa luận, cũng như là trong quá trình làm bài báo cáo, khótránh khỏi sai sót Bên cạnh đó, do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thựctiễn còn hạn chế nên bài báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng emrất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy, cô để chúng em có thể học hỏithêm được nhiều kinh nghiệm và hoàn thiện đề tài khóa luận tốt nghiệp này.Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn, và kính chúc quý thầy cô dồi dàosức khỏe
Trang 6LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của chúng tôi, đượcthực hiện dựa trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm Bài tiểu luận đượctiến hành thực tế tại khoa Y - Điều dưỡng trường Đại học Công Nghệ Đồng Nai.Chúng tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong bài tiểu luận đã đượctrích dẫn chính xác và đầy đủ theo quy định Các số liệu, kết quả thí nghiệm trongbài báo cáo này là trung thực
Trang 7BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Đồng Nai, ngày……tháng… năm 20…
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên:
Về đề tài:
Họ và tên giảng viên nhận xét:
Học hàm, học vị:
Đơn vị:
1 Về tính cấp thiết của đề tài
2 Về nội dung 2.1 Những ưu điểm
2.2 Những nhược điểm
Trang 8
3 Về thái độ, tinh thần thực hiện việc trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp
4 Kết luận
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
(ký và ghi rõ họ tên)
Trang 9MỤC LỤ
LỜI CẢM ƠN 4
LỜI CAM ĐOAN 5
MỤC LỤC 8
DANH MỤC BẢNG 11
DANH MỤC SƠ ĐỒ 11
DANH MỤC HÌNH 12
PHỤ LỤC 13
CHƯƠNG 1: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI 14
1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 14
1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 14
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 15
1.4 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI 15
1.5 GIỚI HẠN CỦA NGHIÊN CỨU 15
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 16
2.1 CÁC LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 16
2.1.1 Nguyên liệu 16
2.1.2 Đặc điểm thực vật của bạc hà 16
2.1.4 Thành phần hóa học 17
2.1.5 Phân biệt một số loại bạc hà 18
2.1.6 Một số bài thuốc từ bạc hà 20
2.1.7 Một số chế phẩm tinh dầu bạc hà 21
2.2 TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU 22
2.2.1 Khái niệm về tinh dầu 22
2.2.2 Nguồn gốc và sự phát triển của tinh dầu 23
2.2.3 Phân loại các thành phần có trong tinh dầu 24
2.2.3.1 Phân loại theo hàm lượng 24
2.2.3.2 Phân loại theo tính chất vật lý 25
2.2.3.3 Phân loại theo tính chất hóa học 25
2.2.4 Tính chất vật lý và hóa học của tinh dầu 26
Trang 102.2.4.1 Tính chất vật lý 26
2.2.4.2 Tính chất hóa học 27
2.2.5 Ứng dụng của tinh dầu 27
2.2.6 Vai trò của tinh dầu trong đời sống thực vật 28
2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TRÍNH LY TINH DẦU 32
2.3.1 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 32
2.3.1.1 Nguyên tắc chung 32
2.3.1.2 Những ảnh hưởng chính trong sự chưng cất lôi cuốn hơi nước 33
2.3.1.3 Ưu và nhược điểm của phương pháp 34
2.3.2 Công nghệ co2 siêu tới hạn 35
2.3.3 Công nghệ ép lạnh 37
2.3.4 So sánh các phương pháp 38
2.3.4.1 So sánh hiệu suất các phương pháp chiết xuất tinh dầu 38
2.3.4.2 So sánh các phương pháp hỗ trợ chiết xuất 39
2.3.4.3 Kết luận 40
2.4 ĐẠI CƯƠNG VỀ SÓNG SIÊU ÂM 40
2.4.1 Khái niệm sóng siêu âm 40
2.4.2 Nguyên tắc tác động của sóng siêu âm 41
1.4.2.1 Hiện tượng xâm khí thực 41
2.4.2.2 Hiện tượng vy xoáy 42
2.4.3 Cơ sở khoa học của sóng siêu âm truyền trong chất lỏng 42
2.4.3.1 Hiện tượng “Cavitation” 42
2.4.3.2 Hiện tượng vỡ bóng 43
2.4.4 Một số ứng dụng của sóng siêu âm 43
2.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ TINH DẦU BẠC HÀ 43
2.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 43
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50
3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 50
3.2 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 50
3.3 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 50
2.3.1 Thiết bị 50
2.3.3 Hoá chất 50
Trang 112.3.2 Dụng cụ 50
3.4 PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT LÔI CUỐN HƠI NƯỚC TINH DẦU BẠC HÀ 50
3.4.1 Hiệu suất thu hồi 50
3.4.2 Quy trình chưng cất lôi cuốn hơi nước tinh dầu bạc hà có hỗ trợ siêu âm 51
3.4.3 Chưng cất và làm tinh khiết 52
3.4.4 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu 55
3.4.4.1 Khảo sát thời gian xử lí với máy siêu âm 55
3.4.4.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian chưng cất 55
3.4.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của thể tích dung môi 55
3.5 QUI TRÌNH PHA CHẾ NƯỚC RỬA TAY TỪ TINH DẦU BẠC HÀ 56
3.5.1 Dụng cụ, hóa chất 56
3.5.1.1 Dụng cụ 56
3.5.1.2 Nguyên liệu hóa chất 56
3.5.2 Qui trình pha chế nước rửa tay 56
3.5.3 Khào sát đánh giá người dùng sản phẩm nước rửa tay từ tinh dầu bạc hà: 59
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 60
4.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT TRÍCH LY TINH DẦU 60
4.1.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lí mẫu với máy siêu âm 60
4.1.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian chưng cất tới hàm lượng tinh dầu thu được 61
4.1.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thể tích dung môi tới hàm lượng tinh dầu thu được 62
4.1.4 Kết quả khảo sát đánh giá người dùng sản phẩm nước rửa tay từ tinh dầu bạc hà: 63
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64
5.1 KẾT LUẬN 64
5.2 KIẾN NGHỊ 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 65
PHIẾU KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ NGƯỜI DÙNG VỀ NƯỚC RỬA TAY BẠC HÀ 70
Trang 12DANH MỤC BẢNGY
Bảng 2.1: So sánh hiệu suất các phương pháp chiết xuất tinh dầu 38 Bảng 2.2: So sánh các phương pháp hỗ trợ chiết suất 39 Bảng 2.3: Các thành phần dược xác định và tỷ lệ phần trăm 39
YBảng 4.1: Kết quả khảo sát người dùng nước rửa ta
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 3.1: Qui trình chưng cất lôi cuốn hơi nước 51
Sơ đồ 4.1: Ảnh hưởng của thời gian trích ly với máy siêu âm
Sơ đồ 4.2: Ảnh hưởng của thời gian chưng cất
Sơ đồ 4.3: Ảnh hưởng của thể tích dung môi tới hàm lượng tinh dầu
Trang 13DANH MỤC HÌ
Hình 2.1: Lá bạc hà 16
Hình 2.2: Cấu tạo phân tử của bạc hạ 17
Hình 2.3: Bạc hà Âu (Mentha piperita) 18
Hình 2.4: Bạc hà Socola (Chocolate Mint-Chocomint) 19
Hình 2.5: Bạc hà Nhật (Pilea’Nummular) 19
Hình 2.6: Phân biệt bạc hà và rau húng lủi 20
Hình 2.7: Một số chế phẩm từ tinh dầu Bạc Hà 21
Hình 2.8: Một số loại tinh dầu hiện nay 22
Hình 2.9: Qui trình chưng cất tinh dầu bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước 32
Hình 2.10: Qui trình chưng cất tại phòng thí nghiệm trường Đại học công nghệ Đồng Nai 33
Hình 2.11: Qui trình chiết suất tinh dầu bằng phương pháp CO siêu tới hạn 352 Hình 2.12: Qui trình chiết suất tinh dầu bằng phương pháp Ép lạnh 37
Hình 2.13: Quá trình hình thành, phát triển và vỡ của bọt khí 41
Hình 2.14: Hiện tượng “Cavition” 42
Hình 3.1: Mẫu nguyên liệu được cho vào máy siêu âm 52
Hình 3.2: Mâu nguyên liệu sau khi đã trải qua quá trình đánh sóng siêu âm 52
Hình 3 3: Chưng cất nguyên liệu sau khi đã đánh sóng bằng bộ dụng cụ Clevenger 53
Hình 3.4: Qúa trình trình chưng cất hỗn hợp chứa tinh dầu bạc hà 53
Hình 3.5: Hỗn hợp phân ly tinh dầu và nước thành 2 pha 54
Hình 3.6: Hỗn hợp chứa tinh dầu sau khi thêm Na2SO 544 Hình 3.7: Bước đầu pha chế nước rửa tay 56
Hình 3.8: Bước 2 pha chế nước rửa tay 57
Hình 3.9: Bước 3 pha chế nước rửa tay 57
Hình 3.10: Bước 4 pha chế nước rửa tay 58
Hình 3.11: Bước 5 pha chế nước rửa tay 58
Hình 3.12: Bước cuối hoàn thành sản phẩm 59
Trang 14PHỤ LỤC Bảng đánh giá Anova 1: Xử lí mẫu với máy siêu âm 67 Bảng đánh giá Anova 2: Ảnh hưởng thời gian chưng cất tới hàm lượng tinh dầu
1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Rau thơm hay rau gia vị là khái niệm khái quát dùng để chỉ các loại rau ăn được (cóthể là rau, củ, quả thơm), được trồng hoặc hái từ tự nhiên mà có mùi thơm đặc trưng tùytheo loại do các tinh dầu trong rau bay hơi tạo thành [1]
Quan trọng hơn các loại rau gia vị còn mang đến nhiều lợi ích cho sức khỏe với nhữngcông dụng chữa bệnh lành tính tự nhiên được sử dụng như một phương pháp điều trịbệnh từ thời cổ đại Hầu hết các loại rau thơm đều có chứa các thành phần dinh dưỡngtốt cho sức khỏe như sắt, canxi, magie, vitamin A, C, photpho, kẽm, đồng, mangan vàmột số chất có lợi khác Nhờ vào các thành phần này mà các loại rau thơm có thể hỗ trợtăng cướng sức khỏe và giúp cơ thể chống lại bệnh tật nhờ vào khả năng chống nhiễmtrùng mà việc sử dụng rau thơm thường xuyên có thể giúp hệ thống miễn dịch mạnh mẽhơn có thể cải thiện tình trạng hội chứng ruột kích thích Các loại rau gia vị chứa nhiềuchất chống oxy hóa tự nhiện có đặc tính kháng khuẩn chống nấm, chống nhiễm trùng dothực phẩm bệnh lý và dị ứng như cảm lạnh cảm cúm, viêm nhiễm dạ dày, trướng bụng,
ho, sổ mũi, chán ăn, đồng thời có tác dụng chống viêm giảm đau và hỗ trợ điều trị viêm
đau khớp nhức mỏi tay chân [2].
1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Chọn đề tài tối ưu hóa quy trình chiết xuất tinh dầu từ một số loại rau thơm vàứng dụng vào sản xuất nước rửa tay có nhiều lý do quan trọng và hấp dẫn:
BM213-KT21
Trang 15 Ứng dụng thực tiễn và thị trường tiềm ẩn: Nhu cầu sử dụng nước rửa tay ngàycàng tăng cao, đặc biệt trong các trường hợp giải quyết bệnh dịch và tăng cường
ý thức về vệ sinh Sản xuất nước rửa tay sử dụng tinh dầu từ rau thơm tự nhiên cótiềm năng thị trường lớn và được xem là một giải pháp thân thiện với môi trường
và sức khỏe
Phát triển sản phẩm tự nhiên và bền vững: Xã hội ngày càng quan tâm đến sảnphẩm tự nhiên và thân thiện với môi trường Tinh dầu từ rau thơm là nguồnnguyên liệu tự nhiên có thể thay thế hóa chất tổng hợp trong sản xuất nước rửatay Điều này giúp đáp ứng nhu cầu của người dùng và đóng góp phần vào việcphát triển bền vững
Nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ: Đề tài này đòi hỏi kết hợp nghiêncứu về hóa học, sinh học, công nghệ sinh học và công nghệ sản xuất Tối ưu hóaquy trình chiết xuất tinh dầu từ rau thơm có thể dẫn đến sự phát triển công nghệmới và cải tiến trong lĩnh vực này
Đóng góp vào sức khỏe cộng đồng: Nước rửa tay là một phương tiện tiện íchquan trọng để ngăn chặn vi khuẩn và vi rút lây lan Sử dụng tinh dầu từ rau thơm
có khả năng diệt khuẩn trong nước rửa tay có thể đóng góp vào việc bảo vệ sứckhỏe và phòng ngừa các bệnh truyền nhiễm
Tiềm năng kinh doanh: Nghiên cứu và ứng dụng tinh dầu từ rau thơm vào sảnxuất nước rửa tay có thể tạo ra một sản phẩm có giá trị gia tăng cao và cạnh tranhtrên thị trường Điều này mở ra cơ hội kinh doanh và tạo ra lợi nhuận cho cácdoanh nghiệp
Mở rộng ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác: Ngoài sản xuất nước rửatay, tinh dầu từ rau thơm còn có thể ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệpkhác như mỹ phẩm, chăm sóc sức khỏe và thực phẩm
Tóm tắt lại, lựa chọn đề tài tối ưu hóa quy trình chiết xuất tinh dầu từ một số loạirau thơm và ứng dụng vào sản xuất nước rửa tay là một bước đi quan trọng vàhợp lý từ cả mức độ thương mại, khoa học công tech, and plus server Đây là mộtlĩnh vực nghiên cứu đa chiều, có thể mang lại nhiều lợi ích cho xã hội và môitrường trong tương
Trang 161.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Công nghệ chưng cất lôi cuốn hơi nước, lọc tách dầu
- Tối ưu qui trình chiết xuất tinh dầu rau thơm ứng dụng cho nước rửa tay
1.4 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI
Khả năng diệt trừ và khử trùng: Tinh dầu từ rau thơm thường chứa các hợp chất
có khả năng diệt trừ và khử trùng tự nhiên Công dụng của loại tinh dầu nàytrong sản xuất nước rửa tay có thể giúp loại bỏ vi khuẩn, vi rút và vi khuẩn gâybệnh một cách hiệu quả
Sản phẩm tự nhiên và thân thiện với môi trường: Tinh dầu từ các nguồn nguyênliệu tự nhiên giúp tạo ra sản phẩm nước rửa tay không chứa các chất hóa họctổng hợp có thể gây hại cho sức khỏe và môi trường Điều này giúp giảm tácđộng tiêu cực lên môi trường và hỗ trợ xu hướng chăm sóc sức khỏe bền vững
Tính đa dạng và linh hoạt: Tinh dầu từ rau thơm đa dạng về mùi hương và thànhphần hóa học, cho phép sáng tạo trong thiết kế sản phẩm nước rửa tay Điều nàygiúp cải thiện trải nghiệm người dùng và tăng tính thú vị cho sản phẩm
Nguồn nguyên liệu dồi dào và tiết kiệm chi phí: Rau thơm thường là những câytrồng phổ biến và dễ trồng, do đó, nguồn nguyên liệu để chiết xuất tinh dầu từchúng dồi dào và chi phí thấp hơn so với việc sử dụng nguồn nguyên liệu có sẵnhoặc khó thu thập
Khả năng ứng dụng rộng rãi: Tinh dầu từ rau thơm không chỉ có thể ứng dụngtrong sản xuất nước rửa tay mà còn trong nhiều lĩnh vực sản phẩm khác như sảnxuất mỹ phẩm, xà phòng, sản phẩm chăm sóc cá nhân và dược phẩm
Nâng cao giá trị thương hiệu: Sử dụng tinh dầu từ rau thơm trong sản xuất nướcrửa tay có thể làm nổi bật sản phẩm và giúp tạo nên sự khác biệt trong thị trườngcạnh tranh Khả năng cung cấp một sản phẩm tự nhiên, an toàn và hiệu quả cóthể nâng cao giá trị thương hiệu của công ty
Tóm lại, việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất tinh dầu từ rau thơm và ứng dụngvào sản xuất nước rửa tay không chỉ mang lại lợi ích cho kinh tế mà còn đảm bảotính thân thiện với môi trường và sức khỏe người tiêu dùng Đây là một đề tài có
ý nghĩa đối với ngành công nghiệp chăm sóc sức khỏe và phát triển bền vững
Trang 171.5 GIỚI HẠN CỦA NGHIÊN CỨU
Đề tài chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu công nghệ chưng cất tinh dầu bằng phươngpháp lôi cuốn hơi nước hồi lưu, trên cơ sở lý thuyết, chưa sản xuất được máy lôi cuốnhơi nước, lọc cụ thể
Kết quả dự kiến:
+ Công suất chiếc suất tinh dầu bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước
+ Thành phần hóa học của rau thơm
+ Sản xuất nước rữa ta từ tinh dầu rau thơm
Trang 18CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CÁC LÝ THUYẾT LIÊN QUAN
2.1.1 Nguyên liệu
Tên tiếng Việt: Bạc hà, bạc hà nam, bạc hà Nhật Bản, húng cay, húng bạc hà, nạt nặm,
chạ phiăc chom (Tày)
Tên khoa học: Mentha arvensis L [4]
- Lá: Lá của bạc hà có hình mác mọc đối, có màu xanh đậm và mặt lá bóng Lá có cạnhrăng, hình trứng và có mùi thơm đặc trưng
- Hoa: Hoa của bạc hà có màu tím hoặc tím nhạt, mọc thành chùm ở các ngọn cành Hòa
có hình ống và có môi trường rõ ràng Bạc hà thường có hoa vào mùa hè
- Rễ: Hệ thống bất lương của bạc hà là thân, phát triển nông, nhỏ và có khả năng pháttriển nhanh
- Sinh và phân bố: Bạc hà là trưởng loại cây thảo phân bố rộng rãi và thường được trồng
ở nhiều khu vực trên toàn thế giới Nó thích hợp với khí hậu ôn đới và ẩm ướt, và thườngmọc tự nhiên ở vùng đồng cỏ, vườn, ven suối, ven đầm lầy và vùng núi có độ cao thấp.Tính thích nghi: Bạc Hà khả năng thích nghi và dễ dàng mọc lại sau khi bị cắt hoặc bị tácđộng bởi môi trường Điều này làm cho nó trở thành một loại cây thảo rất phổ biến và dễtrồng
Trang 19Tính sáng và tốn nước: Bạc Hà thích hợp với ánh sáng mặt trời hoặc nắng nhẹ và cầnnhiều nước để phát triển và sinh trưởng mạnh mẽ.[4]
Theo Y học cổ truyền
Bạc hà có tác dụng làm ra mồ hôi, trừ phong giảm đau, chỉ ho, kiện vị, chỉ tả, tăng tiếtmật, kích thích tiêu hóa, giải độc, thúc ban sởi mọc Dùng bạc hà trị ho, cảm mạo phongnhiệt, biểu hiện sốt cao, mũi tắc, đau đầu, ít hoặc không có mồ hôi.[4]
2.1.4 Thành phần hóa học
Tinh dầu chiếm hơn 0,5% trong đó menthol chiếm 60% và menthol ester khoảng 9% và flavonoid Lá bạc hà là nguyên liệu chính để thu các tinh dầu Lá chiếm 40-50 trọng lượng chất xanh và trong lá khô hàm lượng tinh dầu là 2-3% Chiếm 0,5 – 1,5% trọng lượng khô của cây, trong đó: Menthol trong lá 2,4 – 2,7% tỷ lệ tinh dầu, Hoa 2,4% tỷ lệ tinh dầu, Thân chiếm 0,3% tỷ lệ tinh dầu
Trong nhiều tài liệu y khoa cũng nêu các thành phần hóa học của bạc hà như:
– Trong Tài Nguyên Cây Thuốc Việt Nam thì tinh dầu Mentha Arvensis di thực vào ViệtNam có chứa Sabinen, Myrcen, – a Pinen, Menthol, Limonen, Cineol, Methylheptenon,Menthyl Acetat, Isomenthol, Neomenthol, Pulegon [5]
– Trong Trung Dược Học thì bạc hà có Menthol, Menthone, Menthenone, MenthylAcetate, Camphene, Limonene, Rosmarinic acid, d-Neomenthol, Ethyl – n – Amylketone,
Isomenthone, Pinene, Piperitone, Piperitenone, Pulegone [5]
Hình 2.1: Lá bạc hà
Trang 20– Trong Tài Nguyên Cây Thuốc Việt Nam thì bạc hà tím Việt Nam trồng ở Mondavi chohàm lượng tinh dầu là 1,82% (1980), 3% (1981 – 1982) Tinh dầu lại gồm 23 thành phần
đã xác định được như: Menthol 5,8%, (-) Menthol 10,1%, Menthyl Acetat 1,6%, (+)Pulegon 24,9%, Piperiton Oxyd 16%, Piperitenon Oxyd 21,5%, a Pinen 0,41%, b Pinen0,72%, Myrcen 0,47%, Limonen 4,5%, P.Cymol 0,09%, Oetanol 3 – 3,2%, Piperiton 4%
[5]
Hình 2.2: Cấu tạo phân tử của bạc hạ
2.1.5 Phân biệt một số loại bạc hà
Bạc hà Âu (Mentha piperita)
Hay thường được gọi là Euromint Đây là một loại cây thân thảo sống lâu năm, toàncây có mùi thơm mát vì có chứa tinh dầu menthol Cây này thường mọc hoang trong
tự nhiên với các loài cây bố mẹ của chúng ở Trung và Nam châu Âu Chúng lan tỏa vàsinh sản vô tính bằng rễ do nó không sinh sản hữu tính bằng hạt Bạc hà Âu lớnnhanh, ít sâu bệnh so với những dòng bạc hà khác [6]
Trang 21Hình 2.3: Bạc hà Âu (Mentha piperita)
Bạc hà Socola (tên tiếng Anh - Chocolate Mint hay Chocomint)
Là một trong những dòng sản phẩm đặc biệt nhất của lá bạc hà tươi do Yêu Trồng Câycung cấp Chocomint Là loại lá mint có thân cây màu tím, lá nhỏ, răng cưa nhuyễn, mọcđối xứng
Lá bạc hà Socola có mùi singum rất nồng đậm Đây là đặc trưng của các lá bạc hà gốcchâu Âu Ngoài hương vị the mát vốn có, chocomint còn sở hữu thêm mùi vị socola –hương vị tỏa ra khi bạn vuốt nhẹ loại lá mint này rồi đưa tay lên mũi ngửi Mùi thơm mát
lạnh, say đắm, ngọt ngào, rất dễ chịu [6].
Hình 2 4: Bạc hà Socola (Chocolate Mint-Chocomint)
Bạc hà Nhật Bản (Pilea ‘Nummular)
Trang 22Loài cây này có nguồn gốc từ Nam Mỹ và Tây Ấn Tán lá xanh dày và rất khoẻ mạnh,cây thường mọc thấp bò dưới mặt đất Khi được trồng trong nhà chúng ta dễ dàng thấyloài cây này được trồng dưới dạng giỏ treo vô cùng đẹp mắt Là loài cây ưa ẩm phát triểntốt khi có đủ ánh nắng mặt trời vì vậy cây bạc hà Nhật bản rất dễ trồng và chăm sóc.
Về cơ bản, bạc hà Nhật Bản có hình dáng tương đồng với bạc hà thông thường Tuynhiên, cây phát triển cao hơn, phát triển nhanh, lá tròn hơn có răng cưa và lông rất nhỏ.Bạn có thể quan sát hình ảnh để rõ hơn
Bạc hà Nhật sở hữu lượng menthol cực kì cao do đó thường được trồng để chiết tinh dầu
làm dược liệu, dầu gió… [6].
Hình 2.5: Bạc hà Nhật (Pilea’Nummular)
Lá bạc hà và rau húng lủi
Lưu ý cần phân biệt giữa cây bạc hà và lá húng lủi (nhiều người gọi là rau húng bạc hà để
dễ bán hàng) khi bạn đặt mua và sử dụng cho gia đình cũng như cho việc chế biến thựcđơn tại các tiệm ăn, nhà hàng, quán café,
Lá bạc hà có hương thơm nồng, vị cay the mát lạnh do chứa lượng tinh dầu lớn.Còn húng lủi, húng quế hay các loại húng khác có hương nhẹ hơn, vị cay thơm khôngnồng vì ít tinh dầu hơn, đây cũng chính là lý do vì sao mà húng trồng dễ và thu hoạchnhanh hơn, bởi vì nó cần ít thời gian hơn để tạo tinh chất tuyệt vời ở trong lá [6]
Hình 2.6: Phân biệt bạc hà và rau húng lủi
Trang 232.1.6 Một số bài thuốc từ bạc hà
Giải cảm, chữa viêm họng, viêm mũi, ho, rát cổ:
Bạc hà 30g, lá tràm 50g, lá đại bi 20g, kinh giới 10g, hương nhu, hạt mùi, antức hương Các dược liệu làm khô, ngâm cồn 80 độ trong 10-15 ngày Thỉnhthoảng lắc đều, chắt lấy cồn Hòa an tức hương đã tán nhỏ, lọc Khi dùng lấynửa thìa café thuốc cho vào 1 cốc đổ nước sôi vào Dùng xông và hít
Chữa chảy máu cam:
Bạc hà tươi giã lấy nước nhỏ vào mũi hoặc dùng lá bạc hà sắc lấy nước thấmbông nhét vào
Chữa ong đốt:
Lá bạc hà tươi giã nát đắp vào nơi tổn thương
Chữa mắt mờ:
Lá bạc hà ngâm nước gừng một đêm sắc nước rửa
Chữa phong khí vào người sinh ngứa da:
Bạc hà, thuyền thoái (xác ve sầu) lượng bằng nhau, tán nhỏ hòa rượu nónguống, mỗi lần 4g
Trừ nôn thông mật hỗ trợ tiêu hóa:
Lá bạc hà hay toàn cây bạc hà bỏ rễ 5g pha vào 200ml nước sôi, cách 3 giờuống một lần Có thể dùng cồn bạc hà theo công thức kể trên để uống thay,mỗi lần từ 5 - 10 giọt
Chữa cảm mạo nhức đầu:
Lá bạc hà 6g, kinh giới 6g, phòng phong 5g, bạch chỉ 4g, hành hoa 6g Nướcsôi đổ vào, chờ 20 phút, uống lúc đang nóng
2.1.7 Một số chế phẩm tinh dầu bạc hà
Tinh dầu bạc hà mang lại cảm giác mát mẻ và có tác dụng làm êm dịu trên cơ thể, có thểlàm giảm đau cơ khi sử dụng Nó cũng có tính chất chống vi khuẩn để giúp cho hơi thởđược thơm mát và làm dịu các vấn đề về tiêu hóa Vì vậy mà tinh dầu bạc hà có rất nhiềucông dụng đối với đời sống sức khỏe
Trang 24Hình 2.7: Một số chế phẩm từ tinh dầu Bạc Hà
2.2 TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU
2.2.1 Khái niệm về tinh dầu
Tinh dầu gồm nhiều hợp chất dễ bay hơi (chủ yếu là các terpen và các triterpenonic), cómùi đặc trưng tùy thuộc vào nguồn gốc cung cấp nguyên liệu tinh dầu Hệ thực vật cótinh dầu khoảng 3000 loài, trong đó có 150 - 200 loài có ý nghĩa công nghiệp Tinh dầu làhỗn hợp các chất hữu cơ tan lẫn vào nhau, có mùi đặc trưng Ở nhiệt độ thường hầu hếttinh dầu ở thể lỏng, có khối lượng riêng bé hơn 1 (trừ một vài tinh dầu như quế, đinhhương…), không tan trong nước hoặc tan rất ít, nhưng lại hòa tan tốt trong dung môi hữu
cơ như alcol, ether, chất béo… Tinh dầu bay hơi với hơi nước, có vị cay và ngọt, nóngbỏng và có tính sát trùng mạnh [7]
Trang 25Hình 2.8: Một số loại tinh dầu hiện nay
Tinh dầu có hai loại:
-Nguyên chất và tinh dầu hỗn hợp
Tinh dầu nguyên chất hoàn toàn không có độc tố không có chất bảo quản hóa học nên rất
an toàn cho người sử dụng và mang lại kết quả nhanh khi điều trị Tinh dầu khôngnguyên chất được pha trộn với các loại tinh dầu khác nhau Thành phần hóa học của tinhdầu gồm terpen và những dẫn xuất chứa oxy của terpen (như alcol, aldehyde, ceton,ether…)
Mặc dù có nhiều cấu tử như vậy nhưng thường một vài cấu tử chính có giá trị và có mùiđặc trưng cho tinh dầu đó Phương pháp phổ biến để tách tinh dầu từ cây cỏ là chưng cấtbằng lôi cuốn hơi nước Nếu các chất trong tinh dầu bị phân hủy bằng chưng cất lôi cuốnhơi nước thì người ta sử dụng phương pháp chiết bằng dung môi hữu cơ (ví dụ như etherdầu hỏa, benzen…)
Về mặt thực hành tinh dầu có thể xem như “một hỗn hợp thiên nhiên có mùi, phần lớn cónguồn gốc từ thực vật”, chỉ có một số ít nguồn gốc từ động vật Tinh dầu được phân bốrộng trong hệ thực vật, đặc biệt tập trung một số họ như họ hoa tán, họ cúc, họ hoa môi,
họ long não, họ sim, họ cam, họ gừng… Tinh dầu được chiết từ mọi bộ phận của cây nhưcánh hoa, lá, cành, rễ, vỏ trái, hạt, vỏ cây… Tinh dầu chứa trong thực vật có thành phầnkhông ổn định Hàm lượng tinh dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, di truyền, đấttrồng, phân bón, thời tiết, ánh sáng, thời điểm thu hoạch Trong các bộ phận của cây hàmlượng tinh dầu cũng khác nhau Cần phải hiểu biết như vậy để xác định thời gian thu hái
Trang 26cho hàmlượng tinh dầu nhiều nhất và chất lượng tốt nhất Tinh dầu là sản phẩm cuối cùngcủa quá trình trao đổi chất và không được sử dụng trở lại cho hoạt động sống của cây [8]
2.2.2 Nguồn gốc và sự phát triển của tinh dầu
Tinh dầu được sử dụng từ rất lâu đời Dựa theo những văn bản cổ để lại thì từ thế kỷ thứ
IX, tinh dầu đã được thu bằng phương pháp chưng cất: Nguyên liệu thực vật được xử lývới alcol và sau đó được chưng cất với nước để thu được nước thơm
Vào thế kỷ thứ XVI, khái niệm dầu béo và tinh dầu cũng như các phương pháp để thunhận chúng từ nước thơm đã được xác định Ngay từ thời gian này, tinh dầu đã đượcthương mại hóa với các mục tiêu mỹ phẩm, công nghiệp và chữa bệnh
Tuy nhiên, đến cuối thế kỷ XIX, các tiến bộ trong hóa học đã có thể phân lập các phân
tử có mùi thơm và sau đó tổng hợp chúng để sử dụng trong điều trị, nước hoa và côngnghiệp Sang thế kỷ XX, sự phát triển mạnh mẽ của hóa học ở giai đoạn này đã khiếnchoviệc sản xuất tinh dầu theo con đường tổng hợp được cải tiến với khối lượng lớn, giá
rẻ, quy trình ổn định và được tiêu chuẩn hóa, do đó tinh dầu tổng hợp đã từ từ thay thếcác loại tinh dầu tự nhiên Sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp sản xuất tinh dầu trongthời kỳ này được ví như thuật giả kim Các nguyên nhân thúc đẩy việc sản xuất các chấtthơm tổng hợp gồm có:
+ Con đường tổng hợp có thể chế ra các sản phẩm tương đương với thiên nhiên nhưng rẻhơn
+ Không lệ thuộc vào nguồn cung cấp (từ các nước thứ ba, trước kia là thuộc địa), do đó
có thể chủ động
+ Có thể cải tiến được chất lượng (bền hơn, mùi thuần hơn, không có hiệu ứng phụ).+ Tạo ra các mùi mới chưa tìm thấy trong tự nhiên (đa dạng hơn) Bên cạnh đó, trongthời gian này, việc sử dụng tinh dầu tự nhiên không được ưa chuộng do các thông tin vềkhả năng gây dị ứng của các loại tinh dầu khi dùng để chữa lành vết thương cũng nhưcácnguy cơ gây tử vong của các loại thảo mộc Trung Quốc… Cho đến đầu những năm 1990
và nhất là thời kỳ đầu thế kỷ XXI, cách nhìn nhận vềtinh dầu đã mang tính đổi mới toàndiện
Điều này có thể là do một số yếu tố:
+ Xu hướng sinh thái kêu gọi quay trở về với thiên nhiên và bảo vệ môi trường
Trang 27+ Các cân nhắc về lợi ích kinh tế nhằm thúc đẩy (khuyến khích) việc tự điều trị cũngnhưcác thông tin về mối nguy hại của hóa chất tổng hợp như nguy cơ gây ung thư củathuốcnhuộm tóc.
+ Ảnh hưởng của hóa chất đến khả năng sinh sản của con người
+ Nhận thức về độc tính của thuốc trừ sâu hóa học cho hành tinh, các vụ bê bối liênquanđến y tế công cộng (nhiễm độc máu khi truyền, nhiễm độc amiăng, nhiễm độchormontăng trưởng…)
+ Sự thi hành của hệ thống REACH (đăng ký R- Registration, đánh giá E- Evaluation,cấp phép A- Authorisation và hạn chế hóa chất CH- Restriction of Chemicals) nhằm kiểmsoát sự sản xuất hóa chất
+ Sự gia tăng nghi ngờ về các chất mùi tổng hợp và sự hài hòa dần dần của cáckhuôn khổpháp lý cho việc sử dụng tinh dầu (ở một số nước châu Âu, tinh dầu được coi làthuốcchữa bệnh và có thể được đăng ký sử dụng truyền thống)
+ Sự toàn cầu hóa khiến cho tinh dầu có thể được sản xuất ở các nước có giá nhân côngrẻ…
Do đó, từ chỗ bị lãng quên, tinh dầu đã lấy lại vị thế của mình và dần chiếm lĩnh thịtrường các sản phẩm hữu cơ (thậm chí liệu pháp đối chứng - allopathy, đã sử dụng tinhdầutrong phương pháp điều trị sinh học hoặc hữu cơ) Có thể nói rằng, sự đổi mới nàyxuất phát một phần từ sự không hài lòng đối với các chất hóa học tổng hợp và một phầnvào tínhtích cực nhấn mạnh rằng các sản phẩm tự nhiên là vô hại
Do đó, không có gì khó hiểu khi ngày càng có nhiều người quan tâm đến lĩnh vực tinhdầu Theo con số thống kê, chỉ tính riêng trong năm 2009 đã có 1.420.000 lượt truy cậpvào trang Google France với từ khóa “Essential oils” [9]
2.2.3 Phân loại các thành phần có trong tinh dầu
2.2.3.1 Phân loại theo hàm lượng
Trang 282.2.3.2 Phân loại theo tính chất vật lý
Tinh dầu của mỗi loài thực vật là một hỗn hợp bao gồm hàng trăm hợp chất thuộc cácnhóm hữu cơ khác nhau
Các hợp chất có tinh dầu thường được phân chia thành hai nhóm:
+ Nhóm thành phần dễ bay hơi: Chiếm 90 % - 95 % tổng lượng tinh dầu
+ Nhóm còn lại: gồm các hợp chất ít bay hơi chỉ chiếm 1 % - 10 %
Tỷ lệ các thành phần riêng lẻ có thể thay đổi rất lớn tùy theo giống cây trồng, điều kiệncanh tác, mùa vụ và các bộ phận khác nhau của cây, tuy nhiên số lượng của các
thành phần là không thay đổi trong phạm vi loài [10].
2.2.3.3 Phân loại theo tính chất hóa học
Có nhiều cách phân loại tinh dầu theo bản chất hóa học sau đây là cách phân loại Các hợp chất trong tinh dầu được chia thành các nhóm:
+ Monoterpen mạch hở (ví dụ: mycren, ocimen)
+ Monoterpen mạch vòng (ví dụ: P -cymen, pinen, sabinen)
+ Monoterpen mạch hở bị oxy hóa (như farnesol, linalool, neral)
+ Monoterpen mạch vòng bị oxy hóa (như terpineol, geranio)
+ Sesquiterpen mạch hở (ví dụ: farnesen)
+ Sesquiterpen mạch vòng (ví dụ: copaen, humulen)
+ Sesquiterpen mạch hở bị oxy hóa (như nerolidol)
+ Sesquiterpen mạch vòng bị oxy hóa (như nootkanton, spathulenol)
+ Các hợp chất thơm (ví dụ: indol)
+ Các hydrocarbon mạch dài (như tetradecanal, dodecanal) [10]
Trang 292.2.4 Tính chất vật lý và hóa học của tinh dầu
2.2.4.1 Tính chất vật lý
- Ở nhiệt độ thường, tinh dầu ở thể lỏng, trừ một số trường hợp đặc biệt như menthol,camphor… là ở thể rắn Tinh dầu gần như không tan trong nước và dễ bay hơi, do vậy cóthể tách thu tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước Tinh dầu rất ít tantrong nước, tan tốt trong cồn và các dung môi hữu cơ, các loại dầu mỡ, có thể tan mộtphần trong dung dịch kiềm, …
- Đa số tinh dầu không có màu hoặc màu vàng nhạt, một số tinh dầu có màu, như tinh dầuquế có màu nâu sẫm, tinh dầu thymus có màu đỏ Tinh dầu thường có vị cay và hắc
- Tỷ trọng của tinh dầu thường khoảng 0,80 - 0,95, có một số tinh dầu nặng hơn nước nhưtinh dầu đinh hương, tinh dầu quế Tỷ trọng thay đổi theo thành phần hóa học Nếu tinhdầu có thành phần chủ yếu là hydrocarbon terpenic thì tỷ trọng thấp, tinh dầu có hợpchấtchứa oxy hoặc nhân thơm thì tỷ trọng cao hơn
- Tinh dầu thường có chỉ số khúc xạ vào khoảng 1,45 - 1,56 Chỉ số khúc xạ cao hay thấptùy theo thành phần các chất chứa trong tinh dầu là no, không no hoặc nhân thơm Nếutrong tinh dầu có nhiều thành phần có nhiều nối đôi thì có chỉ số khúc xạ cao Chỉ sốkhúc xạ bị ảnh hưởng bởi yếu tố nhiệt độ Khi đo chỉ số khúc xạ ở những nhiệt độ khácnhau thìcho kết quả khác nhau, nhiệt độ càng lớn thì chỉ số khúc xạ biến thiên theo hướnggiảm vàngược lại
- Góc quay cực (α)D của tinh dầu thể hiện khả năng hòa tan của tinh dầu trong cácloạidung môi, nếu (α)D càng lớn thì có thể hòa tan tốt trong dung môi phân cực, ngượclại(α)D càng bé thì có thể hòa tan tốt trong dung môi không phân cực Nhiệt độ ảnhhưởng tớigóc quay cực, nhiệt độ khi đo góc quay cực tăng thì góc quay cực cũng tăngtheo và ngược lại Vì tinh dầu là hỗn hợp nên không có nhiệt độ sôi nhất định Điểm sôicủa tinh dầu thay đổi tùy theo thành phần hợp chất
Ví dụ, hợp chất terpen có điểm sôi là 150 độ C - 160 độ C, hợp chất sesquiterpen có điểmsôi cao hơn khoảng 250 độ C – 280 độ C, còn các hợp chất polyterpen có điểm sôi trên
300 độ C Từ đó, ta có thể tách riêng các thành phần khác nhau trong tinh dầu bằngphương phápchưng cất phân đoạn Khi hạ nhiệt độ một số tinh dầu có thể kết tinh nhưtinh dầu hồi, tinh dầu bạc hà, tinh dầu xá xị…[7]
Trang 302.2.4.2 Tính chất hóa học
Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, không khí, nước, tinh dầu dễ bị oxy hóa và cóthể bị nhựa hóa một phần Alcol trong tinh dầu bị oxy hóa biến thành aldehyde,aldehyde biến thành acid Các hợp chất có nối đôi dễ bị oxy hóa hoặc tham gia vàophản ứng cộng hợp Các hợp chất ceton và aldehyde dễ bị alcol hóa tạo nhựa khi có mặtcủa kiềm Nhiều thành phần có các nhóm chức khác nhau có thể tham gia các phản ứnghóa học, làm thay đổi tính chất của tinh dầu.[7]
2.2.5 Ứng dụng của tinh dầu
Một số tinh dầu và dược liệu chứa tinh dầu được dùng làm thuốc Tác dụng của tinh dầuđược thể hiện:
+ Tác dụng trên đường tiêu hoá: Kích thích tiêu hoá (gừng, riềng, tía tô, kinh giới), lợimật, thông mật
+ Tác dụng kháng khuẩn và diệt khuẩn: Tác dụng trên đường hô hấp (tinh dầu bạchđàn,bạc hà) Tác dụng trên đường tiết niệu (tinh dầu hoa cây Barosma betulina)
Một số có tác dụng kích thích thần kinh trung ương: Dược liệu chứa tinh dầu giàu anethol(đại hồi) Một số có tác dụng diệt ký sinh trùng: Trị giun (tinh dầu giun, santonin) Trịsán(thymol) Diệt ký sinh trùng sốt rét (Artemisinin - Thanh hao hoa vàng)
Rất nhiều tinh dầu có tác dụng chống viêm, làm lành vết thương, sinh cơ… khi sử dụngngoài da (tinh dầu tràm)
Một số dùng làm thuốc vừa ở dạng dược liệu vừa sử dụng dạng tinh dầu (quế, hồi, đinhhương, tiểu hồi, bạc hà, hạt mùi, bạch đàn), nhưng cũng có những dược liệu chỉ sử dụngtinh dầu (long não, màng tang, dầu giun) Và cũng có rất nhiều dược liệu chứa tinh dầuchỉ sử dụng dược liệu để làm thuốc mà không sử dụng tinh dầu (đương qui, bạch truật,thương truật, phòng phong)
Kỹ nghệ thực phẩm: Một lượng lớn dược liệu chứa tinh dầu được tiêu thụ trên thị trườngthế giới dưới dạng gia vị (quế, hồi, đinh hương, hạt cải, mùi, thì là, thảo quả, hạt tiêu), tácdụng của những dược liệu này là bảo quản thực phẩm, làm cho thực phẩm có mùi thơm,kích thích dây thần kinh vị giác giúp ăn ngon miệng Ngoài ra còn kích thích tiết dịch vịgiúp cho sự tiêu hoá thức ăn dễ dàng
Một số tinh dầu và thành phần tinh dầu được dùng làm thơm bánh kẹo, các loại mứt, đồđóng hộp
Trang 31Một số khác dùng để pha chế rượu mùi (tinh dầu hồi, tinh dầu đinh hương) Được dùngtrong kỹ nghệ pha chế đồ uống (tinh dầu vỏ cam, chanh) Tinh dầu được dùngtrong kỹnghệ sản xuất chè, thuốc lá (tinh dầu bạc hà, hoa nhài, hạt mùi).
Một điều cần lưu ý khi sử dụng tinh dầu và dược liệu chứa tinh dầu trong thực phẩm làkhông nên quá lạm dụng, vì không phải tinh dầu không độc Vì thế người ta có nhữngquy định rất chặt chẽ khi sử dụng tinh dầu:
Quy định liều thường dùng, liều tối đa trong thức ăn cũng như trong đồ uống hoặc và cácchế phẩm khác với từng loại tinh dầu
Kỹ nghệ pha chế nước hoa, xà phòng, mỹ phẩm, các hương liệu khác: Ðây là một ngànhcông nghiệp rất lớn, sử dụng chủ yếu là nguồn tinh dầu trong thiên nhiên, ngoài racòn cónhững chất thơm tổng hợp hoặc bán tổng hợp Xu hướng ngày càng sử dụng các hươngliệu tự nhiên, đòi hỏi phải đi sâu nghiên cứu phát hiện nguồn tài nguyên tinh dầunhằmthoả mãn yêu cầu của lĩnh vực này [10]
2.2.6 Vai trò của tinh dầu trong đời sống thực vật
Vấn đề về vai trò của tinh dầu trong đời sống của cây đã được đề cập tới trong rấtnhiềucông trình nghiên cứu Theo quan niệm được trình bày trong các công trình khác nhau,vai trò của tinh dầu được quy tụ trong các nội dung sau đây (Ph X Tanaxienco,1985): + Bảo vệ cây khỏi các tác động của sâu bệnh
+ Che phủ các vết thương ở cây gỗ
Theo quan điểm của Tschirch (1925) trong đời sống của cây, tinh dầu giữ vai trò quantrọng (tuy nhiên, theo tác giả chưa thể biết rõ đó là vai trò gì) và vì vậy không nên xếptinh dầu vào nhóm các chất tiết một cách tuyệt đối
Trang 32Khác với Charabot, Tschirch cho rằng đôi khi tinh dầu được “lưu giữ lại” trong các bểchứa tinh dầu và không tham gia vào các phản ứng tiếp theo.
Phân tích các giả thuyết về vai trò của tinh dầu trong đời sống thực vật, CoxtrisepX P.(1937) cho rằng tinh dầu có thể được xếp vào 2 nhóm chức năng:
+ Nhóm các tinh dầu có chức năng sinh lý được cây sử dụng trong quá trình sinh trưởng.+ Nhóm các tinh dầu không có chức năng sinh lý, không được cây sử dụng, chúng đơnthuần chỉ là các chất tiết của cơ thể và được tích lũy trong các bể chứa tinh dầu
Như vậy, theo quan điểm này, các thành phần của tinh dầu được tích lũy trong tuyến tiếtkhông có vai trò sinh lý trong hoạt động sống của cây Trong khi đó theo quan điểmthông thường, tinh dầu thực vật chính là sản phẩm của quá trình tổng hợp và tích lũy docác cơ quan tiết đảm nhiệm
Những năm sau này, khi dùng carbon đánh dấu để nghiên cứu quá trình chuyển hóa tinhdầu trong cơ thể sống, Mutxtiatse (1985) đã chứng minh rằng, các thành phần tinh dầuđược tích lũy trong tuyến tiết không phải là các chất tiết cố định mà còn tham gia tích cựcvào quá trình trao đổi chất của cây Do vậy, thành phần hóa học của tinh dầu ở trongcâyluôn luôn được đổi mới
Những năm gần đây, vai trò sinh lý của tinh dầu trong đời sống thực vật được thống nhấttrong hầu hết các tài liệu đã công bố Tuy nhiên, chức năng cụ thể của từng hợp chất cònphải được nghiên cứu sâu hơn
Qua các bằng chứng thực nghiệm, có thể khẳng định chắc chắn rằng, nhiều thành phầnhóa học của tinh dầu, ví dụ một số acid có phân tử lượng thấp, alcol, các aldehyde mạchvòng… là những nguyên liệu khởi đầu để tổng hợp hàng loạt các chất có hoạt tính sinhhọc
Trong thành phần của tinh dầu, có thể gặp hàng loạt các chất khởi nguyên nói trên: Cácacid hữu cơ thường gặp (acid acetic, acid valerianic, acid isovalerianic…) và cácalcoltương ứng với chúng Ngoài ra, còn thường gặp các aldehyde, các ester, một số terpenoidnhư geraniol, linalool, pharnesol, nerolydol… Đó là những hợp chất liên quan tới nhiềukiểu cấu trúc hóa học khác nhau và tham gia vào các hệ thống đồng hóa khác nhau Trongthành phần tinh dầu còn thường thấy các hợp chất có nhân thơm nhưaneton, pheniletilnol, benzaldehid, vanilin, thậm chí cả các hợp chất có chứa nitơ và lưuhuỳnh
Trang 33Vì vậy, không thể lý giải vai trò của tinh dầu một các chung chung hoặc nhìn nhận vấn đềchỉ trong một vài giả thuyết cụ thể nào đó Để đánh giá chính xác vai trò của tinh dầutrong hoạt động sống ở cây, cần phải tiến hành nghiên cứu từng thành phần riêng lẻ củatinh dầu hoặc các hợp chất có cấu trúc gần nhau.
Hiện nay, các bằng chứng xác đáng chủ yếu tập trung vào sự tham gia của các thành phầntinh dầu trong quá trình trao đổi chất, có nghĩa là tinh dầu tham gia vào các quá trình sinh
lý hóa bên trong tế bào Và nhiều kết quả nghiên cứu gần đây đã chứng minh rằng, một
số dạng terpenoid của tinh dầu như các geraniol, linalool, farnesol…thường có mặt tronghầu hết các cơ thể sống ở tất cả các mức độ tiến hóa khác nhau, từ các vi sinh vật, cácloài thực vật bậc thấp, thực vật bậc cao, đến cả động vật cũng như con người Các terpenđược hình thành từ 2, 3 hoặc nhiều phân tử isopren (C5H8) và isopren lại là mộttrong những hợp chất cơ sở để tạo thành các carotenoid, các steroid và cao su Các kếtquả nghiên cứu tiếp theo đã xác nhận rằng, quá trình sinh tổng hợp trong mọi cơ thểthực vật đều bắt nguồn từ hợp chất ban đầu là acid acetic qua các sản phẩm trung gian
là acidmevalonic, isopentenil pirophosphat đến geranil và farnesil phosphat Bằng thựcnghiệm, người ta đã chứng minh được các chuỗi carbon trong các phân tử geraniol,linalool, farnesol và nerolidol là những sản phẩm trung gian chủ yếu trong quá trình sinhtổng hợp các terpenoid có hoạt tính sinhhọc như các phyton, hocmon steroid, acid mật,các vitamin D, vitamin K, vitamin E, cáccarotenoid, các chất kích thích sinh trưởng thuộcnhóm giberilin… Một số hợp chất thường gặp trong thành phần của tinh dầu như linalool,farnesol, nerolidol… luôn có mặt trong hầu hết các hoạt động sống của cây Người tacũng đã chứng minh được rằng, trong cơ quan tiết của cây cao
su Hevenbrasiliensis (Willd Ex A Juss.) Mull.-Arg.), cùng với các phân tử cao su còn cóacidnucleic, các hệ men…, một hỗn hợp của nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học cùngthamgia duy trì các quá trình trao đổi chất
Tinh dầu không chỉ được tích lũy ở các cơ quan tiết riêng biệt mà còn gặp trong các tếbào sống ở nhiều cơ quan khác nhau của thực vật: Trong cánh hoa, đài hoa, trong rễ,trong thân, trong quả Trong cơ thể thực vật, tinh dầu thường là một hỗn hợp cóthành phần cấu tạo phức tạp, chúng thường gồm rất nhiều hợp chất ở dạng tự do hoặc liênkết Ví dụ, bằng cách sử dụng nguyên tử carbon đánh dấu trong thử nghiệm trên cây
cà rốt Dacuscarota L., chúng ta có thể nhận thấy có sự chuyển hóa của geraniol vào citral
và citral lạiđược chuyển vào geraniol
Chúng ta cũng có thể nhận thấy rằng, trong tinh dầu, các hợp chất có chứa nhómalcol bậc
I, bậc II luôn có mặt cùng với các hợp chất carbonil tương ứng Các geraniol-citral,citronellol-citronellal, carvol-carvon, alcol và các chất tương ứng này (các ceton,
Trang 34aldehyde) luôn thay đổi trong quá trình phát triển cá thể ở cây: Giảm ceton thì tăngalcolhoặc ngược lại, nhưng tổng alcol và ceton luôn ổn định
Như vậy giữa alcol và ceton hoặc aldehyde tương ứng luôn tồn tại một cân bằngđộng, màcân bằng này có quan hệ chặt chẽ với quá trình phát triển cá thể của cây cũng như các yếu
tố ngoại cảnh theo những quy luật nhất định [11]
2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TRÍNH LY TINH DẦU
Tinh dầu thường được lấy ra từ hoa/lá/cây/trái bằng cái phương pháp
- Phương pháp này có ưu điểm về năng lượng do nhiệt độ sôi của hỗn hợp thấp hơn nhiệt
quyển Ví dụ, khi chưng cất lôi cuốn tinh dầu thông bằng hơi nước ở áp suất khí quyển,
- Chưng cất lôi cuốn hơi nước không đòi hỏi nhiều thiết bị phức tạp, nhưng có khả năngcất gần như triệt để tinh dầu có trong nguyên liệu Ngoài ra, phương pháp còn cho phépphân ly các cấu tử có trong tinh dầu thành những phần riêng biệt có độ tinh khiết cao hơndựa vào sự khác biệt về tính chất bay hơi [7]
Trang 35Hình 2.9: Qui trình chưng cất tinh dầu bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước
Hình 2.10: Qui trình chưng cất tại phòng thí nghiệm trường Đại học công nghệ Đồng Nai
2.3.1.2 Những ảnh hưởng chính trong sự chưng cất lôi cuốn hơi nước a) Sự khuếch tán
Trang 36Khi nguyên liệu được làm vỡ vụn thì chỉ có một số mô chứa tinh dầu bị vỡ và cho tinhdầu thoát tự do ra ngoài theo hơi nước lôi cuốn đi Phần lớn tinh dầu còn lại trong các môthực vật sẽ tiến dần ra bề mặt nguyên liệu bằng sự hòa tan và thẩm thấu.
Ở nhiệt độ nước sôi, một phần tinh dầu hòa tan vào trong nước có sẵn trong tế bào thựcvật Dung dịch này sẽ thẩm thấu dần ra bề mặt nguyên liệu và bị hơi nước cuốn đi.Còn nước đi vào nguyên liệu theo chiều ngược lại và tinh dầu lại tiếp tục hòa tan vàolượng nước này Quy trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tinh dầu trong các mô thoát rangoài hết Đồng thời những hợp chất nào dễ hòa tan trong nước sẽ được lôi cuốn trước Như vậy, sự hiện diện của nước rất cần thiết, cho nên trong chưng cất phải sử dụng hơinước quá nhiệt, chú ý tránh để nguyên liệu bị khô Nhưng nếu lượng nước sử dụng thừaquá thì cũng không có lợi, nhất là trong trường hợp tinh dầu có chứa 15 những cấu phần
dễ tan trong nước Nguyên liệu được làm vỡ vụn càng nhiều càng tốt, cần cho lớp nguyênliệu có một độ xốp nhất định nào đó để hơi nước có thể đi vào lớp này đồng đều và dễdàng hơn [12]
b) Sự thủy giải
Những cấu phần este trong tinh dầu thường dễ bị thủy giải cho ra acid và alcol khi đunnóng trong một thời gian dài với nước Do đó, để hạn chế hiện tượng này, sự chưng cấtlôi cuốn hơi nước phải thực hiện trong thời gian càng ngắn càng tốt [12]
sự hòa tan tinh dầu trong nước cũng sẽ tăng nhưng sự phân hủy tinh dầu cũng sẽ tăngtheo [12]
2.3.1.3 Ưu và nhược điểm của phương pháp
a) Ưu điểm
+ Quy trình kỹ thuật tương đối đơn giản
+ Thiết bị gọn, dễ chế tạo
Trang 37+ Không đòi hỏi vật liệu phụ như các phương pháp tẩm trích, hấp phụ.
+ Thời gian chưng cất tương đối nhanh [13]
b) Nhược điểm
+ Không hiệu quả đối với những nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp
+ Chất lượng tinh dầu có thể bị ảnh hưởng nếu trong tinh dầu có những cấu phần dễ bịphân hủy
+ Không lấy được các loại nhựa và sáp có trong nguyên liệu (đó là những chất địnhhương thiên nhiên rất có giá trị)
+ Trong nước chưng luôn luôn còn một lượng tinh dầu tương đối lớn
+ Những tinh dầu có nhiệt độ sôi cao thường cho hiệu suất rất kém [14]
2.3.2 Công nghệ CO siêu tới hạn 2
thường được sử dụng để chiết các chất thơm và chất béo, chủ yếu do giá trị tới hạn thấp(31,04° C; 73,79 bar), không độc, giá rẻ Sau quá trình chiết, để thu hồi sản phẩm chỉ cần
phẩm được tháo ra ở bình hứng mà không để lại dư lượng hóa chất như trong dung môi
chảy qua với tốc độ lớn và như vậy tăng hiệu suất tách Tinh dầu sản xuất bằng phương
bằng dung môi thông dụng
Trang 38Hình 2.11: Qui trình chiết suất tinh dầu bằng phương pháp CO siêu tới hạn
a) Ưu điểm của chiết xuất tinh dầu bằng CO : 2
nhiên không độc hại, không sinh nhiệt và không gây hại cho tầng ozon, làm cho nó antoàn và thân thiện với môi trường nên với các phân môi trường hóa học khác như hexan,etanol hoặc hydrocacbon
phóng và chuyển đổi thành dạng khí, không để thu hồi bất kỳ hóa chất nào trong sảnphẩm chiết xuất
nguyên cấu trúc và hoạt tính của các hợp chất tự nhiên trong tinh dầu, do đó, giữ lại chấtlượng cao của sản phẩm chiết xuất
lý nhất về nhiệt độ và áp suất, điều này giúp kiểm tra giám sát hiệu suất và chất lượng củaquá trình chiết xuất
b) Nhược điểm của chiết xuất tinh dầu bằng CO : 2
đầu tư ban đầu đáng kể, vì vậy, phương pháp này có thể không phù hợp với các doanhnghiệp nhỏ hoặc có nguồn tài nguyên hạn chế mode