DÀU TRÀM đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường 2015

nghiên cứu chiết xuất tinh dầu tràm Tinh dầu là những chất thơm hay chất mùi có trong một số bộ phận của cây cỏ ( hạt, rễ, củ, vỏ cây, hoa, lá, quả, dầu...) hay động vật (túi tinh dầu). Hệ thực vật có tinh dầu khoảng 3000 loài, trong đó có 150200 loài có ý nghĩa công nghiệp. Tinh dầu có trong nguồn nguyên liệu trên với nồng độ rất khác nhau, có thể thay đổi từ phần triệu đến phần trăm và tinh dầu tương đối dễ bay hơi. Tinh dầu phân bố tập trung trong một số họ như họ hoa tán, họ Cúc, họ Sim... tinh dầu được chiết một số bộ phận của cây như cánh hoa ( Nhài, Hồi...), lá (Tràm, Bạch đàn, Khuynh diệp...), rễ (Gừng, Nghệ, Hành...) ... Hàm lượng tinh dầu phụ thuộc vào giống, di truyền, đất trồng, thời tiết, điểm thu hoạch... tinh dầu là sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất và không được sử dụng trở lại cho hoạt động sống của cây... Đa số các thành phần chính của các loại tinh dầu đều là các hợp chất Terpenoid được cấu tạo từ các đơn vị Isopren ( C5H8) nối với nhau theo qui tắc “ Đầu nối với đuôi”.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

“ NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT TINH DẦU TRÀM TỪ CÂY TRÀM HOA

VÀNG TẠI THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI, TỈNH QUẢNG BÌNH ”

SV 04 2014

Họ, tên sinh viên chịu trách nhiệm chính: Nguyễn Mỹ Duyên

Ngành học: Khoa học tự nhiên Khóa học: 2012 – 2016

Khoa: Khoa học tự nhiên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

“ NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT TINH DẦU TRÀM TỪ CÂY TRÀM HOA

VÀNG TẠI THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI, TỈNH QUẢNG BÌNH”

SV 04.2014

Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học tự nhiên và kỹ thuật

Họ, tên sinh viên chịu trách nhiệm chính: Nguyễn Mỹ Duyên

Ngành học: Khoa học tự nhiên Khóa học: 2012 – 2016

Khoa: Khoa học tự nhiên

Họ và tên của giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Đức Vượng

Quảng Bình, năm 2014

A.MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong những năm gần đây, phần lớn người tiêu dùng có xu hướng hướng tới

sử dụng các sản phẩm, thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm có nguồn gốc từ thiênnhiên, không hóa chất độc hại, không ảnh hưởng đến sức khỏe con người Do vậy,việc nghiên cứu tìm hiểu quy trình sản xuất tạo ra các sản phẩm tinh khiết 100% từnguồn nguyên liệu thiên nhiên là vấn đề có tầm nhìn phát triển, được chú trọng.Thành phần của các sản phẩm từ thiên nhiên chủ yếu từ tinh dầu thực vật hoặc mộtphần tinh chất được chiết xuất Lá, hoa, quả, hạt, củ, rễ, vỏ cây của những loại câygiàu tinh dầu thơm, có nhiều công dụng quý….sẽ là một trong những nguồnnguyên liệu cung cấp cho sản xuất

Các tỉnh miền Trung nói chung và tỉnh Quảng Bình nói riêng, được thiênnhiên ưu đãi một hệ thống đất đai và điều kiện khí hậu thời tiết khá thích hợp cho

sự phát triển cây tràm ( melaleuca ) - loại cây tinh dầu quý, có nhiều ứng dụng tốt.Với lợi thế diện tích tràm lá lớn, sinh trưởng nhanh người dân Huế mà chủ yếungười dân huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế đã sử dụng nguyên liệu tràm cósẵn đó, thành lập các cơ sở thực hiện quy trình nấu và kinh doanh “ Độc quyềnthương hiệu” dầu tràm, giá thành cao Một câu hỏi đặt ra là: cũng nguồn tràm vàthành phần tràm chứa tinh dầu là như nhau ở các địa phương mà tỉnh Quảng Bìnhcũng là một địa phương mà diện tích tràm tự nhiên lớn và nghề nấu tràm đã cónhưng vì sao sản phẩm dầu tràm Quảng Bình không có được tiếng vang trên thịtrường ?

Vấn đề cần giải quyết là tập trung khai thác tận dụng nguồn nguyên liệu tràm

tự nhiên của tỉnh, đề xuất mô hình chế biến tinh dầu tràm có năng suất cao, quảng

bá hình ảnh, thương hiệu dầu tràm, từ đó giải quyết việc làm cho người dân, tăngthu nhập cho con em trong vùng Đặc biệt là mang tới một sản phẩm dầu tràm chất

lượng tuyệt đối đảm bảo – không pha tạp, hóa chất độc hại - giá thành hợp lí đếntay người tiêu dùng.

Từ những vấn đề có được, chúng em đã tiến hành chọn đề tai nghiên cứu: “Nghiên cứu tinh chế dầu tràm từ cây tràm hoa vàng tại thành phố Đồng Hới, tỉnhQuảng Bình” nhằm giải quyết các vấn đề trên và góp phần ý nghĩa vào nghiên cứukhoa học thực tiễn

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng một quy trình công nghệ thích hợp để khai thác và tinh chế tinhdầu tràm cho hiệu suất thu hồi và chất lượng tinh dầu cao

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

Lá cây tràm tự nhiên thu hoạch tại Thành phố Đồng Hới- Quảng Bình

4 Tình hình nghiên cứu

Hiện nay việc nghiên cứu chiết xuất tinh dầu tràm đã được nghiên cứu và sảnxuất thành dược phẩm Nhưng việc nghiên cứu ở tỉnh ta chưa được tập trung chútrọng

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Chiết xuất tinh dầu tràm chất lượng với hiệu suất cao

Đề xuất mô hình lò nấu dầu tràm đơn giản, tiết kiệm mà thu hồi tinh dầu lớn

6 Phạm vi đề tài

Nội dung: Thực hiện quy trình chiết xuất tinh dầu tràm bằng phương phápchưng cất lôi cuốn hơi nước từ lá tràm thu hoạch tại Thành phố Đồng Hới, QuảngBình

 Địa điểm: Phường Bắc Lý – Thành phố Đồng Hới – Tỉnh Quảng Bình

7 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp tổng quan lý thuyết

- Phương pháp điều tra vùng thu lá tràm

- Phương pháp thực nghiệm khoa học nghiên cứu đề xuất mô hình và chưng cất dầutràm

8 Đóng góp của đề tài

+ Về mặt khoa học: Đánh giá công dụng của chất α-Terpineol và Eucalyptol từ tinhdầu tràm

+ Về mặt thực tiễn: Tạo ra sản phẩm tinh dầu tràm nguyên chất của sinh viên Đạihọc Quảng Bình, đồng thời quảng bá hình ảnh thương hiệu dầu tràm đến người tiêudùng các tỉnh thành khác trên cả nước

9 Cấu trúc đề tài

Đề tài có cấu trúc gồm 3 phần

A Mở đầu :

B Nội dung

Chương 1: Tổng quan về lý thuyết

Chương 2: Nội dung và thực nghiệm

Chương 3: Kết quả và thảo luận

C Kết luận

B NỘI DUNG Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1.1 TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU [2, 4]

Tinh dầu là những chất thơm hay chất mùi có trong một số bộ phận của cây

Tinh dầu có trong nguồn nguyên liệu trên với nồng độ rất khác nhau, có thể thayđổi từ phần triệu đến phần trăm và tinh dầu tương đối dễ bay hơi.

Tinh dầu phân bố tập trung trong một số họ như họ hoa tán, họ Cúc, họSim tinh dầu được chiết một số bộ phận của cây như cánh hoa ( Nhài, Hồi ), lá(Tràm, Bạch đàn, Khuynh diệp ), rễ (Gừng, Nghệ, Hành )

Hàm lượng tinh dầu phụ thuộc vào giống, di truyền, đất trồng, thời tiết, điểmthu hoạch tinh dầu là sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất và khôngđược sử dụng trở lại cho hoạt động sống của cây

Đa số các thành phần chính của các loại tinh dầu đều là các hợp chấtTerpenoid được cấu tạo từ các đơn vị Isopren ( C5H8) nối với nhau theo qui tắc “Đầu nối với đuôi”

1.2 ỨNG DỤNG CỦA TINH DẦU [11, 4, 11]

1.2.1 Ứng dụng trong công nghệ thực phẩm và trong y học

Tinh dầu được sử dụng trong nhiều thực phẩm như : nước ngọt, đồ hộp, nướcsốt, bánh kẹo

1.2.2 Ứng dụng trong y học

Tinh dầu là loại dược phẩm được sử dụng nhiều nhất trong y học cổ truyền :

át mùi thuốc, sát trùng, hương vị liệu pháp, bình xịt đuổi côn trùng

Ngoài ra, tinh dầu còn được điều chế thành thuốc chữa trị các bệnh về đường

hô hấp, tuần hoàn, tiêu hóa, chữa đau bụng, nôn mửa, xoa bóp các chỗ đau, giảmmệt mỏi và kích thích hoạt động của cơ bắp

1.2.3 Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất mỹ phẩm

Tinh dầu hiện nay là nguồn nguyên liệu không thể thiếu trong ngành côngnghiệp mỹ phẩm Tinh dầu là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất các sản phẩm

như nước hoa, xà phòng, dầu gội, các loại kem dưỡng da, son môi Ngoài ra tinhdầu có thể dùng trong công nghệ sản xuất chất tẩy rửa như : bột giặt, nước xả vải

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT TINH DẦU [4, 5, 13]

Tùy thuộc từng loại nguyên liệu và trạng thái của tinh dầu trong nguyên liệu(tự do hoặc kết hợp) mà người ta dùng các phương pháp khác nhau để táchchúng.Các phương pháp tách tinh dầu cần phải đạt được những yêu cầu cơ bản nhưsau:

* Giữ cho tinh dầu thu được có mùi vị tự nhiên ban đầu,

* Qui trình chế biến phải phù hợp, thuận lợi và nhanh chóng,

* Phải tách được triệt để tinh dầu trong nguyên liệu, tổn thất tinh dầu trongquá trình chế biến và hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu sau khi chế biến(bã) càng thấp càng tốt,

* Chi phí đầu tư vào sản xuất là ít nhất

Dựa vào các yêu cầu đã nêu trên, người ta thường dùng những phương pháp khaithác tinh dầu sau:

Khai thác tinh dầu bằng cách kết hợp giữa quá trình hóa lý và quá trình cơhọc, hoặc sinh hóa (lên men) và cơ học, hoặc sinh hóa và hóa lý

Do điều kiện về mặt thời gian nên nhóm đề tài chỉ tìm hiểu và nghiên cứu

Tách tinh dầu bằng phương pháp hóa lý:

Có 3 dạng chưng cất tinh dầu như sau:

1/ Chưng cất với nước: Nguyên liệu và nước cùng cho vào một thiết bị Khi đunsôi, hơi nước bay ra sẽ cuốn theo tinh dầu, ngưng tụ hơi bay ra sẽ thu được hỗn hợpgồm nước và tinh dầu, hai thành phần này không tan vào nhau nên dễ dàng tách rakhỏi nhau

2/ Chưng cất bằng hơi nước không có nồi hơi riêng: Nguyên liệu và nước cùng chovào một thiết bị nhưng cách nhau bởi một vỉ nồi Khi đun sôi, hơi nước bốc lên quakhối nguyên liệu kéo theo tinh dầu và đi ra thiết bị ngưng tụ Để nguyên liệu khỏirơi vào phần có nước ta có thể lót trên vỉ 1 hay nhiều lớp bao tải tùy theo từng loạinguyên liệu Phương pháp nay phù hợp với những cơ sở sản xuất có qui mô trungbình

3/ Chưng cất bằng hơi nước có nồi hơi riêng: Phương pháp này phù hợp với những

cơ sở sản xuất lớn, hơi nước được tạo ra từ một nồi hơi riêng và được dẫn vào cácthiết bị chưng cất

Những ưu nhược điểm chung của phương pháp chưng cất

Ưu điểm:

- Thiết bị khá gọn gàng, dễ chế tạo, qui trình sản xuất đơn giản,

- Trong quá trình chưng cất, có thể phân chia các cấu tử trong hỗn hợp bằng cáchngưng tụ từng phần theo thời gian,

- Thời gian chưng cất tương đối nhanh, nếu thực hiện gián đoạn chỉ cần 5-10 giờ,nếu liên tục thì 30 phút đến 1 giờ,

- Có thể tiến hành chưng cất với các cấu tử tinh dầu chịu được nhiệt độ cao

- Hàm lượng tinh dầu còn lại trong nước chưng (nước sau phân ly) tương đối lớn,

- Tiêu tốn một lượng nước khá lớn để làm ngưng tụ hỗn hợp hơi

Qui trình công nghệ chưng cất tinh dầu

Tùy theo từng loại nguyên liệu mà qui trình chưng cất có những điểm khác nhaunhất định Nhìn chung, qui trình chưng cất tinh dầu phải có những công đoạn cơbản sau:

Hình 1: Quy trình chưng cất tinh dầu

Hệ thống thiết bị chưng cất tinh dầu

Gồm các bộ phận sau:

1- Thiết bị chưng cất

2- Bộ phận tạo nhiệt cho TBCC

3- Thiết bị ngưng tụ

4- Thiết bị phân ly

Hệ thống thiết bị chưng cất phải đảm bảo sao cho quá trình chưng cất đượctiến hành nhanh chóng và thuận lợi, hỗn hợp hơi bay ra phải đảm bảo chứa nhiềutinh dầu, vì thế hệ thống phải có cấu tạo sao cho để hơi nước tiếp xúc đều trongtoàn bộ khối nguyên liệu Thiết bị phải có cấu tạo sao cho việc thao tác được dễ

dàng và tốn ít lao động Trong thực tế sản xuất, người ta thường dùng thiết bịchưng cất có dạng hình trụ, tỉ lệ giữa đường kính và chiều cao thiết bị (D/H) phụthuộc vào loại nguyên liệu Cụ thể như sau:

+ D/H = 1 ÷1,7 : Đối với loại nguyên liệu lá, cành, thân nhỏ, hoa,

+ D/H = 1 ÷ 2 : Đối với nguyên liệu hạt

1.4 TỔNG QUAN VỀ CÂY TRÀM

Hình 2: Hình ảnh về cây tràm 1.4.1 Khái quát về nguyên liệu lá tràm tươi [4,11,12,13]

Cây tràm có tên gọi khoa học : Cajuput ( Melaleuca cajuputi ) , thuộc họ Sim– Myrtaceae

Cây tràm ( Melaleuca cajuputi ), có nguồn gốc ở Úc Châu và ở Đông Nam

Á Thường mọc nhiều trên vùng đất cồn cát, đất cát ven biển, đất mặn, đất phèn…

ở miền Trung của Việt Nam

Cajuput đã được sử dụng truyền thống của thổ dân Úc Châu như bài thuốcgiảm đau, thuốc tống hơi và khử trùng Còn ở Việt Nam tinh dầu tràm được dùngnhiều ứng dụng trị liệu, đặc biệt rất tốt cho phụ nữ và trẻ em sau khi sinh

Tùy theo loài mà chúng có thể là cây bụi hay cây thân gỗ, cao tới 2–30 m,thông thường với lớp vỏ cây dễ tróc Lá của chúng là thường xanh, mọc so le, hìnhtrứng hay mũi mác, dài 1–25 cm và rộng 0,5–7 cm, mép lá nhẵn, màu xanh lục sẫmhay xanh xám Hoa mọc thành cụm dày dặc dọc theo thân, mỗi hoa với các cánhhoa nhỏ và một chùm nhị mọc dày dặc; màu hoa từ trắng tới hồng, đỏ, vàng nhạthay ánh lục Quả là dạng quả nang nhỏ chứa nhiều hạt nhỏ

Chi Melaleuca có quan hệ họ hàng gần với chi Callistemon, khác biệt chính giữa

hai chi là các nhị hoa nói chung rời ở Callistemon nhưng mọc thành chùm

ở Melaleuca.

Trong tự nhiên, các loài Melaleuca nói chung được tìm thấy trong các rừng

thưa, rừng gỗ hay vùng đất có cây bụi, cụ thể là dọc theo các dòng suối và rìa cácđầm lầy

Một loài tràm khá nổi tiếng là cây tràm trà (Melaleuca alternifolia, tiếng Anh

gọi là "Tea tree", một số tài liệu dịch thành cây trà, dễ gây nhầm lẫn với các loàitrong chi Camellia), là đáng chú ý vì tinh dầu của nó có tác dụng kháng sinh vàkháng khuẩn, trong khi vẫn an toàn trong sử dụng đối với các ứng dụng đắp ngoài

da Nó được sản xuất ở quy mô thương mại, và được tung ra thị trường dưới tên gọiTea Tree Oil Cây tràm trà trên thực tế không dùng làm trà uống, nhưng có lẽ đượcđặt tên như vậy là do màu nâu của nhiều nguồn nước do lá rụng của loài này cũngnhư của các loài tương tự gây ra, ví dụ nổi tiếng xem hồ Brown (đảo Stradbroke)).Tên gọi "tràm trà" cũng được sử dụng cho chi có quan hệ họ hàng

là Leptospermum Cả Leptospermum và Melaleuca trên thực tế đều là các loại câydạng sim của họ Myrtaceae

Đặc điểm sinh thái cây tràm ở Quảng Bình

Cây tràm sinh trưởng trên đồi núi, đầm lầy, trên đất cát tỉnh Quảng Bình ởmột số khu vực như Đồng Sơn, Quảng Ninh, Quán Hàu… Tuy nhiên tràm sinhtrưởng trên đồi núi cho hàm lượng tinh dầu và cineol cao hơn rất nhiều so với tràmmọc ở đầm lầy, thung lũng và trên cát [4]

Cây 5-6 tuổi có thể cho thu lứa lá đầu tiên Mỗi năm có thể thu hái 2 lứa vàomùa sinh trưởng (tháng 3 và tháng 9) Đây là lúc cây có sinh khối chất xanh, hàmlượng và chất lượng tinh dầu đều cao.[4]

m - xymen, trong đó họ là meta -thay thế P - xymen là đồng phân tự nhiên duynhất Tất cả ba đồng phân tạo thành nhóm các cymenes P- xymen không hòa tantrong nước, nhưng có thể trộn với ethanol và diethyl ether

sulfite từ tecpen gỗ p - xymen là một ligand chung cho ruthenium Các hợp chấtgốc là [( η6 - xymen ) RuCl2 ]

1,8-cineole là một trong những epoxy bicyclic monoterrpene , chính xác hơn,

các oxit vôi Các hợp chất hữu cơ hiện diện như là một chất lỏng không màu Nóđược sử dụng cho các bệnh đường hô hấp như viêm phế quản hoặc các bệnh vềđường hô hấp lạnh, cũng như các bệnh về đường hô hấp mãn tính và viêm và bệnhhen suyễn và bệnh sốt mùa hè

- linalol 0,5%

Linalol (3,7-dimethyl-1,6-octadien-3-ol) là một terpene rượu, không bão hòa với

mùi thơm của nấm

Cụ thể tìm thấy nó trong một phần lớn các loại dầu thiết yếu trong đó có hoaoải hương, của cam bergamot, của gỗ hồng sắc, mà là thành phần chính và bạc

hà Hợp chất hữu cơ này là kém tan trong nước

Đối với các tinh dầu hoa oải hương, nó cũng có thể được sử dụng để tổnghợp các phân tử lớn khác của loài này, mà là acetate linalyl, ví dụ bằng phản ứngvới acetic anhydride

Terpineol là một tự nhiên monoterpene rượu mà đã được phân lập từ nhiều nguồn

khác nhau như dầu tràm, dầu thông, và petitgrain dầu Có bốn đồng

phân, alpha - beta - gamma -terpineol, và terpinen-4 -ol beta - và gamma -terpineol

chỉ khác nhau bởi vị trí của liên kết đôi Terpineol thường là một hỗn hợp của các

 geraniol 6,1%

Geraniol là một monoterpenoid và một ancol Nó là một phần chính của dầu hoa

hồng, tinh dầu Bạc dầu, và dầu sả (loại Java) Nó cũng xảy ra với số lượng nhỏtrong phong lữ, chanh, và nhiều người khác các loại tinh dầu Nó xuất hiện như một

rõ ràng để dầu nhạt màu vàng mà không hòa tan trong nước, nhưng tan trong cácdung môi hữu cơ phổ biến nhất Nó có một bông hoa hồng thơm -like và thườngđược sử dụng trong nước hoa Nó được sử dụng trong các hương vị như đào, quảmâm xôi, bưởi, táo đỏ, mận, chanh, cam, chanh, dưa hấu, dứa, và quả việt quất

Thành phần hóa học trong tinh dầu tràm

Trong tinh dầu tràm có 1,8-cineole (46,9-57,9%) kèm theo các alcoholmonoterpenic (a- terpineol (-)-linalol và (-)-terpinen-4-ol Còn có một hàm lượngcao các hydrocarbon monoterpen ( 27,7% ), một lượng nhỏ các hydrocarbonsesquiterpen và alcohol

Công dụng của tinh dầu tràm

Dầu tràm dùng để chống cảm lạnh, tránh gió và tránh ho, kháng khuẩn,chống và trị muỗi, xua đuổi kiến, chống đầy hơi, không tiêu, trị nhiễm nấm ở bànchân, hôi chân, nhiễm trùng móng, trị mụn và da nhờn… Trong quá trình nghiêncứu các nhà khoa học đã phát hiện ra chất α-Terpineol và Eucalyptol từ tinh dầutràm có tác dụng kháng khuẩn có thể phòng trừ một số bệnh nguy hiểm sau đây:

- Bảo vệ da với chất khử trùng tự nhiên

Công trình nghiên cứu của TS AR Penfold, một nhà hóa học tại Sydney, Úc (quêhương của dầu tràm) cho biết, dầu tràm mạnh hơn gấp 13 lần acid carbalic (chấtkhử trùng phổ biến vào những năm đầu thế kỷ 19) trong việc loại bỏ vi khuẩn

- Trị nấm trên da