NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT TINH DẦU TỪ CỦ HÀNH TÂY

Nội dung chính của đề tài là nghiên cứu chiết xuất tinh dầu Hành Tây, xác định các thành phần cũng như hàm lượng của các chất có trong tinh dầu Hành Tây.. Luận văn đã hoàn thành và đạt đ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT TINH DẦU TỪ CỦ HÀNH TÂY

Họ và tên sinh viên: LÊ VĂN HÀO Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Niên khóa: 2009-2013

Tháng 08/2013

NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT TINH DẦU TỪ CỦ HÀNH TÂY

Tác giả

LÊ VĂN HÀO

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành

Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn:

Th.S Nguyễn Anh Trinh

LỜI CẢM ƠN

Kính ơn công sinh thành dưỡng dục của cha mẹ cho con nên người Con kính gửi đến cha mẹ lời cảm ơn sâu sắc nhất, cha mẹ đã luôn động viên, chăm sóc, ủng hộ và là chỗ dựa tinh thần vững chắc nhất trong cả cuộc đời con

Kính gửi đến các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Hóa Học lời cảm ơn chân thành vì đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý giá trong quá trình học tập và rèn luyện tại bộ môn, các giáo viên đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi tiến hành làm đề tài đạt kết quả tốt nhất

Kính gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thạc sĩ Nguyễn Anh Trinh đã gieo hạt giống tốt và phát huy hết khả năng của mình để giúp tôi hoàn thành đề tài này điều quan trọng hết là giúp tôi bắt đầu một cuộc sống mới một cuộc sống thực tế bên ngoài

Sau cùng tôi cảm ơn các bạn lớp DH09HH, những người đã tạo niềm vui và động lực cho tôi trong suốt bốn năm học

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 08/2013

Sinh viên thực hiện

      LÊ VĂN HÀO

TÓM TẮT

Dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Anh Trinh, Đề tài “Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu từ củ Hành Tây” được tiến hành tại công ty cổ phần nghiên cứu phát triển HERBE, thời gian từ 01/03/2013 đến 01/08/2013 Thí nghiệm được bố trí theo kiểu một yếu tố ngẫu nhiên hoàn toàn

Nội dung chính của đề tài là nghiên cứu chiết xuất tinh dầu Hành Tây, xác định các thành phần cũng như hàm lượng của các chất có trong tinh dầu Hành Tây

Luận văn đã hoàn thành và đạt được những kết quả sau:

- Chọn được thời gian thích hợp để chiết xuất tinh dầu Hành Tây là: (60 phút) bằng thiết bị chưng cất lôi cuốn hơi nước có nguồn nhiệt là bếp gas

- Chọn được thời gian thích hợp để chiết xuất tinh dầu Hành Tây là: (30 phút) bằng thiết bị chưng cất lôi cuốn hơi ethanol có nguồn nhiệt là bếp gas

- Chọn được thời gian ngâm thích hợp để chiết xuất tinh dầu Hành Tây là: (10 phút) bằng thiết bị chưng cất lôi cuốn hơi ethanol có nguồn nhiệt là bếp gas

- Chọn được tỷ lệ nguyên liệu và dung môi thích hợp để chiết xuất tinh dầu Hành Tây (2.5:1) bằng thiết bị chưng cất có nguồn nhiệt là bếp gas

SUMMARY

Under the guidance of MA Nguyen Anh Trinh, theme "Research oils extracted from onion" was conducted in a joint stock company HERBE research and development, the period from 03/01/2013 to 01 / 08/2013 The experiment was arranged in a style totally random factors

The main content of the thesis is to study the extraction of oil Onions, identify components as well as the concentration of substances in the onion oil

Thesis completed and achieved the following results:

- Choose the appropriate time to extract the oil Onions: (60 minutes) by distilling equipment charismatic steam heat source is gas stove

- Choose the appropriate time to extract the oil Onions: (30 minutes) by distilling equipment charismatic ethanol vapor heat source is gas stove

- Choose the appropriate time to soak oil Onion extract is: (10 minutes) by distilling equipment charismatic ethanol vapor heat source is gas stove

- Choose the material ratio and a suitable solvent to extract oil Onions (2.5:1) by distilling equipment heat source is gas stove

MỤC LỤC

Tác giả i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

SUMMARY iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT iix

DANH SÁCH CÁC BẢNG x

DANH SÁCH CÁC HÌNH xi

CHƯƠNG 1MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích của đề tài 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Yêu cầu nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Thực vật học: 3

Vị trí phân loại: 3

2.1.1 Mô tả thực vật: 3

2.1.2 Phân bố sinh thái: 4

2.1.3 Thành phần hóa học: 5

2.2.2 Phân loại 8

2.2.3 Tính chất hóa lý của tinh dầu 8

2.2.4 Vai trò của tinh dầu đối với thực vật 9

2.2.5 Công dụng của tinh dầu 10

2.2.6 Bảo quản tinh dầu 11

2.3 Tác dụng và công dụng của tinh dầu hành tây 11

2.3.1 Tinh dầu hành tây trong y học cổ truyền: 11

2.3.2 Tác dụng dược lý của hành tây theo y học hiện đại: 13

2.3.3 Một số chế phầm hiện đại từ hành tây, Công dụng và cách dùng 14

2.4 Cơ sở lý thuyết về chiết xuất: 14

2.4.1 Phương pháp cơ học 15

2.4.2 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 15

2.4.3 Phương pháp trích ly bằng dung môi dễ bay hơi 18

2.4.4 Phương pháp trích ly bằng dung môi không bay hơi và các chất hấp phụ rắn 19 2.4.5 Phương pháp trích ly bằng CO2 20

2.4.6 Phương pháp vi sóng 20

2.4.7 Phương pháp sinh học 20

CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 22

3.1 Vật liệu: 22

3.1.1 Dụng cụ: 22

3.1.2 Nguyên liệu: 24

3.1.3 Hóa chất: 24

3.2 Phương pháp thực hiện: 25

3.3.1 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của thời gian chiết xuất bằng lôi cuốn hơi

nước lên hiệu quả thu tinh dầu 28

3.3.2 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của thời gian chiết xuất bằng lôi cuốn dung môi lên hiệu quả thu tinh dầu 29

3.3.3 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của thời gian ngâm trong dung môi lên hiệu quả thu tinh dầu 30

3.3.4 Thí nghiệm khảo sát tỉ lệ nguyên liệu và dung môi 30

3.3.5 Đánh giá sản phẩm 31

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32

4.1 Kết quả và biện luận thí nghiệm tìm thời gian chiết thích hợp 32

4.2 Kết quả và biện luận thí nghiệm thăm dò thời gian chiết trong dung môi 33

4.3 Kết quả thí nghiệm thăm dò thời gian ngâm trong dung môi 35

4.4 Kết quả và biện luận thí nghiệm xác định tỉ lệ nguyên liệu và dung môi 36

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 38

5.1 Kết luận 38

5.2 Đề nghị 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

Tài liệu Việt Nam: 40

Tài liệu nước ngoài: 41

PHỤ LỤC 42

Phụ lục 1 Bảng phân tích ANOVA, LSD ảnh hưởng của thời gian chưng cất lên hiệu suất thu tinh dầu 42 Phụ lục 2 Bảng phân tích ANOVA, LSD ảnh hưởng của thời gian chưng cất lôi cuốn

Phụ lục 3 Bảng phân tích ANOVA, LSDảnh hưởng của thời gian ngâm lên hiệu suất thu tinh dầu 44 Phụ lục 4 Bảng phân tích ANOVA, LSD ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu và dung môi lên hiệu suất thu tinh dầu 46

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

ANOVA Analysis of variance

HPLC High performance liquid chromatography LSD Least significant different

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Bố trí thời gian chưng cất hơi nước

Bảng 3.2: Bố trí thời gian chưng cất trong dung môi

Bảng 3.3: Bố trí thời gian ngâm trong dung môi

Bảng 3.4: Bố trí tỉ lệ nguyên liệu và dung môi

Bảng 4.1: Khối lượng tinh dầu khi thời gian chiết thay đổi

Bảng 4.2: Khối lượng tinh dầu khi thời gian chiết trong dung môi thay đổi

Bảng 4.3: Khối lượng tinh dầu khi thời gian ngâm trong dung môi thay đổi

Bảng 4.4: Khối lượng tinh dầu khi tỉ lệ nguyên liệu và dung môi thay đổi

Phụ lục 1a: Bảng phân tích ANOVA ảnh hưởng của thời gian chưng cất lên hiệu suất thu tinh dầu

Phụ lục 1b: Bảng so sánh giữa các nghiệm thức thời gian chưng cất

Phụ lục 2 Bảng phân tích ANOVA, LSD ảnh hưởng của thời gian chưng cất lôi cuốn ethanol lên hiệu suất thu tinh dầu

Phụ lục 2.a: Bảng phân tích ANOVA ảnh hưởng của thời gian chưng cất lôi cuốn ethanol lên hiệu suất thu tinh dầu

Phụ lục 3.a: Bảng phân tích ANOVA ảnh hưởng của thời gian ngâm lên hiệu suất thu tinh dầu

Phụ lục 3.b: Bảng so sánh giữa các nghiệm thức thời gian ngâm

Phụ lục 4.a: Bảng phân tích ANOVA ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu và dung môi lên hiệu suất thu tinh dầu

Phụ lục 4.b: Bảng so sánh giữa các nghiệm thức tỉ lệ nguyên liệu và dung môi

Hình 3.1: Cân phân tích Adam PV254

Hình 3.2: Bộ chưng cất hơi nước

Hình 3.3: Phễu chiết

Hình 3.4: Quy trình chiết xuất tinh dầu Hành Tây

Hình 4.1: Đồ thị làm lượng tinh dầu theo thời gian chưng cất hơi nước Hình 4.2: Đồ thị làm lượng tinh dầu theo thời gian chưng cất hơi ethanol Hình 4.3: Đồ thị làm lượng tinh dầu theo thời gian ngâm trong ethanol Hình 4.4: Đồ thị làm lượng tinh dầu theo tỉ lệ nguyên liệu và dung môi

Với màu sắc vàng nhạt, vị ngọt thanh, có mùi đặc trưng nên hành tây được ứng dụng nhiều trong thực phẩm và dược phẩm Do đó, đề tài “Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu từ

củ Hành Tây”, hy vọng sẽ tìm ra phương pháp chiết xuất tinh dầu hợp lý, hiệu quả và đồng thời khảo sát những đặc tính của tinh dầu hành tây vừa được tách chiết, giúp nâng cao giá trị sử dụng và ứng dụng trong thực phẩm

Được sự phân công của bộ môn Công Nghệ Hóa Học Dưới sự hướng dẫn của thầy Th.s Nguyễn Anh Trinh đã giúp tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu từ

củ Hành Tây”

1.2 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu các phương pháp chiết xuất tinh chất từ hành tây để chọn lựa phương pháp chiết thích hợp

1.3 Nội dung nghiên cứu

Khảo sát quy trình chiết xuất tinh dầu bằng hệ thống lôi cuốn hơi nước

Xác định các thành phần có trong tinh dầu hành tây

1.4 Yêu cầu nghiên cứu

Biết vận hành tốt hệ thống chiết xuất Kiểm tra đánh giá được chất lượng sản phẩm của tinh dầu

Đưa ra quy trình chiết tinh dầu hành tây phù hợp nhất

Thu được tinh dầu có hàm lượng tốt

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Tên tiếng anh: onion

2.1.1 Mô tả thực vật:

Hành tây là loài cây thảo, nhẵn, sống dai do phần thân phình to nên thường được gọi

là củ hành, có kích thước thay đổi, gồm nhiều vẩy thịt tức là các bẹ có chứa nhiều chất dinh dưỡng

Củ hành có hình dạng tròn đều (hình cầu) hoặc tròn hơi dẹp hình bầu dục hoặc hình bầu dục dài, thường có lớp vỏ ngoài màu vàng, màu tím hoặc màu trắng

Thân chính thức nằm ở dưới mang nhiều rễ nhỏ, lá dài hình trụ, nhọn, rỗng ở giữa Hoa hợp thành tán giả nằm ở đầu một cán hoa hình ống tròn, phình ở giữa

Hoa màu trắng có cuống dài, quả hạch, có màng; 3 góc với 3 ngăn, bên trên có núm

nhụy còn tồn tại Hạt có cánh dày, đen nhạt, ráp [5]

Hình 2.1 Thân, củ và hoa Hành tây

2.1.2 Phân bố sinh thái:

Hành tây có nguồn gốc từ vùng Trung Á, được trồng từ thời Thượng cổ Hành tây chịu lạnh giỏi ở nhiệt độ dưới 10oC Nhưng yêu cầu nhiệt độ không khí nơi trồng chỉ trong phạm vi 15-25oC Thường nhân giống bằng hạt Tốc độ nảy mầm của hạt biến động trong phạm vi 7-15 ngày, có khi tới 20 ngày nhưng nếu gieo hạt vào những tháng

có nhiệt độ cao thì hạt nhanh nảy mầm hơn

Hiện nay, các vùng trồng Hành tây chủ yếu ở Việt Nam thường dùng một trong hai giống Grano và Granex nhập từ Pháp và Nhật Hành Grano có củ hành tròn cao, vỏ ngoài màu vàng đậm, thịt trắng Còn hành Granex có hình tròn dẹp, dáng dẹp, vỏ ngoài màu vàng nhạt, thịt trắng, có đường kính củ lớn hơn Cả hai giống này đều có chất lượng ngon và thích hợp trồng ở hầu hết các vùng trồng hành lớn ở đồng bằng sông Hồng, vùng duyên hải miền Trung cũng như vùng Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng

2.1.3 Thành phần hóa học:

Củ tươi của Hành Tây bao gồm chủ yếu là nước (khoảng 88%), saccharides (khoảng 6%) và protein (khoảng 1,5%) Tuy nhiên, thành phần hoá học cụ thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn như điều kiện phát triển, thời gian thu hoạch, thời gian và điều kiện bảo quản. [13]

Sulphur hữu cơ: mang tính chất đặc trưng của hành tây

Hành tây chứa nhiều hợp chất khác nhau và đã được nghiên cứu trong vòng hơn 100

năm qua Giống như các loài khác trong chi họ hành (Allium), ví dụ: Tỏi (A.sativum L.) hoặc Tỏi lá rộng (A ursinum L)., Hành tây đặc trưng bởi hàm lượng cao hợp chất

sulphur hữu cơ Chiếm ưu thế nhiều nhất trong các hợp chất sulphur hữu cơ là dipropyl disulfide, các axit amin cysteine và methionine, S-alk(en)yl-cysteine thay thế sulphoxides và γ-glutamyl peptide

(25R)-ruscogenin 1-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-α-L-arabinopyranoside (II) (25R)-ruscogenin 1-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-β-D-galactopyranoside (III) (25S)-ruscogenin 1-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-β-D-galactopyranoside (IV) Ngoài ra, hành tây còn có các loại sapogenin khác là diosgenin và cepagenin.

Flavonoid:

Flavonoid chủ yếu trong hành tây là dẫn chất của quercetin: isoquercetin, quercetin diglucoside, quercetin monoglucoside và quercetin tự do Hành tây còn chứa kaempferol nhưng hàm lượng rất ít Quercetin monoglucoside và quercetin diglucoside là flavonoid chính chiếm 80% các chất có chứa quercetin

Các nhà khoa học Italia đã dùng phương pháp HPLC để tách và xác định hàm lượng các flavonoid khác nhau trong 12 giống hành với các màu vỏ khác nhau Nhận thấy ngoài các dẫn chất của quercetin và kaempferol còn có isorhamnetin (3-methylquercetin)

và Isorhamnetin monoglycoside [14]

Hình 2.5: Kaempferol Hình 2.6: Isorhamnetin

Các thành phần khác :

Trong 100g hành tây có chứa các chất sau: nước 88g, protid 1,8g, glucid 8,3g, chất

xơ 0,1g, tro 0,8g Các chất khoáng vi lượng: Ca 38mg, P 58mg, Fe 0,8 mg Các vitamin: B1 0,03mg, B2 0,04mg, PP 0,02mg, C 10mg, caroten 0,03mg Ngoài ra còn có các nguyên tố: Na, K, S, Si, acid acetic, tinh dầu bay hơi, glucokinin, oxydase và diatase… 

[16]

Trong hành tây có chất kháng sinh rất mạnh là phytoncid, khi nhai hành tây trong miệng từ 1-2 phút miệng trở nên rất sạch. [15]

2.2 Khái quát về tinh dầu

2.2.1 Khái niệm về tinh dầu

- Tinh dầu (essential oil, volatile oil, etheric oil hoặc aetheraleum) là một hỗn hợp của nhiều thành phần dễ bay hơi, thường có mùi thơm được sinh tổng hợp bởi các cơ quan sống [10].

- Tinh dầu không tan hay ít tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ

- Tinh dầu thu được từ các nguyên liệu thiên nhiên (chủ yếu là thực vật) bằng phương pháp chưng cất lôi nước hoặc phương pháp ép (trong trường hợp của họ Citrus)

- Hàm lượng và trữ lượng tinh dầu tùy thuộc vào:

+ Họ, loài

+ Vị trí trên cây

- Bộ phận chứa tinh dầu rất đa dạng:

+ Tế bào: Họ long não

+ Biểu bì: Hoa hồng

+ Ống: Hoa tán

+ Túi: Cam

2.2.2 Phân loại

2.2.2.1 Phân loại theo nguyên liệu

* Nguyên liệu lá, cành: Sả, Bạc hà, Hương Nhu

* Nguyên liệu quả và hạt: Hồi

* Nguyên liệu rễ, củ: Hành Tây, Xá Xị, Long Não (nhiều nhất ở rễ)

* Nguyên liệu vỏ: Cam, Chanh, Quý

* Nguyên liệu hoa: Hoa Hồng, Hoa Nhài [8]

2.2.2.2 Phân loại theo thành phần tinh dầu

Tinh dầu có chứa cacbur như pinen (thông), limonen (chanh), chứa rượu, geraniol, xitronellol (hoa hồng, sả).[10]

2.2.3 Tính chất hóa lý của tinh dầu

2.2.3.1 Tính chất hóa học của tinh dầu

- Rất dễ bị oxi hóa: Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, không khí, nước, tinh dầu

có thể bị oxi hóa và nhựa hóa một phần (sự trùng hợp chuyển tinh dầu thành chất nhựa)

- Một số thành phần chính trong tinh dầu cho các phản ứng đặc hiệu của nhóm chức, tạo thành các sản phẩm kết tinh cho màu, người ta dựa vào đặc tính này để định tính và

định lượng thành phần chính trong tinh dầu [11]

- Một số hợp chất chính thường gặp:

+ Rượu: rượu Methylic, etylic, xinamic

+ Phenol và ester phenolic: Anetol, eugenol, safrol

+ Aldehyde: Benzoic, xitral

+ Xeton: Mentol, camfor

+ Acid (dưới dạng ester): Axetic, butyric

2.2.3.2 Tính chất vật lý của tinh dầu

- Trạng thái: Nhiệt độ thường, đa số tinh dầu có dạng lỏng, trừ một số trường hợp đặc biệt chúng ở thể rắn: Menthol, borneol, camphor, vanilin Tinh dầu bay hơi ở nhiệt độ thường

- Màu sắc: Không màu hoặc màu vàng nhạt Một số tinh dầu có màu như tinh dầu Hành Tây màu vàng, tinh dầu Thymus màu nâu đỏ

- Mùi: Mỗi tinh dầu có một mùi đặc trưng Thông thường chúng có mùi thơm dễ chịu, một số có mùi hắc, khó chịu (Hành Tây)

- Vị: Cay và hắc, một số có vị ngọt như tinh dầu Quế, Hồi

- Tỷ trọng: Thường nhỏ hơn 1 và nằm trong khoảng 0.85 - 0.95 một số có tỉ trọng cao hơn 1 như (Hành Tây: 1.12) Tỷ lệ thành phần chính quyết định tỷ trọng tinh dầu

- Độ tan: Không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong cồn, dầu và các dung môi hữu cơ, một số hợp chất phenol tan trong kiềm

- Độ sôi: Phụ thuộc vào thành phần cấu tạo

+150 - 160oC: Chứa nhiều hợp chất terpen

+ 250 - 280oC: Chứa nhiều sesquiterpen

+ >300oC: Chứa nhiều polyterpen

- Nâng suất quay cực: cao

- Chỉ số khúc xạ: no: 1.45 – 1.55 Tùy thuộc thành phần (n<no: nhiều hợp chất no hơn; n>no: nhiều hợp chất không no, thơm hơn)

- Điểm kết tinh: Khi hạ nhiệt độ xuống, một số hợp chất trong tinh dầu kết tinh

2.2.4 Vai trò của tinh dầu đối với thực vật

nhiều công 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.[11].

Theo Ph X Tanaxienco, (1985):

- Bảo vệ cây khỏi các tác động của sâu bệnh

- Che phủ các vết thương ở cây gỗ

- Ngăn chặn các bệnh do nấm

- Biến đổi sức căng bề mặt của nước trong cây, thúc đẩy sự vận chuyển nước, tăng hiệu quả của các phản ứng enzym

Theo Charabot cho rằng:

- Tinh dầu đóng vai trò như các chất dự trữ trong cây, nó có khả năng vận chuyển đến các phần khác nhau của cây, tinh dầu được sử dụng như một nguồn năng lượng hay tạo thành các sản phẩm mới có cấu trúc gần với nó

Theo Coxtrisep (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 đơn thuần chỉ là các chất tiết của cơ thể và được tích lũy trong các bể chứa tinh dầu

Như vậy, các thành phần của tinh dầu được tích lũy trong tuyến bài tiết không có vai trò sinh lý trong hoạt động sống của cây Trong khi đó, tinh dầu thực vật chính là sản phẩm của quá trình tổng hợp và tích lũy do các cơ quan bài tiết đảm nhiệm

- Tinh dầu tham gia vào các quá trình sinh lý hóa bên trong tế bào

- Tinh dầu thường là một hỗn hợp có thành phần cấu tạo phức tạp, chúng thường gồm rất nhiều hợp chất ở dạng tự do hoặc liên kết

- Các thành phần tinh dầu được tích lũy trong tuyến bài tiết không phải là các chất tiết

cố định mà còn tham gia tích cực vào quá trình trao đổi chất của cây, do vậy thành phần hóa học của tinh dầu ở trong cây luôn luôn được đổi mới

2.2.5 Công dụng của tinh dầu

Chỉ cần một lượng nhỏ nhưng gia vị có thể kích thích sự tiêu hóa, làm gia tăng sự ngon miệng.[11]

- Sau ngành thực phẩm, tinh dầu còn được sử dụng trong ngành mỹ phẩm và hương liệu, công nghệ sơn

- Trong ngành dược, tinh dầu được dùng để sát trùng nhất là sát trùng đường hô hấp (bạch đàn, khuynh diệp), giúp tiêu hóa, chống viêm khớp.[11]

2.2.6 Bảo quản tinh dầu

Trong thời gian bảo quản và vận chuyển sản phẩm tinh dầu cần chú ý ba yêu tố sau: không khí, ánh sáng, nhiệt độ

+ Oxy trong không khí tạo phản ứng oxy hóa dầu Vì vậy, chai lọ chứa tinh dầu cần đậy kín hoặc hàn kín

+ Ánh sáng thúc đẩy tác dụng tụ hợp tác hại đến màu sắc, mùi thơm tinh dầu Cần để trong chai lọ sậm, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng

+ Nhiệt độ cao làm tăng tốc độ oxy hóa, làm hao hụt tinh dầu do bốc hơi Vì vậy, cần bảo quản ở nhiệt độ thấp

2.3 Tác dụng và công dụng của tinh dầu hành tây

2.3.1 Tinh dầu hành tây trong y học cổ truyền:

Khái niệm tinh dầu: Tinh dầu là hỗn hợp của nhiều thành phần dễ bay hơi, thường có mùi thơm được sinh tổng hợp bởi các cơ quan sống của thực vật Tinh dầu không tan hoặc ít tan trong nước [4] Chủ yếu tan trong các dung môi hữu cơ Tinh dầu thu được từ các nguồn nguyên liệu thiên nhiên (chủ yếu là thực vật) Tinh dầu có vai trò như là một chất bảo vệ, chất tạo tín hiệu là một phần của quá trình trao đổi chất [1]

Hành tây đã được trồng và sử dụng hơn 6000 năm qua Con người đã phát hiện tính chất dược lý của hành tây và sử dụng nó trong y cổ truyền điều trị nhiều rối loạn lớn nhỏ khác nhau

Nước ép hành tây tươi thường được dùng trong y học dân gian của nhiều quốc gia khác nhau để làm giảm đau và sưng do ong hay ong bắp cày đốt, có các phản ứng dị ứng trên da

Các tài liệu cổ Ai Cập đề cập đến hành tây có tác dụng chống nhiễm giun, tiêu chảy, các bệnh nhiễm trùng và viêm nhiễm khác

Trong thời trung cổ châu Âu, Hành Tây đã được sử dụng không thành công để tránh bệnh dịch hạch

Tại Bắc Mỹ, thổ dân châu Mỹ sử dụng hành tây để điều trị côn trùng cắn và làm giảm cảm lạnh Nó cũng được dùng trong y học cổ truyền Trung Quốc Homeopaths dùng dịch chiết cồn của hành tây để điều trị một loạt các bệnh bao gồm ho, cảm lạnh, tiêu chảy, liệt mặt, sốt, thoát vị, viêm thanh quản, viêm phổi, và chấn thương

Ở Việt Nam, hành tây được dùng chữa ho, trừ đờm, ra mồ hôi, lợi tiểu, chữa chứng bụng nước do gan cứng, đắp mụn nhọt, phòng chữa các chứng huyết áp cao, táo bón, giảm mỡ trong máu, kéo dài thời gian đông máu nên được dùng phòng ngừa bệnh động mạch vành và chứng xơ cứng động mạch, chống thấp khớp, chống bệnh hoại huyết, sát khuẩn và chống nhiễm khuẩn, gây tiết mồ hôi, trị ho, làm dễ tiêu hoá, chống xơ cứng, chống chứng huyết khối, kích dục, chống đái đường, trị giun, gây ngủ nhẹ, trị bệnh ngoài da và hệ lông Được dùng ngoài để làm dịu và tan sưng, sát khuẩn, chống đau, xua muỗi

Có nhiều bài thuốc từ hành tây trong y học cổ truyền đã khiến một số nhà khoa học ở những năm 20 của thế kỷ trước nghiên cứu dịch chiết từ hành tây hoặc dầu hành trong việc ức chế sự phát triển của giun đường ruột, nấm và vi khuẩn cả in vivo và in vitro Các cơ chế tác dụng không được biết đến Mặc khác, các kỹ thuật sử dụng để chiết xuất

và bảo quản rất khác nhau trong các nghiên cứu khác nhau Vì vậy, liều lượng hoặc nồng

độ sử dụng là không thể so sánh

2.3.2 Tác dụng dược lý của hành tây theo y học hiện đại:

Hành tây không được quan tâm nhiều như tỏi (A sativum L.) - một loài có quan hệ

họ hàng Tuy nhiên, một vài nghiên cứu đã được thực hiện chứng tỏ hành tây và dịch chiết của nó có tác dụng trêm tim mạch Tinh dầu hành ức chế tổng hợp acid arachidonic, ức chế kết tập tiểu cầu in vitro và in vivo Một phần tác dụng này là do tinh dầu hành ức chế sinh tổng hợp thromboxane Ngoài ra, tinh dầu hành và hành tươi gia tăng sự phân huỷ fibrin in vivo ở thỏ và người tình nguyện Hành tây không những có ích cho tim mạch mà còn có lợi trong các bệnh về chuyển hoá như tiểu đường hoặc tăng lipid huyết Trong bệnh tiểu đường, hành tây giảm bớt sự cần thiết phải sử dụng thuốc hạ đường huyết bằng đường uống Ở bệnh nhân tăng lipid huyết, hành tây ngăn chặn sự gia tăng cholesterol và triglycerides trong huyết tương Tuy nhiên, cơ chế của các tác động trên vẫn chưa được biết một cách chính xác

Hành tây có chứa thiosulphinate, một hợp chất có hiệu quả trong việc tiêu diệt nhiều

loại vi khuẩn thông thường, bao gồm cả Salmonella typhi, Pseudomonas aeriginosa, và

Escherichia coli

Một số nghiên cứu in vitro và động vật cho thấy tinh dầu hành tây có thể ngăn chặn

sự phát triển của khối u Mặc dù những kết quả không áp dụng trên người, nhưng trong một nghiên cứu năm 1989 được thực hiện tại Trung Quốc, những người ăn một lượng lớn các loại rau trong chi Allium giảm đáng kể tỷ lệ bệnh ung thư dạ dày Hành tây còn

có chứa chứa chất chống oxy hóa là những hợp chất bảo vệ cơ thể chống lại các gốc tự

do giúp chống lại một số bệnh thoái hóa

2.3.3 Một số chế phầm hiện đại từ hành tây, Công dụng và cách dùng

2.3.3.1 Kem xoá sẹo Mederma

Kem xoá sẹo Medermacủa Merzco, Đức được chiết xuất từ hành tây, là loại thuốc kích thích

tế bào da tái tạo lại hoàn chỉnh, tạo cho da mịn

và có sức sống

Cách sử dụng: Vết thương sau khi đã lành thoa mỗi ngày 3-4 lần tùy vào vết sẹo mới cũ và quá trình sản sinh tế bào da nhanh chậm của từng người

Hình 2.7: Maderma

2.3.3.2 Viên nén Allium Cepa

Viên nén Allium Cepa 6C của Weleda, USA trị cảm, ho, mất ngủ

Cách sử dụng: Dùng 1-2 viên ngậm dưới lưỡi

Hình 2.8 Chế phẩm Allium Cepa 6C

2.4 Cơ sở lý thuyết về chiết xuất:

 Phương pháp chiết tách tinh dầu cần phải đạt những yêu cầu cơ bản sau:

 Phải tách được triệt để tinh dầu trong nguyên liệu, tổn thất tinh dầu trong quá trình chế biến và hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu sau khi chế biến (bã) càng thấp càng tốt.[5]

 Chi phí đầu tư vào sản xuất là ít nhất. [6]

2.4.1 Phương pháp cơ học

- Đây là phương pháp làm tương đối đơn giản dùng để tách tinh dầu ở dạng tự do bằng cách tác dụng lực cơ học lên nguyên liệu (thường là ép) [10] Phương pháp này được dùng phổ biến đối với các loại vỏ quả họ citrus như cam, chanh, quýt, bưởi, Vì

ở những loại nguyên liệu này tinh dầu thường phân bố chủ yếu ở lớp tế bào mỏng trong biểu bì Khi có lực tác dụng lên vỏ quả, các tế bào chứa tinh dầu bị vỡ ra, giải phóng tinh dầu Sau khi ép, trong phần bã bao giờ cũng có khoảng 30-40% tinh dầu, người ta tiếp tục sử dụng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước hoặc trích ly để tách hết phần tinh dầu còn lại.[7]

- Ưu điểm: Tinh dầu giữ nguyên được mùi vị tự nhiên ban đầu, các thành phần trong tinh dầu ít biến đổi

- Nhược điểm: Sản phẩm bị lẫn nhiều tạp chất, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hòa tan

từ vật liệu đem ép, chỉ sử dụng được đối với các nguồn nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu cao, năng suất chiết xuất thấp

2.4.2 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Dựa trên nguyên lý của quá trình chưng cất một hỗn hợp không hòa tan lẫn vào nhau là nước và tinh dầu Khi hỗn hợp này được gia nhiệt, hợp chất này đều bay hơi Nếu áp suất của hơi nước cộng với áp suất tinh dầu bằng áp suất môi trường thì hỗn hợp sôi và tinh dầu được lấy ra cùng với hơi nước

Những ảnh hưởng chính trong sự chưng cất hơi nước:

 Sự khuếch tán:

- Ngay khi nguyên liệu được làm vỡ vụn thì chỉ có một số mô chứa tinh dầu bị vỡ và cho tinh dầu thoát tự do ra ngoài theo hơi nước lôi cuốn đi Phần lớn tinh dầu còn lại

thấu Theo Von Rechenberg đã mô tả quá trình chưng cất hơi nước như sau: “Ở nhiệt độ nước sôi, một phần tinh dầu hòa tan vào trong nước có sẵn trong tế bào thực vật 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 bị hòa tan vào lượng nước này Quy trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tinh dầu trong các mô thoát ra ngoài hết”

- Như vậy, sự hiện diện của nước rất cần thiết, cho nên trong trường hợp chưng cất sử dụng hơi nước quá nhiệt, chú ý tránh đừng để nguyên liệu bị khô Nhưng nếu lượng nước sử dụng thừa quá thì cũng không có lợi, nhất là trong trường hợp tinh dầu có chứa những cấu phần tan dễ trong nước

- Ngoài ra, vì nguyên liệu được làm vỡ vụn ra càng nhiều càng tốt, cần làm cho lớp nguyên liệu có một độ xốp nhất định để hơi nước có thể đi xuyên ngang lớp này đồng đều và dễ dàng

- Vì các cấu phần trong tinh dầu được chưng cất hơi nước theo nguyên tắc nói trên cho nên thông thường những hợp chất nào dễ hòa tan trong nước sẽ được lôi cuốn trước Thí dụ, khi chưng cất hơi nước hạt caraway nghiền nhỏ và không nghiền, đối với hạt không nghiền thì carvon (nhiệt độ sôi cao nhưng tan nhiều trong nước) sẽ ra trước, còn limonen (nhiệt độ sôi thấp, nhưng ít tan trong nước) sẽ ra sau Nhưng với hạt caraway nghiền nhỏ th́ì kết quả chưng cất ngược lại

 Sự thủy giải:

- Những cấu phần ester trong tinh dầu thường dễ bị thủy giải cho ra acid và alcol khi đun nóng trong một thời gian dài với nước Do đó, để hạn chế hiện tượng này, sự chưng cất hơi nước phải được thực hiện trong một thời gian càng ngắn càng tốt

Nhiệt độ:

- Nhiệt độ cao làm phân hủy tinh dầu Do đó, khi cần thiết phải dùng hơi nước quá nhiệt (trên 100oC) nên thực hiện việc này trong giai đoạn cuối cùng của sự chưng cất, sau khi các cấu phần dễ bay hơi đã lôi cuốn đi hết Thực ra, hầu hết các tinh dầu đều kém bền dưới tác dụng của nhiệt nên vấn đề là làm sao cho thời gian chịu nhiệt độ cao

quan với nhau và quy về ảnh hưởng của nhiệt độ Khi tăng nhiệt độ, sự khuếch tán thẩm thấu sẽ tăng, sự hòa tan tinh dầu trong nước sẽ tăng nhưng sự phân hủy cũng tăng theo

 Ưu điểm của quá trình chưng cất:

- Qui trình đơn giản hơn so với các phương pháp khác

- Thiết bị gọn nhẹ, dễ chế tạo

- Có thể nâng cao hàm lượng hoặc tách riêng từng cụm cấu tử trong hỗn hợp hơi

- Không sử dụng nhiều chất liệu phụ như phương pháp trích ly hoặc hấp phụ

- Thời gian chưng cất tương đối nhanh Với thiết bị chưng cất gián đoạn chỉ cần 5-10 giờ/mẻ, với các thiết bị liên tục chỉ cần 30 phút - 1 giờ/1 đơn vị nguyên liệu

- Có thể tiến hành sử dụng đối với các cấu tử có nhiệt độ sôi trên 100oC

 Nhược điểm của quá trình chưng cất

- Chỉ dùng nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu cao, không sử dụng được đối với các loại nguyên liệu cho hàm lượng tinh dầu thấp

- Một số thành phần trong tinh dầu có thể bị phân hủy trong quá trình chưng cất

- Không thể tách được các loại nhựa và sáp có trong nguyên liệu, mặc dù nhựa và sáp rất cần thiết được dùng làm các định hương có giá trị

- Lượng tinh dầu hòa tan trong nước khá lớn và rất khó tách riêng nếu tinh dầu có chứa nhiều hợp chất có oxy

- Tiêu tốn một lượng nước ngưng tụ lớn

2.4.2.1 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp

- Nguyên liệu và nước được cho vào cùng một thiết bị, đun sôi, hơi nước bay ra sẽ lôi cuốn theo hơi tinh dầu, sau đó gặp lạnh ngưng tụ hơi, ta sẽ thu được tinh dầu sau khi tách ra

- Ưu điểm: thiết bị đơn giản, phù hợp mô hình sản xuất nhỏ lẻ ở địa phương

- Nhược điểm:

+ Chất lượng tinh dầu sản phẩm không cao

+ Nguyên liệu dễ bị cháy, khét do bị thiếu nước và bị dính vào thành thiết bị

+ Khó điều chỉnh các thông số kĩ thuật (nhiệt độ, áp suất), thời gian chưng cất kéo dài