Nghiên cứu tách chiết và khảo sát thành phần hóa học sinh học của tinh dầu từ vỏ cam sành citrus reticulata x maxima

ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH BAN CHẤP HÀNH TP HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH DỰ THI GIẢI THƯỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC – EURÉKA LẦN THỨ XIX NĂM 2017 TÊN CƠNG TRÌNH: NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC, SINH HỌC CỦA TINH DẦU TỪ VỎ CAM SÀNH (CITRUS RETICULATA X MAXIMA) LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: Công nghệ Hóa - Dược CHUN NGÀNH: Cơng nghệ hóa học Mã số cơng trình: ………………………………… TĨM TẮT Trong đề tài nghiên cứu này, tận dụng vỏ cam sành, phế phẩm bị loại bỏ trình tiêu thụ cam sành Vỏ cam sành tách chiết phương pháp chưng cất lôi nước Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu thu phương pháp chưng cất lơi nước từ trích ly tinh dầu vỏ cam sành cách điều kiện tối ưu tiềm để thu tinh dầu vỏ cam sành Tiến hành xác định tiêu hóa lý (độ ẩm nguyên liệu, định lượng tinh dầu, tỷ trọng tinh dầu, số acid, savon hóa, ester, độ hịa tan ethanol) xác định thành phần hóa học phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ GC/MS tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn (Escherichia coli, Salmonella, Staphylococcus aureus) tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước Sau q trình thực nghiên cứu, chúng tơi thu kết sau: ghi nhận lại thông số phù hợp cho q trình trích ly tinh dầu vỏ cam sành phương pháp chưng cất lôi nước để thu hàm lượng tinh dầu nhiều từ xác định tiêu hóa lý, thành phần hóa học, hoạt tính kháng khuẩn tinh dầu cam thu MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 13 14 14 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung cam sành 3 1.1.1 Nguồn gốc cam sành 1.1.2 Phân loại khoa học 1.1.3 Đặc điểm hình thái cam sành 1.1.4 Thành phần hóa học 1.1.5 Thành phần dinh dưỡng 1.1.6 Tác dụng cam sành 1.2 Giới thiệu chung tinh dầu 1.2.1 Những nét đặc trưng tinh dầu 1.2.2 Q trình tích lũy 1.2.3 Thành phần hóa học tinh dầu 1.2.4 Tính chất lý- hóa tinh dầu 12 1.2.5 Một số phương pháp ly trích tinh dầu 14 1.2.6 Phương pháp xác định thành phần hoá học tinh dầu 19 1.2.7 Bảo quản tinh dầu 23 1.3 Thành phần hóa học tinh dầu chi Citrus, cam sành 1.3.1 Sơ lược vài nét tình hình khai thác 23 23 1.3.2 Những nghiên cứu hóa học chi Citrus 1.4 Giới thiệu sơ lược chủng vi khuẩn thị 25 35 1.4.1 Staphyllococcus aureus 35 1.4.2 Escherichia coli (E.coli) 37 1.4.3 Salmonella 38 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Địa điểm thời gian tiến hành đề tài 2.1.1 Địa điểm tiến hành đề tài 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Thiết bị, nguyên liệu, dụng cụ hóa chất 41 41 41 41 42 2.2.2 Tiến hành ly trích tinh dầu phương pháp chưng cất lôi nước 47 2.2.3 Khảo sát yếu tố thể tích đến hàm lượng tinh dầu Cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước 48 2.2.4 Đánh giá yếu tố cảm quan 50 2.2.5 Xác định số tiêu hóa – lý tinh dầu Cam 51 2.2.6 Xác định thành phần hóa học tinh dầu Cam phương đo phổ GC/MS 2.2.7 Thử hoạt tính sinh học tinh dầu Cam sành 2.3 Thống kê xử lý số liệu CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54 54 57 58 3.1 Xác định ảnh hưởng yếu tố đến hàm lượng tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước 58 3.1.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước 58 3.1.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu vỏ cam/nước chưng đến hàm lượng tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lơi nước 59 3.1.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng nồng độ NaCl bổ sung vào nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước 61 3.1.4 Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng thời gian ngâm NaCl bổ sung vào nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lơi nước 62 3.1.5 Thí nghiệm 5: Ảnh hưởng thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước 63 3.2 Đánh giá cảm quan 64 3.3 Xác định tiêu hóa lý tinh dầu cam sành 65 3.3.1 Độ ẩm nguyên liệu 65 3.3.2 Định lượng tinh dầu cam sành 66 3.3.3 Tỷ trọng tinh dầu cam sành 66 3.3.4 Chỉ số hóa học tinh dầu cam sành 67 3.3.5 Độ hòa tan ethanol 67 3.4 Xác định thành phần hóa học tinh dầu cam sành phương pháp sắc ký khối phổ (GC – MS) 68 3.5 Xác định hoạt lực kháng khuẩn tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất nước 71 3.5.1 Hoạt tính kháng Escherichia coli tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất nước 71 3.5.2 Hoạt tính kháng Salmonella tinh dầu cam sành tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất nước 74 3.5.3 Hoạt tính kháng Staphylococcus aureus tinh dầu cam sành tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất nước CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 79 4.1 Kết luận 79 4.2 Kiến nghị 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết thống kê kích thước nguyên liệu Phụ lục 2: Kêt thống kê tỷ lệ nguyên liệu vỏ cam sành/nước chưng Phụ lục 3: Kết thống kê nồng độ muối NaCl Phụ lục 4: Kết thống kê thời gian ngâm muối NaCl bổ sung Phụ lục 5:Kết thống kê thời gian chưng cất tinh dầu cam sành phương pháp chưng cất nước Phụ lục 6: Số liệu kháng E.coli tinh dầu cam sành xử lý phần mền Statgraphics Centurion XV.I Phụ lục 7: Số liệu kháng Staphylococcus aureus tinh dầu cam sành xử lý phần mền Statgraphics Centurion XV.I Phụ lục 8: Số liệu kháng Salmonella tinh dầu cam sành xử lý phần mền Statgraphics Centurion XV.I PHỤ LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT GC – MS Gas chromatography – mass spectrometry (Sắc ký khí ghép khối phổ) IA Chỉ số acid IS Chỉ số savon IE Chỉ số Ester CE-ED Capillary Electropherosis – electrochemical detection (Phương pháp điên dị mao quản với phát điện hoá) EMB Môi trường eosin methylene blue NA Môi trường Nutrient Agar NB Môi trường Nutrient Broth CFU Colony Forming Units DMSO FAO FNP TCVN Dimethyl sulfoxide FAO Food and Nutrition Paper Tiêu chuẩn Việt Nam DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng 100g cam sànhError! Bookmark not defined Bảng 1.2 Số liệu sản xuất tinh dầu Citrus giới 25 Bảng 1.3 Thành phần hóa học tinh dầu cam, chanh, bưởi 26 Bảng 1.4 Thành phần hoá học tinh dầu vỏ Đoan Hùng (vết < 0,1%) 29 Bảng 1.5 Hàm lợng chất có tinh dầu vỏ Phúc Trạch (vết < 0,1%) 30 Bảng 1.6 Thành phần hoá học tinh dầu vỏ cam trổng nước ta 32 Bảng 1.7 Hàm lượng tương đối số chất thơm có tinh dầu vỏ chanh Việt Nam 33 Bảng 1.8 Thành phần hoá học tinh dầu vỏ quất Việt Nam (vết < 0,1%) 34 Bảng 3.1 Ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước 58 Bảng 3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu vỏ cam/nước chưng đến thể hàm lượng dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước 60 Bảng 3.3 Ảnh hưởng nồng độ NaCl bổ sung vào nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước 61 Bảng 3.4 Ảnh hưởng thời gian ngâm NaCl bổ sung vào nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước 62 Bảng 3.5 Ảnh hưởng thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước 63 Bảng 3.6 Kết xác định độ ẩm nguyên liệu 65 Bảng 3.7 Kết xác định định lượng tinh dầu 66 Bảng 3.8 Kết xác định tỷ trọng tinh dầu cam sành 66 Bảng 3.9 Kết xác định số hóa học tinh dầu 67 Bảng 3.10 Kết xác định độ hòa tan tinh dầu cam sành ethanol 67 Bảng 3.11 Kết xác định thành phần hóa học (GC – MS) tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước 68 Bảng 3.12 Kết thành phần hóa học tinh dầu cam (Sikdar et al., 2016) 69 Bảng 3.13 Kết thành phần hóa học tinh dầu cam (Celikel et al., 2008) 70 Bảng 3.14 Kết khảo sát hoạt tính kháng Escherichia coli 72 Bảng 3.15 Kết khảo sát hoạt tính kháng Salmonella 74 Bảng 3.16 Kết khảo sát hoạt tính kháng Staphylococcus aureus 76 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Đặc điểm hình thái cam sành Hình 1.2 Một số loại tinh dầu thực vật Hình 1.3 Monoterpene mạch hở 10 Hình 1.4 Monoterpene vịng 10 Hình 1.5 Monoterpene hai vịng 10 Hình 1.6 Sesquierpene mạch thẳng 11 Hình 1.7 Các alcol thường gặp 11 Hình 1.8 Các phenol etylphenol có tinh dầu 11 Hình 1.9 Các aldehyde tiêu biểu Error! Bookmark not defined Hình 1.10 Các ester có mặt tinh dầu 12 Hình 1.11 Máy ép tinh dầu 14 Hình 1.12 Hệ thống chưng cất lơi nước 15 Hình 1.13 Hệ thống máy Soxhlet Error! Bookmark not defined Hình 1.14 Sơ đồ thiết bị sắc ký khí 20 Hình 1.15 Hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS) 22 Hình 1.16 Ảnh hiển vi Staphyllococcus aureus 36 Hình 1.17 Vi khuẩn E.coli 37 Hình 1.18 vi khuẩn Salmonella (nhuộm màu đỏ) xâm nhập vào tế bào người 39 Hình 2.1 Sơ đồ bước tiến hành nghiên cứu thu nhận tinh dầu cam sành phương pháp chưng cất lôi nước 42 Hình 2.3 Quả cam sành dùng làm nguyên liệu 44 Hình 2.4 Vỏ ngồi cam sành cắt nhỏ 1cm2 45 Hình 2.5 Vỏ cam sành xay nhuyễn phút 45 Hình 2.7 Sơ đồ bước thực ly trích tinh dầu Cam sành phương pháp chưng cất lơi nước Error! Bookmark not defined Hình 2.8 Quy trình đánh giá hoạt lực kháng khuẩn tinh dầuError! Bookmark not defined Hình 3.1 Đồ thị thể ảnh hưởng thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh dầu cam sành thu phương pháp chưng cất lôi nước 64 Đối chứng Đối chứng (+) Aminopenicilin Đối chứng (-) DMSO 20,2a 0,0e (phụ lục 8) ∗ Ghi chú: Trong cột, số liệu có giá trị trung bình ký tự a,b,… khơng có khác biệt mặt thống kê Các mẫu tự khác (a,b,…) sai khác thống kê với p