1.1 Tổng quan về cây rau má
1.1.5 Tác dụng của rau má
Rau má là một loại rau thông dụng có tác dụng sát trùng, giải độc, thanh nhiệt lương huyết. Trong thực phẩm, rau má dùng như một loại gia vị, rau ăn (nấu canh, luộc, muối dưa…) và dùng làm nước giải khát (cả cây giã nhuyễn với nước và đường) (Tôn Nữ Liên Hương, 2012).
Theo y học cổ truyền, rau má có là vị thuốc có tính hàn, vị ngọt, hơi đắng, tính bình, không độc, có tác dụng dưỡng âm, thanh nhiệt, nhuận gan, giải độc, lợi tiểu. Rau má còn được dùng để làm thuốc sát trùng, bổ dưỡng, chữa thổ huyết, tả lỵ, khí hư, bạch đới, mụn nhọt, rôm sảy.
Từ những năm 60 của thế kỷ 20, y học hiện đại đã có những nghiên cứu lâm sàng về tác dụng chữa bệnh của dịch chiết rau má và các hợp chất trong rau má. Rất nhiều công trình nghiên cứu đã được thực hiện và công bố.
Centella asiatica sử dụng chủ yếu cho lành vết thương, bỏng, loét, bệnh phong, bệnh lao, bệnh lupus, bệnh ngoài da, bệnh về mắt, chống ung thư, sốt, viêm, hen suyễn, cao huyết áp, thấp khớp, bệnh giang mai, bệnh động kinh, tiêu chảy và bệnh tâm thần (Nhiệm et al, 2011; Shen et al, 2009; Jiang et al, 2005; Van Wyk và Wink, 2004)
Một trong những hoạt động chính trong thành phần rau má là triterpene saponin, asiaticoside có tác dụng làm lành vết thương và có thể kích thích tổng hợp 1 loại collagen trong các tế bào nguyên bào sợi, thúc đẩy sự hình thành tế bào da, giúp nhanh liền vết thương (Lee và cộng sự, 2006). Các nghiên cứu khác nhau đã cho thấy rau má có khả năng chống viêm, chống oxy hóa, và bảo vệ thần kinh. Các hợp chất trong rau má được sử dụng rộng rãi trong các loại thuốc tự nhiên bao gồm thuốc mỡ, thuốc đánh rang và mỹ phẩm (Kim và các cộng sự, 2000).
Gần đây, kem đánh răng có các hợp chất trong rau má được phát triển dựa trên nghiên cứu đó. Các nhà khoa học thấy rằng các hợp chất ức chế rõ thiệt hại của tế bào nướu, đẩy nhanh sự tái sinh của nướu, giảm các tác động của chỉ số mảng bám răng và viêm nướu răng chỉ số, và tác dụng kháng khuẩn đáng kể (Ha-Jeong Kwon và cộng sự, 2011)
Đồng thời, asiaticoside cũng đã góp phần không nhỏ ngăn chặn sự phát triển của các tế bào ung thư. Người ta cho rằng khi hấp thụ vào cơ thể asiaticoside sẽ phân cắt tạo thành khoảng 62% asiatic acid và các gốc đường. Asiatic acid này cũng có thể có các hoạt tính tốt như oleanolic và ursolic acid. Cả oleanolic acid và ursolic acid đều làm giảm sự sinh sản của tế bào nội mạc nên có thể sẽ hữu dụng để trị ung thư bằng cách ngăn chặn tiến trình tăng trưởng của các mạch máu tân tạo để nuôi dưỡng tế bào tân sinh, tiến trình này cần đến sự sinh sản của các tế bào nội mạc để tạo ra các mạch máu mới. Nhiều bằng chứng lâm sàng trên chuột còn cho thấy rằng, dịch chiết rau má có khả năng chữa lành khối u dạ dày chuột, có khả năng kháng khối u, giảm tác dụng xấu của thuốc hóa trị liệu ung thư và trên tế bào ung thư ruột kết của người (Ha-Jeong Kwon và cộng sự, 2011).
Hoạt chất bracoside A kích thích sự bài tiết nitric oxide của mô để làm dãn nở vi động mạch cùng mao quản, lượng máu di chuyển qua mô được nhiều hơn nên có khả năng chấm dứt được các cơn đau tim, đồng thời các chất độc dễ được đào thải giúp tế bào sống được thoải mái trong một môi trường lành mạnh. Khám phá quan trọng này mang lại giải thưởng Nobel về Y năm 1998 cho 3 giáo sư Hoa Kỳ R.Furchgott, L.Ignarro và F.Murad. Nhiều nghiên cứu cho thấy các hoạt chất nằm ở trong chất xơ (cellulose) của rau má, nếu chúng ta chỉ giã vắt lấy nước, bỏ phần bã thì sẽ mất đi các hoạt chất này. Một số công trình khác còn cho thấy các chất xơ có thể “kéo” cholesterol ra khỏi cơ thể nên cũng có tác dụng rất tốt với tim mạch. Vì vậy, nếu ăn các loại rau có nhiều chất xơ sẽ giúp cơ thể đào thải dần lượng cholesterol ra khỏi cơ thể (Chen Jian, Zheng Lu và các cộng sự, 1998).
Người ta nhận thấy rằng một số hoạt chất trong rau má như Bracoside B có tác dụng lên hoạt động của hệ thần kinh trung ương, tăng cường các chất chuyển hóa, làm giảm căng thẳng tâm lý, tăng khả năng tập trung tư tưởng và giúp cải thiện trí nhớ của người già.
Wattanathor Jintanaporn và cộng sự (2009) đã chứng minh rằng với hàm lượng 250mg, 500mg và 750mg dịch chiết rau má mỗi ngày, trong 2 tháng, đã cải thiệt rõ rệt khả năng nhớ và trạng thái tinh thần của những người già được nghiên cứu.
1.2 Tinh dầu rau má 1.2.1 Sơ lƣợc về tinh dầu
Tinh dầu (còn gọi là tinh du hay hương du) là những chất có mùi thơm hoặc những chất có mùi hắc khó chịu mà ta có thể chế từ các loại thực vật như: tinh dầu hoa hồng, tinh dầu hoa lài, tinh dầu bạc hà, long não…hay lấy từ các loài động vật như: tinh dầu cà cuống, xạ hương…
Tinh dầu là hỗn hợp nhiều chất dễ bay hơi, có mùi đặc trưng tùy thuộc vào nguồn gốc nguyên liệu cung cấp tinh dầu. Trong thiên nhiên tinh dầu ở trạng thái tự do và chỉ có một số ít ở trạng thái tiềm tàng. Trong thực vật, tinh dầu được tạo ra và tích trữ ở các mô, những mô này có thể hiện diện ở tất cả mọi nơi trong cơ thể thực vật như rễ, than, lá, hoa và trái…dưới những tên gọi khác nhau như tế bào, túi, long và ống.
Tinh dầu có độ sôi cao (150oC – 250oC) nhưng dễ bay hơi ở nhiệt độ thấp. Tinh dầu thường là những chất nhẹ hơn nước, cũng có một số tinh dầu nặng hơn nước như tinh dầu đinh hương, tinh dầu quế…Khi chưng cất những tinh dầu này nằm ở dưới đáy bình chưng cất.
Tinh dầu tan trong một số dung môi hữu cơ như cồn 90o, ether, chloroform, benzene, dầu mỡ…cho nên ta có thể dùng các dung môi này để chiết lấy tinh dầu.
Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, không khí, nước, tinh dầu dễ bị oxy hoá và một phần biến thành nhựa. Tỷ lệ tinh dầy chứa trong cây không cao, có những tinh dầy tỷ lệ rất thấp nên rất đắt.
1.2.2 Tổng quan về tinh dầu rau má
Tinh dầu gồm nhiều hợp chất dễ bay hơi (chủ yếu các terpen và các tritecpenoit), có mùi đặc trưng phụ thuộc vào nguồn gốc cung cấp nguyên liệu tinh dầu. Hệ thực vật có tinh dầu khoảng 3000 loài, trong đó có 150-200 loài có ý nghĩa công nghiệp.
Thành phần hoá học trong tinh dầu rau má có chứa nhiều terpenoidal như β- caryophyllene, β-xymen, trans-β-farnesene, germacrene-D, α-tecpineol, limonene, linalool đã được xác định. Trong số các thành phần này, α-tecpineol được biết đến với tác dụng chống co thắt và myorelaxant. Linalool, hợp chất chính trong tinh dầu, là một chất rất quan trọng được sử dụng trong thực phẩm như phụ gia hoặc y dược cho đặc tính khác nhau của nó. Terpenoid khác, farnesol, đã cho thấy tác dụng chống ung thư và hoạt tính kháng khuẩn trong các nghiên cứu khác nhau. Trong số các hydrocarbon, một số hợp chất như β- elemene, limonene và β-xymen là những hợp chất quan trọng ứng dụng trong nước hoa, dược phẩm và hoá chất nông nghiệp. Limonene cũng đã được nghiên cứu có khả năng chống lại bệnh ung thư (Anjana Devkota và các cộng sự, 2013).
Anjana Devkota và các cộng sự cũng đã cho thấy sự khác nhau về định tính- định lượng trong thành phần hóa học của các loại tinh dầu được trồng trong môi trường sống khác nhau của Nepal, qua đó khẳng định tầm quan trọng của các điều kiện địa lý và khí hậu đối với việc sản xuất các loại tinh dầu thiết yếu của rau má. Cụ thể, các nhà khoa học đã thu tinh dầu bằng cách chưng cách thủy rau má trong ba môi trường sống khác nhau (đồng cỏ râm, mở trảng cỏ và đất nông nghiệp mở) của Nepal được phân tích bằng GC/FID và GC/MS. Kết quả là 52 hợp chất đã được xác định từ ba loại dầu khác nhau, chiếm từ 94.01% đến 95.98% của hàm lượng dầu. Các loại dầu này được đặc trưng bởi một số lượng cao của các hydrocacbon sesquiterpenoid 70.25 - 82.09% trong đó γ-caryophyllene (9.24 - 32.3%), β-caryophyllene (7.5 – 24.2%), β-farnesene (1.7 - 18,89%),
α -humulene (0.05 - 17.09%). Sesquiterpenoids oxy hóa như caryophyllene oxide (0.56 - 8.46%) và monoterpenoids (0.50 – 2.34%) cũng được trình bày mặc dù với hàm lượng rất thấp.
Theo kết quả từ một nghiên cứu khác của O.A. Oyedeji và các cộng sự (2005) cho thấy rằng trong tinh dầu rau má có chứa 11 hydrocarbon monoterpenoid (20.20%), 9 monoterpenoids oxy hóa (5.46%), 14 hydrocarbon sesquiterpenoid (68.80%), 5
sesquiterpenoids oxy hóa (3.90%), và 1 sulfide sesquiterpenoid (0.76%). α-humulene (21.06%), β-caryophyllene (19.08%), bicyclogermacrene (11.22%), germacrene B (6.29%), germacrene D (4.01%) và myrcene (6.55%) là chủ yếu cấu thành. Bên cạnh đó, các monoterpene chiến 20.20% tổng số bao gồm các chất myrcene (6.55%), γ-terpinene (5.77%) và α-pinene (3.49%) (Oyedeji và cộng sự, 2005)
So sánh nghiên cứu trên với một nghiên cứu tương tự của Yoshinori và cộng sự (1982), cả hai loại dầu được trồng ở hai đất nước khác nhau sẽ có thành phần hoá học khác nhau.
Ngoài ra, chỉ có năm monoterpenoids (1.6%) có mặt trong tinh dầu ở Nhật Bản, trong khi ở Nam Phi có đến 20 monoterpenoids.
1.3 Tình hình nghiên cứu tinh dầu rau má trong và ngoài nước 1.3.1 Trong nước
Tinh dầu rau má đã được nghiên cứu rộng rãi trên các nước trên thế giới trong nhiều năm qua, nhưng đối với Việt Nam, đây còn là một đề tài tương đối mới.
Trong đó, đáng chú ý có một nghiên cứu của Nguyễn Thị Trúc Loan về tinh dầu rau má với nội dung khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ly trích tinh dầu và được mọi người biết đến rộng rãi. Mở đường cho các nghiên cứu về tinh dầu rau má tiếp theo.
1.3.2 Ngoài nước
1.3.2.1 Nghiên cứu về khả năng chống oxy hoá của tinh dầu rau má
Năm 2009, một nghiên cứu của Syed Ali Raza, Aziz-ur-Rehman và các cộng sự đã cho thấy khả năng chống oxy hoá của tinh dầu rau má bằng cách so sánh hoạt động chống oxy hóa của tinh dầu rau má với hydroxyanisole butylated (BHA). Trong đó, tinh dầu được thu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có hoạt động chống oxy hóa tích cực với gốc tự do DPPH, điều này cho thấy tiềm năng chống oxy hóa của tinh dầu. Chỉ số acid béo tự do (FFA), chỉ số Peroxide (PV), chỉ số iod đã được xác định để so sánh hoạt động chống oxy hóa của tinh dầu và BHA trong dầu hướng dương. Tinh dầu được chứng minh có hoạt động chống oxy hóa mạnh mẽ bằng cách ngăn chặn các thông số oxy hóa nói trên phát triển. Mẫu dầu đối chứng và mẫu dầu chứa BHA cũng đã được nghiên cứu để so sánh.
Kết quả ở bảng 1.2 cho thấy những thay đổi trong chỉ số acid béo tự do. Cụ thể, ban đầu mẫu dầu hướng dương đối chứng có giá trị FFA là 0.055 ± 0.01, sau một tuần lưu trữ,
giá trị FFA đã tăng lên 0.076 ± 0.001. Trong khi giá trị FFA cho các mẫu dầu chứa BHA và tinh dầu rau má đều được tìm thấy là 0.058 ± 0.001. Sau bảy tuần lưu trữ, giá trị FFA cho mẫu đối chứng đã tăng lên đến 0.298 ± 0.002. Thay đổi nội dung FFA này có ý nghĩa theo phân tích thống kê. FFA ứng với mẫu chứ BHA tăng từ 0.058 ± 0.001 (giá trị 1 tuần) đến 0.101 ± 0.002 vào cuối bảy tuần thử nghiệm. Kết quả tương tự đã được quan sát thấy trong trường hợp của mẫu dầu hướng dương chứa tinh dầu rau má. Trong trường hợp này FFA giá trị đã tăng từ 0.058 ± 0.001 (giá trị tuần thứ 1) đến 0.102 ± 0.001 (giá trị tuần thứ 7).
Những thay đổi trong mẫu dầu chứa BHA và tinh dầu rau má cho thấy khả năng chống oxy hóa đáng kể so với trống mẫu dầu đối chứng. Những phát hiện trên minh chứng cho khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ của tinh dầu rau má.
Bảng 1.2 Chỉ số FFA của các mẫu thực nghiệm [14]
Số tuần 1 2 3 4 5 6 7
Chỉ số peroxide cũng là thước đo được sử dụng rộng rãi trong quá trình khởi đầu oxy hóa chất béo, chính cho biết số lượng các peroxides hình thành trong chất béo và dầu trong suốt quá trình oxy hóa (Gulcan và cộng sự, 2007). Sự thay đổi chỉ số peroxide được thể hiện trong bảng 1.3, chỉ số peroxide ở mẫu đối chứng ban đầu là 0.85 ± 0.01.Sau tuần đầu tiên, chỉ số peroxide tăng lên 1.10 ± 0.02 và lên đến 7.01 ± 0.01 ở tuần thứ 7. Trong khi đó, chỉ số peroxide trong mẫu dầu chứa BHA là 0.87 ± 0.01 ở tuần thứ 1 và tăng lên 0.97 ± 0.01 sau bảy tuần thí nghiệm. Trong trường hợp mẫu có chứa tinh dầu rau má, chỉ số peroxide sau tuần đầu tiên và sau bảy tuần thí nghiệm lần lượt là 0.88 ± 0.02 và 0.99 ± 0.01. Những thay đổi tương đối nhỏ trong mẫu dầu chứa BHA và tinh dầu rau má chứng minh cho hoạt động chống oxy hóa mạnh mẽ của hai chất trên.
Bảng 1.3 Chỉ số peroxide của các mẫu thực nghiệm [14]
Số tuần 1 2 3 4 5 6 7
Tương tự, chỉ số iod (IV) cũng là một thông số đáng tin cậy để theo dõi quá trình oxy hóa chất béo (Naz và cộng sự, 2004). Tầm quan trọng của sự thay đổi chỉ số iod được đo theo phương pháp của AOCS (AOCS, 1989). Sự thay đổi của chỉ số iod được trình bày trong bảng 1.4. Chỉ số iod ban đầu cho mẫu dầu hướng dương đối chứng là 141 ± 1.20.
Nhìn chung, sau bảy tuần mẫu đối chứng giảm mạnh còn 109 ± 2.50. Trong khi đó, sự thay đổi của mẫu dầu chứa BHA và tinh dầu rau má không lớn, lần lượt là 134 ± 2.50 và 132 ± 2.50. Điều đó cho thấy sự hiện diện của chất chống oxy hóa trong hai mẫu thực nghiệm trên. Những biến thể này đều có ý nghĩa thống kê.
Bảng 1.4 Chỉ số iod của các mẫu thực nghiệm [14]
Số tuần 1 2 3 4 5 6 7
Trên cứu phân tích trên cho thấy tinh dầu của rau má là một chất chống oxy hóa tuyệt vời cho các loại thực phẩm có chứa chất béo. Điều này mở ra một hướng đi có lợi về kinh tế lẫn sức khoẻ trong tương lai trong việc ứng dụng tinh dầu thiên nhiên trong việc chống
oxy hoá. Nghiên cứu sâu hơn có thể xác định các thành phần chống oxy hóa của tinh dầu và khai thác chúng trên quy mô thương mại.
1.3.2.2 Nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn của tinh dầu rau má
Vào năm 2005, một nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn của tinh dầu rau má cho thấy, các chiết xuất trong tinh dầu rau má có khả năng kháng khuẩn trên các vi sinh vật Gram dương (Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus.) và Gram âm (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Shigella sonnei) (O.A. Oyedeji và các cộng sự, 2005).
Các xét nghiệm kháng khuẩn cũng cho thấy rằng tinh dầu rau má có một kháng sinh phổ rộng hoạt động chống lại tất cả các sinh vật được thử nghiệm với các giá trị MIC khác nhau, 1.25-0.039 mg (Afolayan, 2003, Grierson & Afolayan, 1999;.
Bảng 1.5 Hoạt động kháng khuẩn của tinh dầu rau má [10]
Loài vi sinh vật Vi khuẩn gram dương Bacillus subtilis
Staphylococcus aureus Vi khuẩn gram âm Escherichia coli
Pseudomonas aeruginosa Shigella sonne
1.4 Các phương pháp sản xuất tinh dầu
Tùy thuộc vào tính chất nguyên liệu và các tính chất của tinh dầu mà sử dụng các phương pháp tách khác nhau. Dựa trên cách thực hành, người ta chia các phương pháp sản xuất tinh dầu ra làm bốn loại.
1.4.1 Phương pháp ly trích tinh dầu bằng dung môi dễ bay hơi
Nguyên tắc:
Dựa trên hiện tượng thẩm thấu, khuếch tán và hòa tan của tinh dầu có trong các mô cây đối với các dung môi hữu cơ.
Dung môi dùng trong phương pháp này đạt được những yêu cầu sau:
Hoà tan hoàn toàn và nhanh chóng các cấu phần có mùi thơm trong nguyên liệu
Hoà tan kém các hợp chất khác như sáp, nhựa dầu có trong nguyên liệu.
Không có tác dụng hoá học với tinh dầu
Không biến chất khi sử dụng lại nhiều lần
Hoàn toàn tinh khiết, không có mùi lạ, không độc, không ăn mòn thiết bị, không tạo hỗn hợp nổ với không khí và có độ nhớt kém
Điểm sôi của dung môi thấp hơn điểm sôi của cấu tử dễ bay hơi nhất trong tinh dầu Thông thường không có loại dung môi nào phù hợp với tất cả các yêu cầu trên, người ta sử dụng dung môi không tan trong nước như petroleum ether, diethyl ether,…hay dung môi tan trong nước như ethanol, aceton,…
Phương pháp này có nhiều ưu điểm vì tiến hành ở nhiệt độ phòng, nên thành phần hóa học của tinh dầu ít bị thay đổi.
1.4.2 Phương pháp hấp thụ
Phương pháp này được tiến hành lần đầu tiên ở vùng Grasse, còn gọi là phương pháp
“enfleurage”. Phương pháp này áp dụng với các loại hoa có khả năng đặc biệt là vẫn tạo được tinh dầu sau khi thu hái khỏi cây như hoa lài, hoa huệ. Người ta dùng chất béo động vật hay thực vật hấp thụ những hợp chất dễ bay hơi, do đó hương thơm do hoa tiết sẽ được chất béo hấp thụ sau khi cho hoa tiếp xúc với các chất béo trong một khoảng thời gian nhất định.
Dùng nhiều khay gỗ hình chữ nhật sâu 8cm, rộng 60cm, dài 100 cm. Khoảng giữa chiều cao của khay có lắp một miếng kính phẳng. Chất béo được trát vào cả hai bên mặt kính, lớp này dày khoảng 1 cm, khi chồng các khay lên sẽ tạo thành một hộp kín, đáy và trần là hai lớp chất béo. Để gia tăng bền mặt hấp thụ người ta tạo nhiều vạch trên bề mặt lớp này. Nguyên liệu được rải đều lên trên. Sau đó, các khay được chồng lên nhau và để
Trang 14