Nghiên cứu thiết lập công thức phối chế có sản phẩm tan mỡ dạng lotion có hoạt chất từ gừng (zingiber officinale roscoe) và tiêu (piper nigrum l )

Bồ Đào Nha Gengibre Tay Ban Nha Jengigre Nga Imbir Thổ Nhĩ Kỳ Zencefil Anh Ginger Ấn Độ Adi, Sunth Gừng tươi, Shuntya Gừng khô Malaysia Halia, Jahi, Keong phee, Kong Keung Mién Dién Gin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG DAI HOC CAN THO KHOA CONG NGHE

LUAN VAN TOT NGHIEP DAI HOC

NGHIEN CUU THIET LAP CONG THUC

CHO SAN PHAM TAN MO DANG LOTION

CO HOAT CHAT TU

GUNG (Zingiber officinale Roscoe)

VA TIEU (Piper nigrum L.)

CAN BO HUONG DAN SINH VIÊN THỰC HIỆN

MSSV: 2082177

Nganh:Cong nghé Hoa hoc — Khóa 34

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG DAI HOC CAN THO KHOA CONG NGHE

LUAN VAN TOT NGHIEP DAI HOC

NGHIEN CUU THIET LAP CONG THUC

CHO SAN PHAM TAN MO DANG LOTION

CO HOAT CHAT TU

GUNG (Zingiber officinale Roscoe)

VA TIEU (Piper nigrum L.)

CAN BO HUONG DAN SINH VIÊN THỰC HIỆN

MSSV: 2082177 Ngành:Công nghệ Héa hoc — Khéa 34

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÂN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập — Tự do —- Hạnh phúc

BPR

NHAN XET CUA CAN BO HUONG DAN

TÔ ÔÖÖÔÔÖÖÖÔÔÔÔÔÔÔÖÖÔÖÖÖÖÓÔÖÔÔÖÖÖ 5“ eee eee ee eee ee eee ee eee ee eee eee ee eee ee eee eee eee ee eee eee ee eee eee ee eee ee ee)

TÔ ÔÖÖÔÔÖÖÖÔÔÔÔÔÔÔÖÖÔÖÖÖÖÓÔÖÔÔÖÖÖ 5“ eee eee ee ee eee eee eee ee eee ee eee ee ee ee ee ee ee ố cố cố

eee eee ee eee ee eee ee eee ee eee eee ee eee ee eee eee eee ee eee eee ee eee eee ee eee ee ee)

TÔ ÔÖÖÔÔÖÖÖÔÔÔÔÔÔÔÖÖÔÖÖÖÖÓÔÖÔÔÖÖÖ 5“ eee eee ee eee ee eee ee eee ee eee eee ee eee ee eee eee eee ee eee eee ee eee eee ee eee ee ee)

TÔ ÔÖÖÔÔÖÖÖÔÔÔÔÔÔÔÖÖÔÖÖÖÖÓÔÖÔÔÖÖÖ 5“ eee eee ee eee ee eee ee eee ee eee eee ee eee ee eee eee eee ee eee eee ee eee eee ee eee ee ee)

TÔ ÔÖÖÔÔÖÖÖÔÔÔÔÔÔÔÖÖÔÖÖÖÖÓÔÖÔÔÖÖÖ 5“

TÔ ÔÖÖÔÔÖÖÖÔÔÔÔÔÔÔÖÖÔÖÖÖÖÓÔÖÔÔÖÖÖ 5“

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÂN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

2 eee eee ee eee ee eee ee eee ee eee eee ee eee ee eee eee eee ee eee eee ee eee eee ee eee ee ee)

eee eee ee eee ee eee ee eee ee eee eee ee eee ee eee eee eee ee eee eee ee eee eee ee eee ee ee)

TÔ ÔÖÖÔÔÖÖÖÔÔÔÔÔÔÔÖÖÔÖÖÖÖÓÔÖÔÔÖÖÖ 5“ eee eee ee eee ee eee ee eee ee eee eee ee eee ee eee eee eee ee eee eee ee eee eee ee eee ee ee)

TÔ ÔÖÖÔÔÖÖÖÔÔÔÔÔÔÔÖÖÔÖÖÖÖÓÔÖÔÔÖÖÖ 5“

TÔ ÔÖÖÔÔÖÖÖÔÔÔÔÔÔÔÖÖÔÖÖÖÖÓÔÖÔÔÖÖÖ 5“

LOI CAM ON

Em xin chân thành cám ơn các quý Thầy, Cô Bộ môn Công nghệ Hóa Học, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ đã tận tình truyền đạt cho em những kiến thức

và kinh nghiệm vô cùng quý báo trong suốt thời gian em theo học tập tại trường

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cám ơn Cô Nguyễn Thị Bích Thuyền đã

tận tỉnh chỉ bảo và truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm vô cùng quý

báo trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp

Em xin chân thành cám ơn Cô Cao Lưu Ngọc Hạnh, Thầy Nguyễn Việt Bách, Thầy

Hồ Quốc Phong đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện, hướng dẫn em với tất cả lòng

LỜI MỞ ĐẦU

Càng tiếp cận với nền văn mình hiện đại, con người lại có xu hướng tìm về với tự nhiên, với những sản phẩm an toàn có nguồn gốc tự nhiên Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, sử dụng sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên (trong đó có sản phẩm của tiêu và gừng) mang lại hiệu quả cao nhưng không bị tác dụng phụ như sử dụng các sản phẩm

có nguồn gốc tổng hợp Đây là ly do mà xu thế mới hiện nay của con người là thích sử

dụng các sản phẩm có nguôồn gốc từ thiên nhiên Không chỉ giới hạn trong lĩnh vực

thực phẩm và được phẩm, ngày nay, ngành công nghiệp mỹ phẩm cũng đang tiến gần

với tự nhiên hơn bao giờ hết

Gần đây, dư luận thế gidi xOn xao vé thit lon siéu nac 6 Trung Quốc, do người chăn nuôi trộn chất Clenbuterol tổng hợp vào thức ăn Chất này giúp tăng việc đốt cháy mỡ

và phát triển cơ, do đó mà thịt lợn đa phần là nạc Tuy nhiên nếu dùng thường xuyên

sẽ bị bệnh, thậm chí tử vong do chất này thường lưu lại nhiều ở các nội tạng như gan, phối Song song đó, trên thị trường cũng có dạng được phẩm dùng giảm béo, chắc cơ cho người, với nhiều tên biệt dược khác nhau Tuy nhiên một SỐ tác dụng phụ không mong muốn như trên vẫn có thể xảy ra cho người Do đó, giải pháp cho vẫn đề giảm béo, chắc cơ, nhưng không gây một số tác dụng không mong muốn là vẫn đề đang được thế giới quan tâm Đây cũng là xu thế mới hiện nay được giới phụ nữ thích dùng

ở dạng mỹ phẩm làm tan mỡ ở vùng bụng và đùi để phụ nữ duy trì được vóc dáng lý tưởng

Với vẫn đề được đề cập trên, thì sản pham làm tan mỡ đã được lưu hành ở Bỉ, Anh, Đức, Hồng Kông Tại Việt Nam, chưa có công ty nào đưa ra hai mặt hàng này, trong

khi nguôn nguyên liệu trong nước hoàn toàn có khả năng cung ứng, kê cả xuât khâu

Với mong muốn kết quả cho ra một sản phẩm mỹ phẩm có tác đụng làm đẹp chứa thành phần từ thiên nhiên để đáp ứng được xu thế hiện nay mà không gây ra tác dụng

phụ cho người tiêu dùng Đó là lý đo cấp thiết tôi chọn đề tài này “Nghiên cứu thiết

lập công thức phối chế có sản phẩm tan mỡ dạng lotion có hoạt chất từ gừng và

tiêu ”

Trong đề tài này, đối tượng nghiên cứu là củ gừng và hạt tiêu Hướng nghiên cứu tập trung vào những nội dung chính như sau:

- Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách tinh đầu

- Khảo sát thành phần hóa học của tinh đầu theo hai phương pháp chưng cất: e_ Chưng cất lôi cuốn hơi nước cô điển

e_ Chưng cất lôi cuốn hơi nước có hỗ trợ của vi sóng

- Thử nghiệm hoạt tính sinh hoc cua tinh dầu thu được:

e Hoat tinh khang vi sinh vat

e Hoat tinh khang oxy hoa

- _ Khảo sát thành phần hóa học của cao gừng và hoạt tính kháng oxy hóa

Từ cơ sở này, lựa chọn sản phâm của gừng và tiêu đê đưa vào công thức phôi chê lotion tan m6

Tiếp tục quá trình khảo sát độ bền nhũ của sản phẩm mỹ phẩm thông qua các yếu tố:

1 Thông số thành phần: 4 thông số

2 Thông số kỹ thuật: 3 thông số

Ước lượng giá sản phẩm, đánh giá sản phẩm qua một số chỉ tiêu theo TCVN, nhận xét khả năng tham gia thị trường của sản phẩm

11

PHAN 1 TONG QUAN

CHUONG 1 TONG QUAN VE GUNG ¬ 1

1 GiGi thiGu CHUNG 200 1

2 Nghiên cứu trong và ngOài THƯỚC .- - - - Ă SH HH TH HH ng ng 2

CHUONG 3 DAI CUONG VE TINH DAU, CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH

1 Tir dau on eecsecseeessseesseessseesneesusecsseesnecsnsecnseesnecsnesnseesneesnsecaeeaneesuseeaeeesncesneenes 14 1.2 Khai migm vé tinh dau seesescssssesseessseessecesseesuscesnseesuseesnsensneessesesueeesnteesnsees 14

ái 14

2 Các phương pháp tách chiết và cô lập hợp chất thiên nhiên .- 5-5¿ 16 2.1 Phương pháp tách chiết các hợp chất thiên nhiên 2-2 2 +52 16 2.1.1 Phương pháp cơ hỌc - - - <1 HT ng ng re 16 2.1.2 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước - 2-2-2 s+s+s+sezezxzszvzzxd 16

2.1.3 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có sự hỗ trợ của vi sóng 17

2.1.4 Phuong phap trich ly SiGU AM 19 2.1.5 Phuong phap trich bang Co, long siéu t6i han esc eseseseseeseseeseeeseees 19 2.1.6 Phuong phap chiét long — ran cseeeeeesecseseceesecscsesscevsecevsnseeanssseacseees 20

2.2 Phương phap cé lap hop chat thién nhién .cc.cccsessesesesseseesessesseseseeseesessee 21 2.2.1 SAC KY COt ccecccccccscsscsssssssessesssscsssesscsusscssssesessssesecsssessecsesscssssssessessersscensaceeees 21

11

Mục lục

2.2.2 Sắc ký lớp mỏng - ¿6 +32 1 113 115 1151511715111 11 111310 k 24 CHUONG 4 CAC CON DUONG DAN TRUYEN HOAT CHAT VAO DA 25

1 C4c con duong dan truyén hoat chat va0 davies 25

V1 C&u tric dase eeecceeessseccsesessneesseeecsscessneesnscesnscesssecsnsessneesuseesuseesasecaneeseneenseesueeenees 25

1.2 Cac con dudng dan truyén hoat chat va0 da c.ceeccsscesessesesseseseesesesessesseeeseees 26 1.3 Cac phuong phap lam tang su dan truyén Va0 da eeeccseceseseesesesesseseeeseees 27

1.4 Chọn hệ thống dẫn truyền tỉnh đầu vào đa + 2-52 52 2+2 z£s+£s+£zcsez 28

2 Các sản phẩm có chứa hoạt chất từ gừng và tiêu -¿7- 5+ csccz sec 29 PHAN 2 THUC NGHIEM

CHƯƠNG 5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

Địa điểm và thời gian thực hiện - 2-2 2 SE k£E SE EEEeErkersrkreerered 31

1 Thiét bi - hOa an 31

2 Các bước thực hiỆn - -GG SG S222 090901919199 91H 1n ng ng ng xơ 32

2.1 XU Ly nguyEn LSU 32

2.2 Chưng cất tinh đầu và cao chiẾt +2 + ke SE EExEEEEeEerkreerered 33

2.2.1 Chưng cất tỉnh dầu bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước cổ điển 33

2.2.2 Phương pháp chưng cất hơi nước có sự hỗ trợ của vi sóng -. 34

2.3 Khảo sát các chỉ số hóa lý . + - sẻ SE 11 11111111 rxrkd 35

“8 ỄN€.ốố nn 35

2.3.2 TỶ tTỌIE - - Ăn HH HH HH th 35 2.3.3 Chỉ số acid ([A)) - + 5- << St 2 1H T311 3115111111111 1511513111101 c0e xe 36 2.3.4 Chì số savon (IS) . - + << St SE E3 TRE 13 111 141111311 1151115 111111111 xe, 36

2.3.5 Chỉ số ester ([E:) - + 5 << E131 3 1511111111115 11513111120 xrk 37 2.4 Khảo sát thành phần hóa hỌc -¿- - 2 kẻ S6 k£EEEEEEEEEEEEEEEkeEckererkreerered 37 2.5 Khảo sát hoạt tính sinh hỌC .- - CS S919 355353535555555 37 2.5.1 Hoat tinh khang v1 ca 37

2.5.2 Hoạt tính kháng vi sinh vật - . << << 1 1S SH HH HH ng re 38 2.6 Sắc ký cột trên mẫu gừng .- +: - + St SE 3 1111 1113111111111 1 xe 42

3 Phối chế sản phẩm lotiom ¿+ + ©s£ S6 * +2 +k£ SE SE EEZEEEEE3115 23211313113 E12 xe 43

3.1 Công thức cơ sở của nền lotior 2-5 + ss+EEEEESEE£EEEEEEeErkersrkreerered 43 3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phối chế 5 25¿ 43

3.3 Quy trình phối chẾ -%s zEE£Ez+E+E# + #EEEEEEEEEEE 3 3231317112210 xe 44

1V

Mục lục

3.4 Đánh giá sản phẩm theo quan điểm người tiêu dùng .- 2-5-5 <5: 45

3.4.1 Phương pháp xác định biến thiên độ nhớt 22 2s + ££s££z£Ezsz+zzxd 45

3.4.2 Phương pháp đánh giá sản phẩm theo quan điểm người tiêu dùng 45

1 Chung cat tinh dau ccccccccccccscssescsscsscscsscsssscsscsesscsessessssesscsesessessesessnsecsneeseecees 48

1.1 Chưng cất bằng lôi cuốn hơi nước cô điển + 2s 2 E+x+Ezkeezrkcezvered 48 1.1.1 Khảo sát lượng tỉnh dâu thu được theo thời gian chưng cất 48 1.1.2 Khảo sát lượng tinh dầu thu được theo nhiệt độ làm lạnh - 49 1.2 Chưng cất lôi cuốn hơi nước có sự hỗ trợ của vỉ sóng . . -5- 55+: 50 1.2.1 Khảo sát lượng tinh dầu thu được theo nhiệt độ làm lạnh - 50 1.2.2 Khảo sát lượng tinh dầu thu được theo công suất lò .-. -2-c< scs¿ 50 1.2.3 Khảo sát lượng tinh dâu thu được theo thời gian chưng cất 51 1.2.4 Khảo sát tinh dầu trong trường hợp không đùng nước 2 2 55+ 52

1.3 Các chỉ số hóa lý cửa tinh dầu Gừng và tinh dầu Tiêu 2s << 53 1.3.1 Tỉnh đầu Gừng 2 + <2 E23 +E925E11 1715 313135111511 151115 7111212 xe 53

ly S0: 0 53

1.4 Thành phần hoá học + 2© <6 +E£ 2 +E+E+EEEEEEEEEES SE E233 171 12102 re 54

IBNsiv.ì0ï((1(030(1( 08 ( 19 sGHHaaidididddddỶỔỶỔIỒỶỒỶỒIIIĨI 56 1.5.1 Khang Oxy 16a 56

1.5.2 Khang vi sinh Vato 57

2 Tach hop chat cay tir dau ging ececcsccesessssesscsessessesscecsecevsnssesesecassesseacseess 61

3 Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình phối trộn thiết lập công thức phối

5 65

3.1 Khảo sát ảnh hưởng của các thông số thành phẩn 2-2 2 s+£zxd 65 3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của Tween 8Ô .- SH HH ng ng re 65 3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của GŒÌMS - - - G Ăn HH nh 66 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của SLES LG HH HH ng ng re 67 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng của xanthanØum - - - «+ + «+ s3 3+ Esssseesssseses 68

3.2 Khảo sát ảnh hưởng các thông số kỹ thuật - 2-5252 Sex, 70

3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy tạo nhũ 2-52 scsscecxd 70 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ khuấy tạo nhũ - -<-.cccccccccee 71 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của vận tốc khuấy tạo nhữ - 2 s+cszscezvecxd 71

vi

Danh mục các bảng

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tên gọi của Gừng ở một SỐ NưỚC 2 + 2 +E+EEE+E+ESEE£ESEEEEvzvErkererree 1

Bang 1.2 Thanh phan hod hoc trong tinh dau Gig Nhat Ban va Viét Nam 3

Bang 1.3 Thanh phan hóa học của nhựa dầu gừng khi trích ly bằng ethanol, Đại học Cidade, BraZ1Ì - - - - -Ă -Ă- G3009 160300900 9306090 0 930 00 9 ii ng ni vn 3e 5 Bảng 2.1 Thành phần hóa học tinh dầu Tiêu của Huế - 2-2 2+2 z+szsz+z+S+z 9 Bang 2.2 Thành phần hóa học tỉnh đầu Tiêu Chư Sê, tỉnh Gia Lai 10

Bảng 2.3 Thành phần hóa học tỉnh dầu Tiêu ở một số nước - - +5 5¿ 11 Bảng 2.4 Thành phần hóa học của Tiêu đen trồng tại Phú Quốc - Kiên Giang 12

Bảng 2.5 Thành phần chính trong tinh đầu Tiêu ở Hy Lạp theo phương pháp lôi cuốn hơi nước và CO; lỏng siêu tới hạn ở 100 atm và 40C . - 5< =+<=+ss+ss+s 13 Bang 3.1 Các dung môi thường dùng trong sắc ký cột .- ¿5-2-5 + s55 cse: 23 Bảng 4.1 Thành phần của các hệ thống dẫn truyền prolipid phổ biến 29

Bảng 5.1 Công thức cơ sở của nền ÏofiOT 2 - 2 SE Sk‡EESE*E*EEecx cv vetg 42 Bảng 5.2 Các thông số khảo sắt 2 52523223 E151 152315 121511521 15 11.2 43

Bảng 6.1 Kết quả chưng cất tinh dầu Gừng theo thời gian chưng cất 48

Bảng 6.2 Kết quả chưng cất tinh dầu Tiêu theo thời gian chưng cất . 48

Bảng 6.3 Kết quả chưng cất tỉnh dầu Gừng theo nhiệt độ làm lạnh 49

Bảng 6.4 Kết quả chưng cất tinh đầu Tiêu theo nhiệt độ làm lạnh 49

Bảng 6.5 Kết quả chưng cất tinh dau Gimg theo nhiệt độ làm lạnh 50

Bang 6.6 Két qua chung cat tinh dau Tiêu theo nhiệt độ làm lạnh .- 50

Bảng 6.7 Kết quả chưng cất tinh dầu Gừng theo công suất lò vỉ sóng 50

Bảng 6.8 Kết quả chưng cất tinh đầu Tiêu theo công suất lò vi sóng 51

Bảng 6.9 Kết quả chưng cất tinh dầu Gừng theo thời gian chưng cất 51

Bảng 6.10 Kết quả chưng cất tỉnh dầu Tiêu theo thời gian chưng cất 52 Bang 6.11 Bang tom tat các thông số chưng cất - 2 2 2 SscxeEzEEcrzvxceeree, 53 Bang 6.12 Kết quả các chỉ số hóa lý của tinh dau Ging eects 53

Bảng 6.13 Kết quả các chỉ số hóa lý của tinh đầu Tiêu . - 2s 2 s+secse 53

Bang 6.14 Thành phần hóa học của tinh đầu Gừng .-2- 2252 s2 2S 5z: 54 Bang 6.15 Thanh phần hóa học của tinh đầu Tiêu 2-2 2s + +E+££Ezxzs£: 55

vi

Danh mục các bảng

Bang 6.16 Kết quả hoạt tính kháng oxy hóa của tỉnh đầu và cao chiết 56

Bảng 6.17 Kết quả tìm MIC với nắm As.Niger của tỉnh dầu Gừng 57

Bang 6.18 Két qua tim MIC với nắm As.Niger của tỉnh đầu Tiêu - - 58

Bảng 6.19 Kết quả MIC véi E.Coli ATCC 25922 của tỉnh dầu Tiêu 60

Bảng 6.20 Kết quả kháng của tinh dầu Gừng đối với các vi sinh vật thử nghiệm 60

Bảng 6.21 Kết quả kháng của tinh dầu Tiêu đối với các vi sinh vật thử nghiệm 60

Bang 6.22 Kết quả quá trình sắc kí cộtt - 2E + <+E£EEEE£kEeEEEEEEEEEEErkrEererkeri 62 Bảng 6.23 Thành phần hóa học của dịch gừng ở phân đoạn 5 . 5- 64 Bang 6.24 Đơn phối chế mẫu khảo sát 2 - SE £EEE‡EEEEEEEEEEEEEEEEkrEererkeri 65 Bảng 6.25 Kết quả khảo sát sự biến thiên độ nhớt theo % Tween 80 65

Bảng 6.26 Kết quả khảo sát sự biến thiên độ nhớt theo % GMS - 66

Bảng 6.27 Kết quả khảo sát sự biến thiên độ nhớt theo % SLES . - 67

Bảng 6.28 Kết quả khảo sát sự biến thiên độ nhớt theo % SLES . - 68

Bảng 6.29 Công thức phối chế lotion tan mỡ chứa hoạt chất từ gừng và tiêu 69

Bảng 6.30 Kết quả khảo sát sự biến thiên độ nhớt theo thời gian khuấy tạo nhũ 70

Bảng 6.31 Kết quả khảo sát sự biến thiên độ nhớt theo thời gian khuấy tạo nhũ 71

Bảng 6.32 Kết quả khảo sát sự biến thiên độ nhớt theo thời gian khuấy tạo nhũ 71

Bang 6.33 Thông số kỹ thuật trong quá trình phối trộn tạo sản phẩm lotion 72

Bảng 6.34 Ước lượng giá sản phẩm + 5s SsSs CS EE S33 3 12711571111 73

vill

Danh mục các hình

DANH MỤC HÌNH Hinh 1.1 Gtrng Viét Nam 00 1

Hình 2.1 Tiêu Việt Nam - C09110 90929919 9935555300333 111 vu ven 8

Hình 3.1 Bộ chiét soxhlet .sscscssssessesessneecseeeesseessescensecsnseesareeseseesnseeneeeenneceneesneees 20 Hình 4.1 Câu trúc của da w seeeseessesessseesseseesneecsnsecsnsecsncecnsecsaseesureeseeesueecnneesaseecnseesneees 25

Hình 4.2 Những con đường dẫn truyền hoạt chất vào đa -2- 2-52 ccs c5 5s¿ 26

Hình 4.3 Dẫn truyền hoạt chất vào đa qua lớp sừng . -¿- 2 + z£ccxcErxee, 27

si N6) Äivìii) (070) 33 Hình 5.2 Quy trình phối chế tạo sản phẩm lotion - 2 - 2s s+E£Ez££xeEz+xczeei 44

Hình 6.1 Tỉnh đầu Gừng, -¿ ¿+ ©S- S221 1 1111321111111 1.11111111111111 gi 56

Hin 6.2 Timh i0 56

Hình 6.3 Kết quá tìm MIC lần 1của tỉnh đầu Gừng đối với As.Niger 57 Hình 6.4 Kết quá tìm MIC lần 2 của tinh dầu Gừng đối với As.Niger 57 Hinh 6.5 Két qua khang nam As Niger cia tinh đầu Gừng -¿- 2c c5 55 58 Hình 6.6 Kết quả tìm MIC của tinh dầu Tiêu với nẵm As.Niger . : 58 Hình 6.7 Kết quả kháng nắm As.Miger của tinh đầu Tiêu 2-2 2 s2 52552 59 Hình 6.8 Kết quá tìm MIC của tỉnh dầu Gừng với # Coli 5- 2525555255: 59 Hình 6.9 Kết quá tìm MIC của tỉnh dầu Tiêu với E Coli - 2225555 59 Hình 6.10 Kết quả kháng E Coli của tinh dầu Tiêu . -2- 2 5 2+2 sz£z£xz 60 Hình 6.11 Chiết cao ừng trên bộ soxÏet . -¿- +52 S6 *‡Sz£ke SE eEEEevkerkerkrred 61

Hình 6.12 Loại dung môi trong cao gừng bằng máy cô quay chân không 61

HÌnh 6.13 Bản mỏng sắc ký cao gừng +: +56 5z St xxx x11 x11 cv 61 Hình 6.14 Sắc ký cột cao gừng - <Ss SH T137 11 1311113115111 11 11c 62 Hình 6.15 Bản mỏng phân đoạn Ì - - << 5+4 1111993 119 11H HH kc 63

Hinh 6.16 Ban mong phan doan 2 63 Hinh 6.17 Bang mong phan doats 5 .ccecesssccesssecsesnecceesseceseseeecesseeeeseaseesesseeeseas 63

Hình 6.18 Sản phẩm khảo sát cuối cùng .ceeeccccscsscsscscessesssscssessesssseesessesstseesessesseeneees 72

1X

Danh mục các đồ thị

DANH MỤC ĐỎ THỊ

Đồ thị 6.1 Thể tích tinh đầu Gừng theo thời gian chưng cất - - 2s: 48

Đồ thị 6.2 Thể tích tinh dầu Tiêu theo thời gian chưng cất - 2 - 2-5: 49

Đồ thị 6.3 Thể tích tinh dầu Gừng theo công suất lò .- 2-2-5 252 cs+E<+<ee: 50

Đồ thị 6.4 Thể tích tinh dầu Tiêu theo công suất lò 2-2 2 sec 51

Đồ thị 6.5 Thể tích tinh dầu Gừng theo thời gian chưng cất - - 2s: 52

Đồ thị 6.6 Thể tích tinh đầu Tiêu theo thời gian chưng cất 5-5 2s: 52

Đồ thị 6.7 Ảnh hưởng của Tween 80 lên độ bên của lotion -2- 2 52 52552 66

Đồ thị 6.8 Ảnh hưởng cia GMS 1én d6 bén ctta lotion 0 eeeceeesecceseseeeseeeeeeseeee 67

Đồ thị 6.9 Ảnh hưởng của SLES lên độ bền của lotion 2 2-52 52552552 68

Đồ thị 6.10 Ảnh hưởng của Xanthangum lên độ bền của lotion - 79

Đồ thị 6.11 Ảnh hưởng của thời gian khuấy tạo nhữ lên độ bền của lotion 70

Đồ thị 6.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ khuấy tạo nhũ lên độ bền của lotion 71

Đồ thị 6.13 Ảnh hưởng của vận tốc khuấy tạo nhũ lên độ bền của lotion 72

: Bước sóng cực đại hấp phụ : Gas Chromatography (Sắc ký khí)

: Gas Chromaftography-Mass Spectrometry (Sắc kí khí ghép khối phổ) : Infrared Spectroscopy (Phổ hồng ngoại)

: Mass Spectrum/Spectrometry (Phổ khói lượng) : Retention factor

: Ultraviolet (Tia tt ngoai, tia cuc tim) : Ultraviolet - Visible Spectroscopy (Phé tir ngoai - kha kién)

‘Supercritical Fluid Extraction (chat long siêu tới han)

: High Performance Liquid Chromatography (sac ky long cao 4p) : ,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl

: Dimethyl Sulfoxide : Glycerine monostearate : Isopropyl myristate : Sodium laureth sulfate : Ethylene diamine tetraacetic acid : Minimum Inhibitory Concentration

XI

Danh mục các phụ lục

DANH MỤC PHỤ LỤC

STT Tên phụ lục Trang

3 Phổ đồ sắc ký khí ghép khối phố cao Ging PL3

4 Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vat cua tinh dau Gừng và tinh dầu Tiêu PL4

Nghiên cứu thiết lập công thức cho sản phẩm tan mỡ dạng lotion có hoạt chất từ

Gung (Zingiber officinale Roscoe) va Tiéu (Piper nigrum L.)

PHAN 1 TONG QUAN

Tên thông thường: Gừng, khương

Bảng 1.1 Tên gọi của Gừng ở một sô nước

Tên nước Tên gọi của Gừng

Trung Quốc Jeung, Sang keong, Chiang, Jiang, Keong, Shen jiang

Nhat Ban Shouga, Kankyo, Shoukyo, Kinkyo

Cannada Alla (Gung tuoi), Sunthi (Gung kh6)

Lao Khing

Thái Lan Kinkh, Khing-daen

Bồ Đào Nha Gengibre

Tay Ban Nha Jengigre

Nga Imbir

Thổ Nhĩ Kỳ Zencefil

Anh Ginger

Ấn Độ Adi, Sunth (Gừng tươi), Shuntya (Gừng khô)

Malaysia Halia, Jahi, Keong phee, Kong Keung

Mién Dién Gin, Gyin sein, Khyen-seing, Ginsi-kyaw

Thuy Dién Ingefara

Khmer Khnehey, Khnhei phlung

Dan mach Ingerfaer

Do Thai Zangvil

Việt Nam Gtng, Sinh khuong

2 Nghiên cứu trong và ngoài nước [M4IH11HSIH61H71

2.1 Nghiên cứu trong nước

Theo Đỗ Tất Lợi, Gừng chứa 2-3% tỉnh dầu với thành phần chủ yếu là các hợp chất hydrocarbon sesquiterpenic: B-zingiberene (35%), ar-curcumenene (17%), B-farnesene (10%) và một lượng nhỏ cdc hop chat alcol monoterpenic nhu geraniol, linalol, borneol Nhựa dầu chứa 20-25% tinh đầu và 20-30% các chat cay Thanh phan chủ yếu của nhóm chất cay là zingerone, shogaol và zingerol, trong đó gingerol chiếm tỷ lệ cao nhất Ngoài ra, trong tỉnh dầu Gừng còn chứa a-camphene, j-phelandrene, eucalyptol và các gingerol Cineol trong Gừng có tác dụng kích thích khi sử dụng tại

chỗ và có tác dụng diệt khuẩn

Công trình nghiên cứu của Nguyễn Thị Bích Thuyền và các cộng sự (2007),

khảo sát tinh dầu Gừng của Nhật Bản và Việt Nam Kết quá thể hiện ở bảng 1.2

Chiết bằng lôi cuốn hơi nước een age

long siéu toi han

Kintoki Kintoki Kintoki Viét Nam Viét Nam Kintoki Kintoki (trong & (trong 6 (trong 6 (trong & (trongé (trông ở (trong 6

Chương 1 Tổng quan về Gừng

2.2 Nghiên cứu ngoài nước

Năm 1981, D.J Hervey nghiên cứu thành phần hóa học của Gừng và xác định sự có mặt của những gingerdione

Năm 1982, FumiyukIi Kiuchi và các cộng sự, Trường đại học Tokyo (Nhật Bản) đã tách và định danh được 6-dehydrogingerdione, 6-gingerdione, 10-gingerdione từ cao

n-hexane và 6-gingerol, 10- dehydrogingerdione từ cao ethyl acetate bằng phương

pháp sắc ký cột và các phương pháp phô

Năm 1986, Chu-Chin Chen xác định những đồng phân của shogaol Cùng năm, tác giả này công bố trên tạp chí Food Chem., Vol.34, No.3, 1986 với nội dung trích ly Gừng bằng CO; và xác định 6-gingerol, 8-gingerol, 10-gingerol và 6-shogaol

Năm 1987, công trình nghiên cứu của Hiroshi Morita xác định galanolactone và độc tính tế bào cũng như hoạt tính kháng nắm của nó

Năm 1991, Qirong Huang và các cộng sự, Trường đại học Kyoto (Nhật Bản) đã tách

và định danh được galanolactone từ cao acetone bằng phương pháp sắc ký cột và phương pháp phô

Năm 1991, Hiroe Kikuzaki va cac cộng sự, Trường đại học Osaka (Nhật Bản) đã tách

va dinh danh duoc 6 chat diarylheptanoid tir cao dichloromethane

Đến 1992, các tác giả này tiếp tục chiết tách và nhận danh được 6-gingerdiol và 4 chất

khác gồm: (3R,5S)-5-acetoxy-3-hydroxy-1-(4-hydroxy-3-methoxypheny])decane

(3R,5S)-3-acetoxy-5-hydroxy-1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)decane (3R,5S)-3,5-diacetoxy-1-(4-hydroxy -3-methoxyphenyl)decane

(3R,5S)-3,5-diacetoxy-1-(3,4-dimethoxyphenyl)decane

Năm 1994, Masayuri Yoshikawa và các cộng sự, Trường đại học Kyoto (Nhật Bản) đã tách và định danh được 6-gingesulfonic acid, gingerglycolipid A, B, C tt cao butanol bằng phương pháp sắc ký cột Nghiên cứu cũng cho thấy 6-gingesulfonic acid có khả năng trị được chứng loét dạ dày khi thử nghiệm trên chuột

dụng được lý của nó

3 Công dụng [11141171181.111]122]

3.1 Trong dân gian

Gừng tươi chữa cảm mạo, phong hàn, nhức đầu, ngạt mũi, ho có đờm, nôn mia, bung

đầy trướng Dùng làm thuốc kích thích tiêu hóa, tăng bài tiết, sát trùng, giải độc ngứa

3.2 Làm gia vị

Tu lau Gung la mét gia vi phố biến trong nghệ thuật ầm thực Giá trị của Gung được dùng trong lĩnh vực âm thực duoc thé hiện qua hai dạng chính là Gừng tươi và Gừng khô Gừng tươi là gia vị phô biến nhất ở các nước Đông Nam Á Người Châu Á tất

thích mùi thơm cay nồng của Gừng tươi nguyên chất Thông thường, củ Gừng tươi

được thái lát hoặc băm nhuyễn và cho vào các món ăn trước khi dùng Gừng khô rất dé chế biến và có thể bảo quản trong thời gian dài Gừng khô thường được sử dụng trong

các món ăn Châu Âu hay Châu Mỹ ở dạng lát mỏng hay dang bột Gừng khô có vị

thơm hơn là vị hăng cay, được dùng trong các loại bánh tam gia vị hoặc dùng để tăng

thêm vị ngon cho các món súp

3.3 Trong thực phẩm

Bánh mì Gừng: được chế biến bằng cách kết hợp Gừng tươi, nước Gừng hoặc bột Gừng vào trong bột mì Thông thường người ta có thể bố sung thêm các gia vị khác

như tỏi, quế và hành

Bánh quy Gừng: công thức chế biến là một muỗng bột Gừng và bốn muỗng bột bánh,

có thể thêm một ít quế và đậu khấu

Bia Gừng: là một loại thức uống có gas rất tốt cho sức khỏe và giúp cho tinh than sang khoái sau những giờ làm việc căng thắng Cách chế biến như sau: vắt 50g nước Gừng tươi cho vào 5 lít nước đang sôi Sau đó, cho tiếp tục 500 g đường vào và khuấy đều cho tan hết Để nguội Khi đung dịch vừa nóng thì cho thêm vào 15 g men Lúc này nên cho thêm các gia vị như lá chanh hoặc nước chanh, vani để tạo mùi hấp dẫn cho sản phẩm Đậy dung dịch lại và để qua đêm Vớt bỏ phần lớp bọt phía trên, sau đó

chuyên dung dịch vào thiết bị tiệt trùng Bịt kín thiết bị và giữ trong 2 ngày ở nhiệt độ

phòng Làm lạnh dung dịch và bổ sung gas vào để kết thúc quá trình

Rượu Gừng: là thức uống rất âm cho thời tiết mùa đông, được ủ bằng cách lên men nho tươi hoặc nho khô với đường, Gừng và men Với công thức 30 g Gừng cho 1 lít rượu Thời gian bảo quản của rượu này từ 3 — 4 tháng

Trà Gừng: là loại thức uống rất ưa chuộng của người Châu Á Trà Gừng có 3 loại chính là trà Gừng tươi, trà Gừng túi lọc, trà Gừng hòa tan

Cà phê Gừng: được chế biến bằng cách rang bột cà phê với bột Gừng Nếu muốn dùng

nóng thì pha với nước sôi, sau đó cho thêm đường hoặc sữa vào tùy thích

Chương 1 Tổng quan về Gừng

3.4 Trong dược phẩm

Một số tác dụng dược lý

Trên thực nghiệm, Gừng có tác dụng làm giãn mạch và tăng tỷ lệ proteine toàn phần

và gzma-globumine (một loại proteine trong máu) trên động vật thí nghiệm

Uc chế thần kinh trung ương, làm giảm vận động tự nhiên và tăng thời gian gây ngủ Cao chiết Gừng khô, gingerol và shogaol đều ức chế sự vận động tự nhiên của chuột

nhất

Hạ nhiệt: shogaol và gingerol làm giảm sốt trên chuột đã được gây sốt bằng tiêm men bia

Giảm đau và kháng viêm mà không có tác dụng phụ

Kháng oxy hóa: theo nhiều nghiên cứu cho thấy gingerol và shogaol có tính kháng oxy hóa cao

Chống nôn: địch chiết Gừng khô có tác dụng trên chó gây nôn bằng đồng sulfat

Uc chế bệnh loét dạ dày: với thí nghiệm trên chuột, cho thấy Gừng có khả năng ức chế loét đạ dày Các chất 6-gingesulphonic acid, 6-shogaol, cureumene trong củ Gừng là

các chất điều trị bệnh này

Gung tuoi co tac dung kích thích tiết nước bọt

Tác dụng chống viêm: dịch chiết Gừng khô tiêm đưới đa cho chuột nhắt ức chế sự tăng

tính thâm thấu của các mao quản trong phản ứng viêm thực nghiệm

Uc chế sự tổng hợp prostaglandine PEG; (CạoH;;Os) Đây là chất lỏng sinh học tự

nhiên có trong cơ thể phụ nữ mang thai và làm co thắt cô tử cung Nếu hàm lượng chất

này tăng cao thì thai phụ có nguy cơ sinh non

Tác dụng chống say sóng của Gừng đã được nghiên cứu trên học viên Trường sĩ quan

hải quân không quen đi biển vào lúc biển động dữ dội Cho mỗi người uống 1g Gừng

và theo dõi liên tục 4 giờ liền sau đó, thẫy Gừng làm giảm nôn và giảm ra mô hôi lạnh

Cao Gừng chiết với acetone, zingiberene và hoạt chất gây cay 6-shogaol có tác dụng

ức chế những tổn thương da dày gây ở chuột trắng bởi acid hydrochloric/ethanol Những kết quả thí nghiệm này gợi ý rằng zingiberene và 6-shogaol là những thành phần quan trọng trong những thuốc làm dễ tiêu có chứa thành phần Gừng Cao Gừng

có tác dụng ức chế sự phát triển hệ sợi nấm của Epidermophyton ƒloccosum, Microsporum gypseum, Paecilomyces varioti va Trichophyton mentagrophytes

Trong thú y, Gừng được dùng làm thuốc kích thích và gây trung tiện trong bệnh khó tiêu do mất trương thực của ngựa và trâu bò

Chương 2 Tổng quan về Tiêu

CHƯƠNG 2

TONG QUAN VE TIEU

1 Giới thiệu chung II

Loai: P nigrum Tén khoa hoc: Piper nigrum L

Tên khác: Oleum Piperis (Latin), Essenece de Poive (Pháp), Hạt Tiêu, Hắc hồ Tiêu, Tiêu (Việt Nam)

Hồ tiêu là một loại dây leo, thân dài, nhẫn không mang lông, bám vào các cây khác bằng rễ Thân mọc cuốn, mang lá mọc cách Lá như lá trầu không, nhưng dài và thuôn hơn Có hai loại nhánh: một loại nhánh mang quả, và một loại nhánh dinh dưỡng, cả hai loại nhánh đều xuất phát từ kẽ lá Hoa mọc thành từng cụm và có hình đuôi sóc

Khi chín, rụng cả chùm Quả hình cầu nhỏ, chừng 20-30 quả trên một chùm, lúc đầu

màu xanh lục, sau có màu vàng, khi chín có màu đỏ Từ quả này có thể thu hoạch

được hồ tiêu trắng, hỗ tiêu đỏ, hồ tiêu xanh và hồ tiêu đen Quả có một hạt duy nhất

2 Nghiên cứu trong và ngoài nước [hi

2.1 Nghiên cứu trong nước

Theo Đỗ Tắt Lợi, trong hồ Tiêu chất gây cay chiếm 6-13%, chủ yếu là các alkaloid piperine, chalvicine, piperidine và piperitine Chalvitine là đồng phân của piperine, tồn tại đưới dạng nhựa được xem như là chất gây cay nhất trong hồ Tiêu Không tim thay peperine trong lá và cành của cây hồ Tiêu Tinh dầu hỗ Tiêu tan trong EtOH 95% theo

tỉ lệ 1:3 Thành phần chính chứa 95% hydrocarbon terpene mà chủ yếu là sabinene,

Chương 2 Tổng quan về Tiêu

limonene, 1-3 carene, @ - pinene va caryophyllene Ham lượng monoterpene cao là điều quan trọng cho chất lượng của Tiêu Các thành phần khác như terpinene-4-ol khống chế mùi thơm bay ra của Tiêu Piperine ít tan trong nước nhưng dễ tan trong

côn

Theo Phạm Thị Hòa — Đại học Huế, tinh dầu thu được bằng phương pháp chưng cất hơi nước là chất lỏng có màu lục nhạt, có mùi thơm của hồ Tiêu, vị cay, hăng Thành phần hóa học được xác định bằng phương pháp sắc kí khí ghép khối phố (GC/MS), thể hiện ở bảng 2.1

Bang 2.1 Thanh phan hóa học tỉnh dầu Tiêu của Huế

Kết quả nghiên cứu của Phan Nhật Minh (2006), thành phần hóa học tinh đầu Tiêu

trồng tại huyện Chư Sê, tỉnh Gia Lai ly trích theo phương pháp lôi cuốn hơi nước và chiết xuất bằng phương pháp CO; lỏng siêu tới hạn, thể hiện ở bảng 2.2

Chương 2 Tổng quan về Tiêu

Bảng 2.2 Thành phần hóa học tỉnh đầu Tiêu Chư Sê, tinh Gia Lai

Phương pháp lôi cuốn Phương pháp CO; lỏng siêu tới hạn

Thành phân hơi nước Áp suất 90 bar Áp suất 110 bar

Chương 2 Tổng quan về Tiêu

Chương 2 Tổng quan về Tiêu

Chương 2 Tổng quan về Tiêu

2.2 Nghiên cứu ngoài nước

Bang 2.5 Thanh phần chính trong tỉnh dầu Tiêu ở Hy Lạp theo phương pháp lôi cuốn hơi nước và CO; lỏng siêu tới hạn ở 100 atm và 40°C

Tinh dau Tiêu có tác dụng g1ữ âm cơ thể, chữa trị táo bón

Cao hồ Tiêu rút ngắn thời gian máu đông, do làm tăng hoạt hóa thrombine và làm

giảm tỷ lệ heparine trong hệ thống đông máu

13

Chương 3 Đại cương về tỉnh dẫu, các phương pháp tách chiết và cô lập hợp chất thiên nhiên

CHƯƠNG 3 ĐẠI CƯƠNG VỀ TINH DẦU, CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT

VÀ CÔ LẬP HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN

1 Tỉnh dầu "813

1.1 Khái niệm về tỉnh dầu

Tinh đầu là một hỗn hợp nhiều hợp chất thiên nhiên với đặc điểm sau:

- Dễ bay hơi, có mùi đặc trưng

- Trang thai long ở nhiệt độ phòng

- Phần lớn tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật, một số ít có nguồn gốc từ động vật

1.2 Công dụng của tỉnh dầu

Tinh dầu vốn rất gần gũi với cuộc sống con người Từ rất xa xưa, người ta đã biết sử dụng các loài hoa có có trong hương thơm trong các nghỉ lễ tôn giáo, cúng tế để tỏ

lòng yêu kính các bậc tiền bối, thánh thần hay người đã khuất Trải qua suốt bề dày

lịch sử, cùng với sự phát triển của nền văn minh và tri thức khoa học, tỉnh dầu càng ngày càng được biết đến với nhiều công dụng và giá trị lợi ích hơn

Rất nhiều loài thực vật chứa tinh dầu và có hương thơm thường được dùng làm gia vị

cho thực phẩm như hành, ngò, rau răm, quế, gừng, sả Một số tỉnh dầu cho vào thực phẩm còn có tác dụng như một chất chống oxy hóa hay kháng khuẩn giúp bảo quản thực phẩm được lâu hơn

Những tinh dầu hay hỗn hợp tinh dầu có hương thom dé chịu luôn là nguyên liệu

chính dùng trong kỹ nghệ nước hoa, một trong những ngàng mũi nhọn của lĩnh vực

mỹ phẩm

Một số tinh dầu là nguồn dược liệu, dược phẩm có gia tri bởi tác dụng trị liệu rất tốt cho một số chứng bệnh Ví dụ như:

Tinh dầu bạc hà chứa nhiều menthol có tác đụng kích thích thần kinh, giúp giảm đau

tại chỗ, thường dùng trong các chế phẩm dầu xoa, cao xoa

Tinh đầu hương nhu chứa eugenol, dùng làm thuốc sát trùng, giảm đau trong việc tram răng tạm thời

Tinh dầu họ cam, quýt, chanh dùng làm thuốc kích thích tiêu hóa rất tốt

14

Chương 3 Đại cương về tinh dâu, các phương pháp tách chiết và cô lập hợp chất thiên nhiên Tinh dau tỏi, tỉnh dầu hành có tác dụng làm giảm cholesterol, ngừa bệnh xơ cứng động mạch và ung thư

Một số tỉnh đầu có vai trò như là chất dẫn dụ đối với côn trùng, để qua đó giúp chúng duy trì và phát triển giống loài Chẳng hạn như hương thơm của hoa có tác dụng dẫn

dụ các loại côn trùng đến giúp hoa thụ phấn nhờ tác động lẫy mật hoặc sáp hoa của chúng

Ngoài ra, nó cũng có tác dụng bảo vệ cho cơ thể thực vật, hạn chế sự xâm hại của các loài động vật ăn cỏ Tính dầu một số loại cây có tác dụng chống lại động vật ăn cỏ

hoặc côn trùng ăn lá có thể bằng cách là gây khó chịu hay cảm giác không ngon cho

các loài động vật khi ăn

Tinh đầu cũng có vai trò hỗ trợ phát triển của các loài thực vật chung quanh Bên cạnh

đó, nó còn là nguồn tạo ra những hóa chất có tác dụng có lợi hoặc có hại cho sự phát triển của các loài cây xung quanh nó Sự ảnh hưởng đó có thể bằng các cách ngăn chặn

sự nảy mâm của hạt, làm biên dạng rê cây hay làm chậm sự phát triên của cây

Tinh dau trong ban than cay còn có vai trò đặc biệt như một chất mang hay đung môi hòa tan và vận chuyển một số hợp chất hữu cơ thiết yếu cho cây

Da so cac tinh dau du it hay nhiêu đêu có tính kháng một sô vi sinh vật nhât định Các

vi sinh vat đó có thê là khuân, nầm mộc hoặc nầm men Khả năng này được hiêu như

là khả năng ức chê sự phát triên của các v1 sinh vật này

Tinh dầu không chỉ có tác đụng kháng các vi sinh vật mà còn có tác dụng không tốt đối với các sinh vật lớn hơn Chẳng hạn như một số tỉnh dầu có khả năng làm chết hoặc xua đuôi côn trùng Một số tỉnh dầu có tác dụng như thuốc trừ sâu, lại rất thân thiện với môi trường vì chúng có nguồn gốc tự nhiên và phân hủy nhanh sau khi sử dụng

15

Chương 3 Đại cương về tỉnh dẫu, các phương pháp tách chiết và cô lập hợp chất thiên nhiên

2 Các phương pháp tách chiết và cô lập hợp chất thiên nhiên (6),[10},[11},[14]

2.1 Phương pháp tách chiết hợp chất thiên nhiên

2.1.1 Phương pháp cơ học

Đây là phương pháp tương đối đơn giản dùng để tách tỉnh dầu ở dạng tự do bằng cách

tác dụng lực cơ học lên nguyên liệu (thường là ép) Phương pháp nay được dùng phổ biến đối với các nguyên liệu vó quả 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 có chứa tinh dầu bị vỡ ra giải phóng tỉnh dầu Sau khi ép, trong phần bã bao giờ cũng còn khoảng 30 — 40% tinh dầu, người ta tiếp tục sử dụng phương pháp chưng cất lôi cuỗn hơi nước hoặc trích ly để tách hết phần tinh dau con lại

Phương pháp ép có nhiều ưu điểm như: tỉnh dầu giữ nguyên được mùi vị thiên nhiên ban đầu, các thành phần trong tinh dau it bị biến đổi

Nhược điểm của phương pháp ép là tỉnh dầu bị lẫn nhiều tạp chất, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hòa tan từ vật liệu đem ép

2.1.2 Phương pháp chưng cắt lôi cuốn hơi nước

Phương pháp này dựa trên sự thâm thấu, hòa tan, khuếch tán và lôi cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh đầu chứa trong các mô khi tiếp xúc với hơi nước

ở nhiệt độ cao Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế bảo chứa dầu trương phông do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa trong một thơi gian nhất định

Nguyên liệu có thể để nguyên hay cắt nhỏ vừa phải cho vào bình Sau đó cho nước vào phủ kín nguyên liệu nhưng phải trừ một khoảng không gian phía trên để tránh nước sôi mạnh làm tràn nguyên liệu qua hệ thống hoản lưu

Khi nguyên liệu được làm vỡ vụn thì chỉ có một số mô chứa tinh dầu bị vỡ và cho tỉnh

dầu thoát tư đo ra ngoài theo hơi nước cuốn đi Phần lớn tỉnh đầu còn lại trong các mô

thực vật sẽ tiến dần ra ngoài bề mặt nguyên liệu bằng sự hòa tan và thẩm thau Von Rechenberg da m6 ta qua trinh chung cất hơi nước như sau: “Ở nhiệt độ nước sôi, một phan tinh dầu hòa tan vào trong nước có sẵn trong tế bào thực vật Dung dịch này sẽ thâm thâu dân ra bê mặt nguyên liệu và bị hơi nước cuôn đi Còn nước đi vào nguyên

16

Chương 3 Đại cương về tinh dâu, các phương pháp tách chiết và cô lập hợp chất thiên nhiên liệu theo chiều ngược lại và tinh dầu lại tiếp tục hòa tan vào lượng nước này Quy trình

này lặp đi lặp lại cho đến khi tinh đầu trong các mô thoát ra ngoài hết”

Ưu điểm

- Quy trình kỹ thuật tương đối đơn giản

- Thiết bị gọn, dễ chế tạo

- Không đòi hỏi vật liệu phụ như các phương pháp tâm trích, hấp phụ

- Thời gian tương đối nhanh

Nhược điểm

- Không có lợi đối với những nguyên liệu có hàm lượng tỉnh dầu thấp

- Chất lượng tỉnh dầu có thể ảnh hưởng nếu trong tỉnh dầu có những cấu phân dễ bị

phân hủy

- Không lây được các loại nhựa và sáp trong nguyên liệu

- Trong nước chưng luôn luôn có một lượng tinh đầu tương đối lớn

- Những tinh dầu có độ sôi cao thường cho hiệu suất rất thấp

2.1.3 Phương pháp chưng cắt lôi cuốn hơi nước với sự hỗ trợ của vỉ sóng

Vi sóng là sóng điện từ lan truyền với vận tốc ánh sáng

Hiện tượng làm nóng

Một số phân tử, thí dụ như nước phân chia điện tích trong phân tử một cách bất đối

xứng Như vậy, các phân tử này là những lưỡng cực có tính định hướng trong chiều

của điện trường Dưới tác động của điện trường một chiều, các phân tử lưỡng cực có

khuynh hướng sắp xếp theo chiều điện trường này Nếu điện trường là một điện trường

xoay chiều, sự định hướng của các lưỡng cực sẽ thay đổi theo chiều xoay đó Cơ sở của hiện tượng phát nhiệt có vi sóng là sự tương tác giữa điện trường và các phân tử phân cực bên trong vật chất Trong điện trường xoay chiều có tần số rất cao (2.45x10” Hz), điện trường này sẽ gây ra một sự xáo động ma sát rất lớn giữa các phân tử, đó chính là hiện tượng nóng lên của phân tử

Với một cơ cấu có sự bất đối xứng cao, phân tử nước có độ phân cực rất lớn, do đó nước là một chất rất lý tưởng để đun nóng bằng vi sóng Ngoài ra, các nhóm định chức

17

Chương 3 Đại cương về tinh dâu, các phương pháp tách chiết và cô lập hợp chất thiên nhiên phân cực như: -OH, -COOH, -NH; trong các hợp chất hữu cơ cũng là những nhóm chịu sự tắc động của trường điện từ

Do đó, những hợp chât càng phần cực càng rât mau nóng dưới sự chiêu xạ của vi sóng

Việc này có liên quan đên hăng sô điện môi của hợp chât đó Tóm lại, sự đun nóng bởi

vi song rat chon loc, truc tiếp và nhanh chóng

Tinh chat

Vi sóng có đặc tính là có thể đi xuyên qua được không khí, gỗm sứ, thuy tinh, polymer

và phản xạ trên bề mặt kim loại Độ xuyên thấu tỉ lệ nghịch với tần số, khi tần số tăng

lên thì độ xuyên thấu giảm Đối với một vật chất có độ 4m 50% với tần số 2450 MHz

có độ xuyên thâu là 10cm

Ngoài ra, v1 sóng có thê lan truyên trong chân không, trong điêu kiện áp suât cao Năng lượng của vi sóng rất yếu, không quá 10” eV, trong khi năng lượng của một số nôi đôi cộng hóa trị là Š eV, do đó bức xạ vi sóng không phải là một bức xạ lon hóa

Có một sô công trình đã khăng định được tính vô hại của vi sóng đôi với sinh vật Chăng hạn, khi nghiên cứu sự phát triên của enzyme trong điêu kiện vi sóng, người ta nhận thây răng ảnh hưởng của v1 sóng rât giông với ảnh hưởng của các gia nhiệt thông thường

Vi sóng cung cấp một kiểu đun nóng mới không dùng sự truyền nhiệt thông thường Với kiểu đun nóng bình thường, sức nóng đi từ bề mặt của vật chất lần vào bên trong, còn trường hợp sử dụng vi sóng, vi sóng xuyên thấu vật chất và làm nóng vật chất ngay từ bên trong VI sóng tăng hoạt chọn lọc những phân tử phân cực, đặc biệt la nước Nước bị đun nóng đo hấp thu vi sóng bốc hơi tạo ra áp suất rất cao tại nơi bị tác dụng, đây nước đi từ tâm của vật đun ra đên bê mặt của nó

Chiêu xạ vỉ sóng

Dưới tác dụng của vi sóng, nước trong các tế bào thực vật bị nóng lên thật nhanh, áp suất bên trong tăng lên đột ngột làm các mô chứa tinh dầu bị vỡ ra Tinh dầu thoát ra bên ngoài, bị lôi cuốn theo hơi nước sang hệ thống ngưng tụ

18

Chương 3 Đại cương về tinh dâu, các phương pháp tách chiết và cô lập hợp chất thiên nhiên

Ưu điểm

- Hiệu suất có thể bằng hoặc cao hơn những phương pháp khác nhưng thời gian cần thiết rất ngắn

- Tỉnh dầu thu được có mùi tự nhiên

- Sản phẩm phân hủy trong tỉnh đầu thường giảm đi

- Tiết kiệm thời gian, năng lượng dẫn đến giảm giá thành sản xuất

Nhược diém

- Chỉ áp dụng được cho các nguyên liệu có tuyến tinh dầu nằm ngay bên trên bề mặt

z

lá

- Năng lượng chiếu xạ lớn sẽ làm cho một số câu phần trong tỉnh dầu bị phân hủy

2.1.4 Phương pháp trích siêu âm

Siêu âm là âm thanh có tần số nằm ngoài ngưỡng nghe của con người (16 Hz—18 kHz)

Siêu âm cung cấp năng lượng thông qua hiện tượng tạo và vỡ “bọt” (khoảng cách liên

phân tử) Trong môi trường chất lỏng, bọt có thể hình thành trong nửa chu kỳ dau va

vỡ trong nữa chu kỳ sau, giải phóng một năng lượng rất lớn Năng lượng này có thể sử dụng tay rita chat ban ngay trong những vị trí không thể tây rửa bằng phương pháp thông thường, khoan cắt những chỉ tiết tinh vi, hoạt hóa nhiều loại phản ứng hóa học,

làm chảy và hòa tan lẫn vào nhau trong việc chế tạo những sản phẩm bằng nhựa nhiệt

déo,

Trong lĩnh vực hợp chất thiên nhiên, siêu âm chủ yếu sử dụng để hỗ trợ cho phương pháp tâm trích giúp thu ngắn thời gian ly trích Trong một số trường hợp, phương pháp siêu âm cho hiệu suất cao hơn phương pháp khuấy từ

Trong trường hợp tỉnh dầu vì sự ly trích bằng siêu âm được thực hiện ở nhiệt độ phòng nên sản phẩm luôn có mùi thơm tự nhiên

2.1.5 Phương pháp trích bằng CO; lỏng siêu tới hạn

Hién nay CO, long siéu toi han (SFE — Supercritical Fluid Extraction) được sử dụng như một dung môi để trích ly tinh dầu Phương pháp này có lợi điểm là tỉnh dầu thu

được có chất lượng cao, cô lập sản phẩm rất đễ dàng vì CO; ở áp suất thường sẽ bốc

hơi nhanh chong dé lai tinh dau tinh chat

19

Chương 3 Đại cương về tinh dâu, các phương pháp tách chiết và cô lập hợp chất thiên nhiên

Do tính chất đặc biệt của CO; ở trạng thái siêu tới hạn là vừa có tính chất của chất lỏng

lại vừa có tính chất của chất khí, đễ dàng thấm thấu và khuếch tán vào bên trong nguyên liệu nên hoạt chất được tách triệt để Đông thời với phương pháp này nhiệt độ của CO; lỏng siêu tới hạn không cao nên hạn chê hư chât, biên chât

Phương pháp này chưa phổ biến trong kỹ nghệ vì giá thành thiết bị còn cao và lượng nguyên liệu còn hạn chế, điều kiện tối ưu để ly trích đang được nghiên cứu

2.1.6 Phương pháp chiết rắn — lồng

a Kỹ thuật chiết ngâm dâm

Kỹ thuật này không đòi hỏi thiết bị phức tạp, vì vậy đễ dàng thao tác với một lượng

mẫu lớn Mẫu được chứa trong bình bằng thủy tỉnh hoặc bằng thép không gỉ có nắp

đậy Tránh sử dụng bình nhựa vì dung môi hữu cơ có thể hòa tan một ít nhựa, gầy

nhằm lẫn là hợp chất đó chứa trong mẫu Rót dung môi vào bình cho đến khi xấp xấp

bề mặt mẫu Giữ yên ở nhiệt độ phòng trong một đêm hoặc một ngày để cho đung môi thấm vào mẫu Sau đó, dịch chiết được lọc qua giấy lọc, cô quay dịch thu được thu hồi dung môi được dịch cao chiết

b Kỹ thuật chiết bằng thiết bị Soxhlet

Hi

mau F — Ông thông nhau

Bình cầu chứa

dung môi

Hình 3.1 Bộ chiết soxhlet

Dụng cụ gồm 3 bộ phận tháo ráp được tại các nút mai Gồm bình cầu chứa dung môi,

ông đựng mẫu và ông sinh han

20

Chương 3 Đại cương về tinh dâu, các phương pháp tách chiết và cô lập hợp chất thiên nhiên

Mẫu được làm khô được đặt trong túi vải và đặt trong ống đựng mẫu Không được để

lượng mâu cao hơn mức cong của ông dân hơi dung môi

Rót dung môi đã lựa chọn vào bình cầu, điều chỉnh nhiệt độ sao cho dung môi trong

bình cầu sôi nhẹ đều Dung môi tỉnh khiết khi đun nóng sẽ bay hơi đi theo ông dẫn hơi

dung môi và được ngưng tụ Sau đó thẫm ướt vào mẫu và chiết những chất hữu cơ nảo

có thể hòa tan vào dung môi Theo quá trình đun nóng, lượng đung môi ngưng tụ càng

nhiều, mức dung môi dâng lên cao rồi đi xuống bình cầu theo ống thông nhau Lưu ý

là dung môi không được nhiều hơn 2/3 thể tích bình cầu

Ưu điểm: kỹ thuật chiết soxhlet tiết kiệm dung môi, chỉ một lượng ít dung môi mà

chiết kiệt được lượng mẫu, không qua quá trình lọc và thêm đung môi

Khuyết điểm:

- Vi kích thước của dụng cụ hạn chế nên cũng hạn chế khối lượng mẫu cần chiết

- Quá trình chiết tách được đun nóng liên tục nên có thê phá hủy các chất kém bền với

nhiệt

- Giá thành thiết bị khá cao

2.2 Phương pháp cô lập hợp chất thiên nhiên

2.2.1 Sắc ký cột

Sắc ký cột được tiễn hành ở điều kiện áp suất khí quyền Pha tĩnh thường là những hạt

có khích thước từ 50 — 150um, được nạp vào trong một cột thủy tỉnh Mẫu chất cần phân tách được đặt ở phần trên đầu cột Dung môi giải ly được hứng phía đưới cột Sắc ký cột làm cho sự tách chậm, hiệu quả thấp so với sắc ký lỏng cao áp (HPLC)

Tuy vậy, sắc ký cột có thể triển khai với một lượng mẫu lớn

Trong sắc ký cột với pha tĩnh là silica gel loại thường, hợp chất không phân cực được

giải ly ra khỏi cột trước hợp chất phân cực

Với hai phân tử không phân cực, phân tử có trọng lượng phân tử lớn sẽ có tính phân cực mạnh hơn phân tử kia, nó bị pha tĩnh giữ lại trong cột nên di chuyển ra khỏi cột chậm hơn phân tử nhỏ

Trước khi khai triển sắc ký cột, phải sắc ký bảng mỏng trước để đò tìm hệ dung môi

giải ly cho phù hợp

21

Chương 3 Đại cương về tinh dâu, các phương pháp tách chiết và cô lập hợp chất thiên nhiên

Tý lệ giữa lượng mẫu cần tách và lượng chất hấp thu sử dụng

Để tách được các chất tốt ra khỏi hỗn hợp thì mối quan hệ giữa lượng mẫu chất cần tách đối với kích thước cột phải thật thích hợp Đối với sắc ký cột hở, cột nhỏ nhất có thé tích chỉ vài mL, với đường kính cột vài mm Qua các khảo nghiệm cho thấy muốn

tách chất tốt thì trọng lượng chất hấp thu phải lớn hơn 25 — 50 lần trọng lượng của

mẫu chất cần sắc ký Đối với các chất khó tách thì cần sử đụng lượng chất hấp thu nhiều hơn (100 — 200 lần) và ngược lại

Các khảo nghiệm cũng cho thấy tỉ lệ giữa chiều cao chất hấp thu và đường kính trong

của cột cũng ảnh hướng đến quá trình chiết tách Chiều cao của chất hấp thu nạp trong

cột và đường kính trong của cột cần đạt tỉ lệ khoảng 10:1

Nạp chất hấp thu vào cột

Muốn tách riêng các hợp chất hấp thu trong hỗn hợp một cách có hiệu quả, chất hấp thu phải được nạp một cách đồng nhất để hạn chế những dãy xéo, bất thường

Kích thước hạt cũng giữ một vai tro quan trọng, nếu hạt có kích thước quá mịn thì cột

sẽ quá chặt làm dung môi không thể chảy ra khỏi cột được, để có thể có một vận tốc chảy chấp nhận được thì khích thước hạt chất hấp thu thường > 150um

Có hai kiểu nạp chất hấp thu vào cột: nạp cột khô và nạp cột ướt

sử dụng lại để rót trả lại lên đầu cột

Sau khi nạp hết lượng chất hấp thu, cho dung môi chảy qua chất hấp thu vài lần đến khi thấy chất hấp thu trong cột có đạng đồng nhất

Với phương pháp này thì tránh hiện tượng khô cột

Nạp mẫu vào cột

Nêu mẫu ở dạng lỏng, có thê cho trực tiệp mẫu lên đầu cột sắc ký Các bước nạp mẫu:

22