Chưng cất phân đoạn tinh dầu Tràm gió từ tỉnh Thừa Thiên Huế, Việt Nam

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sừ dụng phương pháp chưng cất phân đoạn chân không với cột vigreux và cột đệm để phân tách tinh dầu tràmgió thô thành các phân đoạn dựavàonhiệtđộ sôi khác

E ~ i

TRƯỜNG ĐẠI HOC NGUYEN TẤT THÀNH

NGUYEN TAT THANH

HUẾ, VIỆT NAM

Tp.HCM, tháng 10 năm 2020

TÓM TẮT

Các sản phẩm tinh dầu trên thị trườnghiện nay đa phần là tinh dầu thô, còn lẫn tạp chất

nên chưatận dụng hếtgiá trị kinh tế mang lại từ nguồn nguyên liệunông nghiệp Trong

nghiên cứu này, chúng tôi sừ dụng phương pháp chưng cất phân đoạn chân không với

cột vigreux và cột đệm để phân tách tinh dầu tràmgió thô thành các phân đoạn dựavàonhiệtđộ sôi khác nhau Phânđoạn F1 giàu Eucalyptol giúp trị cảm, giảm ho, giảm sốt ởtrẻ Phân đoạn F2 giàu P-Caryophyllene hoạtchấtcó khả năngđiều trị chứnglo âu, trầmcảm Các phân đoạn này cũng rất khác nhau về mặt cảm quan và độ thẩm thấu Thông

số vận hành cho quá trìnhchưng cất phânđoạn được lựa chọn là sử dụng cột đệm ở áp

suất 60 mmHg và công suất bếp là 100 w Hàm lượngEucalyptol và P-Caryophyllene thu được ởđiều kiện nàylần lượt là 27.96 và 24.81% Độ thu hồitương ứnglà 96.81 và85.58%

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

ABSTRACT iii

MỤC LỤC ỉv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC BẢNG ỉx MỞ ĐẦU 1

Chuông 1 TÔNG QUAN VỀ NGHIÊN cứu 3

1.1 Tràm gió và tinh dầu tràm gió 3

1.1.1 Tràm gió 3

1.1.2 Tinh dầu tràm gió 4

1.2 Phân đoạn tinh dầu 5

1.2.1 Tinh dầu phân đoạn 5

1.2.2 Công nghệvà thiết bị 6

1.3 Những nghiên cứu trên thế giới 7

Chương 2 ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 11

2.1 Nguyên liệu 11

2.2 Dụng cụ - Thiết bị - Hóa chất 11

2.3 Phuong pháp nghiên cúu 12

2.3.1 Quy trình công nghệ 12

2.3.2 Sơđồ nghiên cứu 14

2.3.3 Bốtrí thí nghiệm 14

2.4 Phuong pháp phân tích 15

2.4.1 Phân tích định tính 15

2.4.2 Phân tích định lượng 15

Chuông 3 KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 17

3.1 Thành phần của tinh dầu thô 17

3.2 Ảnh hưởng của áp suất lên quá trình phân đoạn vói cột Vigreux 19

3.3 Ảnh hưởng của áp suất lên quá trình phân đoạn vói cột đệm 22

3.4 Ảnh hướng của loại cột phân đoạn 25

3.5 Ảnh hưởng của công suất bếp gia nhiệt 28

3.6 Đánh giá chất lượng sản phẩm 30

3.6.1 Định tính 30

3.6.2 Định lượng 30

Chuông 4 KÉT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ 33

4.1 Kết luận 33

4.2 Kiến nghị 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

PHỤ LỤC 36

IR :Infrared spectroscopy (Phổhồng ngoại)

ISO : International Organization for Standardization (Tổ chức tiêu chuẩn hoáquốc tế)

LB :Luria Bertani (

mi :Khối lượng của hợp chất i

MS :Mass Spectrometry(Khối phổ)

NMR : NuclearMagnetic Resonance (Cộnghưởng từ hạt nhân)

ODsampie :optical Density ofSample (Mật độ quang củamẫu)

ODsoivent :optical Density of Solvent (Mậtđộ quang của dung môi)

PA : Patchouli Alcohol

Ri : Recovery of (Độ thu hồi của cấutử i)

Rt : Retention time (Thời gian lưu)

TT : Thứ tự

Vig : Vigreux

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cây tràm gió 3

Hình 1.2 Công thức cấu tạo của (a)Eucalyptol và (b) P-Caryophyllene 5

Hình 1.3 Tinh dầuban đầu và các phân đoạn củatinh dầu 6

Hình 2.1 Cột chưng cấtphân đoạn và vật liệu đệm 12

Hình 2.2 Quytrình công nghệ chưng cấtphân đoạn tinh dầutràm gió 12

Hình 2.3 Hệ thống chưng cấtphân đoạn quy môphòng thí nghiệm 13

Hình 3.1 Đường cong nhiệt độ sôi của các cấu từ theo áp suất 19

Hình 3.2 Thành phần hóa học củatinh dầu thôvà các phân đoạn được phân tách bằng cột Vig 2 ở áp suất 60 mmHg 20

Hình 3.3 Thành phần hóa học của F1 (phân đoạn giàu Eucalyptol)được phân tách ở áp suất từ 60 đến 260 mmHg 21

Hình 3.4 Thành phần hóahọc của F2 (phân đoạn giàu P-Caryophyllene)đượcphân tách ở áp suất từ 60 đến 260 mmHg 21

Hình 3.5 Độ thu hồi của Eucalyptol ở Fl và p-Caryophyllene ở F2 được phân táchở áp suất từ 60 đến 260 mmHg 22

Hình 3.6 Thành phần hóa học của F1 (phân đoạngiàu Eucalyptol) được phân tách ở áp suất từ 60 đến 260 mmHg 23

Hình 3.7Thành phần hóahọc của F2(phân đoạn giàu P-Caryophyllene)được phân tách ở áp suất từ 60 đến 260 mmHg 24

Hình 3.8 Độ thu hồi cùa Eucalyptol ở Fl và P-Caryophyllene ở F2 được phân tách ở áp suất từ 60 đến 260 mmHg 25

Hình 3.9 Thành phần hóa học của F1 (phân đoạn giàu Eucalyptol) được phântách với các loại cột khác nhau 26

Hình 3.10 Thành phần hóa học của F2 (phân đoạn giàu P-Caryophyllene) được phân táchvới các loại cột khác nhau 26

Hình 3.11 Độ thu hồi của Eucalyptol ởFl và (3-Caryophyllene ởF2 được phân tách với

các loại cột khác nhau 27

Hình 3.12 Thành phầnhóa học của F1 (phân đoạn giàu Eucalyptol) được phân táchvới

công suất từ 100 đến 200 w 28Hình 3.13 Thành phần hóa học của F2 (phân đoạn giàu [3-Caryophyllene) được phân

táchvớicông suất từ 100 đến 200 w 29

Hình 3.14 Độ thu hồi của Eucalyptol ởFl và [3-Caryophyllene ở F2 được phân táchvới

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thông số cột chưng cất phân đoạn 11Bảng 2.2 Các giá trịkhảo sát 14Bảng 3.1 Thành phần (%) các hợp chấttrong tinh dầu tràm thô 17Bảng 3.2 Nhiệtđộ và khối lượngcủacácphânđoạn với cột Vig ở các áp suất khác nhau

19

Bảng3.3 Nhiệt độ và khối lượng củacácphânđoạn với cột đệm ở các áp suất khác nhau

23Bảng3.4 Nhiệt độ vàkhối lượng của các phân đoạn với các loại cột khác nhau 26Bảng 3.5 Nhiệtđộ vàkhối lượng của các phân đoạn với các công suất khác nhau 28

Bảng3.6 Hoạt tính kháng khuẩn của phân đoạn F1 được thửnghiệm trên bốn chủng vi

khuẩn gây bệnh 31Bảng 3.7 Hoạt tính kháng khuẩn của phân đoạn F2 được thử nghiệmtrên bốn chủng vi

khuẩn gâybệnh 32

trong khi yêu cầu là 92% theo tiểu chuẩn ViệtNam.

Các sản phẩm tinh dầu trên thị trường hiện nay đa phần là tinh dầu thô, còn lẫn tạpchất nên chưa tận dụng hết giá trị kinh tế mang lại từ nguồn nguyên liệu nông nghiệp

Do vậy, việc đa dạng hóa các sản phẩm dựa trên tinh dầu sẽ giúp tạo ra các sản phẩm

có giá trị kinh tế cao, đưalĩnh vực sản xuất tinh dầu trở thành ngành mới,đóng gópvàogiá trị sản xuất công nghiệp

Một số tinhdầu cóthế mạnh ở Việt Namnhư tràm gió, quế, sả Chúng tôi chọn tinh

dầu tràm gió để nghiên cứu, vỉ đây là tinh dầu đã được sử dụng nhiều trong nước và

Việt Nam là một trong số ít nướccó nguồnnguyên liệutốt

2 Mục tiêu nghiên cún

Mục tiêu của đề tài là tạo ra các phân đoạn tinh dầu có hàm lượng hoạt chất cao từ

nguồn nguyên liệu tràm gió, định hướng ứng dụngtrongdược phẩm và phục vụ nhu cầu

xuấtkhẩu

3 Nội dung nghiên cứu

- Khảosátcác yếu tổ ảnh hưởng lên quá trinh chưngcất phân đoạn ở quy môphòng

thí nghiệm

- Đánh giá sự ảnh hưởng của các loại cột khác nhau;

- Đánh giá sự ảnh hưởng của áp suất chưng cất;

- Đánh giá sự ảnh hưởng của công suấtbếp gia nhiệt

- Đánhgiá cảmquan, khả năngkháng oxi hóa và kháng khuẩn của các phân đoạn

tinh dầu

4 Phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Tinh dầu tràm Huế thô

- Thời giannghiên cứu: Từngày 01/02/2020 đếnngày 30/09/2020.

- Địa điểm nghiên cứu:

■ Quá trình thựcnghiệm được thực hiệnchủ yếu tạiphòng thí nghiệm Hóa đạicương, khoa Kỳ thuật Thực phẩm và Môi trường, trường Đại học NguyềnTất Thành

■ Phântích GC-MS được thực hiện tại viện Công nghệ Hóa học, số 1 MạcĐìnhChi, Quận 1, Tp Hồ Chí Minh

Chuông 1 TÔNG QUAN VÈ NGHIÊN cứu

l.l Tràm gió và tinh dầu tràm gió

ỉ 1.1 Tràm gió

Cây tràm gió là cây thân gồ, tên khoa học là Melaleuca cajuputi Powell, thuộc chi

Tràm Myrtaceae và được trồngphổbiến ở ĐôngNam Á, úc, New Guinea và đảoTorresStrait Tràm gió là thực vậy có chiều cao trung bình đến cao, vỏ cây màu bạc và hoa

màu trắng hoặc màu xanh lá Câytràm gió là nguyên liệu chưngcất ra tinhdầu tràm gió

vớinhiều lợi ích trongcuộc sống hàng ngày đãđược chứng minh (Jolie, 2018)

Hình 1.1 Cây tràm gió

a) Đặc điểm

- Cây tràm gió có thể cao đến 35 m

- Vỏ câymàu xám, nâu, hoặc trắngtạo thành nhiều lớp Ban đầu vỏbóng mượt, sauđócứng và tạo thành nhiều lóp sần sùi khi trưởng thành

- Lá cây xếp xen kẽ, lá dài từ 40-140 mm, rộng 7.5-60mm và thon dần ở cả hai đầu

- Hoa có màutrắng, màukem hoặc màu xanh lục vàng, hoa thường nởở cuốicành cây

vàphát triển ra phía sau Hoa mọc thành từng cụmdài hìnhtrụ có 8 đến20 chùm hoa,

mồi chùm có ba hoa Thời điểm ra hoa tùy theo mồi loại khác nhau

- Quả hình hình tròn mọc dọc theo cành cây, mồi quả có đường kính 2-2.8 mm (Jolie,

2018)

b) Phân loại

- Loài Melaleuca cajuputi Powell subsp cajuputi: hoa nở vào tháng 3 đến tháng 11

Cây phát triển và phân bố ở bán đảo Dampier, sông Calder, Tây úc và Đông Timor

- Loài Melaleuca cajuputi subsp cumingiana (Turcz) Barlow: hoa nở từ tháng 2 đếntháng 12 Rừng tràm gióphân bố ở ven biển Việt Nam, Myanmar, Thái Lan, Malaysia

và Indonesia

- Loài Melaleuca cajuputisubsp platyphylla Barlow: hoanở từ tháng 1 đếntháng 5 và

từ tháng 8 đến tháng 9 Cây phát triển ở New Guinea, đảo Torres Strait và tây bắc

Queensland (Jolie, 2018)

c) Công dụng

- Tràm gió được trồng vàsử dụng nhưnguồn nhiên liệu, làm than ở ĐôngNam Á Gồcây tràm gió còn được dùng làm cột, sàn nhà, hàng rào, vỏ cây được dùng làm

nguyên liệu để lọp, tráng kín thuyền,

- Người Úc bản địa đã sử dụng lá của loài này để chừa bệnh đau nhức, trị bệnh về

đường hô hấp Tại Thái Lan, lá tràm gió được sử dụng để chế trà thảo dược để

trị bệnh

- Cây tràm gió được dùng chủ yếu để chiết xuất tinh dầu tràm gió, hay còn gọi tắt làdầu tràm Tinh dầu tràm gió trên thị thường hầu hết là từ loại Melaleuca cajuputi

subsp Cajuputi (Jolie, 2018)

1.1.2 Tinh dầu tràm gió

Phân tíchthànhphần hóa học của dầu tràm có rất nhiềuchất, nhưng chỉ hai hoạtchất

có tác dụng là Eucalyptol chiếm 10-15 % và P-Caryophyllene chiếm 10-15 % (Trần,

2009)

Eucalyptol là một họp chất hữu cơ tự nhiên, trong điều kiện nhiệt độ phòng là một chất lỏng không màu Nó là mộtete vòng đồng thời là một monotecpenoit Eucalyptol

còn được biếtđến dưới các tên gọi như 1,8-cineol, 1,8-cineole, limonen oxit, cajeputol,

1,8-epoxy-p-menthan, 1,8-oxido-p-menthan, Eucalyptole, l,3,3-trimethyl-2-oxabicyclo

[2,2,2] octan, cineol, cineole

- Thực phẩm và mỹ phẩm: Do có mùi thơm và vị hăng dễ chịu, Eucalyptol được sử

dụng như chất tạo mùi, tạo vị trong nhiều loại sản phẩmnhư bánhkẹo, thịt, đồ uống

và trong mỹ phẩm

- Y học: Eucalyptol là thành phần trong nhiều loại nước súc miệng vàthuốc ho

- Nông nghiệp: Eucalyptol được sử dụng như là một thuốc trừ sâu và thuốc xua côntrùng (Wikipedia, 2015).

Hình 1.2 Công thức cấu tạo của (a) Eucalyptol và (b) p-Caryophyllene

Hoạt chất (3-Caryophyllene trong tinh dầu tràm cũng có khả năng được sử dụng đểđiều trị chứng lo âu và trầm cảm, chống viêm, kháng sinh, chống oxy hóa, chống ung

thư và gây tê cục bộ Do đó P-Caryophyllene là một trong những nguyên liệu quý đểbào chế nhiều loại thuốc dưới dạng bôi xức trực tiếp hoặc dạng hít ngửi bay hơi Đặcbiệt, trong những nguyên cứu mới đây, thành phần ỊB-Caryophyllene có trong tinh dầutràm nguyên chất còn có khả năng ngăn ngừa sự phát triển của các tế bào ung thư(Legault & Pichette, 2007)

1.2 Phân đoạn tinh dầu

1.2.1 Tinh dầu phân đoạn

Từ ngàn xưa, thảo mộc đặc biệt là thảo mộc có mùi hương được dùng nhiều trong

việc chăm sóc sức khỏe và làm đẹp Thành phần quan trọng nhất là tinh dầu có trong

thảo mộc Đây là lĩnh vực Việt Namcó thế mạnh do là nước nhiệt đới gió mùavới hơn

6000 loài thảo mộc Tinh dầu có thể dùng trực tiếp nhưdược phẩm, mỹ phẩm, đặcbiệt

là nguyên liệu cơ bản quan trọngtrong sản xuất nhiềuloại dược mỹ phẩm có giá trị Sản

phẩmtinh dầu phân đoạn là sảnphẩm tinh dầu chất lượng cao có thể dùng trực tiếp như

liệupháptrị liệu

Hình 1.3 Tinh dầu ban đầu và các phân đoạn của tinh dầu

Việc phân đoạn tinh dầu giúp lấyđược phân khúc tinh dầu có chất lượng cảm quan

và dược tính cao nhất Do vậy, tinh dầuphân đoạn chấtlượng cao sẽ giúp tạo tính cạnh tranh khácbiệt với các chủng loại tinh dầutrên thị trường

> Tinh dầu tràm gió đã được sử dụng từ lâu đời trong nền y học dân tộc để chăm sóc

bà mẹ và trẻ em Tràm gió phân đoạn chứa nhiều dược chất quý như 1,8-Cineole,

Ị3-Caryophyllene có tác dụng trị cảm cúm, ho, giữ ấm cơ thể,kháng khuẩn

1.2.2 Công nghệ và thiết bị

Tùy thuộc từng loại nguyên liệu và trạng thái của tinh dầu trong nguyên liệu (tự do

hoặc kết họp) mà người ta dùng các phương pháp khác nhau để tách chúng

Chiết xuất tinh dầu bằng phương pháp cơ học (ép lạnh) là phương án tiết kiệm chiphí Tuy nhiên, sè khiến cho dư lượng thuốc bảo vệ thực vật có trongnguyên liệu bị lôi cuốn theotinh dầu, do đótinh dầu thu được sẽ trở thànhtinh dầu “thứ phẩm” so vớiviệc chiết xuấtbàng phương pháp chưng cấtphân đoạn (PGS.TS NguyễnThọ, n.d.)

Tẩm trích bằng dung môi dề bay hơi có nhiều ưu điểm vì tiến hành ở nhiệt độ phòng,

nênthành phần hóa học củatinhdầu ít bị thay đổi Trong công nghiệp sảnxuấttinh dầu, phương pháp này dùng để tách tinh dầu trong các loại hoa (hàm lượng tinh dầu ít).Phương pháp này có thể lấy được những thành phần quí như sáp, nhựa thơm trong nguyên liệu mà phương pháp chưng cấtkhôngthể tách được Vìthế, chất lượng của tinh

dầu sản xuất bằng phươngpháp này khá cao Tuy nhiên, đa số các dung môi hữu cơ sử

dụng đều độc và dềcháy nổ (PGS.TS Nguyền Thọ, n.d.)

Công nghệ chưngcất chân không phânđoạn làcông nghệ phântách được dùng từ rấtlâu trong công nghiệp dầu khí, có vai trò tách dầu thô thànhcácphân khúc nhẹ hon như xăng, diesel, dầu đốt, Công nghệ này cũng được dùng để phân tách và tinh chế các loại dầu được điều chế từthực vật (bio-oil) để tạo nhiên liệu.

Công nghệ này gần đây đượcáp dụngđểphân táchcác hoạtchấttrongtinh dầu nhằm

phục vụ cho sản xuất và nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng Tinh dầu về bảnchất là hỗn họp các chất hữucơ dề bay hơi có mùi hươngvà dượctính, được trích ly từ thảo mộc Do vậy, có thể áp dụng phương pháp chưng cất chân khôngphân đoạn Tinh

dầu phân đoạn được chứng minh có nhiều ưu điểmvề hiệu quả sử dụng và cảmquan so

với tinh dầu thô Qua đó, tạo tính riêng biệt cho từng phân đoạn và gia tăng sức cạnh

tranh củasản phẩm tinh dầu phân đoạn Phương pháp này cũng cho các phân đoạn tinh

dầu gầnnhư tinh khiết bằngcách sử dụng áp suất thấpvà khả năng phân tách hoạtchất dựa vào sựkhácnhau về nhiệtđộ sôi của các chất trong hỗn họp tinh dầu ban đầu

Công nghệ này ở ViệtNamchưa được phát triển Kếtquảtìm kiếm trên trangthương

mại điện tử Amazon chỉ có một vài sản phẩm tinh dầu phân đoạn Ví dụ: tinh dầu tràm

trà có hoạt chất P-Caryophyllene > 36% và hàm lượng 1,8-Cineole < 5% Điều nàychứng tỏ, tinh dầu phân đoạn đãđược chú ý trên thế giới nhưng chưa được nghiên cứurộng rãi

1.3 Những nghiên cứu trên thế giói

Nghiên cứu năm 2017 của nhómnghiên cứu đứng đầu là Tiến sĩ Pauletti về việc sử

dụng công nghệ chưng cất chân không phân đoạn để phân tách hoạt chất của tinh dầucam Kết quả cho thấy, chúng ta có thể đạt được phân đoạn chứa tới 96.68% D-

Limonene - một hoạt chất có dược tínhcao, ở đỉnh tháp trongkhi hàm lượng chất này ở

đáy tháp là 52.81% Hàm lượng Linalool, một hoạt chất có khả năng giải cảm tốt tăng

từ 0.37% trong nguyên liệu thô ban đầu lên 4.22% trong phân khúc tinh dầu dưới đáy

tháp Các nhóm chức bị oxy hóa có xu hướng tập trungvào phân đoạn nặng ở đáy của

thiết bị, trong khi các Terpene nhẹ hơn sè tập trung ở phân đoạn nhẹ trên đỉnh tháp (Perini et al., 2017)

Trong một nghiên cứu khác, chúng tacó thể thu được D-Limonene với độtinh khiết 96.7% bang phương pháp chưngchất chân không phân đoạn với áp suất 100 mmHg và

nhiệt độ khoảng 25-26°C Hàm lượng D-limonene có thể được 99.9%với sự hỗ trợ bởi công nghệhấp phụ bằng silica gel (Amanzadeh et al., 2006).

Nhóm nghiên cứu của Faral đã phân tách hoạt chất trong tinh dầu hưcmg đào úc(Moroccan myrtle) bằng côngnghệ phân tách chânkhôngphân đoạn Tinhdầu banđầuchứa 3 hoạt chấtchính: a-Pinene(10%), 1,8-Cineole (43%)và Myrtenyl acetate (25%)

Tinh dầu này được tách làm 3 phân đoạn: Phân đoạn 1 giàu a-Pinene (42-54.8%), Cineole(27-53.6%); Phân đoạn 2 giàu 1,8-Cineole (83-99.8%); Phân đoạn 3 chứanhiều

1,8-Myrtenyl acetate (62-65%) (Farah et al.,2006)

Phươngpháp chưng cất chân không phân đoạn có hoàn lưu cũng được ứngdụng đểphân tách và tinh chế tinh dầu sả Java Trong nghiên cứu này, độ chân không là -76cmHg, tỉ lệ hoàn lưu là 5:1 Hàm lượng hoạt chất chính Citronellal, Citronellol vàGeraniol trong hồn hợp ban đầu lần lượt là 21.59%, 7.43% và 34.27% Sau khi chưng

cất và tinh chế, hàm lượng Cintronellal có thể đạt tới 95.10%, Citronellol 80.65% và

Geraniol có thể đạt 76.63% (Eden et al., 2018)

w Silvestre và cộng sự đánh giá hiệu quả về mặt kỳ thuật của phương pháp chưng

cất phân đoạn chân không khi phân tách các họp chất có trong tinh dầu vỏ quýt xanh (Citrus deliciosa Tenore) Phân hủy nhiệt đồng thời cũng được thực hiện Các kết quả

thu được cho thấy chưngcất phân đoạn chân không có khả năng phân tách cácterpene

hydrocarbon (đỉnh tháp) ra khỏi các terpene có đính các nhóm chức khác (đáy tháp)

Một sổ họp chất vi lượng như methyl-N-methyl anthranilate (0.6%) và alpha sinensal

(0.4%) có hàm lượng tăng hon 10 lần sau quá trình phân tách, tương ứng 15.3% và

10.9% Họpchất chính trongtinhdầu, D-limonene, giảm từ 70.7%xuống21.8%ởphânđoạnđáy Không có bằng chứngnào vềsựphân hủy nhiệttrongcác sảnphẩm phân tách

(Silvestre et al., 2016)

Chưngcấtdải xoay tròn (spinningband distillation) làmộttrongnhững phương pháp

để phân tách các hồn họp có nhiệt độ sôi cao và gần nhau Phương pháp nàykhông sử

dụng dung môi hay phụ gia trong quá trìnhphân tách Phân đoạn tinh dầusả, tràm gió,

hoắc hương được tiến hành thực nghiệm bằng thiết bị chưngcất dải xoay tròn B/R

36-100 Tinh dầu thô được chứa trong nồi đun 150 mL, điều chỉnh nhiệt độ ngắt và tốc độgia nhiệt Nhiệt độ ngắt cho từng loại tinh dầu vào khoảng 230-300°C đối với hoắc

hương, 176-280°C đối với sả và 150-230°C đối với tràm gió Áp suất vận hành là 10

mmHg đổi với hoắc hương và 30 mmHg đối với sả vàtràm gió Quá trình gia nhiệt ổnđịnh và dung dịch sôi có kiểm soát Chưng cất dải xoay tròn giúp dòng hơi ngưng tự nhanh hơn so với phân đoạn chân không đon giản và ở sản phẩm cuối là tối đa Thànhphầncitronella, 1,8-cineole và patchouli alcoholtrongtừng loại tinh dầu lần lượt là 88%, 67% và 44% (Kumiawan et al., 2019).

w Warsito và cộng sự đã tiếnhành chưng cấtphân đoạntinh dầu chúc (chanh Thái)

và phân tích thành phần các họp chất có trong mồi phân đoạn Chưng cất phân đoạnđược thực hiện sử dụng PiloDist 104-VTU, chiều cao tháp là 2m (số mâm là 120), áp suất hệthống được cài đặt ở5 và 10 mBar, tỉ lệ hồi lưu là 10/10, 20/10 và 60/10, phân

tích thành phần hóa học bằng GC-MS Kết quả thu được thành phần hóa học của tinh

dầu chúc gồm 20 họp chất, với năm thành phần chính là P-citronellal (46.40%), linalool (13.11%), P-citronellol (11.03%), citronelyl acetate (6.76%) và sabinen

L-(5.91%) Điều kiện tối ưu cho chưng cất phân đoạn tại áp suất 5 mBarvới tỉ lệ hồi lưu

là 10/10 P-citronellal và L-linalool được phân bố từ phân đoạn 1 đến 9 Hydrocarbonmonoterpenes chỉ phân bố từ phân đoạn 1 đến 4, trong khi oxygenated monoterpeneschiếmtừphân đoạn 5 đến 9 Hàmlượngcaonhấtcủa p-citronellal là 84.86% (phân đoạn 7), L-linalool là 20.13% (phân đoạn 5), sabinen là 19.83% (phân đoạn 1), 4-terpeneol,P-citronellol và citronelyl acetate tương ứng là 7.16, 12.27 và 5.22% (phân đoạn 9)(Warsito et al., 2017)

G Castillo-Herrera và cộng sự đã làm giàu hàm lượng phenolic trong tinh dầu kinh

giới cay (Oregano) bằng chưng cất phân đoạn Nó có thể nâng hàm lượng thymol vàcarvacrol lên 74% trong một phân đoạn tinh dầu Ngoài ra, sự ảnh hưởng của vùng nguyên liệu đến hàm lượng phenolic trong tinh dầu cũng được nghiên cứu Tuy nhiên,

không có sự khác biệt đáng kể nào được tìm thấy Có thể thấy phương pháp chưng cấtphânđoạn chuẩn hóa hàm lượngphenolic trong tinhdầubấtkểnguồnnguyên liệu Bằng cách đó, giúp làm giàu hàm lượng phenolic và làm giảm sự ảnh hưởng của các yếu tốbiếnđổi thời tiếtđến chất lượng tinh dầu từ3 bang Mexico khác nhau (Castillo-Herrera

hàm lượng PA ban đầu là 27.03 và 36.8% được phân tách thành 4 phân đoạn Kết quả

thu được hàm lượng PA tăng lên tới 35.35 và 43.62% tương ứng (Aisyah & Anwar, 2012)

Tinh dầu hoắc hương cũng được z Su và cộng sự phân tách thành 4 phân đoạn (A,

B,c và raffinate) sử dụngchưng cấtphân đoạn chân không theo tỉ số hồilưucho trước.Patchouli alcohol (PA) được kết tinh từ phân đoạn c (chứa hơn 80% khối lượng) bằng

cáchlàm lạnh và ly tâm Cuối cùng, PAđược tinh chếbằng quá trình lọc Đặc trưng của

PA được xác định bằng điểm nóng chảy, phổ hồng ngoại (IR), phổ cộng hưởng từ hạt

nhân (NMR) và khối phổ (MS) Hiệu suất thu hồi PA trong phương pháp này đạt 52.9% Cấu trúc của PA thuđược từ phổ 'H-NMR, 13C-NMR và MS phù hợp với dừ liệu phổ

chuẩn Như vậy, chưng cất phân đoạn kết hợp với kết tinh có thể ứng dụng thành công

để phân lập PA từ tinh dầu hoắc hương trong điều kiện không có dung môi (Su et al.,

Chuông 2 ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu

• Bộ chuyển đổi sừngbò (cow adapter)

• Nhiệt kế thủy ngân

• Cốc thủy tinh 250 ml

• Pipet 10 ml

• Bếp lưới

• Đồng hồ đo công suất Kawa-EN 106

• Cột chưng cất phân đoạn

• Vật liệu đệm: lò xo dài 1.8 mm, đường kính 0.4mm, chất liệu nhựa

Bảng 2.1 Thông số cột chưng cất phân đoạn

-Hình 2.1 Cột chưng cất phân đoạn và vật liệu đệm

2.3 Phuong pháp nghiên cúu

2.3.1 Quy trình công nghệ

Hình 2.2 Quy trình công nghệ chưng cất phân đoạn tinh dầu tràm gió

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Tinh dầu tràm gió thô đem cân chínhxác khối lượng trong khoảng từ 30 g Tinh dầuthô được cho vào bình chưng cất Lắp hệthống như hình 2.3 Điều chỉnh các thông số

áp suất và công suất bếp phù họp với yêu cầu mồi thí nghiệm rồi tiến hành chưng cấtphân đoạn Phần cất được ngắt ra làm 3 phân đoạn theo nhiệtđộ (F1, F2) và phần còn

lại thu ở bình chưng (F3) Cân khối lượng mồi phân đoạn để tính độ thu hồi sản phẩm

2.3.2 Sơ đồ nghiên cứu

2.3.3 Bố trí thỉ nghiệm

Các thí nghiệm đượcbố trí khảo sát theo phươngpháp luânphiên từng biến Mồi thí

nghiệm được thực hiện hai lần và kiểm tra sự lặp lại ởkhối lượng của từng phân đoạn

Nhiệt độ sôi của mồi phân đoạn sản phẩm bằng với nhiệt độcủahồn họphơi ở đỉnh cột

và đượcđo bằng nhiệt kế

Sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) được thực hiện trên máy sắc ký khí Thermo

Fisher Science Trace 1310 kết hợp với máy phân tích khối phổ TSQ 9000 Cột mao quản silica không phân cực (TG-5MS) được phủ methyl silicon (30 m X 0.25 mm), độdày màng 0.25 pm Quét khối phổ (1 scan/s) được thực hiện trong khoảng khối lượng

50-550 amu, ion hóa bằngbắnphá điệntửở 70 eV Heliumđược sửdụnglàm khí mang

ở tốc độ dòng 1.2 ml/min với tỷ lệ chia dòng 1:250 (0.2 pL) Chương trình nhiệt: (i) 60°C trong 30 giây; (ii) tăng 6°c/min từ 60 đến 180°C; (iii) tăng 20°C/phút từ 180 đến

300°Cvà giữ trong 10 phút Nhiệt độ của kim tiêm, nguồn ion và giao diện khối phổ lần

lượt là 250, 290 và 300°C Các họp chất có trong tinh dầu được xác định bởi khối phổ

chuẩn (thư viện NIST 2.2)

b) Khá năng khảng oxy hoả

Khả năng kháng oxy hóa của các phân đoạn tinh dầu được thực hiện theo phương

pháp DPPH (2,2-Diphenyl-l-picrylhydrazyl) như sau:

- Cân 0.024 g DPPH hòatan trong dungmôi ethyl acetat, định mức lên 100 ml

và để tủ lạnh trong 36 h

- Đổ dung dịch đã pha vào một cốc, sau đó cho thêm ethyl acetat vào cốc 1lượng gấp 3-4 lần dung dịch đã pha

- Đo mậtđộ quang (OD) ởbước sóng 517nm, chuẩn tới 1.1 (cao hơn cho dung

môi ethyl acetat vào, thấp hơn cho dung dịch DPPH đã pha ban đầu vào), làm lạnh dung dịch trong nước đá để dung dịch không bay hơi

- Phatinh dầu với dung môi ethyl acetat trong ống nghiệm ở tỉ lệ 1:5

- Đổ dungdịch DPPH đã hiệu chỉnh vào ống nghiệm vừapha với tỉ lệ 1:4 (0.4

ml tinh dầu/ethyl acetat và 1.6 ml DPPH/ethyl acetat)

- Đợi 30 phút rồi đomậtđộ quang ởbước sóng 517 nm

Giá trị mậtđộ quang càng thấp thì khả năng bắtgốc tự do DPPH càng cao Tỉ lệphầntrămhoạt tính khángoxy hóa được xác định theo công thức sau:

Độ thu hồi của cấu tử i trong mỗi phânđoạn được tính theo công thức sau:

ni trong phân đoạn

B-313; Gram âm: Escherichia coli NRRL B-409, Samonella typhimurium

NRRL-B-2354, Pseudomonas aeruginosa NRRL B-14781 ở nồng độ IxlO8 CFƯ/ml Mật độ vi khuẩn được xác định bằng phương pháp đo mậtđộ quang học (OD) ở bước sóng 600nm

Thạch dinh dưỡng LB được sử dụng để đổ vào đĩa petri có đường kính 90 mm chođếnkhiđộ dàycủathạch là4mmđểngăn chặn sựkhuếch táncủa các sản phẩm thử nghiệm

Thêm 0.1 mlmồi dung dịch vi khuẩnvàođĩa và dùng phương pháp gạtvôtrùngđể phân

bố đều Các đĩa được để yên trong 15 phút Đồng thời dùng mẩu giấylọc đường kính 6

mmvôtrùng chứa tinhdầu tràm gióđặttrênđĩathạch Hai mẩu giấylọc khác chứa nướccất là đối chứng âm và kháng sinh Amoxicillin (400pg/ml) là đối chứng dương Các

mẩu giấy lọc này được đặt đối xứng trên môi trường bằng nhíp vô trùng Các đìa nàyđược ủ trong 24 ± 2 giờ ở 37°c trong điều kiện yếm khí Kết quả được đánh giá bằng

cách đo các khu vực không có sự phát triển của vi khuẩn Thí nghiệm được thực hiện3 lần

ĐK vùng tre chế (mm) = ĐK vòng vô khuẩn — ĐK khoanh giấy

(3)

2

Chuông 3 KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Thành phần của tinh dầu thô

Bảng 3.1 Thành phần (%) các họp chất trong tinh dầu tràm thô