Nghiên cứu trích ly tinh dầu vỏ bưởi bằng chưng cất lôi cuốn hơi nước

Nghiên cứu trích ly tinh dầu vỏ bưởi bằng chưng cất lôi cuốn hơi nước

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Vũng Tàu, ngày…….tháng…….năm 2018 Xác nhận của giáo viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Vũng Tàu, ngày…….tháng…….năm 2018 Xác nhận của giáo viên phản biện

(Ký và ghi rõ họ tên)

Trong quá trình làm bài báo cáo, khó tránh khỏi sai sót, rất mong các Thầy,

Cô bỏ qua Đồng thời do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn cònhạn chế nên bài báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhậnđược ý kiến đóng góp Thầy, Cô để em học thêm được nhiều kinh nghiệm và sẽhoàn thành tốt hơn bài báo cáo tốt nghiệp sắp tới

Vũng Tàu, ngày…….tháng…….năm 2018

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG 1

DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ 2

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3

LỜI MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 6

1.1 Giới thiệu về bưởi 6

1.1.1 Nguồn gốc của bưởi 6

1.1.2 Đặc điểm thực vật của cây bưởi 6

1.1.3 Thành phần hóa học của bưởi 8

1.2 Lợi ích của quả bưởi 8

1.3 Một số giống bưởi ở Việt Nam 10

1.3.1 Bưởi Năm Roi 10

1.3.2 Bưởi Phúc Trạch 10

1.3.3 Bưởi Da Xanh 11

1.3.4 Bưởi Diễn 11

1.3.5 Bưởi Đoan Hùng 12

1.3.6 Bưởi Tân Triều Biên Hòa 12

1.3.7 Bưởi Lông Cổ Cò 13

1.3.8 Bưởi Thanh Trà 13

1.4 Một số bài báo nghiên cứu khoa học về tinh dầu vỏ bưởi 14

1.4.1 Bài báo nghiên cứu khoa học trong nước 14

1.4.2 Bài báo nghiên cứu khoa học ngoài nước 14

1.5 Giới thiệu về tinh dầu 14

1.5.1 Khái niệm về tinh dầu 14

1.5.2 Phân loại tinh dầu 15

1.5.3 Nguồn gốc và sự phát triển của tinh dầu 15

1.5.4 Tính chất vật lý và các thành phần hóa học trong tinh dầu 15

1.5.5 Vai trò của tinh dầu trong đời sống thực vật 19

1.6 Tính chất vật lý và tính chất hóa học của tinh dầu vỏ bưởi 20

1.6.1 Tính chất vật lý của tinh dầu vỏ bưởi 20

1.6.2 Thành phần hóa học của tinh dầu vỏ Bưởi 20

1.7 Ứng dụng của tinh dầu vỏ Bưởi 22

1.7.1 Trong mỹ phẩm 22

1.7.2 Trong dược phẩm 22

1.7.3 Trong thực phẩm 22

1.7.4 Một số ứng dụng khác của tinh dầu 23

1.8 Các phương pháp chiết xuất tinh dầu 23

1.8.1 Phương pháp chưng cất lôi cuốn bằng hơi nước (Hydrodistillation) 23

1.8.2 Phương pháp chiết (Extraction) 26

1.8.3 Phương pháp ép (Expression hay Cold Pressing) 28

1.8.4 Phương pháp ngâm (Hot Maceration) 28

1.9 Các phương pháp phân tích sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS) dùng để xác định thành phần trong tinh dầu 29

1.9.1 Phương pháp sắc ký khí (GC) 29

1.9.2 Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS) 30

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG THỰC NGHIỆM 33

2.1 Đối tượng, dụng cụ thiết bị và hóa chất, phương pháp nghiên cứu 33

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 33

2.1.2 Dụng cụ thiết bị và hóa chất 33

2.1.3 Phương pháp nghiên cứu 34

2.2 Xử lý nguyên liệu 34

2.3 Đề xuất quy trình chiết xuất tinh dầu vỏ Bưởi 34

2.3.1 Quy trình chiết xuất tinh dầu vỏ Bưởi 34

2.3.2 Thuyết minh quy trình 35

2.4 Đề xuất mô hình chưng cất thực nghiệm tại phòng thí nghiệm 37

2.5 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng và thành phần tinh dầu 37 2.5.1 Thực nghiệm xác định tỷ lệ nước/nguyên liệu 37

2.5.2 Thực nghiệm xác định nồng độ NaCl trong nước ngâm 38

2.5.3 Thực nghiệm xác định thời gian ngâm hỗn hợp 39

2.5.4 Thực nghiệm xác định thời gian chưng cất 40

2.6 Phương pháp xác định một số chỉ số hóa lý của tinh dầu vỏ bưởi 40

2.6.1 Đáng giá cảm quan 40

2.6.2 Xác định tỷ trọng 41

2.6.3 Chỉ số acid 41

2.6.4 Chỉ số xà phòng hóa [7] 42

2.7 Phương pháp xác định tỉ lệ khối lượng tinh dầu 43

CHƯƠNG 3: KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN 44

3.1 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng và thành phần tinh dầu 44

3.1.1 Tỷ lệ nước/nguyên liệu 44

3.1.2 Nồng độ NaCl trong nước ngâm 46

3.1.3 Thời gian ngâm hỗn hợp 48

3.1.4 Thời gian chưng cất 50

3.2 Xác định một số chỉ số hóa lý của tinh dầu vỏ bưởi 52

3.2.1 Đánh giá cảm quan 52

3.2.2 Xác định thành phần hóa học của tinh dầu vỏ bưởi bằng GC/MS 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ

LỜI MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

- Tinh dầu là nguồn hương liệu có nguồn gốc từ cây cỏ thiên nhiên ngày càngđược con người chú ý và ưa chuộng, đặc biệt là một số loại tinh dầu được sửdụng rất nhiều hiện nay: tinh dầu hoa hồng, bưởi, cam, chanh, tinh dầu tràm,tinh dầu bạc hà, tinh dầu hoa lài…Trong đó tinh dầu bưởi, cam, chanh rấtđược quan tâm vì những ứng dụng của nó trong thực phẩm, mỹ phẩm, dược

phẩm, làm đẹp… và vấn đề bảo vệ sức khỏe con người Các cây chi Citrus

họ Rutaceae (bưởi, cam, chanh) là những cây có giá trị kinh tế cao, sức sống

mạnh mẽ, là những loại cây có khả năng thích nghi cao với điều kiện và thổnhưỡng của vùng nhiệt đới ẩm Việt Nam là nước có tiềm lực lớn về các loạicây trồng này, phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu đặc biệt là giống

bưởi Năm Roi đặc sản của Việt Nam Tuy nhiên, giống cây chi Citrus họ Rutaceae chỉ mới sử dụng múi chưa tận dụng được nguồn tinh dầu từ vỏ quả Cho nên hằng năm, nước ta phải nhập một lượng lớn tinh dầu từ nước

ngoài để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước Hiện nay, tinh dầu vỏ bưởitrích ly và bán trên thị trường đa phần là xuất xứ Trung Quốc Từ đó, vấn đềđặt ra là nghiên cứu, xây dựng quy trình sản xuất tinh dầu hiệu quả cao từnguồn nguyên liệu phong phú vốn có để đáp ứng nhu cầu sử dụng trongnước và có thể xuất khẩu, đồng thời giải quyết vấn đề về môi trường

- Từ vấn đề trên tôi chọn đề tài “Nghiên cứu trích ly tinh dầu vỏ bưởi bằng chưng cất lôi cuốn hơi nước” để làm đồ án chuyên ngành.

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài: Nghiên cứu đề tài nhằm tìm ra điều kiện thích hợp trong việc chiết tách (trích ly) tinh dầu vỏ bưởi Từ đó, xây dựng quy

trình áp dụng ở quy mô các cơ sở sản xuất tập trung ở các vùng nguyên liệunhằm đưa ra sản phẩm tốt nhất cho nhu cầu sản xuất và tiêu dùng

3 Ý nghĩa về mặt sức khỏe: Tác dụng của tinh dầu bưởi giúp giảm cân, trị cảm

lạnh, giải độc, giảm stress, làm mượt tóc, kích thích mọc tóc, sát khuẩn, làmđẹp, chế tạo dược phẩm, giúp khí huyết lưu thông tốt làm cho bạn luôn có mộttinh thần vui vẻ và thoải mái

4 Ý nghĩa về mặt thẫm mỹ: Làm se da, giúp cân bằng các yếu tố dinh dưỡng cho da, dưỡng tóc…

5 Ý nghĩa trong công nghệ thực phẩm: Là hương liệu làm ngon bánh kẹo, đồ

hộp, các loại rượu khai vị, các loại chè, mứt, các loại nước giải khát…

Cấu trúc bài báo cáo gồm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan lý thuyết

Chương 2: Xây dụng thực nghiệm

Chương 3: Kết quả và thảo luận

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

1.1 Giới thiệu về bưởi [7]

1.1.1 Nguồn gốc của bưởi [7]

- Tên khoa học Citrus Maxima Burm.Merr, Citrus Grandis(L.) Osbeck:

+ Giới (regnum) : Plantac

+ Chi (genus) : Citrus

+ Loài (species) : C.maxima

- Bưởi có nguồn gốc từ Nam Á và Malaysia, mọc tự nhiên theo bờ sông Fiji (tên một đảo quốc ở Thái Bình Dương) và Friendly

1.1.2 Đặc điểm thực vật của cây bưởi [7]

Cây cao khoảng 5 đến 10m, thường có gai lớn (nhất là trồng bằng hạt), nhánh non có lông tơ

a) Rễ

- Thường có 1 rễ cái và những rễ nhánh, từ rễ nhánh mọc ra các rễ lông yếu ớt

Sự phát triển của rễ thường xen kẽ với sự phát triển của thân, cành trên mặt đất

- Rễ mọc ra từ hạt thường khỏe, mọc sâu, nếu đất thoáng nước tốt và tơi xốp rễ

có thể mọc sâu đến 4m

b) Thân, cành

- Bưởi thuộc loại thân gỗ, các cành chính thường mọc ra ở các vị trí trong khoảng1m cách mặt đất Cành có thể có gai, nhất là khi trồng bằng hạt Cành phát triểntheo lối hợp trụ, khi cành mọc dài đến một khoảng nhất định thì ngừng lại

- Trong một năm cây có thể cho 3 – 4 đợt cành, tùy theo chức năng của cành màchúng có tên khác nhau như:cành mang trái, cành mẹ, cành dinh dưỡng và cànhvượt

c) Lá

- Lá Bưởi thuộc lá đơn gồm có cuống lá, cánh lá và phiến lá

- Lá lớn, có cành lá to, phiến lá hình xoan đến bầu dục, dạng trái tim, dài từ 12 – 15cm, mặt dưới gân lá thường có lông

- Quá trình phát triển của Bưởi chia làm 3 giai đoạn:

 Giai đoạn 1: Từ 4 – 9 tuần sau khi đậu trái, trái chủ yếu phát triển kíchthước và trọng lượng Bên cạnh đó phần thịt trái cũng phát triển chủ yếu

là các tép phát triển về kích thước và số lượng

 Sau đó, cùng với sự phát triển của các tép là sự phát triển của lớp trung bì

 Giai đoạn cuối cùng, khi trái đạt độ chín thành thục, hàm lượng acidtrong nước giảm dần, trong khi màu sắc của trái từ màu xanh chuyểnsang màu vàng và độ cứng của trái sẽ giảm dần

1.1.3 Thành phần hóa học của bưởi [7]

- Bưởi được tận dụng tất cả các bộ phận, từ hoa (để chế hương liệu), lá, vỏ, cơm

và cả hạt Nước bưởi chứa nhiều chất bổ dưỡng như các loại đường trái cây,đạm, béo, acid tannic, bêta-caroten và các chất khoáng Phospho, sắt, Calci,Kali, Magie Ngoài ra, còn chứa nhiều vitamin (B1, B2, C), trong đó hàm lượngvitamin C khá cao, gấp khoảng 10 lần so với quả lê

- Vỏ quả chứa flavonoid như naringosid, hesperidin, diosmin, diosmetin,

hesperitin…

 Vỏ quả ngoài: chứa coumarin, caroten và tinh dầu (chủ yếu là d –limonen)

 Vỏ quả giữa: rất giàu naringin có vị rất đắng, pectin và một ít limonin

- Dịch quả: glucid, lipid, các chất khoáng (canxi, kali, phospho), caroten và các vitamin (B,C)

- Hạt: chứa nhiều limonin, vỏ hạt chứa nhiều pectin

1.2 Lợi ích của quả bưởi [7]

- Bưởi là loại trái cây có rất nhiều chất dinh dưỡng, trong đó có nhiều chất có thểgiúp ích cho cơ thể của chúng ta Trong thành phần dinh dưỡng của trái Bưởi cónhiều loại vitamin và khoáng chất mà cơ thể rất cần Chẳng hạn như vitamin C,trong một trái Bưởi trung bình có tới 39 miligam

- Bưởi chứa nhiều vitamin C và potassium, là nguồn cung cấp chất vôi (calcium),folate, sắt, và chất khoáng khác Bưởi đỏ hay bưởi hồng chứa nhiều beta caroten

là tiền chất của vitamin A Ngoài ra, Bưởi còn chứa nhiều chất xơ và ít calories,nhiều chất bioflavonoids và một vài hóa chất khác có khả năng ngăn ngừa bệnhung thư và tim mạch

- Bưởi giúp chúng ta ăn ngon, kích thích sự tiêu hóa vì tăng cường sự tiết mật và tiếtdịch vị Dùng bưởi vào buổi sáng lúc bụng đói có tác dụng lợi tiểu và tẩy chất độc,giúp lọc máu, thải những chất cặn bẩn và độc tố ở thận và gan ra ngoài

- Một số người bị bệnh thấp khớp, viêm khớp, hoại huyết, và kinh phong đã lành nhờ ăn bưởi thường xuyên

- Làm giảm cholesterol: trong bưởi có pectin, chất sợi hòa tan có tác dụng làmgiảm cholesterol trong máu, giảm chất béo thâm nhập vào cơ thể Theo nghiêncứu trong những người có hàm lượng cholesterol trong máu cao, việc ăn thường

xuyên 15g pectin trong Bưởi trong thời gian 4 tháng giúp giảm cholesterol trong máu trung bình 8%, trong trường hợp đặc biệt có thể giảm tới 20%.

- Chống cao huyết áp, giảm tai biến tim mạch: Hesperidin và naringin là 2 chấtflavonoid giúp bảo vệ tính đàn hồi của mạch máu, ngừa xơ cứng động mạch,gián tiếp chống cao huyết áp và tai biến mạch máu não Acid galacturoniquetrong bưởi có tác động đặc biệt lên cholesterol xấu, một trong những yếu tố tạonên mảng xơ vữa thành mạch làm giảm sự đàn hồi của động mạch Chính tácđộng này có tác dụng săn đuổi và loại bỏ sự tích tụ cholesterol đồng thời làmsạch các mạch máu

- Phòng chống ung thư: Nhiều chất tìm thấy trong Bưởi có tác dụng chống oxyhóa mạnh như lycopene, limonoid và các naringin Chúng góp phần xoa dịu cáctriệu chứng cảm lạnh và các tai biến tim mạch cũng như ung thư Các nghiêncứu khoa học cho thấy limonoid làm gia tăng hàm lượng của một số enzyme cókhả năng làm giảm độc tính và hỗ trợ việc loại bỏ các tác nhân gây ung thư

- Lá Bưởi: Dùng để trị các chứng nhức đầu do phong, viêm khớp Lá bưởi chíndùng để xoa bóp, nấu nước xông hoặc ngâm chữa chứng sưng khớp, bong gân,chấn thương

- Múi Bưởi: Có tác dụng chống viêm, ức chế quá trình ngưng tụ tiểu cầu và cải thiện độ bền vùng thành mạch

- Cùi Bưởi: Vị ngọt đắng, tính ấm, tác động vào tỳ, thận, bàng quan, công dụnghóa đàm, tiêu thực, hạ khí và làm khoan khoái lồng ngực Cùi bưởi được dùng

để trị các bệnh sau: chứng ho hen ở người già, đau bụng do lạnh, thức ăn đìnhtrệ, chậm tiêu, sán khí, phụ nữ mang thai nôn nhiều

- Hoa Bưởi: Có tác dụng hành khí, tiêu đờm, giảm đau, dùng để chữa các chứng đau dạ dày, đau tức ngực

- Tinh dầu: tinh dầu được ly trích từ vỏ bưởi có tác dụng giải rượu, thư giãn, được sử dụng hữu hiệu trong việc làm đẹp, có tác dụng tóc mọc nhanh

- Hạt Bưởi: Chứa 40 – 75% dầu béo có tác dụng trị sán khí Vỏ hạt bưởi tươi có tácdụng cầm máu rất tốt, bằng cách lấy vỏ hạt Bưởi tươi ép vào bông và bó vào chỗchảy máu Chất nhầy từ hạt bưởi ngâm nước có tác dụng làm tan sỏi thận, lợi

tiểu Hạt bưởi khi bỏ vỏ ngoài, nướng chín đen, nghiền thành bột và hòa với dầudừa dùng làm thuốc bôi chốc lỡ da đầu.

1.3 Một số giống bưởi ở Việt Nam [2]

Hiện nay tại Việt Nam có các giống Bưởi ngon, mang lại hiệu quả kinh tế caonhư: Bưởi Năm Roi, Bưởi da xanh, Bưởi Phúc Trạch, Bưởi Đoan Hùng, BưởiDiễn, Bưởi Thanh Trà, Sau đây là những nét khái quát chung về một số loạiBưởi

1.3.1 Bưởi Năm Roi

Là một giống bưởi nổi tiếng ở Việt Nam được trồng nhiều ở một số tỉnh miềnTây Nam Bộ (nhất là Vĩnh Long)

Hình 1.1 Bưởi năm roi

1.3.2 Bưởi Phúc Trạch

Nguồn gốc bưởi Phúc Trạch là ở xã Phúc Trạch, huyện Hương Khê, tỉnh HàTĩnh Hiện nay giống Bưởi này đang được trồng ở hầu hết các huyện và cácvùng lân cận

Hình 1.2 Bưởi Phúc Trạch

1.3.3 Bưởi Da Xanh

Bưởi da xanh là đặc sản của xứ dừa Bến Tre, có nguồn gốc từ ấp Thanh Sơn (xãThanh Tân, Mỏ Cầy, Bến Tre), bên kia sông Hàm Luông Bưởi da xanh trồngnhiều nhất tại xã Mỹ Thạnh An, thị xã Bến Tre, bên này sông Hàm Luông

Hình 1.3 Bưởi Da Xanh

1.3.4 Bưởi Diễn

Bưởi Diễn được trồng nhiều ở Phú Diễn, Phú Minh (Từ Liên, Hà Nội) BưởiDiễn là một đột biến của bưởi Đoan Hùng

Hình 1.4 Bưởi Diễn

1.3.5 Bưởi Đoan Hùng

- Huyện Đoan Hùng – Phú Thọ có hai giống bưởi đặc sản đạt các chỉ tiêu quốc gia

đó là giống Bưởi Sửu Chí Đám và Bưởi Bằng Luân (xã Bằng Luân)

Hình 1.5 Bưởi Đoan Hùng

1.3.6 Bưởi Tân Triều Biên Hòa

- Bưởi Tân Triều nổi tiếng từ xưa đến nay là loại Bưởi thơm ngon, thanh mà khôngchua, rất đặc trưng của vùng Đông Nam Bộ Cù lao Tân Triều thuộc xã Tân Bình,huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai Vùng đất này được bồi lắng bởi phù sa thượngnguồn sông Đồng Nai, do thổ nhưỡng khá đặc trưng do đó một số loại Bưởi như:Bưởi đường lá cam, Bưởi da láng, Bưởi Thanh Trà rất hợp với vùng này

Hình 1.6 Bưởi Tân Triều Biên Hòa

1.3.7 Bưởi Lông Cổ Cò

- Vùng chuyên canh: Xã An Thái Đông, Mỹ Lương, An Thái Trung, Mỹ Đức Tây,Thiện Trí (Huyện Cái Bè) Bưởi lông cổ cò là một đặc sản của huyện Cái Bè,tỉnh Tiền Giang

Hình 1.7 Bưởi Lông Cổ Cò

1.3.8 Bưởi Thanh Trà

- Bưởi Thanh Trà trồng nhiều ở huyện Hương Trà – Huế, ven bờ sông Hương

Hình 1.8 Bưởi Thanh Trà

1.4 Một số bài báo nghiên cứu khoa học về tinh dầu vỏ bưởi

1.4.1 Bài báo nghiên cứu khoa học trong nước

1 Nguyễn Thị Minh Tú, “nghiên cứu tách chiết và xác định hoạt tính sinh học của các thành phần tạo hương trong tinh dầu vỏ bưởi và vỏ cam của việt nam”

2 Ngô Văn Tĩnh, “Nghiên cứu chiết tách tinh dầu từ vỏ quả cam – bưởi –citrus vàứng dụng xử lý rác thải xốp”

3 Lương Đức Vỉnh “ Nghiên cứu trích ly tinh dầu vỏ vưởi Năm Roi ” – Nghiên cứu khoa học, Đại học Bà Rịa Vũng Tàu

1.4.2 Bài báo nghiên cứu khoa học ngoài nước

1 Fashola RA (2016) “Insecticidal potential of grapefruit and tangerine peel

essential oils extracted by steam distillation”

2 Nurhani Kasuan (2013), “Extraction of citrus hystrix d.c (kaffir lime) essential oil using automated steam distillation process: analysis of volatile compounds”

1.5 Giới thiệu về tinh dầu [8]

1.5.1 Khái niệm về tinh dầu [8]

- Tinh dầu là hỗn hợp của nhiều cấu tử dễ bay hơi, có mùi thơm hay mùi hắc khóchịu được tách ra từ các bộ phận của thực vật, là sản phẩm của quá trình chiết

và chưng cất nguyên liệu

- Tinh dầu là sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất và không được sửdụng trở lại trong hoạt động sống của cây Mỗi loài tinh dầu lấy từ các nguồn

nguyên liệu khác nhau thì có mùi vị khác nhau, phụ thuộc vào thành phần củacác hợp chất chứa trong đó Hệ thực vật có tinh dầu gồm khoảng 3000 loài,trong đó có 150 – 200 loài có ý nghĩa công nghiệp như kỹ nghệ xà phòng thơm,nước hoa, bánh kẹo, nước giải khát…

1.5.2 Phân loại tinh dầu [8]

Có hai loại tinh dầu: tinh dầu nguyên chất và tinh dầu không nguyên chất:

 Tinh dầu nguyên chất: Hoàn toàn không có độc tố, không có chất bảo quảnhóa học nên rất an toàn cho người sử dụng và mang kết quả nhanh khi

điều trị

 Tinh dầu không nguyên chất: Là tinh dầu được pha từ tinh dầu nguyên chất với các chất hóa học khác mà vẫn giữ được hương của tinh dầu

1.5.3 Nguồn gốc và sự phát triển của tinh dầu [8]

- Tinh dầu từ lâu đã được loài người biết đến, ngay từ thời thượng cổ người ta biết

đến và sử dụng các loại cây có tinh dầu ở dạng phơi khô, thời kỳ trung cổkhoảng thế kỷ thứ 15 tinh dầu ngày càng phổ biến, từ thế kỷ thứ 15 đến thế kỷthứ 17 tinh dầu đã được sử dụng để lam thơm cho toc và da mặt, dùng để chữabệnh và dùng trong đời sống hàng ngày của con người Từ thế kỷ thứ 17 đến thế

kỷ thứ 19, tinh dầu được dùng nhiều để trang điểm, làm thuốc và dùng trongcông nghiệp với phạm vi rộng hơn

- Từ thế kỷ 20 đến những năm đầu của thế kỷ 21, cùng với sự tiến bộ của nhânloại và sự tiến bộ của khoa học kỷ thuật, nghành công nghiệp sản xuất tinh dầu

đã dần phát triển, tinh dầu đã trở thành một sản phẩm không thể thiếu trong đờisống của con người và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệpnhư: hương liệu, thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm

1.5.4 Tính chất vật lý và các thành phần hóa học trong tinh dầu [8]

a) Tính chất vật lý của tinh dầu [8]

- Tinh dầu thường tồn tại dạng thể lỏng ở nhiệt độ thường, mùi thơm nhẹ, ít khi cómàu trừ tinh dầu chứa aluzen có màu xanh, tinh dầu có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọngcủa nước nên nhẹ hơn nước, chỉ số khúc xạ cao Tinh dầu bay hơi được, tinh dầu

ít tan trong nước nhưng làm cho nước có mùi thơm, tinh dầu là hổn hợp nên

không có nhiệt độ sôi nhất định, tinh dầu tan tốt trong cồn, ete, dung môi hữu

cơ và các chất béo

- Để xác định tính chất vật lý của tinh dầu, thông thường người ta tiến hành xác

định các chỉ số như tỷ trọng, chiết suất, tỷ lệ hòa tan trong cồn 90oC ở 25oC, nhiệt

độ sôi, năng suất quay cực, màu sắc

- Hầu hết tỷ trọng các loại tinh dầu thường nhỏ hơn 1, do vậy chúng thường nhẹnước Tùy nhiên, cũng có một vài tinh dầu có khối lượng riêng lớn hơn nước(như tinh dầu quế, tinh dầu đinh hương, )

- Tinh dầu không tan hoặc ít tan trong nước nhưng chúng hòa tan tốt trong đa sốcác dung môi hữu cơ như este, cồn, Mặc dù thành phần hóa học của mỗi loạitinh dầu là khác nhau, nhưng nhìn chung chúng có nhiệt độ sôi khoảng 80oC –

150oC, dễ bay hơi và có mùi thơm

- Về màu sắc, tinh dầu thường không màu hoặc có màu vàng nhạt Một số ít tinhdầu có màu (ví dụ: tinh dầu ngải cứu có màu xanh lơ, tinh dầu quế có màu sẵm)

là do sự có mặt của các hợp chất có màu được lôi kéo theo tinh dầu trong quátrình chiết xuất (ví dụ: màu xanh do có chlorophyll, màu vàng do cócarotenoid, ) Còn mùi và vị của tinh dầu chủ yếu gây ra do các cấu tử bị oxyhóa

b) Các thành phần hóa học trong tinh dầu

- Tinh dầu là một loại chất lỏng được tinh chế (thông thường nhất là bằng cáchchưng cất bằng hơi hoặc nước) từ lá cây, thân cây, hoa, vỏ cây, rễ cây, hoặcnhững thành phần khác của thực vật Tinh dầu đưọc ví như là nhựa sống củacây, vì vậy đã mang sức sống, năng lượng và mạnh hơn 100 lần các loại thảodược sấy khô

- Hidrocacbon: Các hidrocacbon thường gặp trong tinh dầu là những terpen (C10H16)n mạch hở hoặc mạch vòng

- Bất kỳ một loại tinh dầu nào cũng đều có những thành phần sau:

 Monoterpenes: Được tìm thấy trong hầu hết các loại tinh dầu, Monoterpenes có

công thức phân tử là C10H16 mạch hở Tiêu biểu như là miaxene, oximene cótrong tinh dầu hoa nguyệt quế

Miaxene Oximene

- Monoterpenes là chất khử trùng và thuốc bổ trong tự nhiên, chúng được lọc không khí tốt và có mặt trong hầu hết các loại tinh dầu

 Sesquiterpene: Mặc dù không phải là dễ bay hơi như Monoterpenes, các

Sesquiterpene mạch thẳng và vòng tiêu biểu là Farnesene, Zingiberene (tinh dầugừng)

- Các chất khử trùng hầu hết hóa chất có trong thực vật, kích thích cơ thể, phenol

có tác dụng khi sử dụng với liều lượng nhỏ Tuy nhiên, liều lớn có thể là một chất độc cho hệ thần kinh và có thể gây kích ứng da

 Ancol: Một số ancol quan trọng trích từ tinh dầu thường gặp như: Menthol, α –

Terpincol, Geraniol,

- Rất nhiều ancol cũng có mặt trong các loại tinh dầu Làm chất sát trùng, khángkhuẩn, chống nấm rượu và thuốc kháng sinh, thuốc bổ rất tốt cho hệ thần kinh

và kích thích phản ứng miễn dịch trong cơ thể



Este: Các este bốc hơi nhanh và tạo độ ngát cho hương Một số este có trong tinh

dầu: etyl anthranilate, benzyl axetat,

- Este có tính chất chống co thắt, kháng khuẩn và chống viêm, dùng ete nhẹ nhàng

trên da và giúp đỡ trong việc tái cân bằng của hệ thần kinh có hiệu quả

 Aldehyt: Trong tinh dầu có rất nhiều aldehyt, song hiện nay các andehit đều thu

được qua tổng hợp hóa học Chỉ có các aldehyt như Aldehyt Cuminic, Citral vàCitronellal được trích ly từ nguyên liệu tự nhiên

Aldehyt Cuminic (Z) – Citral (neral)

- Aldehyt chống viêm, có tính chất tương tự như Xeton và Ancol Tuy nhiên, lượng Aldehyt có thể gây ra kích thích lớn cho da và các màng nhầy

 Các hợp chất khác: Ngoài các hợp chất nói trên, trong các loại tinh dầu còn có

các hợp chất thuốc nhóm oxit như: (eucalyptus) và các aminoaxit (axitantranilic), các lacton (coumarin, ambretolit), các hợp chất có lưu huỳnh như:(anlylisosulfocyannat), hợp chất có nitơ (metyl antranilat)

1.5.5 Vai trò của tinh dầu trong đời sống thực vật [8].

- Vấn đề về vai trò của tinh dầu trong đời sống của cây đã được đề cập tới rất nhiềutrong công trình nghiên cứu Theo quan niệm được trình bày trong các công trìnhkhác nhau, vai trò của tinh dầu được quy tụ trong các nội dung sau đây:

 Bảo vệ cây khỏi các tác động của sâu bệnh

 Che phủ các vết thương ở cây gỗ

 Ngăn chặn các bệnh do nấm

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

1.6 Tính chất vật lý và tính chất hóa học của tinh dầu vỏ bưởi [2]

1.6.1 Tính chất vật lý của tinh dầu vỏ bưởi [2]

- Màu của tinh dầu bưởi là màu trắng hơi mờ, khi nhỏ ra bát nước sẽ có màu xanh vàng nhạt nổi lên

- Mùi của tinh dầu bưởi nguyên chất rất tự nhiên thì thoải mái và có mùi thơmdịu nhẹ, ngược lại đối với các loại tinh dầu có pha tạp chất và chất tạo mùi sẽ cómùi hắc

 Limonene (C 10 H 16 ): Là thành phần chính trong tinh dầu vỏ bưởi với hoạt tính

có khả năng ức chế phòng chống ung thư Là một chất tự nhiên từ nhóm của

terpene monocylic monoterpene Có hai dạng thủ hình thường gặp là: (R) (+) Limonene và (S) - (– ) - Limonene

-(R) - (+) - Limonene (S) - (– ) - Limonene

- Tên IUPAC: 1-methyl-4-(1-methylethenyl)-cyclohexene

- Khối lượng phân tử: 136,24g/mol

- Nhiệt đô nóng chảy: -74,35oC

- Nhiệt độ sôi: 176oC

 α – Pinen (C 10 H 16 ): Là một monoterpen có 2 dạng thù hình thường gặp (+) α –

Pinen và (–) α – Pinen

- Tên IUPAC: 2,6,6 – trimethylbicyclo [3,1,1] hept – 2 – ene

- Khối lượng phân tử: 136,24g/mol

 Geraniol (C 10 H 18 O): Là một monoterpenoid và rượu

- Tên IUPAC: (2E) –3,7 – Dimethyl–2,6 –octadien – 1 – ol

- Khối lượng phân tử: 154,25g/mol

- Nhiệt độ nóng chảy: -15oC

- Nhiệt độ sôi: 230oC

 Citral (C 10 H 16 O): Hai hợp chất là đồng phân đôi Các E – đồng phân được gọi

là Geranial hoặc Citral A Z – đồng phân được gọi là Neral hoặc Citral B

Neral

- Tên IUPAC: 3,7 – dimethylocta–2,6 –dienal

- Khối lượng phân tử: 152,24g/mol

- Nhiệt độ sôi: 229oC

1.7 Ứng dụng của tinh dầu vỏ Bưởi [1]

1.7.1 Trong mỹ phẩm

- Làm dầu gội, sữa tắm, nước hoa

- Làm se da, giúp da đẹp mịn màng hơn, trị viêm da, chống mụn

- Giúp mái tóc chắc khỏe, mềm mại, mượt mà

- Tạo mùi thơm nhẹ cho nước hoa

1.7.2 Trong dược phẩm

- Tinh dầu giúp giảm cân: làm giảm mỡ trong máu, giảm gan nhiễm mỡ

- Làm giảm tóc gãy rụng, kích thích mọc tóc, phục hồi tóc hư tổn giúp tóc chắc khỏe mượt mà

- Giúp lợi tiểu, giải độc cơ thể

- Giúp giảm đau, trị các chứng đau đầu viêm khớp, kháng khuẩn, chống viêm, chống nhiễm trùng

- Giảm huyết áp, hạ cholesterol trong máu, chống ung thư

1.7.3 Trong thực phẩm

- Kẹo, bánh: Có thể dùng tinh dầu cam, chanh, bưởi trong sản xuất kẹo, bánh làmcho kẹo, bánh có hương vị đặc trong và hấp dẫn

- Kem, chè: Trong công nghiệp sản xuất kem người ta thường dùng hương của tinh dầu citrus làm tăng hương vị kem, chè bưởi.

1.7.4 Một số ứng dụng khác của tinh dầu

- Tinh dầu bưởi còn giúp thư giãn, giảm căng thẳng, giúp chấn tỉnh, lấy lại tinhthần, hương thơm của tinh dầu bưởi có tác dụng giải rượu, giúp tỉnh táo Khitắm cho vài giọt tinh dầu bưởi giúp máu huyết lưu thông Là một chất khử mùirất hiệu quả nên tinh dầu bưởi thường được dùng để xông hơi phòng, giúp tinhthần thoải mái

- Có tác dụng giảm cảm rất tốt, đặc biệt khi kết hợp với hỗn hợp tinh dầu chanh, hương nhu, khuynh diệp, sả, dung để tắm hoặc xông hơi

- Khử mùi ôtô

1.8 Các phương pháp chiết xuất tinh dầu.

- Hiệu suất và chất lượng tinh dầu cần tách phụ thuốc vào đặc tính lý – hóa củatinh dầu cần tách, bộ phận mà chất thơm chứa trong nguyên liệu và phươngpháp chiết xuất

- Các phương pháp chiết xuất tinh dầu thông dụng là chưng cất, chiết, ướp, ngâm

và ép

1.8.1 Phương pháp chưng cất lôi cuốn bằng hơi nước (Hydrodistillation) [9]

Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan, khuếch tán và lôi cuốn theo hơinước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô khi tiếp xúc vớihơi nước ở nhiệt độ cao Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế bào chứa tinh dầu trươngphồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa trong một thời gian nhất định.Trường hợp mô thực vật có chứa sáp, nhựa, acid béo thì khi chưng cất phải đượcthực hiện trong một thời gian dài vì những hợp chất này làm giảm áp suất hơichung của hệ thống và làm cho sự khuếch tán trở nên khó khăn

a) Lý thuyết chưng cất

- Chưng cất có thể được định nghĩa là: “Sự tách rời các cấu phần của một hỗn hợpnhiều chất lỏng dựa trên sự khác biệt về áp suất hơi của chúng” Trong trường hợpđơn giản, khi chƣng cất một hỗn hợp gồm 2 chất lỏng không hòa tan vào nhau, ápsuất hơi tổng cộng là tổng của hai áp suất hơi riêng phần Do đó, nhiệt

thuộc vào thành phần bách phân của hỗn hợp, miễn là lúc đó hai pha lỏng vẫncòn tồn tại Nếu vẽ đường cong áp suất hơi của từng chất theo nhiệt độ, rồi vẽđường cong áp suất hơi tổng cộng, thì ứng với một áp suất, ta dễ dàng suy ranhiệt độ sôi tương ứng của hỗn hợp và nhận thấy là nhiệt độ sôi của hỗn hợpluôn luôn thấp hơn nhiệt độ sôi của từng hợp chất Ví dụ, ở áp suất 760 mmHgnước sôi ở 100oC và benzen sôi ở 80oC và chúng là hai chất lỏng không tan vàonhau Thực hành cho thấy, nếu đun hỗn hợp này dưới áp suất 760 mmHg nó sẽsôi ở 69oC cho đến khi nào còn hỗn hợp hai pha lỏng với bất kì tỷ lệ nào Giản

đồ nhiệt độ sôi theo áp suất cho thấy, tại 69oC, áp suất hơi của nước là 225mmHg và benzen là 535 mmHg

- Chính vì đặc tính làm giảm nhiệt độ sôi này mà từ lâu phương pháp chưng cấthơi nước là phương pháp đầu tiên dùng để tách tinh dầu ra khỏi nguyên liệuthực vật

Hình 1.9 Phương pháp chưng cất lôi cuốn bằng hơi nước

b) Những ảnh hưởng chính trong sự chưng cất hơi nước

 Sự khuếch tán:

- Ngay khi nguyên liệu được làm vỡ vụn thì chỉ có một số mô chứa tinh dầu bị vỡ vàcho tinh dầu thoát tự do ra ngoài theo hơi nước lôi cuốn đi Phần lớn tinh dầu cònlại trong các mô thực vật sẽ tiến dần ra ngoài bề mặt nguyên liệu bằng sự hòa tan

và thẩm thấu Von Rechenberg đã mô tả quá trình chưng cất hơi nước như sau: “ Ởnhiệt độ nước sôi, một phần tinh dầu hòa tan vào trong nước có sẵn trong