Nghiên cứu chiết xuất và đánh giá tác dụng chống oxy hóa của tinh dầu từ của tỏi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y DƯỢC ĐỖ THỊ NHÀI NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG CHỐNG OXY HÓA CỦA TINH DẦU TỪ CỦ TỎI Allium sativum L.. 29 Bảng 3.7: Độ hấp thụ quang và % c

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA Y DƯỢC

ĐỖ THỊ NHÀI

NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG CHỐNG OXY HÓA CỦA

TINH DẦU TỪ CỦ TỎI (Allium sativum L.)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

LỜI CẢM ƠN

Khóa luận này được hoàn thành bằng sự cố gắng nỗ lực của tôi cùng với sự giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập thể Nhân dịp khóa luận được hoàn thành tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới:

PGS TS Bùi Thanh Tùng đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo, đóng góp

nhiều ý kiến quý báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận

ThS Nguyễn Văn Khanh đã tận tình hướng dẫn chi tiết, góp nhiều ý

kiến quan trọng và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và hoàn thành khóa luận này

Tôi xin trân trọng cảm ơn tới:

Các anh chị trong Viện dược liệu đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện

thuận lợi cho tôi học tập, nghiên cứu để hoàn thành khóa luận này

Các Phòng ban - Khoa Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội cùng toàn thể các thầy cô giáo trong khoa đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi học tập và

nghiên cứu

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè đã

luôn bên cạnh, động viên, khích lệ tôi trong lúc khó khăn cũng như trong quá trình thực hiện khóa luận này

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 01 tháng 05 năm 2018

Sinh viên

Đỗ Thị Nhài

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

STT Ký hiệu, chữ viết tắt Tên đầy đủ

5 DPPH 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl

6 GC/MS Sắc khí ghép dầu dò khối phổ

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cây tỏi 2

Hình 1.2: Củ tỏi 3

Hình 1.3: Cấu tạo của 3-vinyl-4H-1,2 dithiin 6

Hình 1.4: Cấu tạo của diallyl trisulfid 6

Hình 1.5: Cấu tạo của diallyl disulfid 7

Hình 1.6: Cấu tạo của allyl propyl disulfid 7

10 M3 Tỏi Kinh Môn sấy tầng sôi

Hình 1.8: Đồ thị biểu diễn trạng thái vùng siêu tới hạn của môt chất 9

Hình 1.9: Chu trình trạng thái CO2 trong quá trình chiết 10

Hình 2.1: Bộ chưng cất lôi cuốn hơi nước 18

Hình 3.1: Hàm lượng tinh dầu tỏi khi thay đổi thời gian chiết 25

Hình 3.2: Hàm lượng tinh dầu tỏi khi thay đổi thời áp suất 26

Hình 3.3: Hàm lượng tinh dầu tỏi khi thay đổi nhiệt độ 28

Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn khả năng chống oxy hóa của tinh dầu tỏi chiết bằng phương pháp SCO2 31

Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn khả năng chống oxy hóa của tinh dầu thu được bằng phương pháp cất kéo hơi nước 32

Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn khả năng chống oxy hóa của acid ascorbic 33

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Một số tinh dầu được chiết bằng dung môi CO2 siêu tới hạn 11

Bảng 2.1: Hóa chất nghiên cứu 16

Bảng 3.1: Hiàm lượng tinh dầu tỏi khi thay đổi mẫu chiết 23

Bảng 3.2: Hàm lượng tinh dầu tỏi khi thay đổi thời gian chiết 24

Bảng 3.3: Hàm lượng tinh dầu tỏi khi thay đổi áp suất 26

Bảng 3.4: Hàm lượng tinh dầu tỏi khi thay đổi nhiệt độ chiết 27

Bảng 3.5: Hàm lượng tinh dầu tỏi khi chiết bằng các phương pháp khác nhau 29

Bảng 3.6: Tỷ lệ thành phần chính trong tinh dầu tỏi trong các phương pháp chiết khác nhau 29

Bảng 3.7: Độ hấp thụ quang và % chống oxy hóa của dung dịch mẫu (tinh dầu tỏi thu được bằng phương pháp SCO2) tại các nồng độ khác nhau 30

Bảng 3.8: Độ hấp thụ quang và % chống oxy hóa của dung dịch mẫu (tinh dầu tỏi thu được bằng phương pháp cất kéo hơi nước) tại các nồng độ khác nhau 31

Bảng 3.9: Độ hấp thụ quang và % chống oxy hóa của dung dịch acid ascorbic tại các nồng độ khác nhau 32

Bảng 3.10: IC50 của mẫu tinh dầu và acid ascorbic 33

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2

1.1 TỔNG QUAN VỀ TỎI 2

1.1.1 Phân loại thực vật 2

1.1.2 Đặc điểm thực vật 3

1.1.3 Thành phần hóa học của tỏi 4

1.1.4 Công dụng của tỏi trong đời sống 4

1.2 TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU TỎI 4

1.2.1 Khái niệm tinh dầu 4

1.2.2 Công dụng của tinh dầu tỏi 5

1.2.3 Thành phần hóa học của tinh dầu tỏi 6

1.3 Phương pháp trích ly tinh dầu tỏi 8

1.3.1 Phương pháp cất kéo hơi nước 8

1.3.2 Phương pháp chiết Sohlext 8

1.3.3 Phương pháp chiết bằng dung môi CO2 siêu tới hạn 8

1.3.4 Một số nghiên cứu chiết xuất tinh dầu tỏi 13

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

2.1 Đối tượng nghiên cứu 16

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 16

2.1.2 Hóa chất nghiên cứu 16

2.1.3 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 16

2.2 Nội dung nghiên cứu 17

2.3 Phương pháp nghiên cứu 17

2.3.1 Xử lý nguyên liệu 17

2.3.2 Các phương pháp chiết xuất tinh dầu tỏi 17

2.3.4 Các phương pháp đánh giá tinh dầu 20

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 23

3.1 Kết quả nghiên cứu 23

3.1.1 Các phương pháp chiết xuất tinh dầu tỏi 23

3.1.2 Tỷ lệ thành phần chính trong tinh dầu tỏi trong các phương pháp chiết khác nhau 29

3.1.3 Xây dựng phương pháp xác định khả năng chống oxy hóa của tinh dầu tỏi 30

3.2 Bàn luận 33

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ

Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật cũng như y học, khuynh hướng quay về với thiên nhiên, tìm tòi và phát triển những phương thuốc truyền thống ngày càng được chú trọng Thảo dược thiên nhiên ngày càng đóng vai trò quan trọng trong phòng, chữa bệnh và nâng cao sức khỏe của con người Với lãnh thổ trải dài từ Bắc đến Nam, thuộc vùng nhiệt đới gió mùa

ẩm, nước ta có nguồn tài nguyên thực vật phong phú và đa dạng, trong đó cây

cỏ làm thuốc chiếm một tỉ lệ khá cao

Từ lâu, tỏi đã được sử dụng trong cuộc sống như điều trị cảm lạnh, ho

và hen suyễn [20] Ngày nay, nền y học hiện đại đã chứng minh tỏi có rất nhiều tác dụng sinh học như kháng sinh, kháng nấm, kháng virut, chống ung thư, chống oxy hoá, hạ thấp mức cholesterol trong máu, chống sự kết tập tiểu cầu, hoạt động chống viêm và ức chế tổng hợp cholesterol [22]

Tinh dầu tỏi chứa diallyl trisulfid; diallyl disulfid; propyl disulfid và nhiều hợp chất khác có tác dụng chống oxy hóa mạnh [21] Các nghiên cứu chiết xuất tinh dầu tỏi đã được tiến hành trong và ngoài nước; được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau như chiết bằng phương pháp cất kéo hơi nước [22]; chiết Soxhlet bằng dung môi n-hexan [11]; chiết bằng dung môi

CO2 siêu tới hạn [8, 13]

Xuất phát từ tầm quan trọng của tinh dầu tỏi, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu chiết xuất và đánh giá tác dụng chống oxy hóa của

tinh dầu từ củ tỏi (Allium sativum L.)” với 2 mục tiêu như sau:

1 Chiết xuất tinh dầu tỏi bằng phương pháp khác nhau

2 Phân tích thành phần hóa học và đánh giá tác dụng chống oxy hóa của tinh dầu tỏi chiết xuất được

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ TỎI

1.1.1 Phân loại thực vật

Tên khoa học: Allium sativum L

Giới: Plantae Bộ: Asparagales

Hình 1.2: Củ tỏi 1.1.2 Đặc điểm thực vật

Cây thân thảo, có chiều cao vừa phải có thể sống nhiều năm Thân hình trụ, dẹp Lá thẳng, hẹp, cứng hình dải, dài 15-50 cm, rộng 1-2,5 cm có rãnh khía, mép lá hơi ráp Ở mỗi nách lá phía gốc có một chồi nhỏ sau này phát triển thành một tép tỏi, các tép này nằm chung trong một cái bao thành một củ tỏi, tức là thân củ tỏi [11] mỗi củ có từ 8-20 nhánh con Bao xung quanh củ gồm 2-5 lớp vẩy trắng mỏng, do các bẹ lá trước tạo thành gắn vào một cái đế hình cầu dẹt, các hành con hình trứng, 3 mặt đến 4 mặt, đỉnh nhọn, đế cụt Mỗi nhánh con được phủ những lớp lá vẩy trắng và một lớp biểu bì màu trắng hồng dễ tách khỏi phần rắn bên trong Các nhánh con xếp thành lớp quanh một sợi dài đường kính 1mm đến 3mm mọc từ giữa đế Phần rắn bên trong các hành con chứa nhiều nước, mùi hăng, vị hăng Hoa xếp thành tán, ở ngọn thân, bao hoa màu trắng hay hồng [1]

Phần lớn các loài tỏi có nguồn gốc ở Bắc bán cầu, chủ yếu ở châu Á Một số loài có nguồn gốc ở Châu Phi và Nam Mỹ Chúng có thể phát triển trong nhiều điều kiện khác nhau như: đất khô, đất ẩm ướt, nơi có nắng hay

Tỏi cũng được trồng ở một số tỉnh nước ta: Quãng Ngãi, Bắc Giang, Hưng Yên Thường được thu hoạch vào cuối đông, đầu xuân; có thể dùng tươi hay phơi khô

1.1.3 Thành phần hóa học của tỏi

Thành phần chính trong củ tỏi là: carbohydrat (chất xơ, các đường sacarose, glucose, fructose, maltose), các axit béo no, protein, axit amin, vitamin E, B6, C, các chất khoáng (iot, canxi, đồng, magie, phostpho, kali, kẽm,…) Tỏi có chứa ít nhất 33 hợp chất lưu huỳnh, một số enzym, 17 axit amin và các khoáng chất Nó chứa hàm lượng các hợp chất lưu huỳnh cao hơn

bất kỳ loài Allium nào khác Các hợp chất lưu huỳnh có vai trò tạo ra mùi và

nhiều tác dụng y học, trong đó có chứa khoảng 1 % alliin (cysteinesulfoxid S

- allyl) - một trong những hợp chất có hoạt tính sinh học cao nhất [15, 17]

1.1.4 Công dụng của tỏi trong đời sống

Tỏi là gia vị được sử dụng phổ biến trong đời sống hằng ngày như: pha nước chấm, tỏi ngâm giấm… Hiện nay tỏi không chỉ được dùng trong các món ăn thường nhật mà còn được ứng dụng trong ngành công nghiệp thực

phẩm như nhựa dầu tỏi, tinh dầu tỏi, bột tỏi và chất bảo quản thực phẩm [20]

Ngoài công dụng làm gia vị cho các món ăn, tỏi còn có tác dụng rất lớn cho sức khỏe Từ xưa, con người đã dùng tỏi để tạo ra những bài thuốc chữa trị nhiều loại bệnh, đông y ghi nhận công dụng trị bệnh của tỏi như sau: “Tỏi

có vị cay, tính ôn, hơi độc nằm trong hai kinh can và vị, có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, sát trùng, chữa bệnh lỵ ra máu, tiêu nhọt, hạch ở phổi, tiêu đàm, chữa chứng chướng bụng hoặc đại tiểu tiện khó khăn Người âm nhu, nội nhiệt, có thai, đậu chẩn, đau mắt không nên dùng” [4]

1.2 TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU TỎI

1.2.1 Khái niệm tinh dầu

Tinh dầu là một chất lỏng chứa các hợp chất thơm dễ bay hơi được chiết xuất bằng cách chưng cất hơi nước, chiết bằng dung môi hoặc ép lạnh Tinh dầu có mùi đặc trưng tùy thuộc vào nguồn gốc nguyên liệu cung cấp tinh dầu

nhài ; một số ít có nguồn gốc từ động vật như: xạ hương hay dầu cà cuống…[3]

1.2.2 Công dụng của tinh dầu tỏi

Từ ngàn năm qua, tỏi đã được sử dụng như là dược phẩm cho một loạt các bệnh: rối loạn hô hấp, tiểu đường, hen suyễn, thấp khớp, nhức đầu, vết côn trùng cắn, giun đường ruột và khối u Các nghiên cứu khoa học gần đây cho thấy tỏi có tác dụng chống oxy hóa, kháng sinh, chống viêm, vi khuẩn, kháng nấm, chống ung thư, hạ huyết áp, hạ lipid máu, chống huyết khối, điều hòa miễn dịch Những hoạt tính sinh học này được cho là do tinh dầu tỏi, do

đó tinh dầu tỏi đã được sử dụng trong ngành dược phẩm [22]

Ngày nay, nhiều công trình khoa học đã chứng minh một số tác dụng của tinh dầu tỏi như:

- Tách dụng làm giảm nồng độ cholesterol [20]

- Tác dụng chống oxy hóa: tác dụng chống oxy hóa của tinh dầu tỏi được quan tâm nhiều nhất trong thực tiễn, đó chính là khả năng chống xơ vữa động mạch, chống độc cho gan Các gốc tự do tác động lên tế bào ở mức AND, tác động lên quá trình tổng hợp protein và tác động lên màng tế bào gây oxy hóa màng cản trở việc đào thải chất độc và hấp thu chất dinh dưỡng do đó gây xơ vữa động mạch Trong tinh dầu tỏi có chứa các thành phần ức chế việc hình thành các gốc tự do, bảo vệ LDL (Low density lipoprotein) chống lại sự oxy hóa; làm tăng enzym quan trọng chống oxy hóa trong máu là catalase và glutathion peroxidase [15]

- Tác dụng chống ung thư: theo các nhà khoa học, khi sử dung tinh dầu tỏi thì giảm tỷ lệ ung thư dạ dày Đã có những nghiên cứu chứng minh tỏi có tác dụng chống ung thư dạ dày tốt ở trên chuột [8]

- Tác dụng ức chế kết tập tiểu cầu và tăng cường hoạt động tiêu sợi huyết, giảm cục máu đông trên lớp nội mạc bị hư hỏng Một ứng dụng quan trọng

của tỏi là kiểm soát đường huyết Trong nghiên cứu in vitro và trên động vật

cho thấy tinh dầu tỏi có thể giúp ngăn ngừa một số khối u rắn [15]

nấm, các loài nguyên sinh động vật và virut [11]

- Tác dụng đối với hệ tim và hệ tuần hoàn: Dùng tinh dầu tỏi một cách hợp

lý có thể bảo vệ các mạch máu khỏi tác động bất lợi của các gốc tự do Tác động tích cực lên các lipid máu, tăng mao mạch và giảm cao huyết áp [15]

- Tác dụng ngăn ngừa buồn nôn, tiêu chảy, ho, ngoài ra còn có vai trò hỗ trợ điều trị các bệnh như sốt rét và bệnh tả do có tác dụng tăng cường hệ miễn dịch [11]

1.2.3 Thành phần hóa học của tinh dầu tỏi

Trong một nghiên cứu của Trung Quốc về tinh dầu của họ Alliaceae, 37 hợp chất đã được xác định, chiếm 85,79% tổng lượng dầu [10] Có 23 hợp chất trong tinh dầu tỏi đã được xác định, trong đó 3-vinyl-4H-1,2 dithiin; diallyl trisulfid; diallyl disulfid; propyl allyl disulfid; và dimethyl disulfid là các thành phần chính của tinh dầu tỏi [9, 21]

❖ 3-vinyl-4H-1,2 dithiin

3-vinyl-4H-1,2 dithiin là sản phẩm của quá trình chuyển đổi của allicin , được tìm thấy trong nhiều loại rau củ thuộc họ Allium [25]

Hình 1.3: Cấu tạo của 3-vinyl-4H-1,2 dithiin

❖ Diallyl trisulfid (DATS)

Hình 1.4: Cấu tạo của diallyl trisulfid

Diallyl trisulfid (DATS), còn gọi là Allitridin, là hợp chất hữu cơ sulfur với công thức S(SCH2CH=CH2)2 Đây là một trong số các sản phẩm được tạo thành bởi quá trình thủy phân allicin

bao gồm tác dụng chống ung thư, kết tập tiểu cầu, giảm huyết áp, giảm mức cholesterol, và tăng mức oxy hoạt tính DATS đã được chứng minh là tiêu diệt có chọn lọc các tế bào ung thư trong tuyến tiền liệt và vú mà không làm các tế bào khỏe mạnh bị tổn thương

DATS có thể được chuyển hóa bằng glutathion trong các tế bào hồng cầu để hình thành hydrogen sulfid (H2S) Sự chuyển đổi này xảy ra với tỷ lệ nhất quán trong một khoảng thời gian kéo dài, làm cho DATS trở thành nguồn H2S tốt H2S là một chất bảo vệ tim mạch có chất chống oxy hóa, chống viêm, và các hiệu ứng chống apoptosis [7]

❖ Diallyl disulfid (DADS)

Hình 1.5: Cấu tạo của diallyl disulfid

Diallyl disulfid là một hợp chất organosulfur có nguồn gốc từ tỏi Nó là một trong những thành phần chủ yếu của tinh dầu tỏi, là chất lỏng màu vàng không hòa tan trong nước và có mùi tỏi mạnh Diallyl disulfid được tạo thành trong quá trình phân hủy của allicin khi ta nghiền tỏi Ở quy mô công nghiệp, diallyl disulfid được sản xuất từ disulfid và bromid allyl hoặc allyl chlorid ở nhiệt độ 40-60oC trong môi trường khí trơ; sodium disulfid được tạo ra bằng cách phản ứng natri sulfur với lưu huỳnh [10]

❖ Allyl propyl disulfid

Hình 1.6: Cấu tạo của allyl propyl disulfid

Allyl propyl disulfid là hợp chất hữu cơ sulfur với công thức hóa học

C3H5S2C3H7 Nó là một chất lỏng màu vàng nhạt dễ bay hơi với mùi mạnh Đây là thành phần chính của tinh dầu tỏi và được sử dụng trong các phụ gia

❖ Dimethyl disulfid ( DMDS )

Hình 1.7: Cấu tạo của dimethyl disulfid

DMDS là một hợp chất hóa học hữu cơ với công thức phân tử

CH3SSCH3 là disulfid đơn giản nhất Đây là chất lỏng dễ cháy tạo mùi khó chịu của tinh dầu tỏi, có màu vàng nhạt [12]

1.3 Phương pháp trích ly tinh dầu tỏi

1.3.1 Phương pháp cất kéo hơi nước

Nguyên lý

Dựa trên nguyên tắc cất một hỗn hợp 2 chất lỏng bay hơi được không trộn lẫn vào nhau (nước và tinh dầu) Khi áp suất hơi bão hoà bằng áp suất khí

quyển, hỗn hợp bắt đầu sôi và hơi nước kéo theo hơi tinh dầu Hơi nước có

thể đưa từ bên ngoài do các nồi hơi cung cấp hoặc tự tạo trong nồi cất

1.3.2 Phương pháp chiết Soxhlet

Nguyên lý

Dựa vào tính tan hoàn toàn của chất béo vào dung môi hữu cơ Dùng dung môi hữu cơ trích ly chất béo có trong nguyên liệu Sau đó làm bay hơi hết dung môi, chất béo còn lại đem cân, tính ra hàm lượng chất béo có trong

nguyên liệu

Yêu cầu của dung môi:

• Chất béo phải tan hoàn toàn trong dung môi hữu cơ

• Có nhiệt độ sôi thấp hơn nhiều so với chất béo (có thể bay hơi ở nhiệt

độ thường)

• Thường chọn các dung môi sau: ete etylic, ete dầu hỏa, tetraclorua cacbon (CCl4), n-hexan

1.3.3 Phương pháp chiết bằng dung môi CO 2 siêu tới hạn

Đối với mỗi một chất đang ở trạng thái khí, khi bị nén đẳng nhiệt với

trị áp suất mà tại đó, nếu tăng nhiệt độ lên thì chất lỏng cũng không hóa hơi trở lại mà trở thành một dạng đặc biệt gọi là trạng thái siêu tới hạn Vật chất ở dạng này có tính chất trung gian, mang nhiều đặc tính của chất khí và chất lỏng Chất lỏng ở trạng thái siêu tới hạn có tỷ trọng tương đương như tỷ trọng của pha lỏng nhưng sự linh động của các phần tử lại rất lớn, sức căng bề mặt nhỏ, hệ số khuyêch tán cao giống như đang ở trạng thái khí [18]

Hình 1.8: Đồ thị biểu diễn trạng thái vùng siêu tới hạn của môt chất

CO2 và một số dung môi khác ở trạng thái siêu tới hạn có tính chất hóa

bắt lửa và không duy trì sự cháy;

➢ CO2 không độc với con người;

➢ Điểm tới hạn của CO2 (PC = 73 atm; TC = 30,9oC) là điểm có giá trị nhiệt độ và áp suất không cao lắm so với các chất khác nên sẽ tốn ít năng lượng hơn để đưa CO2 tới vùng tới hạn;

➢ Có khả năng hòa tan các chất hữu cơ ở thể rắn cũng như thể lỏng, đồng thời cũng hòa tan được cả các chất thơm dễ bay hơi, không hòa tan các kim loại năng và có thể điều chỉnh các thông số trạng thái như

áp suất, nhiệt độ để thay đổi chọn lọc của dung môi;

➢ Khi sử dung CO2 thương phẩm để chiết tách không có dư lượng chất độc hại trong chế phẩm chiết [18]

Hình 1.9: Chu trình trạng thái CO 2 trong quá trình chiết

❖ Hiện nay, một số tinh dầu được chiết bằng dung môi CO 2 siêu tới

hạn như:

Bảng 1.1: Một số tinh dầu được chiết bằng dung môi CO 2 siêu tới hạn

Hàm lượng tinh dầu (%) Tiêu đen

(Larus nobilis L.) dav = 0,17 mm

❖ Ứng dụng của phương pháp chiết CO 2 trên thế giới

Hiện nay công nghệ chiết bằng SCO2 đã và đang được áp dụng phổ biến để chiết tách các hoạt chất sử dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, các hoạt chất thiên nhiên… Một số nước đã ứng dụng công nghệ này ở quy mô công nghiệp với một số sản phẩm nhất định, trong đó Đức là nước đầu tiên có nhà máy công nghiệp tách loại cafein ra khỏi nhân cà phê áp dụng công nghệ SCO2 do hãng HAG.A.G xây dựng vào năm 1979 [23]

Phương pháp SCO2 cũng được áp dụng để chiết các hoạt chất từ hoa huplon để dùng trong công nghệụ bia và dược phẩm với sản lượng lớn (ở Đức sản lượng chiết hoa huplon bằng công nghệ SCO2 là 10.000 tấn/ năm), sản xuất sản phẩm thực phẩm có hàm lượng chất béo thấp và sản phẩm không cholesterol hoặc các sản phẩm chức năng khác [18]

Đối với nghành mỹ phẩm và công nghệ sinh học, phương pháp SCO2

dùng để chiết tách các tinh dầu, nhất là các tinh dầu quý hiếm như: tinh dầu lavande, hoàng đàn, hương lau, nhài, bưởi để phục vụ cho công nghiệp sản

dầu được chiết bằng phương pháp này có đặc trưng tự nhiên nhất, độ tinh khiết rất cao Tách các hoạt chất hữu ích từ nghệ, chè, gừng để làm chất chống oxy hoá, kem dưỡng da, ví dụ như chiết polyphenol từ chè xanh để làm chất chống nhăn da, chống oxy hoá, giữ ẩm cho da và polyphenol có trong kem đánh răng có tác dụng diệt khuẩn, hoặc chiết hoạt chất từ cây lô hội làm kem làm trắng da… [18]

Còn trong nghành dược phẩm, công nghệ dùng SCO2 đang được nghiên cứu để chiết tách các hoạt chất chữa bệnh hoặc tăng cường sức khoẻ từ các nguồn nguyên liệu thảo mộc Công nghệ này được ứng dụng trong các nghành công nghiệp sản xuất các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, và một số ngành công nghiệp khác Tại Bỉ, người ta đang nghiên cứu để đưa công nghệ SCO2

vào việc tách các nguyên tố hiếm và các nguyên tố phóng xạ trong ngành công nghiệp xạ hiếm Do đó có thể thấy việc sử dụng phương pháp dùng SCO2 sẽ mở ra một phương pháp kỹ thuật mới mà tiềm năng của nó có tác động lớn đến nhiều nghành công nghiệp quan trọng trên thế giới [14]

1.3.4 Một số nghiên cứu chiết xuất tinh dầu tỏi

Trong nước:

Võ Thị Việt Dung và cộng sự (2012) tiến hành nghiên cứu chiết xuất tinh dầu tỏi Lý Sơn bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước Đề tài nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết xuất tinh dầu tỏi

Lý Sơn bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước Kết quả thu được điều kiện tốt nhất để chiết xuất tinh dầu tỏi: Thời gian ngâm chiết dung môi: 1 giờ; thể tích dung môi nước: 300 mL; nồng độ dung dịch NaCl: 2% (w/v); thời gian chưng cất: 1,5 giờ Mẫu tinh dầu tỏi Lý Sơn sau khi chiết xuất được xác định thành phần hóa học bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC/MS), thu được: trisulfid (77,29%), disulfid (14,76%), tetrasulfid (6,23%)

dung môi tối ưu là: 200 mL Hàm lượng tinh dầu thu được là: 0,12 % Tinh dầu tỏi thu được lỏng, trong suốt, màu vàng nhạt, mùi nồng hơn mùi tự nhiên của tỏi Các chỉ số hóa học của dầu tỏi như chỉ số acid: 9,35 mg KOH /g, chỉ

số xà phòng hóa: 138,38 mg KOH/g, chỉ số ester: 129,03 mg KOH /g [5]

Trên thế giới:

Salma Dziri và các đồng sự (2008) đã tiến hành chiết xuất tinh dầu tỏi bằng phương pháp cất kéo hơi nước và xác định thành phần của tinh dầu tỏi bằng GC-MS Tỏi được chia làm 3 mẫu, mẫu 1 phơi khô tự nhiên tới khối lượng không đổi, mẫu 2 được sấy khô trong khoang sấy đối lưu ở 40°C trong

4 ngày, mẫu 3 được đông khô ở -55°C trong 3 ngày Các mẫu khô được nghiền, sàng lọc qua rây 0,5 mm Các mẫu tỏi sấy (100 g) đã được cất kéo hơi nước trong 3 giờ Tinh dầu thu được loại nước bằng natri sunfat (Na2SO4) và bảo quản trong lọ kín ở 0°C cho đến khi phân tích Kết quả cho thấy hàm lượng tinh dầu là 0,6 % (g/g) Tinh dầu có 17 thành phần, gồm hai nhóm: nhóm chứa lưu huỳnh và terpenes Nhóm chất có chứa lưu huỳnh chiếm hơn 84% tổng lượng tinh dầu, trong đó diallyl trisulfid (37,3–45,9%), diallyl disulfid (17,5–35,6%), methyl allyl trisulfid (7,7–10,4%) và 2-vinyl-1,3-dithian (3,9–5,9%) [22]

Gafar MK và cộng sự (2012) đã tiến hành chiết tinh dầu tỏi bằng cách

sử dụng n-hexan trong sáu giờ Tinh dầu thu được sau khi loại bỏ dung môi bằng phương pháp cô quay ở nhiệt độ 70oC Tinh dầu có trọng lượng riêng là 0,90 g/cm3, màu vàng nhạt với mùi hăng Kết quả phân tích hóa học cho thấy tinh dầu tỏi có chỉ số xà phòng hóa là 192±1,00 mg KOH /g, chỉ số peroxit 2,5±0,50 mg /100g, chỉ số axit 4,18±0,01 mg KOH /g, chỉ số axit béo tự do 2,10±0,05 % và chỉ số iốt 12,69±0,05 g/100g [11]

Rybak và cộng sự (2004) đã tiến hành chiết tinh dầu tỏi bằng phương pháp CO2 siêu tới hạn Quá trình chiết ở nhiệt độ 35-65oC và áp suất 100-450 bar Kết quả cho thấy hiệu suất (0,65-1 %) và hàm lượng hợp chất chứa lưu huỳnh cao hơn khi chiết ở nhiệt độ 50oC và áp suất 300 bar [13]

Ali Rafe và cộng sự (2014) đã tiến hành tách chiết tinh dầu bằng các

siêu tới hạn, theo kết quả nghiên cứu hiệu suất của tinh dầu tỏi chiết được tương ứng là 5 %; 5,6 %; 7 % Chiết bằng SCO2 tinh dầu thu được có hương

vị tươi như nguyên liệu ban đầu, không giống như các hương vị đã được nấu chín bằng cất kéo hơi nước hay chiết Soxhlet Tinh dầu tỏi thu được ở cả 3 phương pháp đều có trọng lượng riêng là 0,894 g/cm3, độ nhớt thay đổi ở từng phương pháp, trong đó chiết CO2 siêu tới hạn tinh dầu thu được có độ nhớt cao nhất Kết quả phân tích hóa học cho thấy tinh dầu tỏi chiết bằng SCO2 có chỉ số axit là 2,5 mgKOH /g; chỉ số axit béo tự do là 1,27 %; chỉ số xà phòng hóa là 1,8 mgKOH /g và chỉ số iốt của là 14,5 g/100g [8]

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Mẫu tỏi được trồng ở Kinh Môn và Nam Sách, Hải Dương được thu hoạch vào tháng 1/2018, thu mua tại địa phương

2.1.2 Hóa chất nghiên cứu

Bảng 2.1: Hóa chất nghiên cứu

STT Tên hóa chất Nguồn gốc

Tiêu chuẩn

1 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl Trung Quốc NSX

2.1.3 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu

❖ Thiết bị

- Cân phân kỹ thuật, Shimadzu (Nhật Bản)

- Thiết bị cô quay dưới áp suất chân không Rovapor R-210, Buchi

(Đức)

- Tủ sấy Binder (Đức)

- Cân phân tích AY 129, Shimadzu (Nhật Bản)

- Thiết bị chiết CO2 siêu tới hạn SFE500 hãng Waters (Mỹ)

- Máy quang phố Shimadzu UV-2600 (Nhật Bản)

- Máy sấy tầng sôi FG-5 (Trung Quốc)