CÔNG NGHỆ HÓA HƯƠNG LIỆU

Ngày nay, việc sử dụng hương liệu như liệu pháp thay thế và bổ sung phương pháp trị liệu trong y học đã thu được thành tựu. Hương liệu là một trong những liệu pháp bổ sung sử dụng tinh dầu là tác nhân chính để điều trị một số bệnh. Sau khi các nhà khoa học nghiên cứu tính sát trùng và tính thấm tinh dầu qua da thì bản chất là tinh dầu dễ bay hơi được chiết xuất từ hoa, vỏ cây, thân, lá, rễ, quả và các bộ phận khác bằng nhà máy với các phương pháp khác nhau.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA CÔNG NGHỆ - -

BÁO CÁO CÔNG NGHỆ HÓA HƯƠNG LIỆU

Đề tài:

TÌM HIỂU VỀ PHƯƠNG PHÁP THU HỒI

TINH DẦU TỪ HẠT CÂY THÌ LÀ

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN NHÓM SV THỰC HIỆN

PGS.TS Huỳnh Liên Hương 1 Võ Duy Tân; MSSV: B1706414

2 Nguyễn Thị Mỹ Huyền; MSSV:B1706375

Ngành: CN Kỹ thuật hóa học – Khoá 43

Cần Thơ, 06/2020

MỤC LỤC……… ii

LỜI CẢM ƠN iii

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1

1.1 Giới thiệu 1

1.2 Nguyên tắc hoạt động của hương liệu 2

1.3 Phân loại hương liệu 3

1.3.1 Mỹ phẩm hương liệu 3

1.3.2 Xoa bóp bằng dầu thơm 3

1.3.3 Liệu pháp y tế 3

1.3.4 Liệu pháp hương liệu khứ giác 4

1.3.5 Tâm lý trị liệu 4

CHƯƠNG II PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY TINH DẦU THÌ LÀ 5

2.1 Cây thì là 5

2.2 Phương pháp trích ly 6

2.2.1 Phương pháp thủy phân vi sóng với dung môi NADES 6

2.2.2 Phương pháp Micro hydrodiffusion and gravity (MHG) 9

2.2.3 Một số phương pháp khác 12

CHƯƠNG III KẾT LUẬN 13

TÀI LIỆU THAM KHẢO 14

LỜI CẢM ƠN

Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Huỳnh Liên Hương, giảngviên Bộ môn Công nghệ Hóa học, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ, người

đã giao đề tài cho nhóm

Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các quý thầy, cô khác giảng dạy ởkhoa, đặc biệt là các thầy, cô ở Bộ môn công nghệ Hóa học đã truyền đạt những kiếnthức cũng như kinh nghiệm trong quá trình học tập tại trường Những kiến thức ấychính là nền tảng để nhóm em có thể hoàn thành tốt báo cáo cũng như có được sựtrang bị để hoàn thành luận văn tốt nghiệp sắp tới

Nhóm em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các bạn luôn tạo điều kiện,quan tâm, giúp đỡ, động viên trong suốt quá trình học tập và hoàn thành báo cáo

Trong quá trình thực hiện, nhóm em đã cố gắng lược khảo tài liệu tham khảo,dựa vào những kiến thức được học ở trường, trải nghiệm từ những đóng góp của bạnbè cùng với sự giúp đỡ của một số cán bộ giảng viên khác để hoàn thành tốt bài báocáo Tuy nhiên, do đây lần đầu tiên thực hiện, còn nhiều bỡ ngỡ, thiếu sót về kiến thứcnên không tránh khỏi có những hạn chế trong bài báo cáo Do đó nhóm em rất mongnhận được sự chỉ dẫn, góp ý từ cô để nhóm em có thể cải thiện tốt những hạn chế đó,đồng thời nhóm em cũng hi vọng sẽ được trang bị thêm những kiến thức mới, nhữngkinh nghiệm thực tế phong phú nhằm phục vụ cho quá trình học tập và làm việc saunày

Xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG I TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu

Ngày nay, việc sử dụng hương liệu như liệu pháp thay thế và bổ sung phươngpháp trị liệu trong y học đã thu được thành tựu Hương liệu là một trong những liệupháp bổ sung sử dụng tinh dầu là tác nhân chính để điều trị một số bệnh Sau khi cácnhà khoa học nghiên cứu tính sát trùng và tính thấm tinh dầu qua da thì bản chất là tinhdầu dễ bay hơi được chiết xuất từ hoa, vỏ cây, thân, lá, rễ, quả và các bộ phận khácbằng nhà máy với các phương pháp khác nhau

Ứng dụng là xoa và hít hoặc tắm là phương pháp chính được sử dụng trong liệupháp mùi hương sử dụng các loại dầu này để thâm nhập bề mặt da người với hiệu quả rõ rệt Khi các loại dầu tác động và tự điều chỉnh cơ thể một cách tự nhiên ở một

số vùng tổn thương Loại trị liệu này sử dụng nhiều hoán vị và kết hợp khác nhau đểđược điều trị nhiều bệnh như trầm cảm, khó tiêu, nhức đầu, mất ngủ, đau cơ, các vấn

đề về hô hấp, bệnh ngoài da, sưng khớp, biến chứng liên quan đến nước tiểu,…

Tinh dầu được tìm thấy là có lợi hơn khi các khía cạnh khác của cuộc sống vàmột chế độ ăn uống thích hợp Đánh giá này khám phá các thông tin có sẵn trong cáctài liệu liên quan đến trị liệu, y tế, mỹ phẩm, tâm lý, khứu giác, liệu pháp xoa bóp, vấn

đề an toàn và các cây khác nhau được sử dụng trong hương liệu Tất cả các thông tin

có sẵn là được tổng hợp từ các cơ sở dữ liệu điện tử như Tạp chí học thuật,Ethnobotany, Google, PubMed, Science Direct, Web of Science

Hương liệu bắt nguồn từ tên của nó từ mùi hương có nghĩa là hương thơm hoặcmùi và phương pháp điều trị có nghĩa là điều trị Liệu pháp này là một cách tự nhiên

để chữa lành tâm trí, cơ thể và linh hồn [1] Nhiều nền văn minh cổ đại như Ai Cập,Trung Quốc và Ấn Độ đã sử dụng điều này như một phương pháp bổ sung và trị liệuthay thế từ ít nhất 6000 năm [2,3] Hương liệu được nghiên cứu để điều trị các mảngkhác nhau của biến chứng và điều kiện Khảo sát nghiên cứu đã thu hút được nhiều sựchú ý vào cuối thế kỷ 20 và cũng rất phổ biến trong thế kỷ 21, và do nó tầm quantrọng, phổ biến và sử dụng rộng rãi, nó được công nhận là liệu pháp khoa học về mùihương [4] Các loại tinh dầu đã đạt được tầm quan trọng trong trị liệu, mỹ phẩm, thơm,thơm và sử dụng tâm linh [5,6] Hương liệu sử dụng tinh dầu, là chính tác nhân trị liệu,được cho là tinh chiết từ xu hoa, lá, thân, quả và rễ, và cũng được chưng cất từ nhựa[7] Tinh dầu là một hỗn hợp hydrocacbon bão hòa và không bão hòa, rượu, aldehyd,este, ete, xeton, oxit phenol và terpen, có thể tạo ra mùi đặc trưng [8,9] Chúng khôngmàu chất lỏng có mùi dễ chịu với chỉ số khúc xạ cao

Những loại dầu này có đặc tính rất mạnh, đậm đặc đến nỗi chúng hoạt động trêncác điểm áp lực và có thể làm trẻ lại Các loại tinh dầu trong thực vật có mặt trong cáckhu vực khác nhau như: túi chứa, lông tuyến, các tế bào chuyên biệt, hoặc thậm chítrong các không gian liên bào Tinh chất bốc hơi từ thực vật, bảo vệ chúng khỏi sự tấncông của vi khuẩn và sự nóng lên do các tinh chất bảo vệ cây khỏi dao động nhiệt độ[2] Tinh dầu với số lượng nhỏ được sử dụng hít phải, xoa bóp hoặc các ứng dụng đơngiản trên bề mặt da [6,10]

Sự cân bằng cơ thể khi sử dụng tinh dầu khi hít và thoa bên ngoài Những loạitinh dầu là liệu pháp làm giảm căng thẳng, trẻ hóa và tái tạo cá nhân cho công việc củangày hôm sau Dây thần kinh khứu giác từ mũi đến não là nơi điều khiển cho nhữngđiều thiết yếu khi được tiếp nhận hương Những loại dầu này đã được chứng minh làkháng khuẩn, kháng sinh, và đặc tính chống vi-rút và nhiều báo cáo được công bố ởnơi khác như cũng như các phương pháp nhân gian đề nghị để điều trị bệnh khác nhưalzheimer, tim mạch, ung thư và cơn đau chuyển dạ khi mang thai, [11-15] Xuhướng ngày nay sử dụng tinh dầu trị ung thư và rối loạn giấc ngủ [16-18] Khi sử dụngtinh dầu giúp hỗ trợ với cơ thể, cung cấp một cảm giác tốt cho cơ thể người [19] Nó

đã được tìm thấy rằng hoạt động vận động của chuột tăng đáng kể bằng cách hít tinhdầu hương thảo, được sử dụng trong liệu pháp tế bào như kích hoạt và làm mới khắcphục kiệt sức [20]

Việc sử dụng liệu pháp mùi hương trong y học toàn diện đã mất một thời gian dài

và gia tăng trong một vài năm ngắn [21] Việc nghiên cứu về liệu pháp này, người tathấy rằng có tác dụng đối với não người và cảm xúc của cơ thể Vai trò làm giúp tâmtrạng, sự tỉnh táo và căng thẳng tinh thần trong là một chủ đề thảo luận sôi nổi giữa cáckhoa học cộng đồng gần đây Một số nhà nghiên cứu đã cố gắng điều tra ảnh hưởngđến khả năng làm việc, thời gian phản ứng và một số tự phát hành động trên não thôngqua các mẫu điện não đồ và hình ảnh chụp trên não[22] Liệu pháp này đã được thấy làvượt trội khi so sánh với mùi tổng hợp Sợi tổng hợp từ nước hoa thường chứa chấtkích thích, như dung môi và chất đẩy gây kích thích ở một số người [23-25] Theo đốivới nhà tâm lý mùi liệu, mùi tổng hợp không phù hợp với tầm quan trọng của tinh dầu

vì chúng thiếu tự nhiên hoặc năng lượng cần thiết; tuy nhiên, đây vẫn là một vấn đềtranh luận giữa các nhà tâm lý học mùi và nhà hóa sinh [26]

1.2 Nguyên tắc hoạt động của hương liệu

Trong nhiều thế kỷ, các loại tinh dầu đã tìm thấy tầm quan trọng của chúng nhưmột hương thơm với tiềm năng chữa bệnh trên cơ thể, tâm trí và tinh thần Nhữngphân tử hương liệu này là thực vật hữu cơ rất mạnh hóa chất làm cho môi trường xung

quanh không có bệnh, vi khuẩn, virus và nấm [27,28] Tính chất linh hoạt của chúng

có tính kháng khuẩn, kháng vi-rút, chống viêm cùng với cơ thể tăng cường miễn dịchvới nội tiết tố, tuyến, cảm xúc, tuần hoàn, làm dịu, tăng cường trí nhớ và cảnh giác,được nhiều nhà khoa học ghi nhận [6,10] Nhiều dự án thí điểm và các nghiên cứu đãđược thực hiện trên người để giải mã bản chất và vai trò với bệnh tật và rối loạn

Những loại dầu này là được biết đến với đặc tính năng lượng cụ thể, vì tiềm năngcủa họ là không bị mất theo thời gian và tuổi tác Các đặc tính kích thích của nhữngdầu nằm trong cấu trúc của chúng tương tự với hormone tự nhiên[30] Khả năng thâmnhập của các loại dầu này đến các mô dưới da là một trong những điều quan trọng tínhchất của liệu pháp này

Tác dụng của chúng cũng phức tạp và bí ẩn do cấu trúc phức tạp và tính chất hóahọc của chúng Cơ chế hoạt động của họ liên quan đến tích hợp thiết yếu dầu vào tínhiệu sinh học của các cơ quan nhận cảm trong mũi khi hít vào Tín hiệu được truyềnđến rìa và phần dưới đồi của não thông qua khứu giác Những tín hiệu khiến não giảiphóng thông tin như serotonin, endorphin, vv, để liên kết hệ thống thần kinh và cơ thểkhác của chúng tôi đảm bảo một sự thay đổi mong muốn và để cung cấp một cảm giácnhẹ nhõm Serotonin, endorphin và noradrenalin được giải phóng từ dầu làm dịu, hưngphấn và kích thích dầu tương ứng để cung cấp tác dụng hi vọng đối với tâm trí và cơthể [2,31]

1.3 Phân loại hương liệu

1.3.1 Mỹ phẩm hương liệu

Liệu pháp này sử dụng một số loại tinh dầu nhất định cho da, cơ thể, khuôn mặt và cácsản phẩm mỹ phẩm cho tóc Những sản phẩm này được sử dụng cho tác dụng khácnhau như làm sạch, giữ ẩm, làm khô và săn chắc da Một làn da khỏe mạnh có thể thuđược bằng cách sử dụng thoa tinh dầu lên da Ở mức độ cá nhân, Kinh nghiệm, hươngliệu mỹ phẩm tắm cho cơ thể hoặc chăm sóc chân sẽ là một cách đơn giản và hiệu quả

để Tương tự, vài giọt dầu thích hợp cho giúp trẻ hóa và hồi sinh [32]

1.3.2 Xoa bóp bằng dầu thơm

Việc sử dụng hạt nho, hạnh nhân hoặc dầu jojoba trong rau quả nguyên chất dầu trongkhi xoa bóp đã được chứng minh là có tác dụng tuyệt vời Điều này còn được gọi làcảm ứng chữa lành của liệu pháp xoa bóp [33,34]

1.3.3 Liệu pháp y tế

Người sáng lập ra liệu pháp mùi hương hiện đại Rene-Maurice Gattefosse đã sửdụng tinh dầu để xoa bóp cho bệnh nhân trong quá trình phẫu thuật, do đó sử dụng

kiến thức về hương liệu y tế về tác dụngtinh dầu trong việc thúc đẩy và điều trị, chẩnđoán lâm sàng bệnh y tế [35].

1.3.4 Liệu pháp hương liệu khứ giác

Hít phải tinh dầu đã làm tăng khứu giác liệu pháp mùi hương, nơi hít vào đơngiản đã dẫn đến tăng cường giữ gìn sức khỏe cảm xúc, sự bình tĩnh, thư giãn hoặc trẻhóa cơ thể con người Sự giải phóng căng thẳng được hàn gắn với niềm vui mùi hươngmở khóa ký ức mùi Tinh dầu được bổ sung để điều trị y tế và không bao giờ có thểđược coi là một thay thế cho nó [10]

1.3.5 Tâm lý trị liệu

Trong liệu pháp tâm lý, một số trạng thái tâm trạng và cảm xúc nhất định có thểthu được bằng các loại dầu này mang lại niềm vui thư giãn, tiếp thêm sinh lực hoặcmột ký ức dễ chịu Hít phải các loại dầu trong liệu pháp này là cho trực tiếp tinh dầuvào phòng của một bệnh nhân Tâm lý học và nghiên cứu hương liệu, cả hai thỏa thuậnvới các nghiên cứu và tác dụng của hương liệu có thể là tự nhiên hoặc tổng hợp Tâm

lý học tâm lý đã giới hạn bản thân với nghiên cứu về tự nhiên tinh dầu [11]

CHƯƠNG II PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY TINH DẦU THÌ

LÀ

Nhiều loại thực vật đã được báo cáo sử dụng trong liệu pháp mùi hương do sựhiện diện của các loại tinh dầu thiết yếu hoặc dễ bay hơi trong các vật liệu thực vậtkhác nhau như hoa, vỏ cây, thân, lá, rễ, quả, v.v

2.1 Cây thì là

Thì là hay thìa là là một loại cây lấy lá,

làm gia vị, lấy hạt làm thuốc được sử dụng

rất phổ biến ở Châu Á và Địa Trung Hải

Thì là cố tên khoa học là Anethum

graveolens, họ hóa tán Quả hình trứng có 10

cạnh Người ta dùng lá, quả và hạt để làm

hương liệu, chứa nhiều tinh dầu đặt biệt là

hạt thì là

Tinh dầu thì là có tên khoa học là

Cumin ( Cuminum cyminum L.) với tính

chất như kháng khuẩn, chống oxy hóa, ngừa

ung thư,…có giá trị thương mại cao Vì vậy

vấn đề đặt ra là nâng cao hiệu suất, chất

lượng tinh dầu

Các phương pháp truyền thống được biết đến như: ép cơ học, chiết bằng dungmôi hữu cơ, chưng cất hơi nước,…một số công nghệ hiện đại được áp dụng hiện naynhư chiết bằng chất lỏng siêu tới hạn (bendif và cộng sự, 2018), chiết xuất hỗ trợ sóngsiêu âm (Amiri cùng cộng sự, 2019) Những công nghệ mới khắc phục được nhữngkhuyết điểm của kĩ thuật truyền thống như giảm thời gian chiết, cải thiệt chatasd lượngsản phẩm, thân thiện với môi trường đặc biệt là nâng cao được hiệu xuất chiết

Công nghệ được sử dụng lò vi sóng được xem là công nghệ tiềm năng Do chiếu

xạ vi sóng thúc đẩy quá trình chiết xuất, tăng tốc độ phản ứng Một số công nghệ visóng như: chiết xuất bằng lò vi sóng (SEME), chưng cất vi sóng (MHG), thủy phân visóng (MHD)…

Trong bài nghiên cứu, tác giả sử dụng phương pháp thủy phân vi sóng kết hợpvới dung môi tự nhiên (MA-NADES-MHD) để chiết xuất tinh dầu từ hạt thì là Quátrình chia làm 3 giai đoạn, tiền xử lí, đun nóng nhanh, giai đoạn thủy phân Thànhphần hóa học của tinh dầu được phân tích bằng phương pháp sắc kí khí (GC-MS)

XH Quy trình của phương pháp MAXH NADESXH MHD như sau:

Cho 120g NADES với 40% nước khử ion đặt trong bình cầu 3 cổ 500ml cùngvới 20g bột thì là Sau đó lắp bình vào thiết bị Bình ngưng tụ được lắp trên đỉnh đểthu tinh dầu Trong giai ddoaqnj tiền xử lý bột thì là và NADES được xử lý với côngsuất chiếu xạ vi sóng 600W ở 90C trong 4 phút Trong giai đoạn gia nhiệt nhanhngười ta thêm 200ml nước khử ion được thêm vào bình Sau đó phản ứng được thựchiện ở 600W với nhiệt độ 110 C và thời gian phản ứng là 5 phút, nhằm tăng nhiệt độphản ứng hỗn hợp để hỗn hợp đạt đến điểm sôi Và ở giai đoạn cuối công suất giảmxuống 300W ở 110C trong 30 phút Cuối cùng tinh dầu tách pha với nước và đượcngưng tụ xuống ống

- Hiệu xuất tinh dầu được tính theo công thức:

Y=We W × 100

We : khối lượng tinh dầu (g)

W : khối lượng thì là (g)

- Kết quả và thảo luận

Năng suất tinh dầu tăng đáng kể khi sử dụng phương pháp thủy phân kết hợp vớiNADES

Hàm lượng NADES tối ưu để thu được tinh đâu có chất lượng tốt nhất là NADES-11(2.21%), NADES-14 cũng cho chất lượng tinh dầu tốt nhưng chi phí cao hơn NADES-

11 Do đó NADES-11 là lựa chọn tối ưu cho quy trình chiết tinh dầu thì là

Khảo sát ảnh hưởng của công suất đến năng suất tinh dầu, lượng tinh dầu tăng rõ rệch từ 300W đến 600W và hiệu xuất cao nhất khi công suất 600W

Tiếp đó khảo sát thời gian phản ứng trong giai đoạn tiền xử lý cho thấy ở 4 phút hiệu suất tinh dầu là cao nhất và chất lượng tốt nhất

Sau cùng người ta khảo sát thời gian thủy phân từ 10 đến 60 phút Sau phút 30 lượng tinh dầu chiết ra không đáng kể Vì vậy 30 phút là thời gian thủy phân hợp lý nhất

2.2.2 Phương pháp Micro hydrodiffusion and gravity (MHG) [34]

Ngoài phương pháp thủy phân vi sóng như trên người ta còn sử dụng phương pháp MHG, đây là phương pháp nhanh chống hiệu quả thân thiện với môi trường Đặc tính quan trọng của MHG là sự kết hợp giữa bức xạ vi sóng và trọng lực ở áp suất khí quyển mà không cần dung môi Hơn thế nữa chiết suất MHG cho kết quả tốt nhất ứng dụng nhiều trong việc tách chiết các chất chống oxi hóa, tinh dầu…

Trong bài MHG được sử dụng để chiết cumin có trong thì là, với các yếu tố ảnh hưởng như: thời gian bức xạ,vi sóng, năng lượng bức xạ và độ ẩm trên MHG…Sau đó kết quả MHG được so sánh với phương pháp thủy phân để biết được khối lượng và chất lượng tinh dầu Cuối cùng dùng kính điện tử vi sai(SEM) để biết được sự hiệu quả

và sự nhanh chống của phương pháp MHG

- Vật liệu :

 Hạt thì là có nguồn gốc từ Tunisia

 Máy MHG (ME 711K, 22L,2450 MHz, phòng kĩ thuật cơ khi trường đại học

quốc gia Tunisia)

 Kính điện tử quét vi sai SEM(JEOL-JSM-6700, UMS 3623, Pháp)

- Phương pháp

Cho 100g hạt thì là thêm nước cất với tỉ lệ 1:10 vào một bình cầu đáy tròn và miệng bình cầu thông qua lỗ dưới của lò vi sóng kết hợp với hệ thống ngưng tụ thu sản phẩm.Tinh dầu thu được cho vào lọ sẫm màu được khan bằng Na2SO4 và bảo quản ở 4C Kích thước hạt trước và sau quá trình được chụp bằng kính hiển vi điện tử SEM để xác định kích thước , cấu trúc…