Nghiên cứu quá trình ly tinh dầu húng quế (OCIMUM BASILICUML ), phân tích thành phần hóa học, khảo sát hoạt tình kháng vi sinh vật và ứng dụng trong mỹ phẩm

Khảo sát ảnh hưởng cúa các yếu tố đến hàm lượng tinh dầu Húng Quế thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước .... XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÀM LƯỢNG TINH DẦU TRONG QU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRÍCH LY TINH DẦU HÚNG QUẾ

(OCIMUM BASILICUM L.), PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HÓA HỌC,

KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT VÀ ỨNG DỤNG

TRONG MỸ PHẨM

Ngành: Công nghệ sinh học

GVHD: TS Trịnh Thị Lan Anh SVTH: Phan Thị Khánh My

MSSV: 1611100372

TP Hồ Chí Minh, 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu của riêng tôi

dưới sự hướng dẫn của TS Trịnh Thị Lan Anh

Các số liệu, kết quả được trình bày trong Đồ án là trung thực, khách quan và

chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

TP Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 9 năm 2020

Sinh viên thực hiện

Phan Thị Khánh My

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến toàn bộ Quý Thầy Cô Ban Lãnh Đạo, các phòng ban đã tạo cũng như Quý Thầy Cô của Viện Khoa học Ứng dụng, Trường Đại học Công nghệ Tp HCM đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và tạo điều kiện cho em có cơ hội được học tập làm việc cũng như trang bị cho em kỹ năng giúp em có thể áp dụng những kiến thức

mà các Thầy Cô đã giảng dạy trong suốt khoảng thời gian vừa qua

Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn TS Trịnh Thị Lan Anh, người đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt thêm những kiến thức chuyên môn và tạo điều kiện giúp đỡ, hỗ trợ em tìm hiểu thực tiễn trong suốt quá trình thực hiện đồ án tại phòng thí nghiệm để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này một cách tốt nhất

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn của em vẫn còn những mặt hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót hoặc những sai sót trong quá trình nghiên cứu Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ phía Thầy Cô để em học thêm được nhiều kinh nghiệm cũng như rất mong các Thầy Cô bỏ qua và giúp em hoàn thiện tốt hơn Qua đề tài tốt nghiệp này em nhận ra nhiều điều mới mẻ và bổ ích để giúp ích cho công việc sau này của bản thân

Cuối cùng, em xin kính chúc Ban Giám hiệu cùng với Quý Thầy Cô luôn khỏe mạnh, vui vẻ và thành công trong sự nghiệp trồng người cao cả

TP Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 9 năm 2020

Sinh viên thực hiện

Phan Thị Khánh My

MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC BẢNG ix

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6

1.1 GIỚI THIỆU VỀ TINH DẦU 6

1.1.1 Khái niệm về tinh dầu 6

1.1.2 Vai trò sinh học của tinh dầu 6

1.1.3 Phân bố tinh dầu trong tự nhiên 7

1.1.4 Quá trình tích lũy tinh dầu 8

1.1.5 Tính chất vật lý của tinh dầu Húng quế 8

1.1.6 Tính chất hóa học của tinh dầu Húng Quế 9

1.1.7 Ảnh hưởng của những nhân tố khác nhau đến thành phần và tính chất của tinh dầu Húng quế 11

1.1.8 Ứng dụng của tinh dầu Húng Quế trong các ngành công nghiệp 12

1.1.9 Nguyên tắc sản xuất tinh dầu 13

1.1.10 Nguyên tắc trính ly tinh dầu 14

1.1.11 Các phương pháp trích ly tinh dầu 14

1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÂY HÚNG QUẾ 19

1.2.1 Vị trí phân loại 19

1.2.2 Khái quát về họ Hoa môi (Lamiaceae) 20

1.2.3 Sơ lược về chi Húng quế hay chi É (Ocimum) 20

1.2.4 Nguồn gốc và phân bố 21

1.2.5 Đặc điểm 21

1.2.6 Thành phần hóa học 22

1.2.7 Tác dụng dược lý 23

1.3 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT LÔI CUỐN HƠI NƯỚC 24

1.3.1 Nguyên lý hoạt động của phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 24

1.3.2 Chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp 25

1.3.3 Chưng cất lôi cuốn hơi nước gián tiếp 25

1.4 GIỚI THIỆU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN VÀ CƠ CHẾ KHÁNG KHUẨN CỦA CÁC HỢP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC THỰC VẬT 25

1.4.1 Khái niệm hợp chất kháng khuẩn từ thực vật 25

1.4.2 Các cơ chế kháng khuẩn 26

1.4.3 Một số nhóm hợp chất ở thực vật 27

1.4.3.1 Nhóm hợp chất alkaloid 27

1.4.3.2 Nhóm hợp chất glycoside 28

1.4.3.3 Nhóm tinh dầu 30

1.5 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ CÁC TÁC DỤNG KHÁC NHAU CỦA HÚNG QUẾ NGOÀI KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN 31

1.5.1 Nghiên cứu về hoạt tính chống oxy hóa 31

1.5.2 Nghiên cứu về hoạt tính kháng viêm 32

1.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG VI SINH VẬT CỦA HÚNG QUẾ Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 32

1.6.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 32

1.6.2 Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam 33

1.7 GIỚI THIỆU VỀ CÁC CHỦNG VI KHUẨN GÂY BỆNH 34

1.7.1 Escherichia coli 34

1.7.2 Staphylococcus aureus 35

1.7.3 Aspergillus Flavus 36

1.8 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT 37

1.8.1 Phương pháp đĩa giấy khuếch tán 37

1.8.2 Phương pháp đục lỗ 38

1.8.3 Phương pháp pha loãng 38

1.9 SẮC KÝ GHÉP KHỐI PHỔ VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG (GC–MS/ GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTOMETRY) 39

1.9.1 Sắc ký khí (GC – Gas chromatography) 39

1.9.2 Sắc ký khối phổ (MS – Mass Spectometry) 41

1.9.3 Sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS) 42

1.9.4 Một số ứng dụng của sắc ký khí ghép khối phổ 43

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 44

2.1 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN TIẾN HÀNH ĐỀ TÀI 44

2.1.1 Địa điểm tiến hành đề tài 44

2.1.2 Thời gian thực hiện 44

2.2 VẬT LIỆU 44

2.2.1 Nguyên liệu 44

2.2.2 Dụng cụ - Thiết bị - Hóa chất 45

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47

2.3.1 Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm vời các nội dung 47

2.3.2 Tiến hành trích ly tinh dầu và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng 48

2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng cúa các yếu tố đến hàm lượng tinh dầu Húng Quế thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 52

2.3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 52

2.3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của bộ phận nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 53

2.3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng thể tích nước chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 54

2.3.3.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ NaCl bổ sung vào nguyên liệu ngâm ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 55

2.3.3.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu trong NaCl trước khi chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 56

2.3.3.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ngâm mẫu trong muối NaCl trước khi chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 56

2.3.3.7 Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 57

2.3.3.8 Thí nghiệm 8: Khảo sát ảnh hưởng thời gian để héo đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 58

2.3.4 Xác định chỉ số vật lý, hóa học của tinh dầu Húng quế 59

2.3.4.1 Xác định chỉ số vật lý 60

2.3.4.2 Xác định chỉ số hóa học 61

2.3.4.3 Xác định thành phần hóa học của tinh dầu 63

2.3.5 Phương pháp đánh giá hoạt lực kháng vi sinh vật 64

2.3.6 Phương pháp xác định hoạt tính kháng vi sinh vật 66

2.3.7 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu 67

2.3.8 Phương pháp tính toán 67

2.4 THỐNG KÊ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 67

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 68

3.1 XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÀM LƯỢNG TINH DẦU TRONG QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÔI CUỐN HƠI NƯỚC 68

3.1.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 68

3.1.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của bộ phận nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 70

3.1.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của thể tích nước chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 71

3.1.4 Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl bổ sung vào nguyên liệu ngâm đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 73

3.1.5 Thí nghiệm 5: Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu trong nước muối NaCl trước khi chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 75

3.1.6 Thí nghiệm 6: Ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm mẫu trong muối NaCl trước khi chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 76

3.1.7 Thí nghiệm 7: Ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 78

3.1.8 Thí nghiệm 8: Ảnh hưởng của thời gian để héo đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 80

3.2 XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ HÓA LÝ CỦA TINH DẦU HÚNG QUẾ 82

3.2.1 Đánh giá cảm quan 82

3.2.2 Xác định định lượng tinh dầu Húng quế 83

3.2.3 Xác định tỷ trọng tinh dầu Húng quế 83

3.2.4 Xác định chỉ số hóa học tinh dầu Húng quế 84

3.2.5 Xác định độ hòa tan của tinh dầu Húng quế trong ethanol 85

3.2.6 Xác định thành phần hóa học của tinh dầu Húng quế 86

3.3 KẾT QUẢ HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT CỦA TINH DẦU HÚNG QUẾ 88

3.3.1 Kết quả hoạt tính kháng E coli của tinh dầu Húng quế 88

3.3.2 Kết quả hoạt tính kháng S aureus của tinh dầu Húng quế 90

3.3.3 Kết quả hoạt tính kháng A flavus của tinh dầu Húng quế 92

3.4 THỬ NGHIỆM BỔ SUNG TINH DẦU HÚNG QUẾ VÀO TRONG GEL TRỊ MỤN 93

3.4.1 Khảo sát tỷ lệ tinh dầu Húng quế được bổ sung vào gel trị mụn 94

3.4.2 Kết quả kiểm nghiệm an toàn mỹ phẩm 95

3.5 THẢO LUẬN 96

3.5.1 Hiệu suất trích ly tinh dầu Húng quế 96

3.5.2 Hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu Húng quế 96

3.5.3 Ứng dụng tinh dầu Húng quế trong mỹ phẩm 97

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98

4.1 KẾT LUẬN 98

4.2 KIẾN NGHỊ 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

PHỤ LỤC 102

Phụ lục 1: Thành phần môi trường và cách pha một số dung dịch thử 102

Phụ lục 2: Xử lý thống kê ảnh hưởng của các yếu tố đến hàm lượng tinh dầu Húng quế thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 102

Phụ lục 3: Xử lý thống kê khả năng kháng vi sinh vật của tinh dầu Húng quế thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 113

Phụ lục 4: Kết quả xác định thành phần hóa học và hàm lượng tương đối các hợp chất trong mẫu tinh dầu Húng quế bằng phương pháp GC/MS 118 Phụ lục 5: Kết quả kiểm nghiệm và yêu cầu về an toàn mỹ phẩm đối với gel trị mụn được bổ sung tinh dầu Húng quế 120

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

A flavus : Aspergillus falvus

A parasiticus : Aspergillus parasiticus

P aeruginosa : Pseudomonas aeruginosa

S aureus : Staphylococcus aureus

S.cerevisiae : Saccharomyces cerevisiae

S enteritidi : Salmonella enteritidi

S faecalis : Streptococcus faecalis

S typhymumrium : Salmonella typhymumrium

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cấu trúc 3D phân tử linalool 10

Hình 1.2 Cấu trúc 3D phân tử estragole 10

Hình 1.3 Cấu trúc 3D phân tử eucalyptol 11

Hình 1.4 Hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước 14

Hình 1.5 Hệ thống chưng cất hơi nước dưới sự hỗ trợ của vi sóng 17

Hình 1.6 Máy ép tinh dầu 18

Hình 1.7 Cây Húng Quế (Ocimum Basilicum L.) 19

Hình 1.8 Một số cây thuộc chi Húng quế 21

Hình 1.9 Cấu trúc hóa học 23

Hình 1.10 Hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước và nguyên lý hoạt động 24

Hình 1.11 Những vị trí của vi khuẩn bị tác động bởi các hợp chất thực vật 26

Hình 1.12 Cấu trúc của morphine 27

Hình 1.13 Cấu trúc của quinine 28

Hình 1.14 Sơ đồ phân loại Saponin 29

Hình 1.15 Vi khuẩn Escherichia Coli 34

Hình 1.16 Vi khuẩn Staphylococcus aureus 35

Hình 1.17 Nấm mốc Aspergillus flavus 36

Hình 1.18 Sắc ký đồ của sắc ký khí 40

Hình 1.19 Mô hình khối phổ 42

Hình 1.20 Mass – Spectrum 42

Hình 2.1 Cây Húng quế (Ocimum basilicum L.) để thu nhận tinh dầu 44

Hình 2.2 Sơ đồ các bước tiến hành nghiên cứu thu nhận tinh dầu Húng quế bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 47

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình chưng cất và thu nhận tinh dầu Húng quế 48

Hình 2.4 Nguyên liệu cây Húng quế để thu nhận tinh dầu 49

Hình 2.5 Cây Húng quế sau khi được chuẩn bị và chuyển vào bình cầu 50

Hình 2.6 Tinh dầu Húng quế và nước đã tách thành 2 pha 50

Hình 2.7 Bộ dụng cụ chưng cất tinh dầu nhẹ hơn nước Clevenger 51

Hình 2.8 Kích thước nguyên liệu cây Húng quế 53

Hình 2.9 Bộ phận nguyên liệu cây Húng quế 54

Hình 2.10 Nguyên liệu cây Húng quế để héo 59

Hình 2.11 Sơ đồ quy trình đánh giá hoạt lực kháng vi sinh vật của tinh dầu Húng quế thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 64 Hình 2.12 Mô tả kết quả vòng kháng vi sinh vật (Hudzicki,2009) 67

Hình 3.1 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 69

Hình 3.2 Đồ thị biểu hiện ảnh hưởng của bộ phận nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 70

Hình 3.3 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của thể tích nước chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 72

Hình 3.4 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nồng NaCl bổ sung vào nguyên liệu ngâm đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 74

Hình 3.5 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu trong nước muối NaCl trước khi chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 76

Hình 3.6 Đồ thị biểu hiện ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm mẫu trong muối NaCl trước khi chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 77

Hình 3.7 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 79

Hình 3.8 Đồ thị biểu hiện ảnh hưởng của thời gian héo đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 81

Hình 3.9 Tinh dầu Húng quế thu được 82

Hình 3.10 Sắc ký đồ của tinh dầu Húng quế 87

Hình 3.11 Vòng kháng khuẩn đối với E Coli 89

Hình 3.12 Vòng kháng khuẩn đối với S Aureus 90

Hình 3.13 Vòng kháng nấm đối với A Flavus 92

Hình 3.14 Kết quả sử dụng gel trị mụn bổ sung tinh dầu Húng quế 95

DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu Húng

Bảng 2.4 Ảnh hưởng của nồng độ NaCl bổ sung vào nguyên liệu ngâm đến

hàm lượng tinh dầu Húng quế 55

Bảng 2.5 Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu trong NaCl trước khi chưng cất

đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 56

Bảng 2.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm trong NaCl trước khi chưng cất đến

hàm lượng tinh dầu Húng quế 57

Bảng 2.7 Ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng

Bảng 3.4 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ NaCl bổ sung vào nguyên liệu ngâm

đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 73

Bảng 3.5 Kết quả ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu trong NaCl trước khi

chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 75

Bảng 3.6 Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm mẫu trong NaCl trước khi

chưng cất đến hàm lượng tinh dầu Húng quế 77

Bảng 3.7 Kết quả ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh dầu

Húng 79

Bảng 3.8 Kết quả ảnh hưởng của thời gian để héo đến hàm lượng tinh dầu Húng

quế 81

Bảng 3.9 Kết quả định lượng tinh dầu Húng quế 83

Bảng 3.10 Kết quả xác định tỷ trọng tinh dầu Húng quế 84

Bảng 3.11 Kết quả xác định chỉ số hóa lý của tinh dầu Húng quế 84

Bảng 3.12 Kết quả xác định độ hòa tan của tinh dầu Húng quế trong ethanol 85

Bảng 3.13 Kết quả xác định thành phần hóa học và hàm lượng tương đối các hợp chất trong tinh dầu Húng quế bằng phương pháp GC/MS 86

Bảng 3.14 Kết quả hoạt tính kháng E coli của tinh dầu Húng quế 89

Bảng 3.15 Kết quả hoạt tính kháng S aureus của tinh dầu Húng quế 91

Bảng 3.16 Kết quả hoạt tính kháng A flavus của tinh dầu Húng quế 92

Bảng 3.17 Kết quả khảo sát các tỷ lệ bổ sung tinh dầu Húng quế vào gel trị mụn 94

Bảng 3.18 Kết quả thử nghiệm an toàn mỹ phẩm 95

Việt Nam là một trong những nước có điều kiện nhiệt đới gió mùa rất thuận lợi cho sự sinh trưởng của đa dạng các loài thực vật chứa tinh dầu với trên 300 loài cây tinh dầu thu thập được Hằng năm, nước ta phải nhập khẩu hàng ngàn tấn tinh dầu, hương liệu của gần 30 loại tinh dầu gần 20 nước trên thế giới, với nguồn ngoại

tệ trên trăm triệu USD, điều này cần phải có chính sách tiêu dùng và xuất nhập khẩu hợp lý để từng bước đưa ngành tinh dầu, hương liệu phát triển tốt hơn Các loại tinh dầu và chiết xuất thảo dược thu hút được rất nhiều sự quan tâm từ các ngành khoa học nhờ vào tiềm năng lớn như nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên và các hợp chất hoạt tính sinh học

Một số nghiên cứu được thực hiện để khám phá tiềm năng của một số loại tinh dầu điều trị các bệnh truyền nhiễm như một biện pháp thay thế dược phẩm

tiêu chuẩn Húng quế (Ocimum basilicum L.), là thành viên của họ Lamiaceae, một

loại thảo mộc phát triển hàng năm ở nhiều khu vực trên thế giới Trong số hơn 150

loài thuộc chi Ocimum, Húng quế là loài chính để thu hoạch tinh dầu và được trồng

thương mại ở nhiều quốc gia Các bộ phận cây Húng quế, các hợp chất và tinh dầu được cho thấy tiềm năng lớn trong việc kháng khuẩn điển hình như nghiên cứu của Moghaddam và cộng sự (2011), Patil và cộng sự (2011) Hoạt tính kháng khuẩn của các loài tinh dầu mặc dù có cùng nguồn gốc từ một loài thực vật nhưng có thể khác nhau, có thể là do kiểu gen quy định đặc điểm hình thái giống cây trồng khác nhau cho hoạt tính kháng khuẩn khác nhau

Đặc biệt việc nghiên cứu tách chiết các hợp chất có dược tính cao ngoài tinh dầu từ cây Húng quế là vấn đề mới mẻ, chưa được quan tâm nghiên cứu nhiều

Việc nghiên cứu tách chiết tinh dầu và các hợp chất ngoài tinh dầu có dược tính cao đồng thời thử hoạt tính sinh học của tinh dầu Húng quế là việc làm cần thiết góp phần vào việc đánh giá hiệu quả và áp dụng các hợp chất thiên trong các lĩnh vực như dược phẩm, mỹ phẩm và thực phẩm Nghiên cứu của đề tài sẽ làm tăng giá trị kinh tế của Húng quế ở Việt Nam Vì thế, tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu

quá trình trích ly tinh dầu Húng quế (Ocimum basilicum L.), phân tích thành phần

hóa học, khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật và ứng dụng trong mỹ phẩm.”

1.2 Tầm quan trọng của đề tài

Sự phát triển kinh tế chung của toàn xã hội giúp cải thiện đời sống của con người ngày một tốt hơn, nhưng theo đó các loại bệnh cũng gia tăng cả về số lượng lẫn mức độ nguy hiểm Ngành y học hiện đại đã tạo ra các loại tân dược đặc trị hữu hiệu nhưng y học cổ truyền với việc sử dụng các loại thảo dược vẫn giữ một tầm quan trọng sâu sắc

Tinh dầu được biết đến hơn 5.000 năm trước, một điều mà chúng ta có thể học từ tổ tiên của chúng ta là sức mạnh của các chiết xuất tự nhiên từ cây cỏ, trong

đó tinh dầu không chỉ đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì tinh thần sảng khoái mà ngày nay với nền khoa học phát triển, tinh dầu tự nhiên được chiết xuất nhằm để thay thế các thành phần hóa học trong việc sản xuất nước hoa, thuốc đắt tiền và đặc biệt là các sản phẩm làm đẹp dưỡng da mang tính kháng khuẩn cao Trong y học, dược liệu: chữa lành vết thương, chống viêm, hỗ trợ chức năng thượng thận, điều trị các vấn đề liên quan đến thần kinh và cơ bắp Đặc biệt, tinh dầu Húng quế có tính năng kháng khuẩn, chống lại nấm mốc và nấm men

Trong công nghiệp mỹ phẩm: Trị mụn trứng cá, giảm nhiễm trùng da, giúp cải thiện da bị lão hóa, có tác dụng diệt vi khuẩn trên da do khói bụi, ô nhiễm gây

ra Ngoài ra, tinh dầu Húng quế còn tốt cho răng miệng, khử mùi hôi và vi khuẩn,

hỗ trợ chữa trị nhiễm trùng tai, giảm viêm sưng, phục hồi nhiễm trùng trong tai

1.3 Ý nghĩa của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa về mặt kinh tế

− Nâng cao giá trị kinh tế của cây Húng quế, tạo ra nhiều sản phẩm có giá trị cao từ tinh dầu Húng quế có thể ứng dụng và đáp ứng được nhiều lĩnh vực khác nhau trong đời sống và an toàn đối với người sử dụng

− Nguồn nguyên liệu Húng quế có giá thành rẻ cho thu nhận tinh dầu, tạo nguồn cung ổn định, tạo công ăn việc làm cho người nông dân và mở rộng vùng canh tác

1.3.2 Ý nghĩa về mặt xã hội

− Tạo ra sản phẩm mới chứa tinh dầu Húng quế trên thị trường chưa có

− Tạo ra sản phẩm chứa tinh dầu Húng quế có tác dụng kháng khuẩn thay thế các loại hóa chất được sử dụng trong ngành mỹ phẩm cũng như thay thế phần nào các loại hóa chất độc hại, các loại kháng sinh thương mại trên thị trường

− Tinh dầu Húng quế được xem là thảo mộc tiềm năng cho ngành nuôi trồng thủy sản khi bổ sung vào chế độ ăn có hiệu quả về đáp ứng miễn dịch của cá

rõ rệt

1.3.3 Ý nghĩa về mặt văn hóa

− Ở Pháp, Húng quế được gọi là “i’herbe royale” – có nghĩa là thảo mộc hoàng gia và có rất nhiều nghi lễ và niềm tin gắn liền với Húng quế

− Ở Ấn Độ, Húng quế được đặt vào miệng người sắp chết để đảm bảo họ có một hành trình an toàn và đến được với Thượng Đế

− Ở một số khu vực trung tâm của Mexico, Húng quế giúp thu hút tiền tài bằng cách treo một bó cây Húng quế trước cửa ra vào hoặc cửa sổ của nhà hàng

1.3.4 Ý nghĩa về mặt sức khỏe

− Tinh dầu Húng quế có khả năng tăng cường miễn dịch, khử trùng và bảo vệ gan, trị viêm khớp, tăng khả năng tiêu hóa, giảm cảm giác buồn nôn, đầy hơi, khó tiêu, đau thắt dạ dạy, cảm lạnh, viêm phế quản, kích thích ra mồ hôi

− Bên trong tinh dầu Húng quế còn có chứa chất chống oxy hóa giúp ngăn ngừa lão hóa, ung thư và acid cafferic có hiệu quả chống lại ung thư cổ tử cung

− Các nghiên cứu cho thấy tinh dầu Húng quế có tác dụng hạn chế sự phát triển

của nhiều vi khuẩn như khuẩn tụ cầu (Staphylococcus), khuẩn hình que (Bacillus),… mà không cần dùng đến loại kháng sinh nào khác

− Đặc biệt, tinh dầu Húng quế còn có công dụng chống căng thẳng, mệt mỏi và chán nản, giúp làm dịu thần kinh, kích thích cũng như điều chỉnh khả năng tuần hoàn máu và đánh bại các gốc tự do vốn là tác nhân dẫn đến stress

1.3.5 Ý nghĩa trong mỹ phẩm

− Tinh dầu Húng quế cũng được sử dụng để làm đẹp: dưỡng da, điều trị mụn trứng cá và cả mụn viêm hay vẩy nến

− Bên cạnh đó, còn có khả năng kháng khuẩn, kháng viêm mạnh, giúp hạn chế

sự điều tiết các tuyến dầu nhờn của da

1.3.6 Ý nghĩa trong công nghệ thực phẩm

− Ở Việt Nam, Húng thường dùng để ăn sống kèm với nhiều loại rau khác và

là một loại rau đặc trưng không thể thiếu cho món phở quốc dân

− Ở Ý, Húng quế là một trong những nguyên liệu chính của loại nước sốt Pesto

− Ở Thái Lan, Húng quế rất phổ biến, thường được ngâm trong kem hoặc sữa

để tạo ra hương vị khác biệt Ngoài lá thì nụ hoa Húng quế còn có hương vị tinh tế hơn và chúng cũng là một phần không thể thiếu cho ẩm thực ở đây

2 Tình hình nghiên cứu

Hiện nay, các nghiên cứu về tinh dầu Húng quế còn ít, chủ yếu tập trung vào phân tích thành phần hóa học, dược tính, hoạt tính trong dịch chiết Húng quế như: Năm 1997, Trần Hữu Anh – Chuyên ngành Hóa Hữu Cơ – Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên (Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh) đã nghiên cứu

“Khảo sát tinh dầu Húng quế và điều chế một số dẫn xuất của metilcavicol” Năm 2015, Ngô Thị Quỳnh Anh – Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật (Thành phố Hồ Chí Minh) đã nghiên cứu

“Quy trình công nghệ trích ly tinh dầu từ lá Húng quế có hoạt tính chống oxy hóa” Năm 2016, Vũ Văn Nhạ và Nguyễn Mạnh Hương – Viện Công nghệ Sinh học, Công nghệ Thực phẩm – Trường Đại học Bách Khoa (Hà Nội) đã nghiên cứu

“Trích ly và chưng cất tinh dầu từ cây Húng quế”

3 Mục đích nghiên cứu

– So sánh hàm lượng tinh dầu của 2 loại cây Húng quế: tươi và héo

– Xác định các điều kiện tối ưu của việc trích ly tinh dầu Húng quế

– Xác định thành phần hóa học của tinh dầu Húng quế

– Xác định hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu Húng quế đối với các chủng E coli, S aureus, A flavus theo các nồng độ pha loãng tinh dầu – Thử nghiệm bổ sung tinh dầu Húng quế vào gel trị mụn

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

– Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

– Tiến hành thực nghiệm ly trích tinh dầu Húng quế bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

– Định danh và định lượng các thành phần hóa học tinh dầu Húng quế thu được bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS)

– Kiểm tra hoạt tính sinh học về khả năng kháng khuẩn của tinh dầu Húng quế thu được từ phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

– Thử nghiệm bổ sung tinh dầu Húng quế vào gel trị mụn

5 Các phương pháp nghiên cứu

– Nghiên cứu lý thuyết: thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu

– Phương pháp thực nghiệm: phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp sử dụng bộ chưng cất tinh dầu nhẹ Clevenger

– Phương pháp sinh hóa: kiểm tra hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu Húng

quế trên các chủng vi sinh vật: E coli, S aureus , A flavus

– Xử lý số liệu bằng phần mềm SAS 9.4 và Excel 2016®

6 Đối tượng nghiên cứu

Cây Húng quế được trồng ở Nông trường Củ Chi (28 Phạm Văn Cội, xã Phạm Văn Cội, huyện Củ Chi, Tp Hồ Chí Minh)

7 Những đóng góp của đề tài

– So sánh hàm lượng tinh dầu của 2 loại nguyên liệu Húng quế: tươi và héo – Xác định các điều kiện trích ly tinh dầu tối ưu đối với Húng quế

– Xác định thành phần hoá học tinh dầu Húng quế thu được

– Xác định hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu Húng quế đối với các chủng

E coli, S aureus, A flavus theo các nồng độ pha loãng tinh dầu

8 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp

Kết cấu của đồ án tốt nghiệp gồm 4 chương:

– Chương 1: Tổng quan tài liệu

– Chương 2: Vật liệu và phương pháp

– Chương 3: Kết quả và thảo luận

– Chương 4: Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU VỀ TINH DẦU

1.1.1 Khái niệm về tinh dầu

Thuật ngữ “tinh dầu” là sự rút gọn của thuật ngữ gốc “tinh dầu hoa” Thuật ngữ này xuất phát từ ý tưởng của Aristotle rằng vật chất gồm có bốn yếu tố: lửa, không khí, đất và nước Yếu tố thứ năm, hay còn gọi là tinh hoa, sau đó được coi là linh hồn hoặc nguồn sống Ngày nay, tất nhiên, chúng ta hiểu rằng, khác xa so với linh hồn, tinh dầu là một dạng vật chất trong tự nhiên, bao gồm hỗn hợp nhiều thành phần của các chất hóa học

Tinh dầu là hỗn hợp các chất hữu cơ tan lẫn vào nhau, thường có mùi thơm đặc trưng tùy thuộc vào nguồn gốc nguyên liệu cung cấp tinh dầu Tinh dầu được chiết xuất từ những thành phần rất nhỏ của các loài thực vật như cánh hoa, lá, thân, hạt, vỏ hay thậm chí là rễ của cây Phần lớn tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật và số

ít từ động vật Hệ thực vật có tinh dầu khoảng 3.000 loài, trong đó có 150 – 200 loài

có ý nghĩa công nghiệp

1.1.2 Vai trò sinh học của tinh dầu

Khi tinh dầu nằm trong cây, chúng liên tục thay đổi thành phần hóa học giúp cây thích ứng với môi trường bên trong và cả bên ngoài Nghiên cứu khoa học gần đây cho thấy thực vật tạo ra các loại tinh dầu cho nhiều mục đích khác nhau

Để thu hút các loài động vật giúp thụ phấn và các tác nhân phân tán

Côn trùng đã thụ phấn cho hoa trong hơn 200 triệu năm qua Cũng như con người, côn trùng bị thu hút bởi những loài cây cụ thể vì một trong ba lý do: mùi thơm, màu sắc, hình thái hoặc cấu trúc vật lý của loài cây đó

Hương thơm dường như như là một chất thu hút côn trùng cổ xưa hơn là màu hoa Những loài côn trùng khác nhau như ong, bướm, thậm chí là bọ cánh cứng, đều bị thu hút bởi hương thơm của thực vật

Đóng vai trò trong chất đối kháng thực vật, một loại hình cạnh tranh thực vật

Chất đối kháng thực vật xảy ra khi một loài cây giải phóng các hóa chất để ngăn các thảm thực vật cạnh tranh phát triển trong cùng một vùng hoặc khu vực

Ví dụ: Cây bụi Salvia leucophylla (cây Xô thơm) phóng thích terpenoids,

eucalyptol và camphor vào khu vực xung quanh giúp ngăn không cho các loài thực vật khác phát triển xung quanh chúng (đây là chất đối kháng thực vật) Các hóa chất ngăn sự tăng trưởng cạnh tranh (ví dụ terpenes) được gọi là chất độc hóa học thực vật

Là chất bảo vệ chống lại côn trùng và các động vật khác

Cây cối, giống như những sinh vật khác, cần phải tự bảo vệ mình khỏi các loại động vật ăn thịt khác nhau Thực vật sử dụng các hợp chất terpenoid để ngăn côn trùng và các động vật khác tiếp cận chúng Shawe đã chỉ ra rằng “côn trùng rất hiếm khi được tìm thấy trên cây Bạc hà và sự có mặt của linalol trong vỏ trái cây họ Cam Quýt thúc đẩy sự đề kháng với cuộc tấn công của ruồi giấm biển Caribbean”

Cây Linh sam Douglas giải phóng một hỗn hợp các loại dầu dễ bay hơi, hoặc terpenes, từ gai của chúng để bảo vệ chống lại sâu Vân sam Thậm chí là cây Douglas sẽ thay đổi thành phần và sản lượng terpenes mỗi năm do đó làm giảm khả năng xuất hiện sâu Vân sam để phát triển khả năng miễn dịch rộng rãi đối với các hợp chất cụ thể

Để bảo vệ cây bằng bản chất chống nấm và kháng khuẩn của chúng

Nhựa cây và hỗn hợp terpenes được giải phóng bởi một số loài thực vật như cây Thường xanh có tác dụng như các tác nhân kháng nấm và kháng khuẩn chống lại một số lượng lớn các sinh vật có thể đe doạ sự sống của chúng

Các hợp chất như lactones sesquiterpene tìm thấy trong cây như Cúc thơm, Dương kỳ thảo có vai trò chống vi khuẩn mạnh mẽ cũng như bảo vệ cây khỏi động vật ăn cỏ

1.1.3 Phân bố tinh dầu trong tự nhiên

Các loại cây có tinh dầu được phân bố rộng trong thiên nhiên Kết quả thống

kê cho thấy có khoảng 2.500 loài cây có chứa tinh dầu

Trữ lượng tinh dầu trong cây phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng Cây mọc ở vùng nhiệt đới có trữ lượng tinh dầu cao hơn ở vùng ôn đới Ngay trong một cây, thành phần và lượng tinh dầu trong các bộ phận khác nhau cũng khác nhau Ngoài ra lượng tinh dầu thu được còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều

kiện, phương pháp thu hoạch, bảo quản, tách chiết, Hàm lượng tinh dầu trong những cây khác nhau cũng rất khác nhau: Hoa hồng hàm lượng tinh dầu khoảng 0,25%; Húng quế hàm lượng tinh dầu khoảng 0,5% – 1,7 %; Bạc hà hàm lượng khoảng 1%; quả Hồi và nụ Đinh hương hàm lượng tinh dầu tương ứng có thể đạt 5% – 15% (Nguyễn Thị Hồng Liên, 2014)

1.1.4 Quá trình tích lũy tinh dầu

Trong thực vật, tinh dầu được tạo ra và tích trữ trong các mô Hình thành các

mô này thay đổi tùy theo vị trí của chúng trong cây Những mô này có thể hiện ở tất cả mọi nơi trong cây như rễ, thân, lá, hoa và quả, dưới những tên gọi khác nhau như:

– Tế bào tiết: tế bào tiết tiết ra tinh dầu rồi giữ luôn trong tế bào như cánh Hoa hồng, củ Gừng,

– Lông tiết: tế bào tiết nhưng nằm nhô ra ngoài bề mặt thực vật, thường bắt gặp

ở lá các họ Hoa môi, Cúc, Cà,

– Túi tiết: tế bào tiết ra tinh dầu nhưng không chứa lại bên trong mà dồn chung chứa vào một xoang trống, túi tiết thường nằm bên dưới biểu bì Thường có

ở vỏ quả các giống Citrus, Eucalyptus,

– Ống tiết: tế bào tiết bằng cách tạo ra tinh dầu cũng như túi tiết nhưng nằm sâu bên trong phần gỗ và chạy dài theo sớ gỗ, bắt gặp trong các giống

Dipterocarpi, Artemisia, đặc biệt có nhiều trong họ Long não, họ Hoa môi,

Họ Cam, Họ Sim, họ Hoa tán

Tinh dầu có trong các bộ phận khác nhau của cây: như ở hoa (hoa Hồng, hoa Nhài, ), ở lá (Bạch đàn, Bạc hà, Tần dầy lá, ), ở vỏ cây (Quế), ở thân cây (Hương đàn, Peru, Sả, ), ở rễ (Hương bài, Nghệ, Xuyên khung, ) (Nguyễn Thị Hồng Liên, 2014)

1.1.5 Tính chất vật lý của tinh dầu Húng quế

Ở nhiệt độ thường, hầu hết tinh dầu là thể lỏng trừ một số trường hợp như menthol, camphor,… là ở thể rắn Tinh dầu gần như không tan hoặc tan ít trong nước nhưng tan tốt trong các dung môi hữu cơ (alcohol, ester, chất béo,…) và có thể tan một phần trong dung dịch kiềm Rất dễ bay hơi nên có thể tách thu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước Đa số tinh dầu không có màu hoặc màu

vàng nhạt, một số tinh dầu có màu như tinh dầu Quế màu nâu sẫm, tinh dầu Thymus

màu đỏ Tinh dầu thường có vị cay và ngọt, hắc, nóng bỏng và có tính sát trùng mạnh (Lê Ngọc Thạch, 2003)

Tỷ trọng của tinh dầu thường vào khoảng 0,85 – 0,95; có một số tinh dầu nặng hơn nước như Đinh hương, Quế Tỷ trọng thay đổi theo thành phần hóa học Nếu tinh dầu có thành phần chủ yếu là hydrocarbon terpenic thì tỷ trọng thấp, tinh dầu có hợp chất chứa oxy hoặc nhân thơm thì tỷ trọng cao hơn

Tinh dầu thường có chỉ số khúc xạ vào khoảng 1,45 – 1,56 Chỉ số khúc xạ cao hay thấp tùy theo thành phần các chất chứa trong tinh dầu là no, không no hoặc

có nhân thơm Nếu tinh dầu có nhiều thành phần có nhiều dây nối đôi thì có chỉ số khúc xạ cao

Tnh dầu là một hỗn hợp nên không có nhiệt độ sôi nhất định, điểm sôi của tinh dầu thay đổi tùy theo thành phần hợp chất Ví dụ, hợp chất terpen có điểm sôi

là 150 – 160°C, hợp chất sesquiterpen có điểm sôi khoảng 250 – 280°C, còn các hợp chất polyterpene có điểm sôi trên 300°C Vì vậy có thể tách riêng các thành phần khác nhau trong tinh dầu bằng phương pháp chưng cất phân đoạn Khi hạ nhiệt độ một số tinh dầu có thể kết tinh như tinh dầu Hồi, tinh dầu Bạc hà, tinh dầu

Xá xị, (Nguyễn Thị Hồng Liên, 2014)

1.1.6 Tính chất hóa học của tinh dầu Húng Quế

Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, không khí, nước thì tinh dầu dễ bị oxy hóa và có thể bị nhựa hóa một phần, alcol trong tinh dầu bị oxy hóa thành aldehyde, aldehyde sau đó biến thành acid Các hợp chất có nối đôi dễ bị oxy hóa hoặc tham gia vào phản ứng cộng hợp Các hợp chất ceton và aldehyde dễ bị aldol hóa tạo nhựa khi có dự hiện diện của kiềm Nhiều thành phần có các nhóm chức khác nhau có thể tham gia các phản ứng hóa học, làm thay đổi tính chất của tinh dầu (Phùng Thị Ái Hữu, 2012)

Phân tích cho thấy, dược liệu Húng quế có chứa rất nhiều các thành phần nhưng điển hình nhất là linolool, estragole và eucalyptol

Linalool (60%)

Hình 1.1 Cấu trúc 3D phân tử linalool

Linalool (rượu linalyl, β-linalool, p-linalool,…) có công thức phân tử là

C10H18O, là một chất lỏng không màu có mùi nhẹ, ngọt Xuất hiện trong nhiều loại tinh dầu như Húng quế, Quế, Bạc hà, hoa Hồng, Bách, Linalool còn được tìm thấy ở một số loại nấm và được sử dụng nhiều trong thương mại dựa trên hương thơm dễ chịu của nó Linalool có thể hòa tan trong rượu, ether, một số loại dầu cố định, propylen glycol; không hòa tan trong glycerin Khi nung nóng để phân hủy,

nó sẽ biến thành khói với một mùi hương khó chịu Linalool có thể thấm qua niêm mạc miệng của con người

Estragole – Methyl Chavicol (60% - 70%)

Hình 1.2 Cấu trúc 3D phân tử estragole

Estragole (methyl chavicol, p-allylanisole) là một phenylpropene, hợp chất ofelinic có nguồn gốc tự nhiên Ở điều kiện bình thường, đây là một chất lỏng không màu, mặc dù các mẫu không tinh khiết có thể xuất hiện màu vàng Estragole

là thành phần của các loại cây và thực vật như nhựa Thông, hoa Hồi, Thì là, Ngải thơm và Húng quế và được sử dụng trong sản xuất nước hoa và phụ gia thực phẩm

để tạo mùi

Eucalyptol – 1,8-Cineol (25%)

Hình 1.3 Cấu trúc 3D phân tử eucalyptol

Eucalyptol (1,8-cineole) là một hợp chất hữu cơ tự nhiên, ở điều kiện nhiệt

độ phòng là một chất lỏng không màu Đây là một trong những thành phần chủ đạo của tinh dầu Húng quế (chiếm khoảng 25%), Long não, Ngải cứu, Bạch đàn, Hương thảo, Eucalyptol được ứng dụng trong nhiều loại nước súc miệng và thuốc

ho và còn được sử dụng như là thuốc trừ sâu và thuốc xua đuổi côn trùng Ở liều lượng cao thì eucalyptol gây nguy hiểm khi tiếp xúc qua da, đường miệng hay đường hô hấp và hệ thần kinh

1.1.7 Ảnh hưởng của những nhân tố khác nhau đến thành phần và tính chất của tinh dầu Húng quế

Tinh dầu chứa trong thực vật có thành phần không cố định mà luôn thay đổi theo hướng phát triển của cây cũng như ảnh hưởng của những yếu tố khác

Nguyên liệu chế biến và bộ phận dùng để chế biến

Ở mỗi loại cây chứa tinh dầu, có thành phần nhất định trong những điều kiện nhất định, các giống khác nhau thì thành phần tinh dầu khác nhau Trong cùng một cây nhưng lượng tinh dầu ở các bộ phận khác nhau, hàm lượng và thành phần cũng khác nhau

Phương pháp chế biến

Tùy thuộc phương pháp chế biến mà hàm lượng và thành phần cũng khác nhau Tinh dầu nhận được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ít bị tạp hơn so với tinh dầu trích ly bằng dung môi bay hơi vì các thành phần tạp khác sẽ hòa tan vào nước

Hướng phát triển của cây

Trong thời gian cây sinh trưởng thành phần tinh dầu chịu hàng loạt các biến đổi và những chuyển hóa này có thể xác định thời kỳ mà cây tích tụ được nhiều tinh dầu nhất và có chất lượng cao nhất để thu hoạch và chế biến Tinh dầu tạo thành trong cây không phải có một lượng cố định mà biến đổi liên tục theo hướng phát triển của cây Sự biến đổi này có xu hướng là càng ngày càng tích tụ nhiều những hợp chất có chứa oxy Trong các bộ phận khác nhau của cây, tinh dầu tạo thành và tích lũy không giống nhau mà luôn luôn chuyển hóa lẫn nhau (Lê Ngọc Thạch, 2003)

Độ tươi

Nguyên liệu bị khô, dập, úng cũng ảnh hưởng đến hàm lượng và chất lượng tinh dầu nên tránh để dồn đống nguyên liệu đưa đến sự phát nhiệt bên trong làm thối rữa nguyên liệu Cần phơi héo nguyên liệu phù hợp, tốt nhất phơi héo trong bóng mát vì nhiệt độ quá 40ºC một số cấu phần trong tinh dầu sẽ bay hơi, làm ảnh hưởng đến hàm lượng và chất lượng tinh dầu nên nếu để nguyên liệu héo ở một thời gian dài sẽ làm giảm khối lượng tinh dầu chứa trong nguyên liệu Mặt khác, việc này cũng sẽ dẫn đến một số cấu phần không bền trong tinh dầu bị phân hủy làm tinh dầu thu được không còn chất lượng tự nhiên Do đó, trước khi ly trích tinh dầu, nguyên liệu cần được phơi héo, cần khảo sát hiệu suất và thành phần hóa học của tinh dầu theo thời gian để héo để biết để héo trong thời gian bao lâu là phù hợp nhất (Phùng Thị Ái Hữu, 2012)

Độ sạch

Nguyên liệu càng sạch thì chất lượng tinh dầu thu được càng cao Do đó khi

ly trích cần phải làm sạch, loại bỏ bẩn, các đối tượng không phải nguyên liệu cần

ly trích ra khỏi nguyên liệu, không được để lẫn vào (Phùng Thị Ái Hữu, 2012)

1.1.8 Ứng dụng của tinh dầu Húng Quế trong các ngành công nghiệp

Khoa học ngày càng tiến bộ thì ứng dụng của tinh dầu ngày càng rộng rãi và chiếm một vị trí quan trọng:

Trong công nghệ thực phẩm

Tinh dầu là nguyên liệu có vai trò quan trọng trong công nghệ thực phẩm, nhất là trong sản xuất các loại bánh kẹo và thức uống Tuy sử dụng với lượng vô

cùng nhỏ dưới những dạng khác nhau, tinh dầu đã góp phần tạo hương cho các loại thức ăn, đồ uống thêm phần hấp dẫn Gần đây, nhờ hoạt tính kháng vi sinh vật

và khả năng chống oxy hóa mà trong công nghệ thực phẩm cũng đã xuất hiện xu hướng sử dụng tinh dầu như một chất bảo quản thực phẩm tự nhiên, an toàn thay cho các chất bảo quản tổng hợp

Hạn chế sự phát triển của nhiều vi khuẩn như tụ cầu khuẩn (Staphylococcus),

vi khuẩn hình que (Bacillus)… mà không cần dùng đến kháng sinh

Trong công nghiệp

Sản xuất thuốc bảo vệ thực vật có giá trị

1.1.9 Nguyên tắc sản xuất tinh dầu

Theo Mai Thị Anh Tú (2009), nguyên tắc sản xuất tinh dầu từ nguyên liệu thiên nhiên như sau:

– Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên như nguyên liệu

– Quy trình khai thác phải phù hợp với nguyên liệu

– Tinh dầu phải được lấy triệt để khỏi nguyên liệu, với chi phí thấp nhất – Đơn giản, thuận tiện và nhanh chóng

1.1.10 Nguyên tắc trính ly tinh dầu

Theo Phùng Thị Ái Hữu (2012), nguyên tắc ly trích của tất cả các phương pháp nói trên đều dựa vào những đặc tính của tinh dầu như:

– Dễ bay hơi

– Lôi cuốn theo hơi nước ở nhiệt độ dưới 100°C

– Hòa tan dễ dàng trong dung môi hữu cơ

– Dễ bị hấp thu ngay ở thể khí

1.1.11 Các phương pháp trích ly tinh dầu

Do những yêu cầu về nguyên tắc sản xuất nên khi khai thác hợp chất thơm

từ thực vật, động vật, người ta thường dùng một trong các phương pháp sau đây:

Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Hình 1.4 Hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước

Hơi nước tạo ra từ nồi hơi, thường có áp suất cao hơn không khí, được đưa thẳng vào bình chưng cất Ngày nay thường dùng phương pháp này để chung cất tinh đầu từ các nguyên liệu thực vật Ưu điểm của phương pháp này là người ta có thể điều chỉnh áp suất, nhiệt độ như mong muốn để tận thu sản phẩm nhưng phải giữ nhiệt độ ở mức giới hạn để tinh dầu không bị phân hủy

Việc sử dụng phương pháp cũng lệ thuộc vào những điều kiện hạn chế, yêu cầu hơi nước không quá nóng và quá ẩm Nếu quá nóng nó có thể phân hủy nhưng cấu phần có độ sôi thấp Nếu dòng chảy của tinh dầu ngưng lại sớm quá, người ta

phải chưng cất tiếp bằng hơi nước bão hòa trong một thời gian cho đến khi sự khuếch tán hơi nước được tái lập lại, khi đó mới tiếp tục dùng lại hơi nước quá nhiệt Nếu hơi nước quá ẩm sẽ dẫn đến hiện tượng hơi nước ngưng tụ, phần chất nạp phía dưới sẽ bị ướt, trong trường hợp này người ta phải tháo nước ra bằng một van xả dưới đáy nồi Trong công nghiệp, hơi nước trước khi vào bình chưng cất phải đi ngang một bộ phận tách nước

Với hơi nước có áp suất cao thường gây ra sự phân hủy quan trọng, nên tốt nhất là bắt đầu chưng cất với hơi nước ở áp suất thấp và cao dần cho đến khi kết thúc Không có một quy tắc chung nào cho mọi nguyên liệu vì mỗi chất nạp đòi hỏi một kinh nghiệm và yêu cầu khác nhau Hiệu suất và chất lượng tinh dầu phụ thuộc vào đặc tính của tinh dầu và cách chọn phương pháp chưng cất (Lã Đình Mỡi, 2001)

Trong phòng thí nghiệm, để chưng cất hơi nước tinh dầu người ta thường dùng bộ dụng cụ thủy tinh Clevenger

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 tẩm trích, hấp thụ

– Thời gian tương đối nhanh

Nhược điểm:

– Không có lợi đối với những nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp – Chất lượng tinh dầu có thể bị ảnh hưởng nếu có cấu phần dễ bị phân hủy – Trong nước chưng luôn luôn có một lượng tinh dầu tương đối lớn

– Những tinh dầu có độ sôi cao thường cho hiệu suất rất kém

Phương pháp trích ly bằng dung môi dễ bay hơi

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc sử dụng dung môi thích hợp để hòa tan những cấu tử mang hương trong nguyên liệu đã được xử lý thành dạng thích hợp ở nhiệt độ phòng Dung môi chiết sẽ ngấm qua thành tế bào của nguyên liệu, các hợp chất trong tế bào sẽ hòa tan vào dung môi, sau đó sẽ xuất hiện quá trình thẩm thấu giữa dịch chiết bên trong với dung môi bên ngoài do chênh lệch nồng

độ Sau khi trích ly phải thực hiện quá trình tách dung môi ở áp suất thấp để thu tinh dầu

Ưu điểm: sản phẩm thu được theo phương pháp này thường có mùi thơm tự nhiên Hiệu suất sản phẩm thu được thường cao hơn các phương pháp khác Nhược điểm: yêu cầu cao về thiết bị, thất thoát dung môi, quy trình tương đối phức tạp (Mai Thị Anh Tú, 2009)

Phương pháp trích ly bằng dung môi không bay hơi

Dựa vào tính chất có thể hòa tan trong chất béo động vật và thực vật của tinh dầu, người ta ngâm nguyên liệu vào dầu động vật hoặc thực vật, tinh dầu sẽ khuếch tán qua màng tế bào, hòa tan vào dầu, sau đó tách riêng dầu để thu tinh dầu

Ưu điểm: thu được tinh dầu ít tạp chất hơn phương pháp trích ly bằng dung

môi dễ bay

Nhược điểm: thủ công, khó cơ giới hóa và nhược điểm lớn là chất béo dùng

làm dung môi rất khó bảo quản và chế biến, giá thành cao (Mai Thị Anh Tú, 2009)

Phương pháp trích ly bằng CO2

Lợi dụng tính chất khí CO2 có thể hóa lỏng ở áp suất cao, dùng CO2 lỏng chiết tinh dầu ra khỏi nguyên liệu Phương pháp này được sử dụng nhiều trong công nghiệp trong thời gian gần đây do có nhiều ưu điểm như:

– Dung môi CO2 có tính chọn lựa tốt

– CO2 không có tác dụng độc hại đối với con người như các loại dung môi khác

– Dễ loại và không để lại vết dung môi

– Khi loại dung môi không cần sử dụng nhiệt, vì vậy giữ được mùi thơm của tinh dầu mà không sợ tinh dầu bị phân hủy

– Quá trình kín ít bị hao tốn

Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi thiết bị phức tạp chịu áp lực cao, chi phí cho CO2 còn đắt, nên chưa được phổ biến (Mai Thị Anh Tú, 2009)

Phương pháp sử dụng lò vi sóng

Hình 1.5 Hệ thống chưng cất hơi nước dưới sự hỗ trợ của vi sóng

Phương pháp vi sóng có đặc điểm: vi sóng (micro – onde, microwave) là sóng điện từ lan truyền với vận tốc ánh sáng Sóng điện từ này được đặc trưng bởi: – Tần số f, tính bằng Hertz (Hz = cycles/s), là chu kỳ của trường điện từ trong một giây, nằm giữa 300 Hz và 30 GHz

sơ của hiện tượng phát hiện do 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 2,45 x 109 Hz, điện trường này sẽ gây ra một sự xáo động ma sát rất lớn giữa

các phân tử, đó là nguồn gốc sự nóng lên của vật chất Với một cơ cấu có tính 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 phân cực như: -

OH, -COOH, -NH2, trong các hợp chất hữa cơ cũng là những nhóm chịu sự tác động mạnh của trường điện từ Do đó, những hợp chất càng phân cực càng rất mau nóng dưới sự chiếu xạ của vi sóng Tóm lại, sự đun nóng bởi vi sóng rất chọn lọc, trực tiếp và nhanh chóng (Phạm Thế Chính và cộng sự, 2009)

Phương pháp cơ học

Hình 1.6 Máy ép tinh dầu

Đây là phương pháp tương đối đơn giản dùng để tách tinh dầu ở dạng tự do bằng cách tác dụng lực cơ học lên nguyên liệu (thường là ép) Phương pháp này

được dùng phổ biến đối với các loại vỏ quả họ Citrus 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 nên khi có lực tác dụng lên thì các tế bào có chứa tinh dầu

bị vỡ ra giải phóng tinh dầu

Ưu điểm: tinh dầu giữ nguyên được mùi vị thiên nhiên ban đầu, các thành phần trong tinh dầu ít bị biến đổi

Nhược điểm: bị lẫn nhiều tạp chất, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hòa tan vật liệu đem ép (Lê Ngọc Thạch, 2003)

Phương pháp sinh học

Phương pháp này được ứng dụng cho các nguồn nguyên liệu có tinh dầu ở trạng thái kết hợp (glucosid) Để phân lập tinh dầu, người ta phải sử lý bằng cách

lên men hoặc dùng enzyme, sau đó kết hợp với chưng cất hay trích ly để thu tinh dầu giống như các loại vật liệu chứa hợp chất thơm khác (Nguyễn Kim Phi Phụng,

2000 – 2001)

1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÂY HÚNG QUẾ

1.2.1 Vị trí phân loại

Cây Húng quế (Ocimum basilicum L.) thuộc:

Ngành (Division) : Magnoliophyta

Loài (Species) : O Basilicum Tên khoa học: Ocimum basilicum L

Tên đồng nghĩa: O citriodorum Blanco; O americanum auct non L

Tên thông thường: Húng giổi, Rau é, É tía, É quế,…

Tên nước ngoài: Sweet basil, Common basil, Basilic (Anh); Grand basilic, Basilic Cultivé, Basilic des Cuisinières, Basilic aux Sauces (Pháp)

Hình 1.7 Cây Húng Quế (Ocimum Basilicum L.)

1.2.2 Khái quát về họ Hoa môi (Lamiaceae)

Tên gọi nguyên gốc của họ này là Labiatae, do hoa của chúng thông thường

có các cánh hoa hợp thành môi trên và môi dưới Tên gọi này hiện nay vẫn hợp lệ, nhưng phần lớn các nhà thực vật học hiện tại thích sử dụng tên "Lamiaceae" hơn khi nói về họ này Họ Hoa môi hay còn gọi là họ Húng hay họ Bạc hà là một họ thực vật có hoa, chứa từ khoảng 233 – 263 chi và khoảng 6.900 – 7.173 loài

Một số cây tiêu biểu trong họ:

Oải hương (Lavandula angustifolia): làm thuốc an thần, chất kháng khuẩn,

sát trùng vết thương,…

Hương thảo (Rosmarinus officinalis): làm thuốc giảm căng thẳng thần kinh,

trầm cảm, lo âu và mất ngủ, giảm trí nhớ hoặc chữa khó tiêu, đau nhức cơ, thấp khớp,…

Tía tô (Perilla frutescens var crispa): dùng trong ẩm thực, thực phẩm Bạc hà Á (Mentha arvensis L.) hoặc Bạc hà Âu (Mentha piperita L.): dùng

trong thực phẩm, chất thơm, chữa cảm cúm, viêm họng, kích thích tiêu hoá,

1.2.3 Sơ lược về chi Húng quế hay chi É (Ocimum)

Chi Húng quế hay chi É (Ocimum) là một chi thực vật có khoảng 35 loài cây

(Paton, 1992), thuộc thân thảo hay cây bụi sống một năm hoặc lâu năm có hương

thơm, thuộc họ Hoa Môi (Lamiaceae), có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới như Châu

Á, Châu Phi, Trung và Nam Mỹ

Một số cây thuộc chi Húng quế:

Húng quế (Ocimum basilicum L còn có tên đồng nghĩa O Citriodorum blanco): chữa cảm cúm, đầy bụng khó tiêu, tán máu ứ, làm ra mồ hôi, giảm đau Húng chanh (Ocimum americanum L còn có tên đồng nghĩa khác Coleus amboinicus): chữa cảm, sốt, viêm phế quản, ho, hen suyễn, viêm họng, nôn ra máu,

chảy máu cam hoặc dùng ngoài giã đắp trị rết, bọ cạp cắn

Hương Nhu Trắng (Ocimum gratissium L còn có tên đồng nghĩa khác O arborescens Benth.): có tác dụng giải cảm, giải nhiệt, lợi tiểu

Hương Nhu Tía (Ocimum tenuiflorum L còn có tên đồng nghĩa khác O sanctum L.; O tomentosum Lamk.: sốt nóng, nhức đầu, đau bụng đi ngoài, tức

ngực, nôn mửa

Húng quế Húng chanh

Hình 1.8 Một số cây thuộc chi Húng quế 1.2.4 Nguồn gốc và phân bố

Húng quế vốn có nguồn gốc ở Ấn Độ và Trung Quốc, nhưng hiện nay được trồng ở nhiều nước nhiệt đới và ôn đới thuộc châu Á, châu Âu (Pháp, Đức,Ý, Tây Ban Nha) Do mang hương thơm rất được ưa chuộng và sở hữu các được tính có lợi nên đa phần trên thế giới, Húng quế được trồng chủ yếu là cung cấp cho công nghiệp chưng cất tinh dầu

Ngày nay, Húng quế được trồng khá phổ biến ở các nước nhiệt đới Nam Á, tron đó có Việt Nam Ngoài việc sử dụng lá và ngọn để làm gia vị, làm thuốc thì người ta còn thu hoạch quả ăn giải nhiệt hoặc dùng toàn cây chưng cất lấy tinh dầu cho ngành công nghiệp chất thơm trong và ngoài nước

1.2.5 Đặc điểm

Mùi thơm: thơm dịu nhẹ dễ chịu, thoảng hương Húng quế

Húng quế là loài cây thảo sống hằng năm, cao khoảng 25 – 50 cm Thân nhẵn,

có tiết diện hình vuông, có mấu, mấu thường phình to ở đoạn già, khoảng cách

giữa hai mấu 2 – 8 cm, phân nhánh nhiều ở gốc, cành non màu tím đỏ, cành già màu xám nâu hay xám tía,

Lá Húng quế là loại lá đơn, mọc đối chéo chữ thập, kích thước 3 – 8 cm x 2 – 5 cm, có màu xanh thẫm, mặt trên đậm hơn mặt dưới

Hoa Húng quế có màu hơi tía, mọc thành chùm xim bó hoặc chùm xim biến dạng hình tháp do phía dưới trục hoa phân nhánh phức tạp, dài 10 – 30 cm, gồm những vòng 5 – 6 hoa cách xa nhau Hoa nhỏ, không đều, lưỡng tính, cuống hoa màu xanh hoặc màu tía, hình trụ nhỏ dài 0,2 – 0,5 cm

Quả Húng quế rời nhau, mỗi quả chứa 1 hạt đen bóng, khi ngâm vào nước có chất nhầy màu trắng bao quanh

Húng quế là cây ưa sáng và ẩm Hạt gieo nảy mầm rất tốt nhưng để sớm thu hoạch nên trồng bằng cành Cây có khả năng mọc chồi với tốc độ rất nhanh khi bị ngắt ngọn

Mùa hoa, quả: tháng 7 – 9

1.2.6 Thành phần hóa học

Húng quế hiện nay là loại cây chuyên dùng dể sản xuất tinh dầu, phần trên mặt đất của cây chứa tinh dầu có hàm lượng cao nhất lúc cây đã ra hoa Lượng tinh dầu trong cây Húng quế từ 0,5 – 1,7%, trong đó có linalool (60%), cineole (25%), estragole (60% – 70%) và nhiều chất khác như germacrene D, tau-cadinol, δ-gurjunen, δ-cadinene,… (Ngô Văn Thu, 2011)

Trong lá và hoa còn chứa nhiều đạm, có khoảng 6% lượng protein, carbohydrate và một lượng nhỏ vitamin A, C Cho tới ngày nay, người ta đã khám phá hơn 140 hợp chất khác nhau, trong đó có trên 30 hợp chất monoterpen, khoảng

20 carboxylic acid, 11 aldehyde mạch thẳng, khoảng 20 hợp chất có mùi thơm và khoảng 20 hợp chất khác, trong đó có chứa nhiều acid amin quan trọng như: trypthphan, methionine, leucine

linalool cineol estragole

Hình 1.9: Cấu trúc hóa học 1.2.7 Tác dụng dược lý

Theo y học cổ truyền

Húng quế có tác dụng giúp tán máu ứ, giải cảm, giảm đau (đau đầu, đau răng,…), chữa ho, viêm họng, dị ứng mẩn ngứa, đầy bụng khó tiêu, rối loạn tiêu hóa,… Có thể uống hoặc giã đắp, hạt dùng làm chè và có tác dụng nhuận tràng

Theo y học hiện đại

Chống ho, làm long đờm, điều chỉnh khả năng miễn dịch Đáp ứng tốt với các triệu chứng của bệnh đường hô hấp như cảm lạnh, ho, viêm phế quản,… Các hợp chất như camphene, eugenol và cineole trong tinh dầu Húng quế giúp làm dịu tình trạng sung huyết Đồng thời có khả năng chống nấm và kháng khuẩn giúp ức chế tình trạng nhiễm khuẩn liên quan đến những rắc rối ở đường hô hấp Dược liệu này còn có tác dụng lợi tiểu, làm giảm lượng acid uric trong máu và khử độc rất tốt cho thận

Một kết quả nghiên cứu được thực hiện tại Ấn Độ ghi nhận rằng Húng quế giúp duy trì mức bình thường của cortisol, một hormone gây stress trong cơ thể Dược liệu này có thể làm dịu thần kinh và điều chỉnh khả năng tuần hoàn máu, đồng thời đánh bại các gốc tự do vốn là một yếu tố gây stress rất phổ biến Hàm lượng chất oxy hóa dồi dào trong Húng quế được cho là có thể hỗ trợ ngăn cản quá trình phát triển bệnh ung thư vú và ung thư miệng Hợp chất trong dược liệu sẽ tấn công các mạch máu nuôi sống khối u Trong số các tác dụng chữa bệnh, khả năng ngừa ung thư và bảo vệ tế bào thần kinh của loại rau này được đánh giá cao và nổi bật

1.3 GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT LÔI CUỐN HƠI NƯỚC

Hình 1.10 Hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước và nguyên lý hoạt động

Phương pháp này dựa trên sự khuếch tán, thẩm thấu, hòa tan và lôi cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế bào chứa tinh dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa trong một thời gian nhất định Trường hợp mô thực vật chứa sáp, nhựa, acid béo thì phải dùng nhiều hơi nước hơn và sự chưng cất phải được thực hiện trong thời gian dài vì những hợp chất này làm giảm áp suất hơi chung của hệ thống, làm cho sự khuếch tán trở nên khó khăn (Phùng Thị Ái Hữu, 2012)

1.3.1 Nguyên lý hoạt động của phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Phương pháp chưng cất lôi cuốn tinh dầu bằng hơi nước được dựa trên nguyên lý của quá trình chưng cất một hỗn hợp không tan lẫn vào nhau là nước và tinh dầu Khi hỗn hợp này được gia nhiệt, cả hai chất đều bay hơi Nếu áp suất của hơi nước cộng với áp suất của tinh dầu bằng với áp suất môi trường thì hỗn hợp sôi và tinh dầu được lấy ra cùng với hơi nước (Phùng Thị Ái Hữu, 2012)

1.3.2 Chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp

Nguyên liệu và nước được cho vào cùng một thiết bị đun sôi, hơi nước bay

ra sẽ lôi cuốn theo hơi tinh dầu, sau đó làm lạnh ngưng tụ hơi, ta sẽ thu được tinh dầu sau khi phân ly tách nước ra Thiết bị sử dụng tương đối đơn giản, rẻ tiền, phù hợp với sản xuất nhỏ ở địa phương, nhất là ở những nơi mới bắt đầu khai thác tinh dầu, bước đầu chưa có điều kiện đầu tư vào sản xuất Tuy nhiên phương pháp này

có những nhược điểm:

– Chất lượng tinh dầu sản phẩm không cao

– Nguyên liệu dễ bị cháy khét, do bị thiếu nước, bị dính vào thành thiết bị – Khó điều chỉnh các thông số kỹ thuật (nhiệt độ, áp suất), thời gian chưng kéo dài

– Tiêu tốn nhiều năng lượng

1.3.3 Chưng cất lôi cuốn hơi nước gián tiếp

Phương pháp chưng cất gián tiếp sử dụng nồi bốc hơi nước riêng hoặc sử dụng chung hệ thống hơi nước từ một lò hơi chung cho các thiết bị khác nhau Do

bộ phận chưng cất không bị gia nhiệt trực tiếp nên có thể khắc phục được tình trạng nguyên liệu bị khét, màu sắc và chất lượng của tinh dầu thu được tốt hơn Do hơi nước cấp từ bên ngoài nên dễ dàng khống chế và điều chỉnh các yếu tố như lưu lượng, áp suất cho phù hợp với từng loại nguyên liệu, giúp nâng cao hiệu suất cũng như chất lượng tinh dầu thu được (Phùng Thị Ái Hữu, 2012)

1.4 GIỚI THIỆU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN VÀ CƠ CHẾ KHÁNG KHUẨN CỦA CÁC HỢP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC THỰC VẬT

1.4.1 Khái niệm hợp chất kháng khuẩn từ thực vật

Hợp chất kháng khuẩn ở thực vật là tên gọi chung chỉ các hợp chất hữu cơ

có trong thực vật có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt sự phát triển của vi sinh vật Các hợp chất kháng khuẩn thường có khả năng tác dụng đặc hiệu lên vi sinh vật với một nồng độ rất nhỏ (Silva và Fernandes, 2010) Các hợp chất này thường thuộc nhiều nhóm hợp chất khác nhau như alkaloid, glucoside, phenolic và tinh dầu

1.4.2 Các cơ chế kháng khuẩn

Hình 1.11 Những vị trí của vi khuẩn bị tác động bởi các hợp chất thực vật

(Silva và Fernandes, 2010)

Ức chế quá trình tổng hợp vách tế bào vi khuẩn

Các nhóm kháng sinh gồm có penicillin, bacitracin và vancomycin, tác động lên quá trình tổng hợp vách tế bào làm cho vi khuẩn không thể trao đổi chất ổn định và dễ bị các đại thực bào phá vỡ do áp suất thẩm thấu thay đổi

Ức chế chức năng hoạt động của màng tế bào

Các nhóm kháng sinh gồm có colistin, polymycin, gentamicin và amphoterricin Cơ chế sẽ làm mất chức năng của màng, làm cho các phân tử có khối lượng lớn và các ion bị thoát ra ngoài

Ức chế quá trình tổng hợp acid nucleic

Nhóm refampin gắn với enzyme RNA polymerase ngăn cản quá trình sao mã tạo thành mRNA

Nhóm quinolone ức chế tác dụng của enzyme DNA gyrase làm 2 mạch đơn DNA không thể dãn xoắn và tách mạch nên ngăn cản quá trình nhân đôi của DNA Nhóm sulfamide có cấu trúc giống PABA có tác dụng cạnh tranh PABA và ngăn cản quá trình tổng hợp acid nucleotide

Nhóm trimethoprim tác động vào enzyme xúc tác quá trình tạo nhân purin làm ức chế quá trình tạo acid nucleic (Tôn Nữ Minh Nguyệt và cộng sự, 2010)

Hình 1.12 Cấu trúc của morphine Quinine

Từ rất lâu, quinine đã được sử dụng làm thuốc trị sốt rét Quinine có trong

cây Cinchona officinalis có nguồn gốc từ Peru, Bolivia Cấu trúc hóa học của

quinine được xác định vào năm 1907 và tổng hợp hóa học từ năm 1945 Quinine

ức chế quá trình sao chép DNA và phiên mã tạo RNA của tác nhân gây sốt rét