Chương 1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Tinh dầu là dạng chất lỏng có hương thơm, nguồn gốc từ nguyên liệu thực vật (hoa, lá, hạt, vỏ, trái, rễ…) được sử dụng rộng rãi trong dược phẩm, mỹ phẩm cũng như trong công nghiệp thực phẩm [1]. Chúng thường là hỗn hợp của hơn 200 hợp chất. Trong đó, các hợp chất dễ bay hơi chiếm 90-95% hàm lượng tinh dầu có chứa monoterpen, sesquiterpen, hydrocarbon và các dẫn xuất oxy của chúng, cùng với các aliphatic aldehyd, alcohol và este. Các hợp chất không bay hơi thì chiếm 5-10% hàm lượng và chứa hydrocarbon, acid béo, sterol, carotenoids, sáp, coumarin và flavonoid [2][3].
Sả là một trong những nguyên liệu dùng trong chế biến thực phẩm, và là nguyên liệu được sử dụng nhiều trong chiết xuất tinh dầu. Thông thường, tinh dầu sả được sản xuất bằng cách chưng cất nguyên liệu sả tươi. Tuy nhiên, sả tươi sau thu hoạch nếu không được bảo quản phù hợp hoặc sử dụng kịp thời sẽ bị úa vàng và hư hỏng. Hơn nữa, sử dụng nguyên liệu tươi vào sản xuất đòi hỏi biện pháp bảo quản phù hợp cũng như thiết bị chưng cất kích thước lớn.
Sấy khô sả là biện pháp giúp kéo dài thời gian sử dụng, thuận tiện cho việc bảo quản cũng như tiện lợi hơn trong sản xuất. Quá trình sấy sẽ có một số tác động đến hàm lượng tinh dầu có trong sả, dẫn đến thay đổi hiệu suất chưng cất tinh dầu. Ngoài ra, một số biện pháp tiền xử lý nguyên liệu như chần cũng có tác động đến cấu trúc tế bào và hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu. Các tác động này có thể làm tăng hiệu suất chưng cất tinh dầu cũng như tiết kiệm chi phí trong quá trình sản xuất.
Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi tiến hành thực hiện nghiên cứu: “Ảnh hưởng của quá trình chần và sấy đến hàm lượng tinh dầu trong lá, thân sả (Cymbopogon citratus)”.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.1 Mục tiêu tổng quát Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu trong lá và thân sả.2 Mục tiêu cụ thể Khảo sát ảnh hưởng của quá trình chần (phương pháp, nhiệt độ, thời gian chần) đến hàm lượng tinh dầu trong lá và thân sả. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình sấy (nhiệt độ) đến hàm lượng tinh dầu trong lá và thân sả. 1 Luan van Chương 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 2.1 Giới thiệu Sả (Cymbopogon citratus) là một loại thảo mộc có xuất xứ từ Ấn Độ và được trồng ở các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới khác, hiện có khoảng 55 loài [4]. Hai trong số những loài được sử dụng phổ biến nhất hàng ngày hoặc chiết xuất tinh dầu sả là Cymbopogon flexuosus và Cymbopogon citratus [5].
Lá và thân sả là các bộ phận có nhiều tinh dầu, được dùng làm nguyên liệu trong chưng cất tinh dầu [6]. Sả là loại cây trồng quanh năm với lá mỏng và dài, là một trong những loại cây được dùng rộng rãi trong y học và cũng là loại cây trồng được chiết xuất lấy tinh dầu nhiều nhất ở các khu vực như Châu Á, Châu Phi và Châu Mĩ [7]. Vị trí phân loại của sả như sau [5]: - Giới: Plantae - Nhóm: Tracheobionta - Nhánh: Spermatophyta - Bộ: Magnoliophyta - Lớp: Liliopsida - Phân lớp: Commelinidae - Bậc: Cyperales - Họ: Poaceae - Chi: Cymbopogon Hình 2.2 Phân bố Phân bố địa lý của sả trên toàn thế giới được nêu ở bảng 2.1 Phân bố địa lý của sả trên thế giới [8] Khu vực Nước Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Nhật Bản, Malaysia, Nepal, Bắc Châu Á Triều Tiên, Pakistan, Philippines, Sri Lanka, Thái Lan, Việt Nam Cộng hòa Angola, Cộng hoà Bénin, Burkina Faso, Cộng hòa Cameroon, Bờ Biển Ngà, Cộng hòa Kenya, Ai Cập, Cộng hòa Châu Phi Dân chủ Liên bang Ethiopia, Cộng hòa Ghana, Cộng hòa Mali, Cộng hòa Liên bang Nigeria, Cộng hòa Thống nhất 2 Luan van Tanzania, Cộng hòa Togo, Cộng hòa Zambia, Cộng hòa Zimbabwe Châu Âu Ý, Anh Mỹ, Cuba, Mexico, Panama, Cộng hòa Costa Rica, Saint Lucia, Bắc Mỹ Cộng hoà Trinidad và Tobago Nam Mỹ Brazil, Colombia, Peru, Venezuela, Nhà nước Đa dân tộc Bolivia Châu Úc và châu Úc và Nhà nước Độc lập Pa-pua Niu Ghi-nê Đại Dương 2.2 THÀNH PHẦN VÀ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA SẢ Tinh dầu của cây sả được tích lũy trong thân và lá, với hàm lượng tinh dầu dao động từ 0,3-0,7% tuỳ thuộc vào giống, điều kiện vùng sinh thái và chế độ chăm sóc, bón phân. Tinh dầu sả có hàm lượng citral chiếm 70-80% [5] và có nhiều hợp chất hương hấp dẫn có khả năng giảm các cơn đau nhẹ và khả năng chống ung thư (myrcene và limonene) cùng một số hợp chất có khả năng khử mùi, kháng khuẩn mạnh (citral và geraniol…) nên được sử dụng làm dược liệu, thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật và sản xuất mỹ phẩm.
Theo USDA Branded Food Products Database thành phần dinh dưỡng có trong nguyên liệu sả được trình bày ở bảng 2.2 Thành phần dinh dưỡng có trong 100g sả nguyên liệu Đơn Đơn Thành phần Giá trị Thành phần Giá trị vị vị Vitamin C, total Water g 70.6 ascorbic acid Energy kcal 99 Thiamin mg 0.8 Pantothenic acid mg 0.08 difference Calcium, Ca mg 65 Folate, total µg 75 Iron, Fe mg 8.17 Folate, food µg 75 Magnesium, Mg mg 60 Carotene, beta µg 3 Phosphorus, P mg 101 Vitamin A, IU IU 6 3 Luan van Fatty acids, total Potassium, K mg 723 g 0.119 saturated Fatty acids, total Sodium, Na mg 6 g 0.054 monounsaturated Zinc, Zn mg 2.23 Phytosterols mg 6 Copper, Cu mg 0.266 Stigmasterol mg 1 Manganese, Mn mg 5.224 Campesterol mg 1 Selenium, Se µg 0.7 Beta-sitosterol mg 4 Sả rất được quan tâm do tinh dầu có giá trị thương mại và được sử dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm cũng như trong y học cổ truyền. Sả là loại cây có thể đem lại lợi nhuận thương mại từ việc xuất khẩu cho các quốc gia như Brazil, Indonesia, Ấn Độ và Trung Quốc. Ở Tây Phi, việc xuất khẩu sả còn hạn chế, nguyên liệu này được canh tác chủ yếu với mục đích sử dụng trong thực phẩm, cây cảnh và dược liệu [8]. Nghiên cứu của Christopher E Ekpenyong và cộng sự (2015) đã chỉ ra rằng sả được sử dụng trong y học trên toàn thế giới cho nhiều ứng dụng bao gồm kháng khuẩn, kháng nấm, chống nhiễm trùng, chống ung thư, chống viêm, chống oxy hóa, bảo vệ tim mạch, chống ho, sát trùng và chống thấp khớp.
Nó cũng đã được sử dụng trong dự phòng tiểu cầu trong điều trị bệnh tiểu đường, rối loạn mỡ máu, rối loạn tiêu hóa, lo lắng, sốt rét, cúm, sốt và viêm phổi trong liệu pháp mùi hương và thẩm mỹ [7]. Ngoài công dụng chữa bệnh, sả còn được thêm vào đồ uống có cồn và không cồn, thực phẩm nướng, làm hương liệu, chất bảo quản trong bánh kẹo và ẩm thực [7]. Bên cạnh mối quan tâm về các sản phẩm hữu cơ tự nhiên như tinh dầu, xà phòng tắm hữu cơ,…thì người sử dụng còn quan tâm đến các tác động sinh học với các ứng dụng mới trong sức khỏe con người, nông nghiệp và môi trường [13]. Không chỉ có các ứng dụng trên, sả còn được làm trà và được người tiêu dùng yêu thích vì đặc tính như hương thơm, mùi vị đặc trưng, màu sắc [7].
Các thành phần hóa học và các hoạt tính sinh học của sả được trình bày trong bảng 2. 4 Luan van Bảng 2.3 Thành phần hóa học trong tinh dầu sả [7] STT Thành phần STT Thành phần STT Thành phần 1 Citral 16 α-Terpineol 31 β-Myrcene 2 Burneol 17 β-O-Cimene 32 Allo-o-cimene 3 α-Pinene oxide 18 Myrcenol 33 t-Muurolol trans- 4 Linalool 19 1-Octyn-3-ol 34 Chrysanthemal 3-Undencyne 5 Citronellal 20 Neral 35 3-carvomenthenone 6 Nerol 21 trans-(−)-Carveol 36 Geraniol 7 Geranial 22 Nerol 37 Citronellol Methyl-n- 8 23 Dextro-carvone 38 Geranic-acid nonylketone Isolongifolene-4-5- 9- 9 α-Bergamotene 24 39 γ-Muurolene 10-dehydro Levo- β-elemene β- 10 α-Muurolene 25 α-Amorphene 40 Sesquiphellandrene 11 α-Farnesene 26 α-Elemol 41 α-Gurjunene 12 d-Cadinene 27 Germacrene-D 42 Valencene 13 Viridiflorol 28 Humulene 43 α-Selinene 14 α-Gualene 29 t-Cadinol 44 β-eudesmol (E, E)-Farnesal 15 pimelyl 30 Di-n-octylphytalate 45 Geranyl-acetate dihydrazide Bảng 2.4 Thành phần hoạt tính sinh học có trong sả [7] Phytonutrients Chất khoáng Vitamins Flavoniods Sodium Vitamin A Alkaloids Potassium Vitamin C Vitamins Calcium Vitamin E Tannins Iron Folate Phenols Phosphorus Thiamine Saponins Selenium Niacin 5 Luan van Essential oils Zinc Pyridoxine Steroids Magnesium Riboflavin 2.3 CÔNG DỤNG VÀ LỢI ÍCH SỨC KHỎE CỦA SẢ 2.1 Công dụng của sả Tinh dầu sả được sử dụng trong hương liệu, ẩm thực. Nó được sử dụng trong hầu hết các loại thực phẩm chính bao gồm đồ uống có cồn và không cồn, món tráng miệng, sữa đông lạnh, kẹo, thực phẩm nướng, gelatin và bánh pudding, thịt và các sản phẩm từ thịt, chất béo và dầu. Tinh dầu sả cũng được sử dụng trong đồ uống.
Tinh dầu sả có lợi thế hơn chanh vì nó không có tính acid nên có khả năng thúc đẩy tiêu hóa chất béo tốt hơn [5]. Với các thành phần hóa học và các hoạt tính sinh học đã nêu ở trên, cây sả có các công dụng được trình bày ở bảng 2.5 Công dụng của các thành phần trong cây sả Thành phần Công dụng Hương liệu, chất bảo quản thực phẩm, giảm cholesterol máu, trị đái tháo đường, tác động kháng khuẩn, lợi tiểu, hạ đường huyết, hạ Tinh dầu huyết áp, chống viêm, chất chống oxy hóa, chống ung thư, tác động đến hệ thần kinh, động mạch vành Làm se da, kháng khuẩn, chống oxy hóa, hạ đường huyết, chống Tannins viêm Saponins Làm se da nhẹ, chống viêm, hạ đường huyết Flavoniods Tác dụng chống oxy hóa, hạ sốt, kháng khuẩn Alkaloids Làm se da, tác động đến hệ thần kinh Vitamins Tác dụng chống oxy hóa, bảo vệ tim mạch Minerals Tác động truyền tín hiệu cho tế bào, động mạch vành, hệ thần kinh 2.2 Kháng viêm và bảo vệ da Theo nghiên cứu Berenice và cộng sự (1991) tinh dầu sả có khả năng giúp giảm đau và làm dịu kích ứng da [14]. Xuesheng Han và cộng sự (2017) cũng chỉ ra tác dụng chống viêm của tinh dầu sả trong tế bào da của con người và đó là một phương thuốc trị liệu tốt để điều trị các bệnh viêm da [15]. Bên cạnh đó, tinh dầu sả có khả năng điều trị và kháng khuẩn các bệnh nhiễm trùng da liễu do các vi sinh vật gây ra như viêm nấm da liễu, nấm men và nấm sợi theo nghiên cứu của Cristiane và cộng sự (2008) [16].
Tương tự các nghiên cứu về tinh dầu sả, Boukhatem và cộng sự (2014) đã nghiên cứu 6 Luan van và đưa ra tinh dầu sả có tiềm năng đáng chú ý trong việc phát triển các loại thuốc điều trị nhiễm nấm và viêm da [12].3 Hoạt tính kháng khuẩn Theo nghiên cứu của Naik và cộng sự (2010) đã thử nghiệm cho thấy tinh dầu sả có khả năng chống lại một số vi khuẩn gây bệnh.