ĐẶT VẤN ĐỀ Trong đời sống hằng ngày cũng như trong công nghiệp, tinh dầu giữ một vai trò quan trọng. Đây là một nhu cầu của xã hội cũng như của từng người nói riêng. Tinh dầu là hương liệu dùng trong ngành nước hoa, xà phòng, thực phẩm, dược phẩm và các ngành khác. Về mặt kinh tế, tinh dầu là một mặt hàng xuất khẩu có giá trị (Vũ Ngọc Lộ và cộng sự, 1998).
Việc sử dụng các loại tinh dầu và các chất chiết từ thực vật để kiểm soát mầm bệnh là một xu hướng phát triển tất yếu phù hợp với sự phát triển của xã hội hiện đại. Nhiều nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn và kháng nấm của tinh dầu sả chanh trên thế giới đã được công bố (Tatiana và cộng sự, 2017, Vyshali và cộng sự, 2016). Tinh dầu sả chanh có nguồn gốc từ cây sả chanh (Cymbopogon citratus), mọc chủ yếu ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới.Tinh dầu sả chanh có tầm quan trọng về mặt thương mại vì nó được sử dụng trong sản xuất nước hoa, hương liệu, nước hoa, mỹ phẩm, chất khử mùi và dược phẩm. Theo Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm, tinh dầu sả chanh được công nhận là an toàn (GRAS) và có thể được sử dụng như một chất phụ gia thực phẩm thay thế các loại tinh dầu tổng hợp (Majewska và cộng sự, 2019).
Tinh dầu chủ yếu bao gồm citral, một loại dầu dễ bay hơi với hương thơm mùi chanh. Citral là hỗn hợp của hai monoterpene đồng phân lập thể aldehyde; đồng phân trans hay còn được gọi là geranial (40-62%) chiếm ưu thế so với đồng phân cis hay còn được biết đến với tên là neral (25-38%)(Manvitha và cộng sự, 2014). Do có mùi thơm chanh đặc trưng, citral có tầm quan trọng đáng kể trong thực phẩm và hương vị ngành công nghiệp (Lewinsohn và cộng sự, 1998). Vì thế, đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình chưng cất tinh dầu sả chanh (Cymbopogon citratus) ở Bình Dương và tách citral từ tinh dầu sả chanh” được nghiên cứu và thực hiện với các mục tiêu sau: - Khảo sát để tìm ra điều kiện tối ưu trong chưng cất tinh dầu từ cây sả chanh ở Bình Dương bằng phương pháp chưng cất hơi nước.
- Xác định thành phần hóa học của tinh dầu sả chanh bằng sắc kí khí ghép khối phổ (GC – MS). - Tách citral từ tinh dầu sả chanh đã chưng cất bằng phương pháp bisulfite 1 PHẦN 1: TỔNG QUAN 1. Tìm hiểu về cây sả chanh 1. Giới thiệu chung Sả chanh (Cymbopogon citratus), là một loại cỏ có nguồn gốc từ Pakistan, Ấn Độ và Sri Lanka, cụ thể là ở các khu vực phía Bắc Pakistan, Gilgit và Juglote trồng theo mùa.
Ở Ghat Tây Ấn Độ (Kerala, Maharashtra), Karnataka và các bang Tamil Nadu ngoài chân dốc của Sikkim và Arunachal Pradesh (Wifek và cộng sự, 2016). Loài cây này được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới với nhiều tên gọi khác nhau (bảng 1.1: Tên gọi của sả chanh ở các nước (Oladeji và cộng sự, 2019) Quốc gia Tên gọi Brazil Capim-cidrao, capim-santo Egypt Lemon grass England Lemongrass, squinant, citronella Ethiopia Tej-sar French Citronelle Gindi Verveine, sera India Gandhabene Indonesia Sereh Italy Cimbopogone, citronella Malaysia Sakumau Mexico Zaxacate limon Myanmar Sabalin Nigeria Elephant grass Peru Yerba luisa Philipines Tanglad Spanish Hierba limon Sri lanka Sereh Swedish Citrongrass Thailand Ta-khrai 2 Turkish Limon out USA Citronella Vietnam Sả chanh Chinese Xiang mao 1. Phân loại thực vật Bảng 1.2: Phân loại thực vật của sả chanh (Cymbopogon citratus) Giới Plantae Ngành Angiospermae Lớp Monocots Bộ Poales Họ Poaceae Chi Cymbopogon Loài Cymbopogon citratus Hình 1.1: Cymbopogon citratus Nguồn: https://www.org/species/2705275 Chi Cymbopogon rất đa dạng về tên gọi, loài và cách sử dụng, hầu hết chúng đều có mùi thơm. Nó bao gồm 144 loài, một số trong đó bao gồm Cymbopogon nardus, Cymbopogon 3 citratus (DC.) Stapf, Cymbopogon giganteus, Cymbopogon flexuosus, Cymbopogon martini, Cymbopogon schoenanthus, v.
Đề tài này tập trung nghiên cứu thành phần tinh dầu của cây sả chanh (Cymbopogon citratus). Bộ phận thường dùng chủ yếu là thân. Nguồn gốc và phân bố Cymbopogon citratus thường được gọi là sả chanh thuộc họ Poaceae, 52 trong số đó mọc ở Châu Phi, 45 ở Ấn Độ, 6 ở Úc, 6 ở Nam Mỹ, 4 ở Châu Âu (chỉ ở Montenegro), 2 ở Bắc Mỹ và những nơi khác ở Nam Á (Majewska và cộng sự, 2019). Việt Nam trước năm 1963 phần lớn các giống sả được trồng là do người Pháp di thực từ trước Cách mạng tháng 8, gồm có 8 loài, trong đó có 2 loài thuộc sả Lemongrass là C.2: Phân bố địa lý của Cymbopogon citratus theo Cơ sở Thông tin Đa dạng Sinh học Toàn cầu (GBIF) Nguồn: https://www.
Đặc điểm hình thái và thu hoạch Sả chanh là cây thảo sống lâu năm, mọc thành bụi, phân nhánh nhiều. Thân rễ trắng hoặc hơi tím. Cụm hoa gồm nhiều bông nhỏ không cuống (Majewska và cộng sự, 2019). Sả chanh phát triển đến chiều cao 1 m và rộng 5 – 10 mm và có những chiếc lá màu lục.
Cây có nhiều thân củ làm tăng kích thước cụm khi cây lớn lên. Các lá dài, nhẵn, màu xanh 4 lục nhạt, thẳng, nhọn dần lên trên và dọc theo mép, các bẹ rất ngắn, hẹp và ôm chặt ở gốc (Lawal và cộng sự, 2017). Sả chanh được thu hoạch khi từng nhánh có từ 4 đến 5 lá mở hoàn toàn. Vụ thu hoạch đầu tiên là sau 4 – 5 tháng sau khi cấy.
Cây được cắt cách mặt đất khoảng 10 – 20 cm. Các vụ thu hoạch tiếp theo được thực hiện cách nhau 60 – 90 ngày, tùy thuộc vào độ phì nhiêu của đất và yếu tố mùa vụ. Trong điều kiện bình thường, có thể thu hoạch từ hai đến ba vụ trong năm đầu tiên và ba đến bốn vụ trong các năm tiếp theo, tùy thuộc vào hoạt động quản lý. Những ngày nắng rất thích hợp để thu hoạch vì điều kiện nhiều mây và sương mù có xu hướng làm giảm hàm lượng dầu trong lá.
Tuy nhiên, trong mùa mưa, việc thu hoạch có thể bắt đầu ngay khi lá khô vì khi cỏ ướt sẽ rất nhanh lên men. Không được để cây trồng ra hoa vì điều này ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng trong các vụ thu hoạch tiếp theo (Skaria và cộng sự, 2006). Thành phần hóa học cấu tạo nên phần thân sả Thành phần tinh dầu được tìm thấy trong sả rất đa dạng tùy thuộc vào di truyền, khu vực sinh trưởng, môi trường nuôi cấy và xử lý nông nghiệp. Thành phần chính của sả gồm 3 phần: cellulose, hemicellulose and lignin.
Ngoài ra còn có ash và moisture chiếm phần trăm nhỏ trong thành phần (Haque và cộng sự, 2018).3: Thành phần hóa học chính của thân sả 1. Công dụng và dược tính Tinh dầu sả chanh, chiết xuất từ lá, thường được sử dụng trong các loại dược phẩm, hương liệu, mỹ phẩm, thực phẩm các ngành bảo quản và nông nghiệp (Do và cộng sự, 2021). Một trong những đặc tính ưu việt của tinh dầu sả chanh là có khả năng kháng lại một số vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn gây bệnh (Tatiana và cộng sự, 2017, Vyshali và cộng sự, 2016). citratus thường được sử dụng trong y học dân gian để điều trị rối loạn thần kinh và đường tiêu hóa, đồng thời làm thuốc chống co thắt, giảm đau, chống viêm, hạ sốt, lợi tiểu và 6 an thần.
Các nghiên cứu về chiết xuất từ C. citratus đã chứng minh các hoạt động chống oxy hóa, chống vi khuẩn và chống nấm (Hanaa và cộng sự, 2012). Về mặt thương mại, C. citratus được trồng chủ yếu để lấy tinh dầu được sinh tổng hợp chủ yếu trong lá của cây.
Như một món ăn, tinh dầu sả chanh được thêm vào rượu và đồ uống không cồn, các món tráng miệng từ sữa đông lạnh, kẹo, thực phẩm nướng, gelatin và bánh pudding, thịt và các sản phẩm từ thịt cũng như chất béo và dầu. Nó cải thiện hương vị của một số loại cá, rượu vang và nước sốt (Majewska và cộng sự, 2019). Ở Châu Á và Châu Phi, tinh dầu sả chanh được sử dụng làm chất khử trùng, chống ho, chống thấp khớp hay điều trị đau lưng, bong gân và ho ra máu. Lá của nó được sử dụng trong y học thay thế như thuốc an thần, kháng khuẩn và chống viêm.
Ở một số nước châu Phi, nó được sử dụng để điều trị bệnh tiểu đường (Akhila và cộng sự, 2009). Khái niệm Tinh dầu gồm những hợp chất tự nhiên phức tạp, đặc trưng với mùi hương nồng và là các chất chuyển hóa thứ cấp được các loại thực vật có mùi thơm tạo ra. Chúng là chất lỏng, dễ bay hơi, trong và hiếm khi có màu, hòa tan trong lipid và hòa tan trong dung môi hữu cơ với tỷ trọng thường thấp hơn tỷ trọng của nước. Tinh dầu sau khi chiết có thể có sự khác nhau về chất lượng, số lượng và thành phần tùy theo khí hậu, loại đất, cơ quan thực vật, tuổi và giai đoạn chu kỳ sinh dưỡng.
Vì vậy, để thu được tinh dầu có thành phần không đổi, chúng phải được chiết xuất trong cùng điều kiện, từ cùng một cơ quan của cây mọc trên cùng đất, cùng khí hậu và được hái trong cùng một mùa (Bakkali và cộng sự, 2008). Tinh dầu có trong các bộ phận khác nhau của cây có mùi thơm, chẳng hạn như (Hanif và cộng sự, 2019): - Hoa (hồng, cam, oải hương, nhài, nụ hoa cây đinh hương, ngọc lan tây, xô thơm, cúc La Mã, phong lữ, bài hương) - Lá (bạc hà, bạch đàn, nguyệt quế, xạ hương, xô thơm, húng, thông, sả chanh, quế, tràm, hương thảo) - Thân rễ (thủy xương bồ và gừng) - Rễ (cỏ hương bài) - Hạt (hạnh nhân, hồi, cần tây, rau mùi, nhục đậu khấu) 7 - Quả (cây họ cam quýt, bách xù) - Vỏ quả (cam, chanh, bưởi) - Gỗ và vỏ cây (gỗ đàn hương, quế, gỗ trắc, long não, tuyết tùng) - Nhựa (nhũ hương, mộc dược) 1. Quá trình tích lũy Tinh dầu được sinh tổng hợp, tích lũy và lưu trữ trong các mô tiết chuyên biệt. Các mô này được chia thành hai loại chính: loại xuất hiện trên bề mặt thực vật và thường tiết các chất ra bên ngoài (bài tiết ngoại sinh) và loại xuất hiện bên trong cơ thể thực vật và tiết các chất vào các khoảng gian bào chuyên biệt (bài tiết nội sinh).
Bài tiết là một đặc điểm chung của các tế bào sống và chất được tiết ra có thể chứa nhiều loại muối, cao su, sáp, chất béo, flavonoid, đường, gôm, chất nhầy, cũng như các loại tinh dầu và nhựa (Svoboda và Greenaway, 2003). Mô tiết nằm bên ngoài cây gồm có: - Nhú biểu bì: là những tế bào biểu bì hình nón tiết ra tinh chất thường gặp ở cánh hoa (Asbahani và cộng sự, 2015).