CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Quả chi Citrus thuộc họ Rutaceae, bao gồm nhiều loại quả như cam, chanh, quít, bưởi,…chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như vitamin C, folic acid, potassium, flavonoid, carotenoid, limonoid, pectin và chất xơ. Nước ta là một quốc gia nằm ở vùng nhiệt đới nên sản lượng trái cây tương đối cao, đặc biệt là các loại quả thuộc chi Citrus. Các quả này được sử dụng dưới dạng ăn tươi hoặc sản xuất nước ép. Trong quá trình sản xuất nước ép ở qui mô công nghiệp, phần bỏ đi từ quá trình này bao gồm vỏ, hạt và thịt quả (chiếm khoảng 45-58% nguyên liệu) là một sự lãng phí và tăng ô nhiễm môi trường.
Thành phần của hạt Citrus chứa những hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học như limonoid và hợp chất phenolic cải thiện sức khỏe con người như chống oxi hóa, kháng ung thư, làm giảm cholesterol, chống vi rút, kháng nấm và kháng khuẩn…được ứng dụng trong công nghệ thực phẩm, dược liệu và mỹ phẩm. Vì thế, có rất nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về hạt Citrus. Ở nước ta, nghiên cứu về hạt của quả Citrus bắt đầu từ những năm 90, nhưng chủ yếu về tách chiết và phân tích cấu trúc của các limonoid. Trong nghiên cứu này chúng tôi tập trung phân tích các thành phần dịch chiết của hạt Citrus.
Đồng thời hạt Citrus chứa một lượng dầu đáng kể, chúng tôi cũng phân tích thành phần của dầu hạt- góp phần nâng cao giá trị của nguồn phế liệu rẻ là hạt Citrus và đồng thời làm giảm lượng thải ra môi trường. Nội dung chính của luận văn này: - Tách chiết những hợp chất tự nhiên từ hạt của một số giống Citrus, phân tích thành phần hóa học và đánh giá hoạt tính chống oxi hóa của dịch chiết hạt citrus. - Sử dụng 2 phương pháp: Phương pháp ép cơ học và phương pháp trích ly dung môi để thu được dầu hạt Citrus. Phân tích thành phần của dầu hạt và đánh giá hoạt tính chống oxi hóa của dầu hạt.
11 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tổng quan về chi Citrus 2. Nguồn gốc và sự phân bố Chi Citrus là những loài cây phân bố rất rộng, gần như ở hầu hết các lục địa và ở mỗi vùng tùy theo điều kiện tự nhiên mà có những giống thích hợp, những đặc điểm riêng. Chi Citrus có sự phân bố rộng là do khả năng dễ thích nghi với nhiều môi trường sống khác nhau; do khả năng dễ lai tạo giữa các chủng để tạo ra những chủng mới có khả năng thích nghi cao.
Citrus được cho là có nguồn gốc gần Assam ở đông bắc Ấn Độ cách đây khoảng 30 hoặc 40 triệu năm. Citrus du nhập sang phương Tây, đến Trung Đông và Địa Trung Hải, qua Đại Tây Dương và cuối cùng đến Mỹ qua Tây Ấn. Mặt khác, Citrus còn được du nhập sang phương Đông, đến Thái Lan, Malaysia, Trung Quốc và các nước Đông Nam Á khác. Ngày nay, hầu hết các quả thuộc chi Citrus phát triển rộng rãi ở vùng nhiệt đới của bán cầu Bắc và bán cầu Nam[1].
Việt Nam, chi Citrus được trồng khắp các tỉnh từ Bắc chí Nam. Các vùng có chi Citrus nổi tiếng thường là vùng đất phù sa cũ, cao, đất tương đối nhẹ ven sông. Có nơi còn vực đất phù sa lên đắp vào các chân ruộng để trồng. Miền Bắc Việt Nam có vùng trồng cam nổi tiếng ven sông Thương, sông Sỏi, sông Hồng, sông Lô, sông Ngàn Phố, sông Châu Giang, sông Thái Bình.
Vùng đồng bằng Cửu Long, có nhiều vườn cam lớn đến hai ba nghìn hecta như Tiền Giang, Cần Thơ, Vĩnh Long…Vùng đồng bằng sông Cửu Long có diện tích trồng cam, quýt, bưởi…tới 60% (35-37 nghìn hecta) cả nước và sản lượng chiếm 70-75%[2]. Việt Nam nằm trong vùng Đông Nam Á, tất nhiên phải là một trong những các nôi phát sinh ra các loài chi Citrus trồng hiện nay. Qua các công trình nghiên cứu của các nhà phân loại học, đã thấy ở Việt Nam có những loài chanh rừng, quýt rừng nhỏ, chua hoặc một số loài cam trồng như cam Động Đình (cam chua), cam Sành, cam Voi (Quảng 12 Bình)…là những giống trung gian giữa cam và bưởi, cam và quýt, bưởi và quýt. Trong đó có những giống có phẩm chất tốt, thơm ngon như cam Bố Hạ không hề thấy trồng có những vùng trồng cam lớn trên thế giới.
Còn chanh ở Việt Nam có giống chanh riêng và nhiều giống cam quýt khác hình dáng giống chanh cũng được gọi ghép với chanh như chanh yên. Chanh yên có khả năng đã phát sinh từ Việt Nam và từ nó sinh ra các loại hình khác nhau, đặc biệt nhất là Phật thủ[2]. Phân loại Chi Citrus (cây có múi nói chung) có nhiều chủng loại, nằm trong bộ Rutales thuộc họ Rutaceae, họ phụ Aurantibideae. Họ phụ này có đến 250 loài, chia ra nhiều chi và chi phụ, trong đó có 3 chi được trồng từ lâu đời để lấy quả.
Đó là chi Cam quýt (Citrus), chi Cam 3 lá (Poncirus) và chi Quất (Fortunella, còn gọi là tắc)[2]. Chi cam quýt (Citrus) là một chi lớn, gồm nhiều nhóm, nhiều giống, thường ăn tươi hay chế biến. Chi có giá trị lớn trong nghề trồng cây ăn quả trên thế giới. Chanh yên và Phật thủ (Citrus medica) Chanh (Citrus limon) - Chanh vỏ mỏng - Chanh núm Quýt (Citrus reticula) - Quýt chịu rét - Quýt King quả to - Quýt Ponkan Ở Việt Nam còn có giống quýt Hôi trồng ở miền núi, cây tỏ khỏe, quả màu vàng tái, bóng, bóc ra có mùi hắc, không thơm, ruột chua.
Cam đắng (Citrus aurantium) Cam ngọt (Citrus sinensis) 13 - Cam Naven (còn gọi là cam rốn) - Cam vàng - Cam huyết Bưởi (Citrus grandis) và bưởi chùm (C. Chi Citrus ở Việt Nam Ở Việt Nam, theo thống kê bước đầu đã có trên 80 giống, được trồng ở các vườn nhà, trong các trang trại, trung tâm nghiên cứu, các giống này thường gọi theo tên địa phương chúng sinh sống. Ví dụ cam Xã Đoài, cam Sông Con, cam Sơn Kết…hoặc theo hương vị, chua ngọt như cam mật, cam đường. Người ta đã dựa vào hình dáng cây, cành lá, đặc điểm quả để phân biệt các loài thuộc chi này.
Quýt là giống được trồng nhiều nhất ở Việt Nam, trong đó có cam Sành (người Việt gọi là cam, nhưng thực chất nó là một loại quýt) trồng ở Cần Thơ, Vĩnh Long, Bến Tre, Tiền Giang, Tuyên Quang. Diện tích trồng khoảng 30 nghìn hecta[2].1: Cam xoàn Hình 2.2: Cam sành Bố Hạ và bưởi Da Xanh 14 2. Tình hình trồng cây có múi (chi Citrus) trên thế giới và Việt Nam Thế giới Quả Citrus là vựa trái cây quan trọng nhất trên thế giới, với sản lượng hằng năm trên 120 triệu tấn, trong đó cam chiếm khoảng 60% tổng sản lượng, tiếp theo là quýt với 20% tổng sản lượng.3: Sản lượng các loại trái cây chính trên thế giới năm 2011 [4] 16 Hình 2.4: Sản lượng quả Citrus của 30 quốc gia đứng đầu thế giới năm 2012[5]. Việt Nam 17 Hình 2.5: Sản lượng quả Citrus của Việt Nam từ năm 1961 đến 2011 Bảng 2.1: Sản lượng của quả Citrus của Việt Nam từ năm 2000 đến năm 2012[5].
Tổng quan về hạt chi Citrus 2. Thành phần chính của hạt: Hạt của quả Citrus được xem như phần loại bỏ đi trong quá trình chế biến nước ép, chứa nguồn dầu tiềm năng. Reda và cộng sự đã nghiên cứu đặc điểm của dầu hạt Citrus limonia và C. Habib và cộng sự khảo sát thành phần hóa học của hạt Citrus Ai cập chứa một nguồn dầu thực vật tiềm năng.
Trandjiiska và Nguyen đã nghiên cứu thành phần triacylglyceride của dầu hạt quả chi Citrus từ Việt Nam. Những bài viết cho thấy dầu hạt quả chi Citrus chứa nhiều acid béo không bão hòa [6].6: Cấu tạo của quả Citrus Bảng 2.2: Thành phần hạt của các loài Citrus khác nhau [6]. Thành phần Citrus limetta Citrus paradisi Citrus sinensis Citrus reticulata Béo 29.09 Giá trị (tính trên chất khô) là giá trị trung bình ±SD của 3 lần phân tích. 19 Hạt Citrus được xem là nguồn dầu ăn mới, đặc biệt phát triển ở các nước phát triển mà các nhà dinh dưỡng và nhà hóa học thực phẩm nghiên cứu nguồn nguyên liệu dầu có tiềm năng công nghiệp cao làm giảm sự thiếu hụt dầu.
Hạt Citrus chứa khoảng 36% dầu, được thu hồi từ hạt bởi phương pháp ép hoặc trích ly bằng dung môi. Sau quá trình sản xuất nước ép Citrus, hạt được tách ra khỏi phần bã thải bỏ, chúng được ép sau khi rửa và sấy, dầu được trích ly. Trong vài trường hợp, trích ly dung môi bã ép, sử dụng hexane hoặc petroleum ether, được sử dụng để cải thiện hiệu suất thu hồi dầu. Dầu hạt Citrus có màu xanh đến màu vàng nhạt và có mùi thơm dịu hoặc như mùi quả hạnh.
Đặc điểm vật lí của dầu hạt Citrus, chỉ số khúc xạ, tỉ trọng, điểm nóng chảy, màu, độ nhớt thay đổi một chút (Bảng 2. Dầu hạt Citrus có thể được sử dụng để nấu sau khi tinh chế. Tuy nhiên, dầu thô được sử dụng để sản xuất thuốc tẩy và xà phòng[7].3: Đặc điểm của các loại dầu hạt khác nhau Đặc điểm Citron (Thanh Orange (cam) Mandarin yên) (quýt) Chỉ số khúc xạ (25oC) 1.001 Khối lượng riêng (25oC) 0.08 Điểm nóng chảy, oC 7 7 7 Độ nhớt, 10-1, Pa.2B Chỉ số axit, mg KOH/g dầu 0.09 Chỉ số xà phòng hóa, mg KOH/g dầu 189.73 Chỉ số ester, mg KOH/g dầu 188.70 Chỉ số peroxide, meq O2/kg dầu 5.62 Chỉ số iod, mg I2/g dầu 96.09 20 Thành phần của dầu hạt Citrus thay đổi với từng loài và điều kiện bảo quản. Ví dụ, dầu hạt mandarin có hàm lượng triacylglycerol cao nhất trong khi dầu citron (thanh yên) có hàm lượng acid béo tự do cao.
Thông thường, dầu hạt Citrus có lượng béo bay hơi cao hơn dầu ăn khác[7].4: Thành phần của dầu hạt Citrus khác nhau, (%) [7] Loại dầu Citron (Thanh yên) Orange (cam) Mandarin (quýt) Triacylglycerol 66.4 Acid béo tự do 14.64 Hydrocarbon Vết Vết Vết Alcohol Vết Vết Vết Một lượng lipid chứa trong hạt của quả Citrus là sản phẩm phụ tiềm năng thay thế cho quá trình trích ly dầu ở qui mô công nghiệp. Dầu được trích ly từ các hạt cam, chanh, quýt là nguồn giàu acid béo không bão hòa, đặc là acid béo cần thiết (n-6 và n-3) và những hợp chất tan trong chất béo khác như tocopherol, carotenoid và hợp chất phenolic.5: Hàm lượng dầu và thành phần acid béo của dầu trích ly từ hạt cam, chanh, quýt[8].32 Thành phần acid béo (%) Palmitic (C16:0) 26.01 Unsaturated fatty acid 67.57b Monounsaturated fatty acid 23.33a Polyunsaturated fatty acid 44.24c Essential fatty acid 44.23c Saturated fatty acid 32.43b Sự khác nhau các chữ nhỏ a,b,c thể hiện sự khác nhau có nghĩa giữa các loài Citrus Bảng 2.