Nghiên cứu phương pháp thu hồi tinh dầu và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu từ lá mắc mật clausena indica

Chuyên khảo phân tích Nghiên cứu phương pháp thu hồi tinh dầu và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu từ lá mắc, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu

• Tác giả: Bùi Duy Anh
• Người hướng dẫn: TS. Hoàng Văn Chuyển
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Phương Pháp Thu Hồi Tinh Dầu Từ Lá Mắc Mật Và Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Khuẩn
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu của đề tài
• 1.2. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.5. Bố cục của báo cáo
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan về cây mắc mật
• 2.1.1. Nguồn gốc
• 2.1.2. Các đặc tính
• 2.1.3. Các loài khác thuộc chi Clausena
• 2.2. Các thành phần hóa học và ứng dụng
• 2.2.1. Các thành phần hóa học
• 2.2.2. Các ứng dụng
• 2.3. Tổng quan về tinh dầu
• 2.3.1. Định nghĩa
• 2.3.2. Nguồn gốc và sự phát triển của tinh dầu
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nguồn nguyên liệu
• 3.2. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất
• 3.2.1. Dụng cụ, thiết bị
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Thiết kế thí nghiệm
• 3.3.2. Phương pháp phân tích
• 3.3.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Độ ẩm và tổng hàm lượng tinh dầu của nguyên liệu
• 4.2. Ảnh hưởng của thời gian, kích thước lá, phương pháp tiền xử lý lá đến hàm lượng tinh dầu trong quá trình chưng cất
• 4.2.1. Ảnh hưởng của thời gian
• 4.2.2. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu
• 4.2.3. Ảnh hưởng của các phương pháp tiền xử lý
• 4.3. Các tính chất vật lý
• 4.3.1. Khối lượng riêng
• 4.3.2. Chỉ số acid
• 4.3.3. Chỉ số xà phòng hóa
• 4.3.4. Chỉ số ester
• 4.4. Khả năng kháng khuẩn của tinh dầu lá mắc mật
• 4.5. Thành phần đơn hương của tinh dầu lá mắc mật
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Phương Pháp Thu Hồi Tinh Dầu Từ Lá Mắc Mật

Tinh dầu từ lá mắc mật (Clausena indica) đã thu hút sự chú ý trong nghiên cứu nhờ vào các hoạt tính sinh học của nó. Phương pháp thu hồi tinh dầu từ lá mắc mật không chỉ đơn thuần là một quy trình kỹ thuật mà còn liên quan đến việc tối ưu hóa các yếu tố như thời gian, nhiệt độ và phương pháp chiết xuất. Việc hiểu rõ về quy trình này sẽ giúp nâng cao hiệu suất thu hồi và chất lượng tinh dầu, từ đó mở ra nhiều ứng dụng trong y học và công nghiệp thực phẩm.

1.1. Nguồn Gốc Và Đặc Điểm Của Cây Mắc Mật

Cây mắc mật có nguồn gốc từ châu Á, đặc biệt là Việt Nam. Cây có chiều cao từ 3-7 m, lá mọc so le và có mùi thơm đặc trưng. Các bộ phận của cây, đặc biệt là lá, được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực và y học.

1.2. Tính Chất Và Thành Phần Hóa Học Của Tinh Dầu

Tinh dầu lá mắc mật chứa nhiều hợp chất hữu cơ, bao gồm monoterpenes và phenylpropanoids. Các thành phần này không chỉ tạo nên mùi thơm mà còn có khả năng kháng khuẩn và chống oxi hóa.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Việc Chiết Xuất Tinh Dầu

Việc chiết xuất tinh dầu từ lá mắc mật gặp phải nhiều thách thức, bao gồm sự biến đổi chất lượng tinh dầu do điều kiện môi trường và phương pháp chiết xuất. Các yếu tố như thời gian chưng cất, kích thước lá và phương pháp tiền xử lý đều ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi tinh dầu. Do đó, việc nghiên cứu và tối ưu hóa các yếu tố này là rất cần thiết.

2.1. Ảnh Hưởng Của Thời Gian Chưng Cất Đến Hiệu Suất

Thời gian chưng cất là yếu tố quan trọng quyết định đến lượng tinh dầu thu hồi. Nghiên cứu cho thấy thời gian tối ưu để thu hồi tinh dầu từ lá mắc mật là 120 phút.

2.2. Kích Thước Lá Và Ảnh Hưởng Đến Chất Lượng Tinh Dầu

Kích thước lá cũng ảnh hưởng đến hiệu suất chiết xuất. Kích thước lá 20mm được xác định là tối ưu để thu hồi lượng tinh dầu cao nhất.

III. Phương Pháp Chiết Xuất Tinh Dầu Từ Lá Mắc Mật

Có nhiều phương pháp chiết xuất tinh dầu từ lá mắc mật, trong đó phương pháp chưng cất hơi nước và chiết suất bằng dung môi là phổ biến nhất. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu suất thu hồi tinh dầu.

3.1. Phương Pháp Chưng Cất Hơi Nước

Phương pháp chưng cất hơi nước là một trong những kỹ thuật hiệu quả nhất để thu hồi tinh dầu. Phương pháp này giúp bảo toàn các hợp chất dễ bay hơi và giữ nguyên hương vị tự nhiên của tinh dầu.

3.2. Chiết Suất Bằng Dung Môi

Chiết suất bằng dung môi là phương pháp khác được sử dụng để thu hồi tinh dầu. Phương pháp này có thể thu hồi nhiều hợp chất hơn nhưng có thể làm mất đi một số tính chất tự nhiên của tinh dầu.

IV. Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Khuẩn Của Tinh Dầu

Hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu lá mắc mật đã được nghiên cứu và chứng minh qua nhiều thử nghiệm. Tinh dầu này cho thấy khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn, đặc biệt là Escherichia coli và Staphylococcus aureus.

4.1. Phương Pháp Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Khuẩn

Phương pháp khuếch tán đĩa thạch (Agar disk-diffusion) được sử dụng để đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu. Kết quả cho thấy tinh dầu có khả năng ức chế mạnh mẽ sự phát triển của vi khuẩn.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu Về Hoạt Tính Kháng Khuẩn

Nghiên cứu cho thấy tinh dầu lá mắc mật có khả năng kháng khuẩn đáng kể, mở ra tiềm năng ứng dụng trong y học và bảo quản thực phẩm.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Tinh Dầu Lá Mắc Mật

Tinh dầu lá mắc mật không chỉ được sử dụng trong y học mà còn có nhiều ứng dụng trong ngành thực phẩm và mỹ phẩm. Việc sử dụng tinh dầu này có thể giúp cải thiện chất lượng sản phẩm và mang lại lợi ích sức khỏe.

5.1. Ứng Dụng Trong Ngành Thực Phẩm

Tinh dầu lá mắc mật được sử dụng như một loại gia vị tự nhiên, giúp tăng cường hương vị cho các món ăn. Nó cũng có thể được sử dụng để bảo quản thực phẩm nhờ vào tính kháng khuẩn của mình.

5.2. Ứng Dụng Trong Y Học

Với các hoạt tính sinh học mạnh mẽ, tinh dầu lá mắc mật có thể được sử dụng trong điều trị nhiều loại bệnh, từ cảm cúm đến các bệnh nhiễm khuẩn.

VI. Kết Luận Và Tương Lai Của Nghiên Cứu Tinh Dầu

Nghiên cứu về tinh dầu từ lá mắc mật mở ra nhiều hướng đi mới trong việc phát triển sản phẩm tự nhiên. Tương lai của nghiên cứu này có thể tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất và khám phá thêm các hoạt tính sinh học của tinh dầu.

6.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Tinh Dầu

Nghiên cứu có thể mở rộng sang các loại cây khác và các phương pháp chiết xuất mới, nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng tinh dầu.

6.2. Khuyến Nghị Cho Các Nghiên Cứu Tiếp Theo

Cần có thêm nhiều nghiên cứu để xác định rõ hơn về các thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của tinh dầu, từ đó phát triển các sản phẩm ứng dụng hiệu quả hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu Chương 2: Tổng quan Chương 3: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu Chương 4: Kết quả và bàn luận Chương 5: Kết luận và kiến nghị 2 CHƯƠNG 2. Tổng quan về cây mắc mật 2. Nguồn gốc Chi Clausena lần đầu được định nghĩa bởi nhà thực vật học người Hà Lan Nicolaas Laurens Burman vào năm 1768. Nó được đặt tên theo vị linh mục người Na Uy Peder Claussen Friis (Quattrocchi, 2012).

Clasena thuộc tông Clauseneae của họ Cửu lý hương (Rutaceae) (Riemer et al. Rutaceae là một họ lớn, mọc tự nhiên với khoảng 160 chi và 1800 loài, tạm xếp thành 5-6 phân họ và 11-26 tông, phát triển ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (Phạm Hoàng Hộ, 1999). Clausena gồm khoảng 14 loài cây thường xanh, xuất hiện chủ yếu ở Ấn Độ và vùng nhiệt đới châu Á. Đặc điểm chung của chi này là chúng dễ trồng và không bị sâu bệnh cũng như chịu được việc cắt tỉa nhiều (Ismail et al.

Cây mắc mật (Clausena indica) được gọi theo tiếng dân tộc Tày, Nùng dịch có nghĩa là quả ngọt hay còn có tên gọi khác là mắc mật núi, củ khỉ, dương tùng (Phạm Hoàng Hộ, 1999). Cây phân bố chủ yếu ở nam và đông nam châu Á, nhưng cũng xuất hiện ở nam Trung Quốc, bắc Australia và một số nơi ở châu Phi (Riemer et al. Tại Việt Nam cây mắc mật được trồng phổ biến từ bắc vào nam, nhiều ở các vùng núi phía bắc như Cao Bằng, Lạng Sơn và một số tỉnh ở khu vực Tây Nguyên. Các đặc tính Mắc mật là một loại cây bụi hoặc cây gỗ nhỏ, có chiều cao trung bình từ 3-7 m, có thể cao tới 15 m (John et al.

Cây sinh trưởng tốt chủ yếu ở chân núi đá vôi ở độ cao dưới 1.000 m với khí hậu mát mẻ từ 20-25°C và lượng mưa tương đối, một số ít mọc trên sườn núi đá và sườn đồi. Cây phân cành nhiều, chiều cao thấp phù hợp để thu hái quanh năm. Nó có các lá mọc so le dài 10-30 cm và có 7–13 lá chét mọc đối có kích thước gần bằng nhau ngoại trừ các lá mọc ở trong cùng. Chóp lá nhọn, mép lá gần như nguyên hoặc có răng cưa nhỏ, mặt trên nhẵn bóng, cuốn lá dài khoảng 2-4 mm.

Gân lá rất mỏng và mờ, thường một lá có 5-7 cặp. Hằng năm cây thường ra 2 đợt lá, vào mùa xuân và hè thu. Cây ra hoa tháng 3-4, mùa quả chín thường rơi vào vào tháng 6-8. Cây mang những bông hoa hình cầu trong các nụ ngắn (dài 2 mm) với các lá đài và lông mao sắc.

Các cánh hoa của nó thuôn dài và nhọn có màu trắng, có kích thước khoảng 3,5 mm × 1,2 mm, với một sợi nhỏ ở trên và giãn ra ở dưới, dài khoảng 2 mm (Molino, 1994; Musa et al. Quả mọng hình trái xoan có đường kính khoảng 9-13 mm, còn non có màu xanh đậm, khi chín màu vàng nhạt có vị chua 3 nhẹ(Phạm Hoàng Hộ, 1999). Trong quả có 1 hoặc 2 hạt nhỏ. Cây trồng từ hạt 4-5 năm sẽ bắt đầu có quả; còn đối với cây trồng từ cây ghép là 2-3 năm, cây có thể sinh trưởng và cho thu hoạch quả hơn 40 năm.

Cây trưởng thành bình quân cây cho năng suất 40-50kg/cây mỗi năm. Mắc mật (Clausena indica): Lá và quả Ở Việt Nam có khoảng một số loài khác thuộc chi Clausena phổ biến, đang sinh trưởng trong các khu bảo tồn thiên nhiên hoặc được trồng để thu hoạch lá quả. Hồng bì núi (Clausena anisata): Lá và quả Hồng bì núi là một loài cây bụi hoặc cây gỗ nhiệt đới có thể cao tới 10 m. Nó mọc trong và dọc theo bìa rừng thường xanh.

anisata đã được báo cáo được dùng điều trị hiệu quả các bệnh nhiễm ký sinh trùng chẳng hạn như bệnh sán dây và bệnh sán máng, đặc biệt là nhiễm giun dẹp, và các bệnh về mắt; cúm và các bệnh về đường hô hấp khác (Musa et al. 4  Mắc mật rừng (Clausena excavata) Hình 2. Mắc mật rừng (Clausena excavata): Lá và quả Cây bụi cao 1–2m. Cành non và bẹ lá có lông tơ, có tuyến dầu.

Loại cây này theo truyền thống được sử dụng như một loại thuốc trong điều trị đau bụng, rắn cắn và như một chất giải độc (Ismail et al.  Giối harmand (Clausena harmandiana) Hình 2. Giối harmand (Clausena harmandiana): Lá và quả Giối harmand là cây bụi thường xanh cao 1–1,5 m với lá dài tới 20 cm và ba lá chét có kích thước từ 2 đến 4 cm. Loài cây này được cho là mọc dưới tán cây gỗ rụng lá, trên nhiều loại đất khác nhau hoặc dọc theo các con suối, nhưng chủ yếu là trên đất cát nghèo dinh dưỡng (Musa et al.

Hồng bì (Clausena lansium): Lá, quả và hoa 5 Là một loại cây bụi hoặc cây gỗ nhỏ cao tới 6 m, với các nhánh dài, nghiêng lên trên , vỏ cây màu nâu xám thô và lá màu xanh đậm, nhẵn. Nó được người dân địa phương gọi là “wampee” với quả màu trắng hoặc vàng (Ismail, 2012; Musa, 2022) 2. Các thành phần hóa học và ứng dụng 2. Các thành phần hóa học Lá mắc mật có độ ẩm giao động trong khoảng 65-66% tùy thuộc vào điều kiện thu hái và bảo quản.

Theo một báo cáo của (Pham Thi Minh Diep et al., 2009) thì khi các phân tích thành phần của lá mắc mật bằng GC và GC-MS đã xác định được 53 hợp chất, chiếm 96,9% tổng lượng tinh dầu. Thành phần đặc trưng bởi tỷ lệ monoterpenes cao. Trong đó, Hydrocacbon monoterpene chiếm số lượng lớn với 16 hợp chất, tiếp theo là monoterpen oxy hóa với gồm 17 hợp chất. Phenylpropanoids, thu được từ con đường sinh tổng hợp của axit shikimic, chiếm 36,1% tổng lượng dầu, chiếm ưu thế là myristicin (35,3%).

Ngoài ra, các terpenoid oxy hóa, cả mono và sesquiterpene, hiện diện với số lượng nhỏ (Pham Thi Minh Diep et al., 2009) Lượng tinh dầu cũng như các thành phần được tìm thấy trong lá mắc mật thay đổi đáng kể tùy thuộc vào vị trí địa lý và điều kiện trồng trọt. Công thức cấu tạo của myristicin Tinh dầu lá mắc mật đã được ghi nhận về thành phần hóa học và các hoạt tính sinh học của chúng gồm một số đặc tính giúp chống tiểu đường, chống bệnh gút và chống bệnh bạch cầu. Ngoài ra tinh dầu lá mắc mật ức chế được hoạt động của các enzyme được thử nghiệm bao gồm α-amylase , α-glucosidase và xanthine oxidase, có liên quan đến bệnh tiểu đường loại 2 và bệnh gút. Đáng chú ý, tất cả các tinh dầu từ C.

tonkinensis cho thấy khả năng kháng α-glucosidase mạnh một chất chống tiểu đường được biết đến. Mặc khác, một loạt các thành phần hóa học thực vật có thể được phân lập từ chi Clausena, trong đó coumarin, carbazole alkaloid và sesquiterpen là những hợp chất phong phú nhất, có thể có tiềm năng cho hoạt động chống ung thư. Các hợp chất này có thể ức chế sự phát triển của khối u thông qua gây độc tế bào trực tiếp, làm chết tế bào khối u và tăng cường miễn dịch (Huang et al., 2017; La Hoang Anh et al. Hơn nữa, sự phát 6 triển của tế bào ung thư bạch cầu Meg-01 đã bị ức chế đáng kể bởi tất cả các tinh dầu (La Hoang Anh et al.

Tương tự như nghiên cứu của (Pham Thi Minh Diep et al., 2009)kiểm chứng về hoạt tính kháng khuẩn, kết quả cho thấy khả quan với một số chủng vi khuẩn. Tương tự như nghiên cứu của (John et al., 2011) sử dụng kỹ thuật khuếch tán đĩa thạch. Tinh dầu lá mắc mật đã cho thấy khả năng kháng khuẩn đáng kể có thể chống lại các loài vi khuẩn như E. Các ứng dụng  Sử dụng làm gia vị Quả và lá của mắc mật được sử dụng rộng rãi trong nấu ăn như một loại gia vị tự nhiên, có thể cải thiện hương vị thơm ngon của thực phẩm.

Ở vùng núi phía bắc Việt Nam nổi tiếng với món ăn kèm hương vị của lá mắc mật như heo quay, gà quay, … Quả mắc mật có thể được thể được sử dung tươi để ăn hoặc nấu các món ăn. Hạt mắc mật thu được sau khi ăn quả sẽ được phơi khô rồi xay nhuyễn làm thành gia vị.  Y học Với các thành phần chống oxi hóa, kháng viêm đã đề cập ở trên thì từ xa xưa, các bộ phận khác nhau của cây (lá, vỏ thân, thân, quả, hoa, cành và rễ) đã được sử dụng như một thuốc dân gian để điều trị nhiều loại bệnh như cảm lạnh, cúm, nhức đầu, đau bụng và thấp khớp. Lá, hoa, rễ có thể nấu, sắc thuốc uống hoặc cũng có thể giã nhuyễn cùng với vỏ cây dùng để bó lên các vết thương.

Tổng quan về tinh dầu 2. Định nghĩa Tinh dầu là hỗn hợp các hợp chất hữu cơ là chất chuyển hóa thực vật thứ cấp ưa béo có đặc tính chung là dễ bay hơi, có mùi thơm và được chiết xuất chủ yếu từ một số bộ phận của cây (như hạt, rễ, củ, vỏ, hoa, lá, quả, dầu, nhựa cây) (Kumari et al. Theo định nghĩa của Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO), thuật ngữ “tinh dầu” được dành riêng cho “sản phẩm thu được từ nguyên liệu thực vật thô, bằng cách chưng cất với nước hoặc hơi nước, hoặc từ vỏ quả của các loại quả họ cam quýt bằng quy trình cơ học, hoặc bằng cách chưng cất khô” (ISO 9235, 1997), tức là chỉ bằng phương pháp vật lý. Theo đó, hầu hết các loại tinh dầu có sẵn trên thị trường đều thu được bằng cách chưng cất (Turek & Stintzing, 2013).

7 Tinh dầu có thể được tìm thấy trong một số bộ phận của cây, bao gồm hoa (hồng, hoa đinh hương, hoa nhài), lá (bạch đàn, bạc hà, xạ hương), vỏ và thân cây (quế, đàn hương, hồng sắc) và rễ (gừng, nghệ, bạch đậu khấu) (Dhifi et al. Thực vật giàu tinh dầu có thể được tìm thấy ở khắp mọi nơi trong tự nhiên. Một số nghiên cứu độc lập đã chứng minh rằng thành phần của tinh dầu có thể phụ thuộc vào các điều kiện sinh trưởng nhất định. Cả điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng đều ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu trong cây.

Hàm lượng tinh dầu của cùng một giống cây được trồng ở khí hậu nhiệt đới cao hơn cây được trồng ở môi trường ôn đới. Ngay cả trong cùng một cây, các bộ phận khác nhau có thể có hàm lượng và thành phần tinh dầu khá khác nhau. Ngoài ra, chất lượng của các loại tinh dầu còn bị ảnh hưởng bởi các điều kiện trồng trọt cũng như các kỹ thuật được sử dụng để thu hoạch, lưu trữ và chiết xuất các loại tinh dầu.