Báo cáo: Quy trình trích ly và sản xuất sản phẩm từ tinh dầu hương thảo Di Linh

Báo cáo chi tiết quy trình trích ly, sản xuất tinh dầu hương thảo tại Di Linh. Phân tích thành phần và ứng dụng làm dầu gội, sữa tắm kháng khuẩn.

• Tác giả: PGS.TS Nguyen Van Cuong
• Trường học: Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
• Đề tài: Khảo sát thành phần, hoàn thiện quy trình trích ly và sản xuất sản phẩm từ tinh dầu Hương thảo trên địa bàn huyện Di Linh, Lâm Đồng
• Loại tài liệu: Báo cáo tổng kết nhiệm vụ ứng dụng, chuyển giao khoa học và công nghệ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về tinh dầu hương thảo Di Linh

Tinh dầu hương thảo Di Linh là sản phẩm quý từ vùng Tây Nguyên nổi tiếng với chất lượng cao và hàm lượng dầu tinh dâu. Hương thảo Di Linh được trồng tự nhiên, không sử dụng hóa chất, mang đến tinh dầu nguyên chất với mùi thơm đặc trưng và tính năng liệu pháp vượt trội. Sản phẩm này được ứng dụng rộng rãi trong y học cổ truyền, mỹ phẩm và công nghiệp thực phẩm, đem lại giá trị kinh tế cao cho các nông dân địa phương.

1.1. Đặc điểm cây hương thảo Di Linh

Cây hương thảo tại vùng Di Linh phát triển tốt nhờ điều kiện khí hậu mát mẻ, độ cao 800-1200m so với mực nước biển. Loại hương thảo này có hàm lượng tinh dầu cao hơn 2-3% so với các vùng khác. Lá cây có màu xanh đậm, mùi thơm đặc biệt mạnh mẽ, chứa nhiều thành phần hoạt tính như cineol, camphor và borneol.

1.2. Ứng dụng của tinh dầu hương thảo

Tinh dầu hương thảo Di Linh được sử dụng trong điều trị các bệnh hô hấp, cải thiện tuần hoàn máu và giảm viêm. Trong ngành mỹ phẩm, nó là thành phần chính của các serum, kem dưỡng da và sản phẩm chăm sóc tóc. Ngoài ra, tinh dầu này còn được thêm vào các sản phẩm thực phẩm chức năng và nước súc miệng.

II. Quy trình thu hoạch và chuẩn bị nguyên liệu

Quy trình thu hoạch hương thảo Di Linh cần thực hiện vào thời điểm thích hợp để đạt hàm lượng tinh dầu tối đa. Nông dân thường thu hoạch vào mùa hè, khi nồng độ tinh dầu cao nhất. Sau thu hoạch, hương thảo được sơ chế bằng cách phơi khô tự nhiên hoặc sấy ở nhiệt độ thấp để bảo toàn chất lượng tinh dầu. Nguyên liệu được lưu trữ trong điều kiện mát, khô và tối để giữ mùi thơm và hiệu lực.

2.1. Thời điểm và phương pháp thu hoạch

Hương thảo Di Linh thu hoạch vào thời kỳ nở hoa (từ tháng 6-8) khi hàm lượng tinh dầu đạt cao nhất. Người nông dân cắt cành cây bằng tay hoặc máy cắt để tránh làm hư hại cây. Phần lá được tách riêng vì chứa lượng tinh dầu nhiều hơn thân cây. Sản lượng thu hoạch tươi khoảng 3-4 tấn/ha, sau khi sơ chế còn lại 800-1000kg sản phẩm khô.

2.2. Quy trình sơ chế và bảo quản

Hương thảo tươi được đem đi phơi khô tự nhiên trong 5-7 ngày hoặc sấy ở 40-50°C. Quá trình sấy cần kiểm soát nhiệt độ để không phá hủy tinh dầu. Sau khi khô hoàn toàn, nguyên liệu được chứa trong thùng kín, nơi mát, khô ráo, ngoài ánh nắng. Bảo quản đúng cách giúp giữ lại 90% tinh dầu trong 12 tháng.

III. Quy trình trích ly tinh dầu hương thảo

Trích ly tinh dầu hương thảo Di Linh sử dụng phương pháp cô đặc hơi nước hoặc chưng cất, đây là phương pháp truyền thống nhưng hiệu quả cao. Hương thảo khô được cho vào nồi chưng cất, thêm nước, sưởi ấm để hơi dầu bay hơi, sau đó được ngưng tụ bằng hệ thống làm lạnh. Tinh dầu tách ra khỏi nước cô đặc theo nguyên tắc mật độ khác nhau. Phương pháp này bảo toàn tốt các thành phần hoạt tính của tinh dầu, không sử dụng dung môi hóa học.

3.1. Phương pháp chưng cất truyền thống

Chưng cất hơi nước là phương pháp chính ở các xưởng sản xuất tinh dầu tại Di Linh. Nguyên liệu hương thảo khô được cho vào nồi chưng cất, thêm nước theo tỷ lệ 1:3. Đun nóng ở nhiệt độ 100-120°C trong 2-4 giờ. Hơi dầu cùng hơi nước được dẫn qua ống tản nhiệt (condenser), nơi được giữ ở 15-20°C. Tinh dầu ngưng tụ thành giọt, tách khỏi nước dần dần.

3.2. Các bước tinh chế và tách chiết

Sau chưng cất, hỗn hợp dầu nước được để yên 24 giờ để tinh dầu tách khỏi hoàn toàn. Dầu nổi trên mặt được hút ra bằng pipet hoặc ống dẫn. Phần nước còn lại (nước thơm hương thảo) có thể bán riêng hoặc tái sử dụng. Tinh dầu thô được lọc qua giấy lọc hoặc vải để loại bỏ các tạp chất, sau đó được đưa vào bình chứa kín, nơi mát tối.

IV. Quy trình sản xuất và kiểm định chất lượng

Sau khi trích ly, tinh dầu hương thảo Di Linh phải qua các bước kiểm định chất lượng nghiêm ngặt. Các chỉ số cần kiểm tra bao gồm: mật độ, độ khúc xạ ánh sáng, hàm lượng tinh dầu, mùi vị và độ tinh khiết. Tinh dầu được phân loại từ A (cao nhất) đến C dựa trên các tiêu chí này. Sản phẩm đạt tiêu chuẩn được đóng gói vào các vial thủy tinh 10ml hoặc 100ml, dán nhãn, lưu kho ở điều kiện 2-8°C. Quy trình này đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn xuất khẩu quốc tế.

4.1. Các tiêu chí kiểm định chất lượng

Tinh dầu hương thảo Di Linh phải tuân thủ các tiêu chuẩn ISO 4730 (International Standard for Rosemary Oil). Mật độ phải từ 0.887-0.921 g/ml, độ khúc xạ ánh sáng 1.469-1.490. Hàm lượng camphor từ 8-30%, cineol từ 30-50%. Phải không chứa kim loại nặng, vi khuẩn hay các chất ô nhiễm khác. Tinh dầu tốt có mùi thơm tinh tế, vị cay nhẹ, màu vàng nhạt đến nâu nhạt.

4.2. Quy trình đóng gói và bảo quản sản phẩm

Tinh dầu được đóng gói vào vials thủy tinh 10ml, 100ml hoặc bình 500ml-1L tùy yêu cầu khách hàng. Mỗi lô sản phẩm được dán nhãn có thông tin: ngày sản xuất, hạn sử dụng (3 năm), hàm lượng tinh dầu, hướng dẫn sử dụng. Bảo quản ở nhiệt độ 2-8°C, nơi tối, tránh ánh nắng và nhiệt độ cao. Đặc biệt không để gần các chất có mùi mạnh để tránh ô nhiễm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1.1 Tổng quan về cây hương thảo Cây hương thảo có tên khoa học là Rosmarinus officinalis L. hay còn có tên thường dùng tiêng anh là Rosemary. Cây hương thảo là một loại cây thom thuộc họ Lamiaceae, bộ Lamiales, giới pl antae. Từ rosemary có nguôn gôc từ tiêng Latinh ros-roris (sương) và marinus (bien), trong đó có nghĩa là 'sương biển'.

Nó cũng được gọi là 'antos' bởi Người Hy Lạp co đại, đó là 'hoa' hay libanotis' vì mùi hương của nó. Hương thảo là một loại cây bụi rậm rạp, phân nhánh, thường xanh và hoa màu trăng xanh, đạt chiêu cao khoảng 1 m. Nó được đặc trung bỏi các lá dài M cm và rộng 2 -4 mm, không cuông, phiêu lông, hình mác vói các cạnh cong, mặt trên màu xanh đậm và có hạt, mặt dưới trăng với gân giũa noi rõ và rât đặc mủi. Tràng hoa có hai môi và nhị hoa dang cong hướng ra ngoài tràng hoa.

Hoa hương thảo nhỏ và màu xanh nhạt hoặc màu tím hoa cà. Lá và hoa có mùi thơm mạnh mùi đặc trưng do dâu dễ bay hơi tích lũy trong tuyên peltate và capites dien hình trichomes. Hương thảo là loài duy nhât mọc tự nhiên ở khu vực Địa Trung Hải và được khai thác nhiêu nhât loài do tinh dâu có giá trị nhung củng có hàm lượng phenolic và chât chông oxy hóa mạnh. Hương thảo là một loài mọc tự phát trên cát, vách đá và đá những nơi gân biển, ở những nơi khác nhau trên thê giói như Châu Âu, Châu Phi và Châu Ả [1].

Cây hương thảo và vườn trồng cây hương thảo Một sô nglũên cứu báo cáo sự hiện diện của nhiêu loại hợp chât như tecpen, iridoids, flavonoid và các hợp chât phenolic trong các cây thuộc họ này. Họ Lamiaceae bao gôm các loài thực vật có chứa một lượng lớn axit phenolic, chẳng hạn như axit rosmarinic, có đặc tính kháng khuần, kháng vi rút, chông oxy hóa và chông viêm Nhiêu loài thuộc họ này đã là đôi tượng của các nghiên cứu thử nghiệm. Ví dụ cỏ xạ hương có hoạt tính kháng khuẩn 12 do sự hiện diện của thymol và có thể được sử dụng như một chất khử trùng; dầu hoa oải hương, có chứa các hợp chất terpenic, được sử dựng đe điều trị gàu và mọc tóc, đồng thời cũng có đặc tính kháng khuẩn, kháng vi-rút và kháng nấm. Phân loại khoa học của cây Hương thảo (Rosmarinus officinalis L.) Phân loại khoa học Kingdom Pl antae Sub kingdom Tracheobionta Super division spermatophyta Division Magnoliophyta Class Magnoliopsida Sub class Asteridae Order Lamiales Family Lamiaceae Trong 25 năm qua, có xu hướng gia tăng rõ ràng vê sô lượng các bài báo vê hương thảo.

Sự quan tâm đen loài cây này thông qua số lượng nghiên cứu khoa học được thực hiện kế từ năm 2010, trung bình 120 công trình/năm. Theo thống kê từ phần mem SciFinder® từ năm 2015 cho đến nay có khoảng 600 bài nghiên cứu được công bố trong các lĩnh vực liên quan đen chiết xuất tinh dầu hương thảo.2 Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học chiết xuất cây hưong thảo a. Chiêt xuât Đe có được các hợp chất hoạt tính sinh học từ cây hương thảo, cần phải lấy các chất chiết xuất hoặc tinh dầu của cây. Các phương pháp chiết xuất như sử dụng các dung môi chọn lọc.

Các kỹ thuật chiết này tạo ra các hỗn hợp ở dạng lỏng và bán rắn hoặc sau kill loại bỏ dung môi, ở dạng bột kliô đế bảo quản. Các nghiên cứu định tính và định lượng về các hợp chất có hoạt tính sinh học phân lập từ thực vật phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn phương pháp chiết xuất và dung môi thích hợp (Bảng 2). Các yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất liên quan đến dung môi áp dụng, nhiệt độ, áp suất và thời gian chiết xuất. Có các phương pháp chiết xuất cổ điển như chiết xuất Soxhlet, ngâm, đun hoàn lưu và các phương pháp hiện đại.

chẳng hạn như chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn, chiết xuất pha rắn. Sau khi phân tích các bài báo thu thập được, các phương pháp chiết xuất được sử dụng nhiều nhất để thu được các hợp chất có hoạt tính sinh học tò cây hương thảo là ngâm, chưng cất, đun hoàn lưu, Soxhlet và chiết xuất bang chất lỏng siêu tới hạn [2], 13 Bảng 2. Một số hợp chất hoạt tính sinh học của chiết xuất hương thảo bằng các dung môi khác nhau Nước Ethanol Methanol Chlorofor Di chlorometh Ether Acetone m ane Anthocyan Tannin Anthocyan Teip eno id Terpenoid Alkaloid Fl avon0 in in id Tannin Polyp hen Terpenoid Flavonoid Teip eno ol id Saponin Flavonol Saponin Terpenoid Teip eno i Tannin d Alkaloid Flavone Poly ph eno 1 về chất chiết xuất, các họp chất chủ yếu có trong cây hương thảo là axit rosmarinic, long não, axit caffeic, axit ursolic, axit betulinic, axit cainosic và camosol. Do đó, hương thảo chủ yếu bao gồm các hợp chất phenolic, di- và triterpenes và tinh dầu.

Trong y học cổ truyền, lá của hương thảo được sử dụng dựa trên các hoạt tính kháng khuẩn của chúng, chống đầy hơi và làm thuốc giảm đau ở cơ và khớp. Ngoài ra, tinh dầu và chất chiết xuất từ hoa và lá của cây được sử dụng để điều trị vết thu ong nhỏ, phát ban, nhức đầu, khó tiêu, các vấn đề về tuần hoàn, thuốc long đờm, lợi tiểu và chống co thắt trong cơn đau quặn thận. Polyphenol là các họp chất hóa học chống oxy hóa được phân loại thành axit phenolic, flavonoid và nonflavonoid. Ngoài các đặc tính chống oxy hóa, chúng đóng một vai trò rất quan trọng trong việc bảo vệ thực vật chống lại động vật ăn cỏ, mầm bệnh và động vật ăn thịt; do đó, chúng có một ứng dụng trong việc kiểm soát các tác nhân lây nhiễm ở người.

Ở huơng thảo, các polyphenol phổ biến nhất là apigenin, diosmin, luteolin, genkwanữia và axit phenolic (> 3%), đặc biệt là axit rosrnarinic, axit chlorogenic và axit caffeic. Cấu trúc của ba họp chất chính trong chiết xuất hương thảo. 14 Nghiên cứu trước đây tiến hành nghiên cứu chiết tách tinh dầu hương thảo bằng các phương pháp kliác nhau như phương pháp ngâm dầm (cây hương thảo được xử lý bằng nước tại 40 °C trong 15 phút, sau xử lý ngâm chúng vào nước hoặc cồn 96% theo tỉ lệ 1/6 và khuấy trộn 50 vòng/phút trong thời gian 4 giờ, chiết xuất được lọc chân không vói áp suất 20mbar), phương pháp hô trợ vi sóng (cằy hương thảo được chiết tách bằng dung môi với tỉ lệ 1/6 và trong 7 phút với công suất 250W). phương pháp hô trợ sóng siêu âm ( điều kiện giống phương pháp vi sóng, nhiệt độ là 40°C).

Tinh dầu thu được được tác giả tiến hành đo hàm lượng polyphenol tổng và khả năng kháng oxi hóa. Kết quả cho thấy việc xay nhuyễn là rất cần thiết đê tối đa hóa hiệu quả chiết bang cách sử dụng nước và ethanol làm dung môi, bởi vì bước kiểm soát của quá trình chiết xuất là truyền khối bên trong [3], Việc lựa chọn dung môi chủ yếu liên quan đến việc áp dụng phương pháp chiết xuất trong tương lai: chiết xuất nước, giàư axit rosmaric, sẽ có hiệu quả như chất chống oxy hóa trong các hệ thống ưa nước, trong khi, trong các hệ thống lipophilic, chiết xuất etanolic sẽ thuận lợi do hàm lượng axit carnosic cao hơn. Chiết xuất ethanol có thể được cải thiện hơn nữa bằng cách sử dụng đầu vào năng lượng thấp (300 J/g) và quy trình hỗ trợ thời gian ngắn (7 phút) như hỗ trợ vi sóng (MAE) và chiết xuất có hỗ trợ siêu âm (USAE). Qúa trình truyền khối bên trong được tăng thêm bởi MAE trong kill USAE tăng cường truyền khối bên ngoài, điều này có ý nghĩa hơn trong chiết xuất nước [4], Hoạt chất trong hương thảo bằng bằng etanol 96% ở nhiệt độ phòng và dịch chiết etanolic được lọc và cô đặc dưới áp suất thấp ở 45°c để tạo ra chiết xuất đậm đặc.

Chiết xuất sau đó được pha loãng với natri bicacbonat (NaHCCh) ở pH 8,5-9 để hòa tan carnosic acid (CA) và các axit hữu cơ khác, trong khi các chất khác không hòa tan trong điều kiện kiềm bị kết tủa. Dung dịch được lọc và tiếp Ẹic cô đặc dịch lọc dưới áp suất thấp. Dung dịch sau cô đặc được axit hóa bang axit photphoric (H3PO4) đến pH 4,9 đe kết tủa các chất không tan trong axit bao gồm CA, carnosol và các dẫn xuất CA. Ket tủa rắn sau đó được rửa bằng nước và lọc đê loại bỏ tạp chất.

Sản phấm rắn tinh khiết cuối cùng được làm khô trong chân không và được nghiền thành bột [5], b. Hoạt tính sinh học của chiết xuất trong cây hương thảo Hương thảo đã được sử dụng rộng rãi không chỉ trong nấu ăn, đặc biệt là để điều chỉnh và tăng hương vị, mà còn trong y học co truyền, là một cây thuốc được đánh giá cao đê phòng và chữa bệnh cảm lạnh, thâp khớp, đau cơ và khớp. Ngày nay, nó là một trong những nguồn phô biến nhất của các hợp chất hoạt tính sinh học tự nhiên, và trên thực tế, loài cây này có các hoạt tính dược lý khác nhau như kháng khuẩn, chống đái tháo đường, chống viêm, kháng u và chất chống oxy hóa. 15 ■ Carnosic acid Hl Rosmarinic acid ■ Essential oil ■ others ■ Carnosol ■ Ursolic acid Hình 3.

Tỷ lệ phần trăm nghiên cún hoạt tính sinh học liên quan đến từng hợp chất trong cây hương thảo. Biểu đồ của hình 3 cho thấy axit carnosic là họp chất có hoạt tính sinh học được khao sát nhiều nhất với khoảng 30% số nghiên cứu, cùng với tinh dầu, tiếp theo là carnosol, axit rosmarinic và axit ursolic, chiếm 35% số nghiên cứu. Rõ ràng, do tiềm năng dược lý lớn của cây hương thảo, đặc biệt là với axit camosic và tinh dầu, điều này thê hiện rõ qua số lượng nghiên cứu ngày càng tăng trong thời gian qua, với 600 nghiên cứu tương ứng trong vòng 5 năm từ 2015-2020. Các hoạt tính sinh học của hương thảo được cho là do hai nhóm họp chất: phần dễ bay hơi và các hợp chat phenolic.

Nhóm thứ hai này chủ yếu chứa một phần flavonoid, axit rosmarinic, và một số hợp chất diterpenoid có cấu trúc có nguồn gốc từ axit carnosic, ví dụ carnosol, và rosmanol. Hợp chất nhiều nhất là, axit carnosic và axit rosmarinic, thề hiện một loạt các hoạt lính sinh học bao gồm tác dụng chống oxy hóa, chống viêm và bảo vệ gan. Hiện nay, sự quan tâm đáng kể của giới khoa học đang hướng tới tác động của chiết xuất hương thảo đối với bệnh béo phì và các bệnh liên quan đến béo phì.