LỜI MỞ ĐẦU Tinh dầu thiên nhiên hiện nay là một sản phẩm khá thông dụng trên thị trường. Tinh dầu được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, dược phẩm, y học và một số lĩnh vực khác… Hiện nay có rất nhiều phương pháp tách chiết tinh dầu từ thực vật, trong đó có phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, đây là phương pháp đơn giản, dễ thực hiện và cho hiệu suất thu hồi tinh dầu khá cao. Tinh dầu Citrus được sử dụng khá phổ biến hiện nay trên thị trường do nó có mùi thơm dễ chịu, có tác dụng trị cảm, giảm stress và thanh nhiệt…Chanh thuộc họ Citrus nhưng tính thời điểm này chưa có công trình nào nghiên cứu sâu về nó, đồng thời tận dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền để sản xuất tinh dầu có giá trị kinh tế cao. Được sự đồng ý của Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, dưới sự hướng dẫn của TS.
Mai Thị Tuyết Nga, em đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu tách chiết tinh dầu từ lá Chanh bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước”. Mục đích nghiên cứu của đề tài là xây dựng quy trình công nghệ thích hợp cho việc chiết xuất tinh dầu từ lá Chanh bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước đồng thời đánh giá chất lượng của tinh dầu thu được. Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể xem là cơ sở khoa học ban đầu của việc xây dựng quy trình sản xuất tinh dầu từ lá Chanh trên quy mô công nghiệp cũng như cung cấp những dẫn liệu khoa học về thành phần hóa học và tính chất lý-hóa cơ bản của tinh dầu lá Chanh. Do kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu còn hạn chế cũng như khó khăn về điều kiện thực nghiệm và nguồn kinh phí nên mặc dù đã cố gắng song đề tài của em chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót.
Rất mong được sự chỉ bảo của quý thầy cô cũng như sự góp ý kiến từ các bạn sinh viên để đề tài này được hoàn thiện hơn. Tieu luan -2- CHƢƠNG I. Giới thiệu chung về cây Chanh [8] Chanh ta hay Chanh giấy có tên khoa học: Citrus aurantifolia Swingle. Đặc điểm thực vật [8, 20] Chanh là một loài cây nhỏ, cao từ 1m đến 3m.
Thân có nhiều cành, có gai. Lá nhỏ hình trứng , có màu xanh lục dài từ 3cm đến 8cm, rộng từ 3cm đến 5cm mép lá hình răng cưa hoặc trơn. Hoa có màu trắng mọc đơn độc hoặc từng chùm từ 3 đến 10 hoa. Quả có đường kính từ 3cm đến 6cm có hình ovan.
Vỏ quả có màu xanh, khi chín có thể chuyển màu vàng. Quả có múi, dịch quả có vị rất chua, hột có diệp tử trắng. Trong vỏ và lá Chanh chứa nhiều tinh dầu. Phân bố và đặc điểm sinh thái, sinh trƣởng [20] Cây Chanh Citrus aurantifolia Swingle có nguồn gốc từ miền bắc Ấn Độ và vùng tiếp giáp với Myanma và phía bắc Malaysia, Trung Quốc.
Hiện nay Chanh được trồng phổ biến trên thế giới đặc biệt là các nước có khí hậu nhiệt đới. Về mặt sinh thái học cây Chanh cũng như hầu hết các loài trong họ Citrus đều không chịu được giá rét. Chúng ưa khí hậu nóng ẩm, lượng mưa hay lượng nước Tieu luan -3- tưới đủ lớn. Chanh được trồng nhiều trên các vùng đất ẩm, trên các vùng đất thấp hoặc trên các khu vực đồi núi cao hơn 1000m so với mực nước biển.
Chanh rất nhạy cảm với vùng đất lạnh nhưng lại có sức chống chịu rét rất khỏe. Chanh có thể sinh trưởng trên các vùng đất nghèo chất dinh dưỡng và có sức chống chịu khỏa hơn một số cây trong họ Citrus như cam, quýt…Chanh là cây có tán lá rộng và không rụng lá theo mùa. Chúng ra hoa vào mùa xuân và tạo quả trong một thời gian ngắn sau đó, quả chín vào mùa thu hoặc đông. Chanh mọc từ hạt thường sinh trưởng khỏe hơn so với Chanh chiết từ cành của cây Chanh mẹ, nhưng với Chanh mọc từ hạt thì thường trồng 5 năm mới ra hoa, kết trái.
Các chồi mọc từ rễ hoặc chồi vượt thường có nhiều gai dài, nhọn. Hoa thường thụ phấn bằng côn trùng, đặc biệt là ong mật, chúng cũng có thể tự thụ phấn song hiệu quả không cao. Thời gian từ khi hoa nở đến khi thụ phấn và cho quả thu hoạch khoảng từ 5 tháng đến 6 tháng. Tại các tỉnh phía Bắc nước ta Chanh thường ra hoa vào tháng 1 đến tháng 3 và cho trái thu hoạch từ tháng 6 đến tháng 12.
Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên rất thích hợp cho cây Chanh sinh trưởng và phát triển. Nói chung Chanh trồng bằng hột cho trái chậm hơn so với chiết cành, ở nước ta có thói quen nhân giống chanh bằng biện pháp chiết cành từ rất lâu đời. Đây cũng là phương pháp nhân giống phổ biến ở nhiều nước trên thế giới đặc biệt là các nước ở vùng Đông Nam Á. Những cây Chanh trồng bằng cành thường ra hoa vào năm thứ 2 nhưng để cho cây sinh trưởng khỏe người ta thường ngắt hoa vào năm thứ 2 và để cây ra hoa vào năm thứ 3.
Trồng Chanh thành từng vườn thuần loại hoặc trồng ven ao, hồ, mương, máng…Trong vườn Chanh cần giữ sạch cỏ, cắt bỏ bớt cành tạo tán thông thoáng, loại bỏ những cây hoặc cành sâu bệnh. Vườn Chanh cần có chế độ vệ sinh nghiêm ngặt và phun thuốc phòng trừ sâu bệnh. Cây Chanh được trồng nhiều ở khắp các vùng trên cả nước cung cấp nguồn nguyên liệu để phục vụ con người trong các lĩnh vực thực phẩm, y học, hóa học… Chanh được trồng nhiều và phổ biến trên khắp đất nước: Các tỉnh phía Bắc như: Hải Dương, Thái Bình, Hà Nội, Nam Định… Tieu luan -4- Các tỉnh miền Trung: Khánh Hòa, Bình Định, Phú Yên… Các tỉnh miền Nam: Tiền Giang, Long An, TP Hồ Chí Minh… 1. Công dụng của cây Chanh [8, 20] Cây Chanh trồng để lấy trái là phổ biến, nhưng bên cạnh đó các bộ phận khác của cây cũng có rất nhiều công dụng.
Rễ Chanh: thu hái quanh năm, rễ nhỏ dùng cả, rễ to chỉ lấy vỏ, rễ Chanh có vị đắng, tính ôn, có tác dụng trị ho, suyễn, giảm sưng đau, ăn không tiêu, đầy hơi. Lá Chanh: chứa tinh dầu, có vị cay, ngọt, tính ôn, có tác dụng trị ho, thanh nhiệt, sát khuẩn. Lá Chanh dùng để nấu nước xông chữa cảm cúm, dùng làm gia vị trong nâu một số món ăn. Quả Chanh: quả chanh có vị chua, ngọt, tính mát được dùng làm nước giải khát, gia vị trong chế biến thức ăn.
Vị chua và hương thơm hấp dẫn của Chanh giúp ăn ngon miệng và giúp tinh thần con người sảng khoái. Dịch Chanh có tác dụng thanh nhiệt, chống viêm, lợi tiểu, cầm máu, chữa cảm sốt, thiếu vitamin C, ngậm Chanh với nước muối có tác dụng chống ho, giải rượu…Dịch nước quả Chanh còn được dùng trong sản xuất axit citric, trong ngành công nghệ thực phẩm, tinh dầu vỏ Chanh được ứng dụng nhiều trong y học, thực phẩm… Hạt Chanh: chứa dầu béo và chất đắng lemonin. Có thể góp phần chữa các bệnh về ho, táo bón, rắn cắn… Hoa Chanh: hoa Chanh được sử dụng nhiều trong y học, có tác dụng long đờm, lợi tiểu, giải nhiệt, trị các cơn đau co thắt và thuốc giúp ăn ngon miệng, dễ tiêu hóa, an thần. Chính vì thế hoa Chanh được sử dụng để chữa các bệnh đau đầu, cảm cúm, ho, căng thẳng thần kinh.
Tổng quan về tinh dầu [2, 6, 8, 10, 16, 17] 1. Khái niệm về tinh dầu Tinh dầu là hỗn hợp của các hợp chất hữu cơ có đặc tính chung là dễ bay hơi, thường có mùi thơm, có nguồn gốc chủ yếu từ một số bộ phận của thực vật (như hạt, rễ, củ, vỏ cây, hoa, lá, quả, dầu, nhựa cây) hay động vật (túi tinh dầu), tinh dầu có thể thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước. Vai trò của Tieu luan -5- tinh dầu đối với cây cỏ chưa được biết rõ, nhưng đáng chú ý là những cây có tinh dầu đều không có ancaloit và ngược lại. Từ đó người ta cho rằng tinh dầu có vai trò như là chất thải để giải độc cho cây và góp phần bảo vệ cây cũng như ancaloit.
Tinh dầu trong mỗi nguyên liệu khác nhau thì cũng có nồng độ khác nhau. Đa số thành phần chính của các loại tinh dầu đều là các hợp chất terpenoid được cấu tạo từ các đơn vị isopren (C5H8) nối với nhau theo quy tắc “đầu nối với đuôi”. Terpenoid đơn giản nhất được cấu tạo từ 2 đơn vị isopren được gọi là monoterpenoid. Nếu có nhiều hơn 2 đơn vị isopren thì được gọi là sesquiterpenoid (ứng với 3 đơn vị isopren), diterpenoid (ứng với 4 đơn vị isopren), triterpenoid (ứng với 6 đơn vị isopren.
Bộ khung terpenoid cơ bản b. Phân tử isopren Hình 1. Cấu trúc phân tử isopren và bộ khung cơ bản của terpenoid 1. Phân loại các thành phần có trong tinh dầu Thành phần tinh dầu được phân loại theo các cách sau: 1.
Phân loại theo hàm lƣợng [6] Theo cách phân loại này các thành phần trong tinh dầu được chia làm 3 nhóm: - Thành phần chính: là thành phần có hàm lượng trên 1%. Thành phần chính là tiêu chuẩn chủ yếu để đánh giá chất lượng tinh dầu. - Thành phần phụ: là thành phần có hàm lượng từ 0,1-1%. Tieu luan -6- - Thành phần vết: là thành phần có hàm lượng không quá 0,1% trong toàn bộ tinh dầu.
Phân loại theo tính chất vật lý [10] Tinh dầu của mỗi loài thực vật là một hỗn hợp bao gồm hàng trăm hợp chất thuộc các nhóm hữu cơ khác nhau. Các hợp chất có trong tinh dầu thường được phân thành hai nhóm chính: - Nhóm thành phần dễ bay hơi: chiếm tới 90 – 95% tổng lượng tinh dầu. - Nhóm còn lại: gồm các hợp chất ít bay hơi chỉ chiếm 1 – 10%. Tỷ lệ các thành phần riêng lẻ có thể thay đổi rất lớn tùy theo giống cây trồng, điều kiện canh tác, mùa vụ và các bộ phận khác nhau của cây tuy nhiên số lượng của các thành phần là không thay đổi trong phạm vi loài.
Phân loại theo bản chất hóa học [16] Có nhiều cách phân loại tinh dầu theo bản chất hóa học sau đây là các cách phân loại. Các hợp chất trong tinh dầu được chia thành các nhóm: - Monoterpen mạch hở (ví dụ: myrcen, ocimen). - Monoterpen mạch vòng (ví dụ: p-cymen, pinen, sabinen). - Monoterpen mạch hở bị oxy hóa (như farnesol, linalool, neral).
- Monoterpen mạch vòng bị oxy hóa (như terpineol, geraniol). - Sesquiterpen mạch hở (ví dụ: farnesen). - Sesquiterpen mạch vòng (ví dụ: copaen, humulen). - Sesquiterpen mạch hở bị oxy hóa (như nerolidol).
- Sesquiterpen mạch vòng bị oxy hóa (như nootkaton, spathulenol).