BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
--- o0o ---
VŨ THỊ HÀ
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CHIẾT VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH
CHỐNG OXY HÓA CỦA DỊCH CHIẾT TỪ CÂY SẢ CHANH
(CYMBOPOGON CITRATUS STAPF)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
GVHD: ThS. TRẦN THỊ HUYỀN
KHÁNH HÒA -06/ 2015
i
PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Vũ Thị Hà
Lớp: 53CBTS1
Ngành: Chế biến thủy sản
Khoa: Công nghệ thực phẩm
Tên chuyên đề: Nghiên cứu quá trình chiết và khảo sát hoạt tính chống oxy hóa
của dịch chiết từ cây Sả Chanh (Cymbopogon citratus Stapf)
Số trang: 74
Số chương: 03
Số tài liệu kham khảo: 32
LỜI CAM KẾT
Sinh viên: Vũ Thị Hà
Nơi đào tạo: Trường Đại học Nha Trang
Khoa: Công nghệ Thực Phẩm
Chuyên ngành: Chế Biến Thủy Sản
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Trần Thị Huyền
Tên đồ án tốt nghiệp:
“Nghiên cứu quá trình chiết và khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết
từ cây Sả Chanh (Cymbopogon citratus Stapf)”
Nội dung cam đoan:
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của cô Trần
Thị Huyền và sự giúp đỡ của tập thể cán bộ Trung tâm thí nghiệm thực hành Trường
Đại học Nha Trang. Các số liệu và kết quả nêu trong đồ án là trung thực và chưa từng
được công bố.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với những lời cam đoan trên.
Nha Trang, ngày 26 tháng 6 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Vũ Thị Hà
iii
LỜI CẢM ƠN
Đề tài tốt nghiệp được thực hiện tại phòng thí nghiệm Trường Đại học Nha
Trang dưới sự hướng dẫn của ThS. Trần Thị Huyền, Khoa Công nghệ Thực Phẩm,
Trường Đại học Nha Trang.
Để hoàn thành đợt thực tập tốt nghiệp này, ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản
thân, em còn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của gia đình, thầy cô và bạn bè.
Trước hết, em xin trân trọng cảm ơn Bộ môn Công nghệ Chế Biến Thủy Sản
1.1. Tổng quan về cây Sả chanh (Cymbopogon citratus Stapf) ..................... 3
1.1.1. Tên gọi ............................................................................................. 3
1.1.2. Phân loại .......................................................................................... 3
1.1.3. Đặc điểm hình thái ........................................................................... 5
1.1.4. Phân bố ............................................................................................ 6
1.1.5. Công dụng của cây Sả ...................................................................... 6
1.2. Tổng quan về tinh dầu Sả ....................................................................... 8
1.2.1. Khái niệm tinh dầu .......................................................................... 8
1.2.2. Thành phần hóa học của tinh dầu Sả ............................................... 9
1.2.3. Ứng dụng của tinh dầu Sả .............................................................. 15
1.2.3.1. Trong công nghệ thực phẩm .................................................... 15
1.2.3.2. Trong công nghệ sản xuất mỹ phẩm ........................................ 15
1.2.3.3. Trong công nghiệp ................................................................... 15
1.2.3.4. Trong y dược ........................................................................... 15
1.2.4. Thị trường tinh dầu Sả trong và ngoài nước ................................. 16
1.2.4.1. Thị trường tinh dầu Sả trong nước .......................................... 16
1.2.4.2. Thị trường tinh dầu Sả trên thế giới ........................................ 17
1.2.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về tinh dầu Sả............. 17
v
1.2.5.1. Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................ 17
1.2.5.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .......................................... 18
1.3. Thu hoạch, bảo quản và các phương pháp sản xuất tinh dầu ................ 20
1.3.1. Thu hoạch, bảo quản và sơ chế nguyên liệu sản xuất tinh dầu ....... 20
1.3.2. Các phương pháp sản xuất tinh dầu ............................................... 20
1.3.2.1. Phương pháp chưng cất hơi nước (Hydrodistillation) ............. 20
1.3.2.2. Phương pháp ướp (Enfleurage) ............................................... 21
1.3.2.3. Phương pháp ngâm (Hot Maceration)..................................... 21
2.4.2.2. Thí nghiệm 1: khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi chiết đến
hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả ................................. 35
2.4.2.2. Thí nghiệm 2: khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết
đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả .......................... 37
2.4.2.4. Thí nghiệm 3: khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt
tính chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả ......................................... 39
2.4.2.5 Thí nghiệm 4: khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hoạt
tính chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả ......................................... 40
2.4.2.6. Thí nghiệm 5: khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung
môi chiết đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả........... 43
2.4.3. Các phương pháp phân tích............................................................ 44
2.4.3.1. Phương pháp phân tích khả năng khử gốc tự do DPPH .......... 44
2.4.3.2. Phương pháp phân tích tổng năng lượng khử ......................... 44
2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................. 44
Chương III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN...................... 45
3.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của loại dung môi chiết đến hoạt tính
chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả ...................................................... 45
3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết đến hoạt tính
chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả ...................................................... 47
3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính chống
oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả ................................................................. 51
3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hoạt tính chống oxy
hóa của dịch chiết từ cây Sả ........................................................................ 53
vii
3.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi chiết đến
hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả........................................ 56
3.6. Đề xuất quy trình chiết tinh dầu từ cây Sả có hoạt tính chống oxy hóa 59
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Phân loại thực vật của Sả Chanh (Cymbopogon citratus Stapf) ................. 3
Hình 1.2. Cây Sả Cymbopogon citratus .................................................................... 5
Hình 1.3. Thân Sả Cymbopogon citratus ................................................................... 5
Hình 1.4. Cấu trúc phân tử Citral ............................................................................ 10
Hình 1.5. Tinh dầu Sả chanh thương mại ................................................................ 16
Hình 1.6. Nguồn gốc hình thành các gốc tự do........................................................ 26
Hình 1.7. Cơ chế tác dụng của chất chống oxy hóa ................................................. 28
Hình 2.1. Sơ đồ tổng quát chiết tinh dầu từ cây Sả .................................................. 34
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của loại dung môi chiết đến hoạt
tính chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả ............................................................ 36
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết đến
hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả .................................................... 37
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính
chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả ................................................................... 39
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hoạt tính
chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả ................................................................... 41
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi
chiết đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ cây Sả..................................... 43
Hình 3.1. Ảnh hưởng của dung môi chiết đến khả năng khử gốc tự do DPPH
của dịch chiết từ cây Sả ........................................................................................... 45
Hình 3.2. Ảnh hưởng của dung môi chiết đến tổng năng lực khử của dịch chiết
từ cây Sả .................................................................................................................. 46
Hình 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết đến khả năng khử gốc tự do
DPPH của dịch chiết từ cây Sả ................................................................................ 48
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết đến tổng năng lực khử của
dịch chiết từ cây Sả ................................................................................................. 49
con người đầu tư khai thác. Thị trường nhập khẩu các loại sản phẩm này ngày càng
được mở rộng và phát triển như: Mỹ, Anh, Pháp, Đức, Nhật Bản, Trung Quốc, Brazin,
Đài Loan,…Việt Nam, một đất nước có nhiều điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất
các sản phẩm có nguồn gốc từ tự nhiên cũng đã đẩy mạnh việc trồng và sản xuất để
đáp ứng nhu cầu chung của thế giới.
Cây Sả là một nguyên liệu phổ biến và quen thuộc với người dân Việt Nam
trong cuộc sống hàng ngày. Sả không chỉ biết đến như một gia vị trong bữa ăn mà
còn có rất nhiều tác dụng đặc biệt khác sử dụng. Trong dân gian, Sả được xem như
một bài thuốc chữa các bệnh về tiêu hóa, giải độc, mất ngủ, nấm hoặc lây nhiễm,
giảm đau, giảm huyết áp, giảm cân,…
Các nhà khoa học đã nghiên cứu và chỉ ra rằng tinh dầu Sả có thể được coi là
một chất chống oxy hóa mạnh mẽ và có khả năng chữa bệnh ung thư. Hơn nữa, một
nghiên cứu khác cho thấy thành phần trong Sả còn có tác dụng ngăn chặn biến chứng
của bệnh tiểu đường, bệnh thần kinh, bệnh thận và võng mạc,… Do đó, Sả được coi
như một loại cây có rất nhiều công dụng và mang lại hiệu quả kinh tế cao là một
nguyên liệu, dược liệu quý báu cần được đầu tư trồng trọt và khai thác.
Tinh dầu từ cây Sả có nhiều công dụng và tiềm năng kinh tế nên đã có rất
nhiều công trình nghiên cứu, nhưng đa số là những công trình ngoài nước. Để khảo
sát khả năng chống oxy hóa của tinh dầu Sả giúp cho việc khai thác tinh dầu thuận
lợi, nâng cao giá trị sử dụng của cây Sả, được sự hướng dẫn của ThS. Trần Thị Huyền
và sự đồng ý của Ban Chủ nhiệm Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, em đã thực hiện đề
tài “Nghiên cứu quá trình chiết và khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của dịch
chiết từ cây Sả Chanh (Cymbopogon citratus Stapf)” tại các phòng thí nghiệm của
Trung tâm Thí nghiệm thực hành, Trường Đại Học Nha Trang.
2
Nội dung của đề tài:
+ Khảo sát ảnh hưởng của dung môi chiết đến hoạt tính chống oxy hóa của
- Tên khoa học: Cymbopogon citratus Stapf, thuộc họ lúa - Poaceae
- Tên đồng nghĩa: Andropogon citratus.
1.1.2. Phân loại
Sả là cách gọi của người Việt chỉ những loài cỏ xuất hiện hầu hết ở các nước
nằm trong vùng nhiệt đới và ôn đới ấm. Tại niềm Nam, cây Sả chanh được cho là có
nguồn gốc từ Ấn Độ có tên khoa học là Cymbopogon citratus Stapf.
Phân loại thực vật
Giới
Plantae
Ngành
Magnoliophyt
a
Lớp
Bộ
Liliopsida
Poales
Họ
Poaceae
Chi
Cymbopogon
Cymbopogon obtectus Silky-heads (nguồn gốc Úc).
Cymbopogon pendulus: Sả tía, Sả Jammu.
Cymbopogon procerus (nguồn gốc Úc).
Cymbopogon refractus (đồng nghĩa: Andropogon refractus): cỏ xà phòng.
Cymbopogon schoenanthus (đồng nghĩa: Andropogon schoenanthus): cỏ
lạc đà, Sả Madagascar.
Cymbopogon tortilis (Nhật Bản).
Cymbopogon winterianus: Sả đỏ, Sả xòe, Sả Java [32].
5
1.1.3. Đặc điểm hình thái
Hình 1.2. Cây Sả Cymbopogon citratus
Hình 1.3. Thân Sả Cymbopogon citratus
Thân: Sả là một loại cây thân thảo, thuộc họ Hòa thảo, thường mọc thành từng
bụi cao khoảng 0,8 - 2m (tùy theo dinh dưỡng trong đất nhiều hay ít hoặc cách chăm
sóc tốt hay xấu). Thân có màu trắng hoặc hơi tím, có nhiều đốt.
Rễ: Sả có kiểu rễ chùm, mọc sâu vào đất, rễ phát triển mạnh khi đất tơi, xốp.
Lá: lá hẹp dài và thuôn, đầu nhọn màu xanh đậm, gân chính nổi rõ ở mặt dưới,
mép lá hơi nhám, kích thước (50 – 100) x (0,5 – 2 cm). Bẹ lá ôm chặt với nhau rất
chắc, tạo thành một thân giả (mà ta thường gọi là củ). Sả đẻ chồi ở nách lá tạo thành
nhánh như nhánh lúa. Với cách sinh sản này từ một nhánh trồng ban đầu về sau chúng
sẽ sinh sôi ra nhiều nhánh tạo thành một bụi sả (giống như bụi lúa), mỗi bụi có thể
gồm 50 – 200 tép.
Hoa: cụm hoa to dài đến 60cm, có 4 – 9 đốt, gồm nhiều bông nhỏ, không
cuống, mỗi bông hoa nhỏ mang hai hoa, màu tím hoặc màu nâu hồng. Hoa lưỡng tính,
nhị, vòi nhụy, hoa đực có cuống dài 4 - 5mm. Quả gần giống hình cầu hay hình trụ
đau dạ dày, nóng trong người, co thắt ruột, tiêu chảy [26]. Nó cũng giúp giảm thiểu
các vấn đề về khí trong cơ thể vì nó có khả năng thư giãn các cơ dạ dày. Nó không
7
chỉ giúp loại bỏ khí từ ruột, mà còn ngăn ngừa sự đầy hơi, kích thích tiêu hóa, khử
hôi miệng, tiêu đờm.
Giải độc: các chất chống oxy hóa, chống nhiễm khuẩn và tác dụng lợi tiểu
của Sả làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng để được bao gồm trong chế
độ ăn uống khi giải độc. Nó giúp làm sạch và thanh lọc gan, thận, bàng quang, tuyến
tụy và tăng sự lưu thông máu. Các tác dụng lợi tiểu giúp thực hiện các độc tố từ quá
trình để được loại bỏ một cách hiệu quả [26].
Mất ngủ: mất ngủ xảy ra do sự mất cân bằng hóa học nội bộ hoặc các rối
loạn thần kinh. Các hoạt động tinh chế và tác dụng làm dịu của Sả giúp cải thiện giấc
ngủ.
Giảm cân: uống nước Sả giúp làm tan chất béo một cách giải độc. Các tác
dụng lợi tiểu giúp thực hiện các chất thải trong khối lượng cao, hiệu quả và nhanh
chóng, dẫn đến mất cân [28].
Điều hòa kinh nguyệt: Sả có lợi cho phụ nữ vì nó giúp ích trong việc điều
trị các vấn đề về kinh nguyệt và buồn nôn.
Ngăn ngừa ung thư: một số nghiên cứu cho thấy mỗi 100gram Sả chứa
đến 24,205µg beta-carotene - những chất chống oxy hóa mạnh mẽ có thể giúp ngăn
ngừa ung thư [25].
Hệ thần kinh: tinh dầu Sả được sử dụng để tăng cường và cải thiện các
chức năng của hệ thần kinh, thông kinh lạc [25]. Sả có đặc tính chống trầm cảm và
do đó có lợi cho thần kinh liên quan đến stress. Nó có hữu ích trong việc giảm sự lo
lắng và triệu chứng trầm cảm [27]. Nó hỗ trợ trong điều trị một số rối loạn của hệ
thần kinh như bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson, co giật, căng thẳng, chóng mặt, run
rẩy chân tay, động kinh (trẻ em kinh phong)...
Tinh dầu là một hỗn hợp của nhiều chất dễ bay hơi, có mùi đặc trưng tùy thuộc
vào nguồn gốc nguyên liệu. Phần lớn tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật và số ít động
vật. Trong tự nhiên, tinh dầu ở trạng thái tự do, chỉ có một số ít ở trạng thái tiềm tàng,
nghĩa là tinh dầu không có sẵn trong nguyên liệu mà chỉ xuất hiện trong những điều
kiện gia công nhất định trước khi tiến hành ly trích hay dưới tác dụng cơ học. Còn
trạng thái tự do, tinh dầu có sẵn trong nguyên liệu có thể thu hái ly trích trong điều
kiện bình thường.
9
Trong hệ thực vật, tinh dầu có ở khoảng 3000 loài, trong đó có 150-200 loài
có ý nghĩa công nghiệp. Tinh dầu có trong các nguồn nguyên liệu trên với hàm lượng
rất khác nhau, có thể thay đổi từ phần triệu đến phần trăm [4].
Tính chất hóa lý của nhóm tinh dầu:
Trạng thái: đa số là chất lỏng ở nhiệt độ thường, một số thành phần ở thể rắn:
methol, borneol, camphor, vanilin, heliotropin.
Màu sắc: không màu hoặc màu vàng nhạt, do hiện tượng oxy hóa màu có thể
sẫm lại. Một số có màu đặc biệt như các hợp chất azulen có màu xanh mực.
Mùi: đa số có mùi thơm dễ chịu.
Vị: cay, một số có vị ngọt như tinh dầu Quế, Hồi.
Bay hơi: tinh dầu bay hơi ở nhiệt độ thường.
Tỷ trọng: đa số nhỏ hơn 1, một số lớn hơn 1 như Quế, Đinh hương, Hương nhau.
Tỷ lệ thành phần chính: (aldehyd cinamic, eugenol) quyết định tỷ trọng tinh
dầu. Nếu hàm lượng các thành phần chính thấp, những tinh dầu này có thể trở thành
nhẹ hơn nước.
Độ tan: ít tan trong nước, dễ tan trong cồn và dung môi hữu cơ.
Độ sôi: phụ thuộc vào thành phần cấu tạo, có thể dùng phương pháp cất phân
đoạn để tách riêng từng thành phần trong tinh dầu.
Năng suất quay cực cao.
Hình 1.4. Cấu trúc phân tử Citral
Các chỉ số lý – hóa của tinh dầu Sả (Cymbopogon citratus Stapf) được trình
bày ở Bảng 1.1.
11
Bảng 1.1. Các chỉ số lý – hóa của tinh dầu Sả
Thông số
d20
𝒏𝟐𝟎
𝑫
[α]D
IA
IE
Giá trị
0,881 – 0,895
1,4910
- 620
12
Thành phần hóa học của Sả bị tác động bởi rất nhiều yếu tố như: loài, độ tuổi,
khu vực, điều kiện thổ nhưỡng và giữa các bộ phận trong cây.
Loài: ở những loài khác nhau thì thành phần của tinh dầu và hàm lượng các
chất có trong tinh dầu biến đổi một cách rõ rệt. Tuy nhiên, hàm lượng citral trong tinh
dầu vẫn chiếm tỷ lệ nhiều nhất. Ngoài citral, trong tinh dầu cây sả còn chứa geraniol,
myrcene, limonene, citronellal, linalool, alpha- terpineol, beta - elemene,
tannin,…[3]. Sự khác nhau này được thể hiện khi nghiên cứu thành phần của loài Sả
Cymbopogon Citratus và loài Cymbopogon nardus được trình bày ở Bảng 1.2.
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của Cymbopogon citratus và
Cymbopogon nardus [11]
Hàm lượng tinh dầu (%)
Các hợp chất
Cymbopogon
citratus
Monoterpene hydrocar-bons
Cymbopogon nardus
10,6
1,9
Myrcene
35,5
α-Terpineol
0,9
0,3
Citronellol
0,3
10,7
Neral
32,4
0,4
Geraniol
5,5
27,9
Geranial
45,2
Oxygenated monter-penes
Sesquiterpene hydrocarbons
13
Germacrene D
0,2
3,3
-
3,2
1,4
2,7
Elemol
0,6
0,1
β-Eudesmol
0,2
Cymbopogon nardus. Hàm lượng netral và geranial trong Cymbopogon citratus đạt
32,4 và 45,2% trong khi đó Cymbopogon nardus chỉ đạt 0,4 và 0,7%; còn ở những
thành phần khác thì hàm lượng khác nhau không nhiều.
Độ tuổi: một nghiên cứu của nhà khoa học cho rằng độ tuổi của cây Sả có ảnh
hưởng đến thành phần của tinh dầu. Thí nghiệm được thực hiện trên loài Cymbopogon
citratus Stapf, kết quả cho thấy có sự thay đổi giữa các thành phần chính khi thu
hoạch ở những độ tuổi khác nhau. Độ tuổi của cây có ảnh hưởng đến thành phần của
tinh dầu nhưng không làm ảnh hưởng đến hàm lượng hợp chất có trong tinh dầu. Khi
nghiên cứu hàm lượng citral trong tinh dầu khi cây ở độ tuổi là 6, 9, 12, 15 tháng thì
kết quả thu được là hàm lượng citral ở 6 và 15 tháng có nồng độ cao hơn. Các tác giả
cho rằng hàm lượng tinh dầu ở 6 và 15 tháng cao hơn là do lượng mưa thấp hơn mẫu
lấy vào mùa đông và mùa thu [23].
Điều kiện đất đai và khu vực: thành phần chính của tinh dầu cũng bị ảnh hưởng
bởi tính chất thổ nhưỡng. Nghiên cứu của Kazuhiki làm sáng tỏ điều này, trong cùng
loài Cymbopogon nardus ở các nước khác nhau thì hàm lượng các thành tố chính của
Copyright: Tài liệu đại học ©