VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THU NHẬN
TINH DẦU TỪ LÁ TÍA TÔ

Người hướng dẫn

: TS. Bùi Thị Bích Ngọc

Sinh viên thực hiên

: Trần Thị Thương

Lớp

: 1202

Hà Nội - 2016


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
PGS.TS Bùi Quang Thuật- Phó viện trưởng Viện công nghiệp thực phẩm, TS.
Bùi Thị Bích Ngọc cùng các anh chị trong Trung tâm Dầu, hương liệu và phụ
gia thực phẩm thuộc Viện công nghiệp thực phẩm đã tận tình hướng dẫn trong
suốt quá trình thực hiện Đề tài tốt nghiệp.
Em chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong khoa Công nghệ sinh học,
Viện đại học Mở Hà Nội đã tận tình truyền đạt kiến thức trong những năm em
học tập. Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền

1.2.4.1. Vai trò và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm ......................... 13
1.2.4.2. Vai trò và ứng dụng trong y học .................................................. 14
1.2.4.3. Vai trò và ứng dụng trong lĩnh vực hóa – mỹ phẩm ..................... 15
1.2.5. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ tinh dầu lá tía tô trong và
ngoài nước .................................................................................................. 16
1.2.5.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ trên thế giới............... 16
1.2.5.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ trong nước ................ 18
1.3. Các phương pháp trích ly tinh dầu ...................................................... 19
1.3.1. Cơ sở của phương pháp trích ly. ........................................................ 19
1.3.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly ............................... 21
1.3.2.1. Nguyên liệu .................................................................................. 21


1.3.2.2. Phương pháp trích ly .................................................................... 22
1.3.2.3. Dung môi ..................................................................................... 23
1.3.2.4. Yếu tố công nghệ ......................................................................... 23
PHẦN THỨ HAIĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....... 24
2.1. Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị .............................................................. 24
2.1.1. Nguyên liệu ....................................................................................... 24
2.1.2. Hóa chất ............................................................................................ 24
2.1.3. Thiết bị .............................................................................................. 25
2.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 25
2.2.1. Nghiên cứu đánh giá chất lượng nguyên liệu lá tía tô ........................ 26
2.2.1.1. Xác định độ ẩm của nguyên liệu bằng phương pháp chưng cất với
Toluen ...................................................................................................... 26
2.2.1.2. Xác định hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu bằng phương
pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước ..................................................... 27
2.2.1.3. Xác định hàm lượng Protein trong lá tía tô bằng phương pháp
Kjeldah .................................................................................................... 28
2.2.1.4. Xác định hàm lượng lipit trong lá tía tô bằng thiết bị Soxhlet ...... 29

3.3.7. Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hiệu suất trích ly tinh dầu lá
tía tô ............................................................................................................ 46
3.4. Kết quả nghiên cứu quá trình tinh chế tinh dầu lá tía tô .................... 47
3.4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/cao chiết đến quá trình
tinh chế tinh dầu lá tía tô ............................................................................. 47
3.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tinh chế tinh dầu
lá tía tô ........................................................................................................ 48
3.5. Phân tích, đánh giá chất lượng sản phẩm tinh dầu lá tía tô. ............... 49
3.5.1. Phân tích các chỉ tiêu cảm quan, chỉ tiêu hóa lý cơ bản của sản
phẩm ........................................................................................................... 49
3.5.2. Thành phần các hợp chất bay hơi trong tinh tía tô ............................. 50


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 57


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
NL/DM: nguyên liệu/dung môi
GC-MS: Sắc ký khối phổ
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng1.1. Thành phần dinh dưỡng có trong 100 gam lá tía tô tươi của Nhật
Bản.
Bảng 1.2. Các chỉ tiêu hóa lý của tinh dầu tía tô.
Bảng1.3.Thành phần hóa học của tinh dầu lá tía tô Việt Nam
Bảng 3.1. Hàm lượng các thành phần chính trong nguyên liệu lá tía tô
Bảng 3.2. Thành phần cơ lý và hàm lượng tinh dầu trong các thành phần của


Sơ đồ 1.1. Sơ đồ mô tả quy trình trích ly tinh dầu
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ khối các bước tiến hành đề tài nghiên cứu
Sơ đồ 3.1. Sơ đồ mô tả quy trình trích ly tinh dầu lá tía tô.


LỜI MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Tinh dầu là nguồn hương liệu có nguồn gốc thiên nhiên cây cỏ, thiên
nhiên ngày càng được con người đặc biệt chú ý đến và ưa chuộng. Mỗi loại
tinh dầu có mùi đặc trưng và hương thơm riêng, nó sẽ giúp chúng ta thư thái,
thoải mái, dễ chịu khi thưởng thức tinh dầu. Tinh dầu hiện nay được sử dụng
rộng rãi và là hỗn hợp các chất có giá trị cao, được sử dụng nhiều trong lĩnh
vực thực phẩm, dược phẩm và xuất khẩu.
Việt Nam có điều kiện tự nhiên rất thuận lợi cho việc phát triển nhiều loài
thực vật khác nhau, đặc biệt là các loài có chứa tinh dầu. Chúng đã và đang
được khẳng định vai trò và vị trí của mình trong nhiều lĩnh vực. Một trong
những loại cây được nhắc đến là cây tía tô. Đây là 1 loại cây chứa tinh dầu giá
trị và có nhiều tiềm năng ở nước ta, đồng thời là loài cây khá phổ biến và dễ
chăm sóc trong quá trình trồng trọt. Hiện nay, tía tô là một thứ gia vị quan
trọng và không thể thiếu trong nhiều món ăn truyền thống. Trong y học cổ
truyền, các bộ phận của cây tía tô cũng được dùng ở Trung Quốc, Đài Loan,
Việt Nam…với nhiều công dụng dược liệu khác nhau. Tuy nhiên, việc thu
nhận tinh dầu còn gặp nhiều khó khăn, sản phẩm thu được chưa đáp ứng được
những yêu cầu về chất lượng và năng suất. Cho đến nay, việc áp dụng phương
pháp nào để thu nhận tinh dầu từ nguồn nguyên liệu tía tô tự nhiên vẫn chưa
được quan tâm đầu tư nghiên cứu. Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi
tiến hành đề tài“Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ khai thác tinh
dầu từ lá cây tía tô” với mong muốn xây dựng được quy trình công nghệ khai
thác tinh dầu từ lá tía tô cho chất lượng tinh dầu và hiệu suất thu nhận cao.


Họ

Hoa môi

Chi

Tía tô

Loài

Perilla frutescens

Các phân loài

Có 8-10 phân loài

Nguồn gốc và phân bố của cây tía tô
Nguồn gốc bản địa của chi tía tô trải rộng từ Ấn Độ đến Đông Nam Á. Loài
cây tía tô (Perilla frutescens (L.)) được xác định có nguồn gốc ở vùng
núi Himalaya đến vùng Đông Nam Á. Ở Trung Quốc, cây tía tô được trồng ít
nhất từ 500 năm trước Công nguyên. Ở Nhật Bản, cây tía tô được trồng vào
khoảng từ thế kỷ thứ VII – IX sau Công nguyên. Loài cây này được du nhập
vào Mỹ làm cây cảnh và đã trở thành loài thực vật xâm lấn. Đây là loài cây
rau gia vị được trồng phổ biến ở Châu Á với nhiều phân loài:
- Tía tô lá tím (P. frutescens var. crispa): Gốc Trung Quốc và Nhật Bản.
- Tía tô lá xanh (hay tía tô lá mè) (P. frutescens var. Frutescens): Được gọi là
mè hoang dại ở Hàn Quốc.
- Tía tô hai màu (P. frutescens var. Crispa forma) là dạng lá phía trên màu
xanh, phía dưới màu tím.

Thu hoạch:
Thu hoạch làm rau gia vị: Sau khi trồng 25 - 30 ngày có thể thu hoạch.
Nếu cắt tỉa ta thường dùng liềm hay dao sắc cắt cây cách mặt đất khoảng 10
cm, chừa lại 2 - 3 tầng lá để cây có thể đâm chồi cho đợt thu hoạch sau. Mỗi
đợt cắt có thể thu 50 - 60 kg cho 100m2. Nếu chăm sóc tốt có thể thu hoạch
nhiều đợt.
1.2. Tổng quan về tinh dầu lá tía tô
Lá tía tô chứa 0,3 -1,3% lượng tinh dầu theo chất khô, tập trung chủ
yếu ở lá và chồi hoa. Ở thân và cành cây lượng tinh dầu rất thấp, chiếm
khoảng 0,05 % [17].Tinh dầu lá tía tô từ lâu đã được khai thác ở một số nước
như Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan… và sử dụng vào rất nhiều mục đích
khác nhau. Với hoạt tính sinh học và dược lý cao, tinh dầu lá tía tô có rất
nhiều ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm, y dược và mỹ phẩm.

5


1.2.1. Tính chất vật lý [6]
Tinh dầu lá tía tô là chất lỏng dễ bay hơi ở nhiệt độ thường, trong suốt,
có màu từ vàng nhạt đến vàng thẫm, vị cay và có mùi đặc trưng của là tía tô.
Từ các nghiên cứu của Lê Ngọc Thạch được tiến hành trên mẫu tinh
dầu tía tô Việt Nam và nghiên cứu của Guenther trên mẫu tinh dầu tía tô Nhật
Bản cho thấy chất lượng tinh dầu phụ thuộc vào giống, loại đất trồng, địa lý
và khí hậu. Ngoài ra, chất lượng tinh dầu cũng phụ thuộc vào thời kỳ sinh
trưởng của cây, thời kỳ sinh trưởng khác nhau cũng sẽ cho chất lượng tinh
dầu khác nhau, chất lượng tinh dầu tốt nhất khi cây bắt đầu bước vào giai
đoạn ra hoa. Có thể đánh giá sơ bộ chất lượng tinh dầu thông qua các chỉ số
hóa lý.
Bảng 1.2 Các chỉ tiêu hóa lý của tinh dầu tía tô.
Tác giả


38,5 – 39,0

Chỉ số xà phòng hóa (mg KOH/g)

28,7

40,0

Tỉ trọng d ở 200C

(Theo: Lê Ngọc Thạch và cộng sự năm 1999; Guenther, 2010)
1.2.2. Thành phần hóa học
Theo Lina Bumblauskiene và cộng sự, tinh dầu tía tô được cấu thành từ
các hợp chất dễ bay hơi và được phân thành các loại chính sau: [19]
- Perillaldehyde (PA): bao gồm các hợp chất: perillaldehyde là chủ yếu,
ngoài ra còn có một số chất khác như limonene, linalool, β - caryophyllene, 1metnthol, α - pinene, perillene và thường được sử dụng trong thực phẩm và y
học cổ truyền Trung Quốc.
6


- Perillaketone (PK): thành phần chủ yếu là perillaketone. Ngoài ra, còn
có isoegomaketone, perillene và egomaketone. PK chủ yếu được tìm thấy
trong các loài tía tô hoang dại.
- Elsholtzoaketone (EK) chủ yếu là elsholtzoaketone và naginaketone.
- Perillene (PL) chiếm ưu thế là hợp chất perillene. Ngoài ra, còn có
một lượng nhỏ các hợp chất như perillaketone và isoegomaketone.
- Phenylpropanoid (PP): là loại không chứa các monoterpenoids nhưng
có chứa synthesizes phenylpropanoids myristicin, elemicin và dillapiol.
- Nhóm PL gồm perillene.

17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32

Tên cấu phần
(Z)-3-Hexenol
(E)-3-Hexenol
α-Pinene
Sabinene
β- Pinene
Octenol
β-Micren
3-Octanol
Camphene
D-Limonene
Eucaliptol
2-Carene

0,09
24,10
0,14
0,09
1,89
0,19
0,12
0,15
37,65
0,22
5,69
0,43
0,45
9,48
1,13
1,33
7,09
0,53
0,25
0,49
97,59

B
0,34
0,35
0,15
0,73
0,31
0,11
0,10

0,36
0,30
42,05
0,38
2,83
0,32
0,18
0,25
10,25
1,05
1,56
0,12
6,84
0,20
0,12
0,31
98,15

A: phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển.
B: phương pháp chưng cất có sự tham gia của vi sóng không cho thêm nước.
8


C: phương
ng pháp chưng
chư cất có sự tham gia củaa vi sóng cho th
thêm nước.
1.2.3. Một số hợp chấtt chính trong tinh dầu
d tía tô [25, 27]
1.2.3.1. Perillaldehyde[25

u). Perillaldehyde là thành ph
phần
chính quyết định tớii mùi hương
h
của tinh dầu. Do đó, nó được sử dụng để đánh
giá chất lượng tinh dầuu tía tô. Tinh dầu
d có hàm lượng
ng perillaldehyde càng cao
thì có giá trị càng cao. Nó được
đư đặc trưng bởi một số tính chấtt hóa lý sau:
+ Phân tử khối:
i: 150,22 g/mol
+ Nhiệt độ sôi: ts= 2370C/ 760 mmHg
+ Tỉ trọng: d2020 = 0,953 g/ ml
+ Chỉ số khúc xạ: nD20 = 1,5058
1.2.3.2. Perilla alcohol[26
[26]
− Công thức phân tử:: C10H16O
− Tên gọi: P- Metha- 1,81,8 dien-7-ol
− Công thức cấu tạo:
9


Perilla alcohol (chiếm
m khoảng
kho
3-6% trong tinh dầu) là mộtt monotecpenoid
dễ bay hơi, trong suốt,
t, không màu hoặc
ho vàng nhạt. Khi đun

D-Limonene là chấtt lỏng
l
không màu có mùi thơm mạnh mẽ ccủa cam, được
ứng dụng nhiều
u trong công nghệ
ngh thực phẩm, dược phẩm cũng
ng nh
như mỹ phẩm.
Một số tính chất hóa lý:
+ Khối lượng phân tử:: 136,24 g/mol
+ Nhiệt độ sôi: ts = 1760C/ 760 mmHg
+ Tỷ trọng: d2020 = 0,8411 g/ml
+ Chỉ số khúc xạ: nD20 = 1,4727
1.2.3.4. Linalool[28]
− Công thức phân tử:: C10H18O
− Tên gọi: 3,7-dimethylocta
dimethylocta-1,6-dien-3-ol
− Công thức cấu tạo:

Linalool có mùi thơ
thơm dễ chịu và vị hơi cay, dùng để tạoo hương
hươ trong các
sản phẩm xà phòng, chấtt tẩy
t rửa, dầu gội,… Một số tính chấtt hóa lý:
+ Khối lượng phân tử:: 154,25 g / mol
0
+ Nhiệt độ sôi: ts = 198-199
198
C/ 760 mmHg



+ Tỷ trọng: d2020 = 0,897 – 0,910 g/ml
+ Chỉ số khúc xạ: nD20 = 1,498 – 1,504
1.2.3.6. α-Caryophylene[29
29]
− Công thức phân tử:: C15H24
− Tên gọi: 2,6,6,9-Tetramethyl
Tetramethyl-1,4-8-cycloundecatriene
− Công thức cấu tao:

α-Caryophylene
Caryophylene có mùi hhương của dầu, gỗ và hương
ng trái cây. Nó có m
một số
tính chất hóa lý đặc trưng
ưng sau:
+ Khối lượng phân tử:: 204,36 g/ mol
+ Nhiệt độ sôi: ts = 1680C/ 760 mmHg
+ Tỷ trọng: d2020 = 0,886 g/ ml
12


+ Chỉ số khúc xạ: nD20 = 1,503
1.2.3.7. α-Pinene[30]
+ Công thức phân tử: C10H16
+ Tên gọi: (1S, 5S) -2,6,6-Trimethylbicyclo [3.1.1] hept-2-ene ((-)-α-pinen)
+ Công thức cấu tạo:

α-Pinene là một trong hai đồng phân của pinene, có mùi nhựa thông và
bạch đàn.

quản thông thường có thể gây ảnh hưởng xấu tới mùi vị của thực phẩm thì loại
tinh dầu này vừa là chất bảo quản, vừa cải thiện hương vị cho sản phẩm. Vì vậy,
tinh dầu tía tô hứa hẹn sẽ là một chất bảo quản thực phẩm ngày càng được quan
tâm.
Trong thành phần tinh dầu lá tía tô có chứa một dẫn xuất của
perillaldehyde có tên là perillartine. Chất này có vị ngọt gấp 2000 lần đường mía
và có calo rất thấp. Nó được sử dụng làm chất tạo ngọt thay thế tại Nhật Bản và
Mỹ. Đặc biệt, đây còn là phụ gia quan trọng trong ngành sản xuất thuốc lá để
giảm mùi hăng cay, làm cho sản phẩm có hương vị hài hòa hơn.
1.2.4.2. Vai trò và ứng dụng trong y học
Đã có rất nhiều nghiên cứu khoa học tìm hiểu về tác dụng dược lý của tinh
dầu tía tô. Tất cả các nghiên cứu này đều đưa ra những kết quả cho thấy tinh dầu
tía tô có ý nghĩa rất lớn trong y học:
14


- Trị ho, hạ sốt: Theo nghiên cứu, β-caryophyllene có tác dụng làm thư giãn khí
quản ở chuột. Tinh dầu tía tô trị bệnh thương hàn trên thỏ hiệu quả hơn aspirin.
- Kháng khuẩn, chống viêm: Các hợp chất linalool, limonene, perillaldehyde,
perilla alcohol, β-caryophyllene,… trong tinh dầu tía tô có tác dụng kháng
khuẩn, kháng nấm, chống viêm, chống nhiễm trùng rất hiệu quả. Tinh dầu tía tô
có tác dụng khử mùi hôi, xua tan khí hư, được sử dụng như chất khử trùng hiệu
quả ở Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc. Tinh dầu lá tía tô còn được ứng dụng
trong nha khoa, là thành phần trong kem đánh răng, nước xúc miệng.
- Hiệu ứng thần kinh trung ương: thí nghiệm trên chuột đã cho hiệu quả rất cao
trong việc làm giảm các hành vi trầm cảm.
- Chống dị ứng: các thành phần β-caryophyllene, α-pinene và elemicine có tác
dụng chống dị ứng da type 1. Tinh dầu tía tô có hiệu quả cao trong giải độc hải
sản.
- Điều trị khối u và ung thư: Theo Stark etal (1995) thì perilla alcohol và