BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
-------------------------------------NGUYỄN MINH THẮNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TINH DẦU MỘT SỐ
LOẠI RAU GIA VỊ VIỆT NAM

Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. CUNG THỊ TỐ QUỲNH

HÀ NỘI – Năm 2013


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung th c và không tr ng l p v i c c đ tài kh c Tôi c ng xin cam đoan rằng m i
s gi p đ cho việc th c hiện luận văn này đ đ
dẫn trong luận văn đ đ

c cảm n và c c thông tin tr ch

c chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 22 tháng 09 năm 2013
H c viên: NGUYỄN MINH THẮNG



-1-


Nguyễn Minh Thắng – 2011B CNTP

GVHD: TS. Cung Thị Tố Quỳnh

DANH MỤC CÁC BẢNG
 Bảng 1.1. Tên g i của cây t a tô ở một số n

c

 Bảng 1.2. Phân loại rau m i theo gi i th c vật
 Bảng 1.3. Thành phần chính của tinh dầu lá tía tô ở Lào và ở Nhật
 Bảng 1.4. Thành phần hóa h c của t a tô theo c c ph

ng ph p

kh c nhau ở 2 v ng Zisu và Baisu (Trung Quốc)
 Bảng 1.5. Tính chất hóa lý của tinh dầu rau mùi có quả xanh ở Ohio
và Ấn Độ
 Bảng 1.6. Tính chất hóa lý của tinh dầu rau mùi trồng ở Đồng Nai,
Việt Nam
 Bảng 1.7. Ảnh h ởng của việc xử lý nguyên liệu đến thành phần hóa
h c (% GC/FID) tinh dầu rau mùi.
 Bảng 1.8. Thành phần hóa h c tinh dầu rau mùi
 Bảng 1.9. Thành phần hóa h c trong lá rau mùi trồng ở Đồng Nai,
Việt Nam
 Bảng 1.10. Thành phần hóa h c tinh dầu thân cây mùi, trồng Đồng
Nai, Việt Nam

-3-


Nguyễn Minh Thắng – 2011B CNTP

GVHD: TS. Cung Thị Tố Quỳnh

DANH MỤC CÁC HÌNH
 Hình 1.1. Perilla frutescens var.crispa
 Hình 1.2. T a tô thân xanh và thân đỏ t a
 Hình 1.3 T a tô l xanh và đỏ t m ở Nhật
 Hình 1.4. T a tô v i l có màu sắc kh c nhau ở Việt Nam
 Hình 1.5. Hoa của t a tô
 Hình 1.6. Quả t a tô
 Hình 1.7. T a tô và món ăn Việt Nam
 Hình 1.8. Một số hình ảnh rau m i và hạt m i
 Hình 1.9. C ch tiến hành phân t ch sắc ký
 Hình 1.10. Khối phổ của β-caryophyllene
 Hình 2.1. Lá tía tô sử dụng trong nghiên cứu
 Hình 2.2. Rau m i sử dụng trong nghiên cứu
 Hình 2.3. Một số dụng cụ và thiết bị sử dụng
 Hình 2.4. Quy trình ch ng cất thu tinh dầu
 Hình 2.5. Quy trình tr ch ly thu nh a th m
 Hình 2.6. Cột silicagel sau khi nhồi và rửa
 Hình 2.7. Cột silicagel sau khi đ

c b m mẫu

 Hình 2.8. Cột sau khi chạy giai đoạn 1
 Hình 2.9. Cô quay phân đoạn 2 của sắc k cột

 Hình 3.14. Vòng tròn kh ng khuẩn tinh dầu rau m i so s nh v i
tinh dầu t a tô
 Hình 3.15. So s nh vòng kh ng khuẩn của tinh dầu rau m i, t a
tô v i kh ng sinh

-5-


Nguyễn Minh Thắng – 2011B CNTP

GVHD: TS. Cung Thị Tố Quỳnh

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... - 8 CHƯ NG 1 T NG QUAN ................................................................................... - 10 1.1.
u u về một số loại rau gia vị ..................................................... - 10 1.1.1. Tìm hiểu v cây tía tô ........................................................................... - 10 1.1.2. Tìm hiểu v cây rau mùi ........................................................................ - 14 1.2.
Tìm hi u về tinh dầu ..................................................................................... - 18 1.2.1. Trạng thái t nhiên............................................................................... - 18 1.2.2. Phân bố tinh dầu trong thiên nhiên ..................................................... - 18 1.2.3. Thành phần hóa h c của tinh dầu........................................................ - 18 1.3.
C
t u ận chất t
t
u
ut
.... - 19 1.3.1. Nguyên tắc thu nhận chất th m ........................................................... - 19 1.3.2. C c ph ng ph p thu nhận chất th m................................................. - 19 1.4.
Tổng quan về
â tí t à
ần hóa học chất t
..... - 21 1.4.1. Khái niệm v sắc ký ............................................................................. - 21 1.4.2. Nguyên tắc của ph ng ph p sắc ký ................................................... - 21 1.4.3. Phân loại c c ph ng ph p sắc ký ...................................................... - 22 1.4.4. Tiến hành phân tích sắc ký .................................................................. - 22 1.4.5. Sắc ký lỏng dạng cột ............................................................................ - 24 1.4.6. Sắc ký khí và sắc ký khí ghép khối phổ (GC và GC-MS) ..................... - 25 1.5.
X định hoạt tính kháng khuẩn ................................................................. - 27 1.5.1. Ph ng ph p khuếch t n trên đĩa thạch .............................................. - 27 1.5.2. Một số vi khuẩn gây bệnh qua th c phẩm ........................................... - 27 1.6.
C
u
u về tinh dầu rau tía tô và rau mùi ...................... - 29 1.6.1. Những nghiên cứu liên quan v tinh dầu rau tía tô ............................. - 29 1.6.2. Những nghiên cứu liên quan v tinh dầu rau mùi ............................... - 34 1.7.

nhiều trong các lĩnh vực: y học, dược phẩm và mĩ phẩm. Do vậy, đã có nhiều
công trình khoa học trên thế giới nghiên cứu về tinh dầu rau gia vị và hoạt tính
kháng khuẩn của nó.
Nghiên cứu về thành phần hóa học trong tinh dầu rau gia vị tạo tiền đề cho
những nghiên cứu sâu hơn về các hợp chất tạo hương gia vị có nguồn gốc tự
nhiên. Ngoài ra, hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu một số loại rau gia vị là một
lợi điểm để phát triển các nghiên cứu về phụ gia bảo quản thực phẩm hoặc được
bổ sung vào thuốc như một thành phần giống như kháng sinh có nguồn gốc thiên
nhiên, nhất là trong tình hình hiện nay, tình trạng vi khuẩn kháng các loại thuốc
kháng sinh ngày càng tăng. Do vậy, tìm ra các thành phần hợp chất thiên nhiên
có khả năng kháng khuẩn là hướng đi mới trong ngành dược phẩm.
Hơn nữa, dược phẩm có nguồn gốc từ thảo dược rất được quan tâm bởi độ an
toàn cao khi sử dụng. Có rất nhiều nghiên cứu cho thấy khả năng kháng vi sinh vật
của tinh dầu rau gia vị. Tinh dầu của các loại rau gia vị là một trong những loại
tinh dầu chiến lược trên thế giới, được sử dụng trong công nghiệp hóa mỹ phẩm,
dược, thực phẩm, thuốc lá. Uớc lượng giá trị hàng năm trên toàn thế giới là 50 tỉ
đô la Mỹ.
Ở nước ta, với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa phù hợp cho rất nhiều loài
thực vật phát triển rất thuận lợi cho việc khai thác tinh dầu.
Xuất phát từ những lí do trên tôi chọn đề tài “N
ọ ủ t
dầu ột số oạ r u
vị V t N ”.

ut à

ầ

ó


 Phân tích thành phần hóa học của tinh dầu thu được bằng sắc ký cột
silicagel và sắc kí khí khối phổ (GC-MS);
 Xác định hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu đối với một số loại vi
khuẩn.
Phương pháp nghiên cứu:
 Phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước và trích ly bằng dung
môi.

-9-


Nguyễn Minh Thắng – 2011B CNTP

GVHD: TS. Cung Thị Tố Quỳnh

CHƯ NG 1 T NG QUAN
1.1. T m
1.1.1.
1.1.1.1.

u c ung về một số loạ rau g a vị
u về â tí tô
Tên gọi, danh pháp và đặc điểm thực vật của cây tía tô

 Tên gọi và danh pháp
Cây tía tô có tên khoa học: Perilla frutescens (L.) Britt.
Tên đồng nghĩa: Perilla macrostachya, Perilla ocymoides, Ocimum
frutescens.
Họ: bạc hà (Lamiaceae).
Loài Perilla frutescens được phân ra thành 2 loại chính như sau:


Nhật

Shiso, Egoma, Aka-shiso, Akajiso (red),
Ao-shiso, Aojiso (green)
Deulggae, Tulkkae, Soyeob, Soyop,
Kkaennip, Ggaesip
Hung sha yao, Sugeng

Hàn Quốc
Trung Quốc
 Đặc điểm thực vật
Mô tả:

 Thân: cỏ mọc đứng, cao 40-100 cm, phân nhánh nhiều, toàn cây có mùi
thơm và có nhiều lông. Thân và cành vuông, lõm ở cạnh, màu xanh hay đỏ tím,
có nhiều lông.

Hình 1.2. T a tô thân xanh và thân đỏ t a
 Lá: đơn, mọc đối chéo chữ thập, phiến mỏng, hình trứng rộng, kích thước
7-13×5-9 cm, đỉnh lá nhọn, gốc tròn, bìa lá có răng cưa. Tuy nhiên ở những nước
khác nhau thì hình dạng của lá cũng có sự khác nhau:
- Ở Nhật có 2 dạng của tía tô gồm: var. Crispa hay được gọi là Shiso có lá
màu xanh và var. frutescens hay egoma lá màu đỏ tím.

- 11 -


Nguyễn Minh Thắng – 2011B CNTP



t

Tía tô là loại cây được trồng phổ biến trải rộng từ n Độ sang Đông . Ở
Việt Nam cây tía tô được trồng với các loại giống khác nhau ở cả miền Bắc và
miền Nam.
Kỹ thuật trồng trọt: làm đất, bón phân, thời vụ trồng giống như các cây gia vị
khác. Thu hoạch tùy theo mục đích để làm gia vị hay để làm thuốc mà cách chăm
bón có khác nhau.
Để làm rau gia vị có 2 cách:
- Nếu gieo dày (15 x 15 cm) hay gieo vãi chỉ thu hoạch một lần nhổ cả
cây, bó thành bó đem bán.
- Nếu trồng thưa hơn (20 x 25 cm) thì cắt tỉa cành lần thứ nhất, sau đó
vun gốc, tưới phân, làm cỏ 25 - 30 ngày sau có thể thu lần 2. Tiếp tục
chăm sóc để cắt đợt sau. Khi cắt nên để cách mặt đất 10 - 1 5 cm, giữ
lại 2 – 3 tầng lá để cây có thể đâm chồi.
Thu hoạch để làm thuốc: mục đích là để lấy hoa và hạt. Cây thường trồng
thưa 25 x 30 cm không hái lá để cây có nhiều hoa, nhiều hạt.

- 13 -


Nguyễn Minh Thắng – 2011B CNTP
1.1.1.3.


Công dụ

ủ


đ

t

vật ủ

â r u

:

ng v h hoa tán:

Họ hoa tán hay họ Cà rốt theo tiếng Latin là Umbelliferae hay Apiaceae là một
họ của các loài thực vật thường là có mùi thơm với các cây thân rỗng, bao gồm
các cây như mùi tây, cà rốt, thì là và các loài cây tương tự khác. Nó là một họ lớn
với khoảng 430-440 giống và trên 3700 loài đã biết. Tên gọi ban đầu
Umbelliferae có nguồn gốc từ sự nở hoa trong dạng “tán” kép. Các hoa nhỏ là
đồng tâm với 5 đài hoa nhỏ, 5 cánh hoa và 5 nhị hoa.
- 14 -


Nguyễn Minh Thắng – 2011B CNTP

GVHD: TS. Cung Thị Tố Quỳnh

Họ này có một số loài có độc tính cao, chẳng hạn như cây độc cần, là loài cây
thời xưa được dung để tẩm độc đầu mũi tên. Nhưng họ này cũng chứa nhiều loại
cây có ích lợi cao cho con người như cà rốt, mùi tây, thìa là…
Các cây thuộc họ này được phân bố khắp nơi, một số loài tập trung trong vùng
ôn đới, có đời sống bán niên hoặc nhất niên, chiều cao thay đổi từ vài cm đến vài

Coriandrum sativum L. được chia thành hai loại, căn cứ vào kích cỡ của trái mùi:
 Coriandrum sativum L. var. microcarpum DC: Loại trái nhỏ có đường
kính 1.5- 3 mm.
 Coriandrums ativum L. var. vulgare Alef: Loại trái lớn có đường kính 35 mm.
 Đ c điểm th c vật

Hình 1.8. Một số hình ảnh rau mùi và hạt mùi
Cây thảo, sống hàng năm. Thân mọc thẳng đứng, có khía rãnh. Phân nhánh ở
gần ngọn. Lá có nhiều dạng: lá gốc có cuống dài 2-4 cm và bẹ ngắn, hình trứng
rộng, đơn hoặc chia thùy không rõ, dài 1-1,5 cm, rộng 0,5-0,8 cm, khía rang
sâu; lá ở thân phía dưới chia thùy sâu hình chân vịt có răng nông và to; lá ở
giữa thân xẻ 2-3 lần hình lông chim, càng lên trên, phiến càng hẹp đần; lá ở
ngọn không cuống, các thùy hình sợi nhỏ.
Cụm hoa gồm 3-5 tán kép gần đều mọc ở ngọn thân hoặc kẽ lá; không có tổng
bao hoặc chỉ có 1-2 lá bắc; tiểu bao cũng chỉ có vài lá bắc nhỏ; mỗi tán có 6-12
hoa màu trắng hoặc hơi hồng; dài có răng không đều; tràng có những cánh chia
ngoài không bằng nhau; bầu có vòi ngắn.
Trái bế đôi, hình cầu, nhẵn bóng có cạnh lồi không rõ, gồm hai nửa (phân biệt
trái), mỗi nửa có bốn sống thẳng và hai sống chung cho cả hai nửa.
1.1.2.2.

Phân bố, sinh thái

Cây mọc hoang ở vùng Địa Trung Hải và được trồng từ lâu đời trên thế giới.
Hiện nay được trồng phổ biến ở n Độ, Việt Nam, nhiều nước ở Trung Á và ven
Địa Trung Hải
Ở nước ta, cây mùi được trồng khắp nơi để làm gia vị và làm thuốc.
Tại nhiều nước vùng ven Địa Trung Hải, Trung Á, Trung Quốc, n Độ, cây mùi
- 16 -


thuốc sắc. Để chữa bệnh sởi, giúp sởi mau mọc, lấy quả mùi giã nát ngâm rượu,
xoa hoặc phun khắp mình rồi trùm chăn. Trong y học cổ truyền n Độ, quả mùi
được dùng để làm mất mùi khó chịu của những thuốc khác và khắc phục tính chất
gây đau bụng qu ặn của đại tràng và phan tả diệp. Ở Trung Quốc, quả và toàn cây
mùi chữa bệnh sởi, trong trường hợp sởi.

- 17 -


Nguyễn Minh Thắng – 2011B CNTP

GVHD: TS. Cung Thị Tố Quỳnh

1.2. Tìm hi u về tinh dầu
1.2.1.

rạng thái t nhiên

Tinh dầu là hỗn hợp các chất hữu cơ tan lẫn vào nhau, có mùi đặc trưng tùy
thuộc vào nguồn gốc nguyên liệu cung cấp tinh dầu. Cần phân biệt rõ tinh dầu
với dầu béo (hỗn hợp các triglicerid) và dầu mỏ (hỗn hợp các hydrocarbon). Rất
khó khăn khi có một định nghĩa tuyệt đối chính xác cho tinh dầu. Về mặt thực
hành, tinh dầu có thể như “một hỗn hợp thiên nhiên có mùi, phần lớn có nguồn
gốc từ thực vật”, chỉ có một số ít tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật. Tinh dầu
thường là thể lỏng ở nhiệt độ phòng, bay hơi hoàn toàn mà không bị phân hủy.
Trong thiên nhiên, rất nhiều tinh dầu ở trạng thái tự do, chỉ có một số ít ở
trạng thái tiềm tàng. Ở trạng thái tiềm tàng, tinh dầu không có sẵn trong nguyên
liệu mà chỉ xuất hiện trong những điều kiện gia công nhất định trước khi tiến
hành trích ly. Còn ở trạng thái tự do, tinh dầu hiện sẵn trong nguyên liệu có thể
thu trực tiếp dưới những điều kiện trích ly bình thường.

oxy của tecpene (như rượu, aldehyde, xetone, ester...). Mặc dù có nhiều cấu tử

- 18 -


Nguyễn Minh Thắng – 2011B CNTP

GVHD: TS. Cung Thị Tố Quỳnh

như vậy nhưng thường chỉ có một vài cấu tử chính có giá trị và tạo nên mùi đặc
trưng cho tinh dầu đó.
1.3. C c p ư ng p
1.3.1. N u

t

p t u n ận c ất t
t u

ậ

m t c c ngu ên l u t ên n ên

ất t

Nguyên tắc chung để sản xuất tinh dầu là dùng hơi nước hoặc dung môi
thích hợp để rút tinh dầu ra khỏi hoa, lá, vỏ, quả, hạt, thân, cành, rễ của cây rồi
sau đó đem tách phân đoạn thu được tinh dầu thô.
Các phương pháp tách chất thơm cần phải đạt những yêu cầu chính như sau:
- Chất thơm thu được có mùi vị ban đầu của nguyên liệu


Chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp
- 19 -


Nguyễn Minh Thắng – 2011B CNTP

GVHD: TS. Cung Thị Tố Quỳnh

Nguyên liệu và nước được cho vào cùng một thiết bị, đun sôi, hơi nước bay
ra sẽ lôi cuốn theo hơi tinh dầu, sau đó làm lạnh ngưng tụ hơi, ta sẽ thu được tinh
dầu sau khi phân ly tách nước ra.
Thiết bị sử dụng tương đối đơn giản, rẻ tiền, phù hợp với sản xuất nhỏ ở địa
phương, nhất là ở những nơi mới bắt đầu khai thác tinh dầu, bước đầu chưa có
điều kiện đầu tư vào sản xuất.
Tuy nhiên phương pháp này cũng có những nhược điểm:
- Chất lượng tinh dầu sản phẩm không cao.
- Nguyên liệu dễ bị cháy khét, do bị thiếu nước, bị dính vào thành thiết
bị.
- Khó điều chỉnh các thông số kỹ thuật (nhiệt độ, áp suất), thời gian
chưng cất kéo dài.
- Tiêu tốn nhiều năng lượng.


Chưng cất lôi cuốn hơi nước gián tiếp

Phương pháp chưng cất gián tiếp sử dụng nồi bốc hơi nước riêng hoặc sử
dụng chung hệ thống hơi nước từ một lò hơi chung cho các thiết bị khác nhau.
Do bộ phận chưng cất không bị gia nhiệt trực tiếp nên phương pháp khắc
phục được tình trạng nguyên liệu bị khê khét, màu sắc và phẩm chất của tinh dầu

cao. Chính vì vậy hiện nay phương pháp này rất ít được sử dụng.
1.3.2.3. Phương pháp vi sóng
Phương pháp dùng kỹ thuật sóng tăng động năng cho các phân tử tinh dầu,
làm tăng quá trình khuếch tán của tinh dầu ra bề mặt mà không sử dụng nhiệt độ.
Nhiệt tạo ra trong quá trình phá vỡ các túi tinh dầu nhỏ, thời gian thực hiện ngắn
nên không gây ra phân hủy tinh dầu. Phương pháp trích sử dụng vi sóng có nhiều
ưu điểm nhưng hiện nay vẫn đang ở quy mô phòng thí nghiệm.
1.3.2.4. Phương pháp cơ học
Đây là phương pháp tương đối đơn giản dùng để tách tinh dầu ở dạng tự do
bằng cách tác dụng lực cơ học lên nguyên liệu (thường là ép). Phương pháp này
được dùng phổ biến đối với các loại vỏ quả họ Citrus như cam, chanh, quýt,
bưởi… Vì ở những loại nguyên liệu này tinh dầu thường phân bố chủ yếu ở lớp
tế bào mỏng trong biểu bì. Khi có lực tác dụng lên vỏ quả, các tế bào có chứa
tinh dầu bị vỡ ra giải phóng tinh dầu.
Phương pháp ép có nhiều ưu điểm như: tinh dầu giữ nguyên được mùi vị
thiên nhiên ban đầu, các thành phần trong tinh dầu ít bị biến đổi.
Nhược điểm của phương pháp ép là tinh dầu bị lẫn nhiều tạp chất, chủ yếu
là các hợp chất hữu cơ hòa tan từ vật liệu đem ép.
1.4. Tổng quan về p ư ng p

p p ân tíc t àn p ần óa ọc c ất t

m

1.4.1. Khái ni m về s c ký
Sắc ký (Chromatography) là phương pháp tách, phân ly, phân tách các chất
dựa vào sự phân bố khác nhau của chúng giữa hai pha động và tĩnh.
1.4.2. N u

t


Trong phương pháp sắc ký, pha động phải là các lưu thể (các chất ở dạng
khí hay lỏng) còn pha tĩnh có thể là các chất ở trạng thái lỏng hoặc rắn.
Dựa vào trạng thái tập hợp của pha động, người ta có thể chia sắc ký thành
hai nhóm lớn: sắc ký khí (Gas Chromatography- GC) và sắc ký lỏng (Liquid
Chromatography).
1.4.4.
1.4.4.1.

ế

à

â tí

s

ký

Phương pháp rửa giải

Kỹ thuật này được sử dụng rộng rãi nhất trong các phương pháp sắc kí hiện
nay. Một lượng nhỏ hỗn hợp mẫu được đưa vào cột với pha động có ái lực với
pha tĩnh bé hơn so với bất kì cấu tử cần tách có trong mẫu. Vì thế các cấu tử cần
tách di chuyển với tốc độ chậm hơn so với chất rửa giải. Các cấu tử được rửa giải
theo trật tự ái lực của chúng nhưng tốc độ di chuyển tương đối của chúng phụ
thuộc vào tương tác 3 thành phần giữa chúng với pha động, với pha tĩnh và giữa
pha động với pha tĩnh.
1.4.4.2.



Đến detector

Tín hiệu
detector

Thể tích dung môi rửa giải

Hình 1.9. Cách tiến hành phân tích sắc ký

- 23 -