ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là một nước nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới gió mùa, có thời
tiết nóng ẩm thuận lợi cho việc phát triển tài nguyên thực vật. Cho đến nay đã có xấp
xỉ 12.000 loài thực vật bậc cao đã được thống kê, trong số đó nhiều loài chứa tinh dầu
và đã được khai thác để sản xuất tinh dầu dùng trong mỹ phẩm, dược phẩm và phục vụ
nhu cầu xuất khẩu.
Cây Bạc hà Mentha arvensis L. là một loài cho tinh dầu có giá trị kinh tế cao,
đã được trồng phổ biến ở các vùng có nhiều phù sa như Hải Phòng, Hải Dương, Hưng
Yên, Thái Bình, Hà Nam thuộc miền Bắc Việt Nam vì đất tốt và khí hậu có một mùa
lạnh với nhiệt độ không quá thấp, thuận lợi cho cây Bạc hà mọc quanh năm và cho
tinh dầu chất lượng tốt. Ngoài ra cũng được trồng tại một số tỉnh phía Nam như Quảng
Nam, Đà Nẵng và Tiền Giang.
Về mặt y học, Bạc Hà được xem như là một vị thuốc được sử dụng từ nhiều
năm nay để điều trị rất nhiều bệnh phổ biến như: chữa cảm sốt, nhức đầu, sổ mũi, đau
họng, khản tiếng, kích thích tiêu hóa của các bệnh đường ruột, sát trùng giảm đau.
Theo Tài Nguyên Cây Thuốc Việt Nam, Bạc Hà có tác dụng kháng khuẩn trong thí
nghiệm in vitro đối với các chủng vi khuẩn tả Vibro Choreia Elto, Vibro Choreia
Inaba,Vibro Choreia Ogawa.
Menthol là thành phần chính của tinh dầu bạc hà, được sử dụng rộng rãi trên thế
giới làm hương liệu chính và tạo vị the mát trong nhiều loại thực phẩm, đồ uống và mỹ
phẩm. Ngày nay, đa số các sản phẩm như kẹo cao su, kem đánh răng, kẹo ngậm,… có
mùi Bạc hà trên thị trường phần lớn là sử dụng nguyên liệu tổng hợp bằng phương
pháp hóa học vì có thể sản xuất với số lượng lớn với giá thành thấp. Tuy nhiên, chất
lượng cuộc sống của con người ngày một tăng do đó nhu cầu về việc sử dụng các chất
có nguồn gốc tự nhiên nhằm bảo vệ sức khỏe và môi trường cũng tăng theo. Vấn đề
đặt ra là làm sao để giảm giá thành tinh dầu chiết xuất từ cây trồng. Phương pháp nuôi
cấy in vitro, trong nhiều thập niên vẫn được xem là một trong những kỹ thuật hữu hiệu
-
Tìm ra môi trường và điều kiện nuôi cấy tối ưu cho sự phát triển của cây
bạc hà Mentha arvensis L in vitro.
-
Bước đầu thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật nhằm tìm ra hướng mới
trong giải quyết vấn đề nhiễm vi sinh vật trong nuôi cấy in vitro.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
-
Khảo sát môi trường nuôi cấy Bạc hà Mentha arvensis L.
-
Tìm ra môi trường và điều kiện nuôi cấy tối ưu cho sự phát triển của cây bạc hà
Mentha arvensis L in vitro.
-
Thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu Bạc hà Mentha arvensis L.
4. Phương pháp nghiên cứu
Các kết quả thu nhận được xử lý theo phương pháp phân tích phương sai ANOVA.
Sử dụng phần mềm Statgraphic, phần mềm Microsoft Office Excel 2010® để
tính toán và xử lý số liệu.
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tổng quan về Bạc hà Châu Á
1.1.1. Giới thiệu về cây Bạc Hà Châu Á
Giới :
Plantae
Ngành:
Magnoliophyta
Lớp :
Magnoliopsida
Bộ
:
Lamioles
Madras và Maysia. Bạc hà Á Mentha arvensis L. được đưa vào trồng tỏ ra có hương
thơm hơn Bạc hà Châu Âu Mentha piperita L. Hiện nay, toàn bộ Bạc hà được đưa vào
trồng trên phạm vi công nghiệp ở Ấn Độ là Bạc hà Á (Mentha arvensis L.).
Những năm cuối thập kỷ 70, Bạc Hà được phát triển nhiều nhất.
1.1.3. Phân bố sinh thái ở Việt Nam
Ở Việt Nam cây Bạc hà được đưa vào trồng từ tháng 9/1974 là giống BH974,
tháng 9/1975 là giống BH975. Hai loại BH974 và BH975 được xác định là loài
M.arvensis.
Cây Bạc hà được trồng nhiều ở các huyện Nghĩa Trai (Hưng Yên), Đại Yên (Hà
Nội). Ngoài ra Bạc hà mọc hoang nhiều ở Sa Pa (Lào Cai), Tam Đảo (Vĩnh Phúc), Ba
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Vì (Hà Nội), Bắc Cạn, Sơn La. Cây Bạc hà được di thực về đồng bằng để trồng nhưng
không phát triển được. Đã có nhiều tỉnh trồng để khai thác tinh dầu như ngoại thành
Hà Nội, Nam Hà, Thái Bình, Quảng Ninh, Đà Nẵng, TP. Hồ Chí Minh, Tiền Giang,
Long An.
Nhờ đó, từ 1977 nước ta đã tự túc được mỗi năm 50 tấn tinh dầu và 10 tấn hoạt
chất menthol chiết xuất từ tinh dầu (Đỗ Tất Lợi, 1987).
Cây Bạc hà Á có hàm lượng menthol cao tới 80 – 90% nên sau khi chiết lấy bớt
menthol ra, tinh dầu còn lại vẫn được sử dụng như tinh dầu cây Bạc hà Châu Âu
(Sukhmal, 2002).
Theo Nguyễn Năng Vịnh (1966), Bạc hà là loài cây đặc biệt ưa ẩm và ưa ánh
sáng, mọc hoang dại và tập trung thành những đám nhỏ gần bờ suối hay trong thung
lũng. Đất nơi Bạc hà mọc thường có màu nâu đen, tơi xốp và giàu chất mùn. Cây ra
hoa hằng năm, nhưng hình thức tái sinh chủ yếu vẫn bằng cách mọc chồi, đẻ nhánh bò
cũ héo và chết. Thân ngầm không có thời kỳ ngủ nghỉ rõ rệt, thời gian tạm ngừng sinh
trưởng vào khoảng tháng 11. Thân ngầm là đối tượng nhân giống và vị trí giữa cho tỷ
lệ sống cao nhất.
Thân Bạc hà: thuộc dạng thân thảo, thân chính và lá tạo thành hình chóp. Tán
càng lớn, sản lượng càng cao. Thân chính cao 0,6 – 1,2m. Rỗng ruột khi già. Trên thân
có đốt, mỗi đốt mọc hai mầm đối xứng nhau và các rễ bất định. Giữa hai đốt là lóng,
độ dài ngắn của lóng phụ thuộc vào các giống và điều kiện trồng trọt. Thân chứa hàm
lượng tinh dầu tương đối thấp khoảng 0,3% tỷ lệ tinh dầu.
Lá Bạc hà: lá đơn mọc đối chéo chữ thập. Cuống lá ngắn, hình trứng, màu xanh
thẫm có thể đỏ tím, xẻ răng cưa không đều, dài 4 – 8cm, rộng 2 – 4cm. Hai mặt lá là
các túi tinh dầu, mặt trên số lượng nhiều hơn mặt dưới, cấu tạo một túi dầu gồm 9 tế
bào, 1 tế bào đáy 8 tế bào còn lại xếp tròn trên đáy tạo thành một khoang trống. Khi túi
chứa tinh dầu có màng phủ căng, dễ bị vỡ dưới tác động cơ giới. Tế bào tiết tinh dầu
tăng từ đầu lá đến cuống lá và từ mép lá vào giữa lá. Hai mặt đều có lông, lông che
chở và lông tiết tinh dầu. Lá là cơ quan dinh dưỡng quan trọng nhất có nhiệm vụ
quang hợp, hô hấp, thoát hơi nước và mang tinh dầu. Quá trình tổng hợp và tích lũy
tinh dầu trong lá tiến hành đồng thời cùng với quá trình tổng hợp chất hữu cơ, ở trong
lá non quá trình này diễn ra mạnh hơn. Số lượng lớn nhất các loại lá này quyết định
hàm lượng tinh dầu đạt cao nhất ở cuối thời kỳ làm nụ của cây trồng. Lá là nguyên liệu
chính để cất tinh dầu 2,4 – 2,7% tỷ lệ tinh dầu.
Hoa, quả và hạt Bạc hà: hoa mọc vòng ở kẽ lá, cánh hoa hình môi, môi trên
lõm, môi dưới tách là 3, màu tím, hồng nhạt, có khi màu trắng. Cụm hoa bồng hình
chóp. Trên hoa có cuống ngắn, 5 đài cánh hợp thành hình chuông, có 4 nhị (2 dài, 2
ngắn), bầu chia thành 4 ô, mỗi ô có một noãn. Mặt ngoài đài hoa có lông bao phủ, có 4
– 6% tỷ lệ tinh dầu. Ít khi thấy quả và hạt của Bạc hà, quả hình bế có 4 ngăn, hạt hình
bầu dục màu nâu vàng rất bé.
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
7
dầu đã được thu thập, trong đó có đến 50 loài cây đã được trồng mang tính sản xuất
hàng hóa. (Nguồn: VnExpress, 12/2004).
1.1.5.3. Các hợp phần của tinh dầu
Phần lớn các hợp phần của tinh dầu có mùi thơm, một số có tính chất sinh lý đặc
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
biệt. Giá trị của các hợp phần về từng mặt rất khác nhau, ví dụ có hợp phần là chất
quyết định hương vị chủ yếu của tinh dầu, có hợp phần không đưa lại hương vị chủ
yếu nhưng lại rất cần thiết để cố định (giữ) mùi thơm hay cần thiết cho sự hòa hợp
mùi, làm tinh dầu có mùi rất tinh tế, nhiều khi các nước hoa pha chế bằng cách trộn
các hợp chất thơm thiên nhiên tổng hợp không sao đạt được, có hợp phần có rất ít mùi
hay không có mùi, thậm chí có hợp phần lại có mùi làm hại hương vị chung cần loại
đi.
Về mặt hóa học các hợp phần chủ yếu thuộc các loại hợp chất sau: các
hydrocarbon (loại hợp phần ít giá trị nhất, nhiều khi người ta tìm cách loại ra), các
rượu este (loại hợp chất rất phổ biến của các tinh dầu và là nguồn mùi thơm quan
trọng), các phenol và ether của phenol (hai loại hợp phần quan trọng của một số tinh
dầu, nguồn thơm quan trọng của chúng và là những hợp chất được dùng trong một số
tổng hợp các mỹ phẩm), các aldehyde và các ceton (hai loại hợp phần cũng có nhiều
trong tinh dầu và có vai trò quan trọng bậc nhất trong mùi thơm), ngoài ra còn có loại
hợp chất khác như các acid tự do, các hợp chất nitrogen,…. Trong mỗi tinh dầu có rất
nhiều hợp phần khác nhau, nhưng nhiều hợp phần có hàm lượng rất nhỏ. Mỗi loại tinh
dầu có từ vài đến 10 – 20 hợp phần đáng kể về mặt hàm lượng hay về mặt giá trị sử
dụng. Trong các mẫu khác nhau của cùng một loại tinh dầu (cùng tên) nhưng có nguồn
gốc khác nhau, thành phần và hàm lượng các hợp phần cũng không nhất thiết giống
Menthola thuộc nhóm Alcol: Bạc hà Âu 40 – 50% Menthola trong tinh dầu,
Bạc hà Á 70 - 90% Menthola trong tinh dầu.
-
Linalola, Cacvon, Pulegon ở các giống Bạc hà khác như ở Bạc hà xanh, ba hợp
chất này thay thế cho Menthola.
-
Flavonoid ở Bạc hà cay.
Ngoài thành phần chính là Menthola, tinh dầu còn chứa ceton, Mentol (6 - 18%),
Aldehyde acetic, Aldehyde isovalerianic, rượu amilic, acid acetic, mentofuran…
Trong một số trường hợp tinh dầu còn chứa cả dimetila sulfur được tạo thành trong
quá trình chưng cất từ lá và làm cho tinh dầu có mùi khó chịu.
Tinh dầu có chất lượng cao là kết quả của sự kết hợp hài hòa giữa các thành phần
Menthola, Menthol, Metilacetate và chia các thành phần của tinh dầu ra 4 nhóm chính:
-
Hợp chất không terpen: có phân tử thấp, chiếm 2% trong tinh dầu, chủ yếu là
amilic (amilic và isoamilic). Chúng quyết định mùi thơm đặc trưng của tinh
dầu. Ngoài ra còn có acetaldehyde, isovalerandehyde, femilacetaldehyde.
-
Hydratecarbon terpen: 4% trong tinh dầu gồm xineola (2%), dipenten, limonen,
beta-pinem, camfen, beta-micxen, aximen, gamatecpimen và para-ximola.
lên và dần lên ngọn. Các cành gần ngọn ra muộn và có độ dài càng ngắn dần. Do đó
cây có dạng hình nón.
Thời gian này tốc độ sinh trưởng và khối lượng chất xanh của cây tăng mạnh. Đây là
thời kỳ quyết định năng suất của Bạc hà. Cần chú ý cung cấp đầy đủ dinh dưỡng, ánh
sáng, nước để cây phát triển hết mức về thân, cành, lá tạo năng suất cao.
1.1.6.3. Thời kỳ làm nụ
Kéo dài 10 – 15 ngày, tốc độ ra lá của cây ở giai đoạn này chậm lại rồi dừng hẳn.
Tuy nhiên cây vẫn tiếp tục tăng nhanh về kích thước của thân lá và trọng lượng cũng
như tỷ lệ tinh dầu.
Giai đoạn này yêu cầu về đạm của cây giảm nhưng lại cần nhiều lân. Thời điểm này
khối lượng chất xanh và tích lũy tinh dầu của cây tiếp tục tăng lên do đó các điều kiện
ngoại cảnh nhất là độ ẩm, ánh sáng cây cần là cao nhất trong các thời kỳ.
1.1.6.4. Thời kỳ hoa nở
Hoa Bạc hà nở kiểu vô hạn. Hoa cành chính nở trước, sau đó theo thứ tự cành nào ra
trước thì nở trước, hoa nở từ gốc lên ngọn. Đây là thời kỳ Bạc hà đạt khối lượng chất
xanh và tinh dầu cao nhất (280kg hữu cơ/ ha/ ngày).
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Khi hoa nở 50% là lúc hàm lượng tinh dầu đạt cao nhất, Bạc hà ngừng sinh trưởng.
Đây là thời điểm thu hoạch. Nếu thu hoạch muộn (100% hoa đã nở), lá đã rụng nhiều
thì làm giảm năng suất và hàm lượng tinh dầu.
1.1.7. Các yếu tố ảnh hưởng
Bạc hà là cây phân bố, thích nghi rộng. Có năng suất cao từ vùng mây mù ẩm
ướt của nước anh đến vùng cận nhiệt đới nhiều ánh sáng như ở bungari, grime và
karasnoda (Liên Xô cũ). Nói chung Bạc hà là cây dễ thuần hóa, thích nghi với điều
-
Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ tinh dầu và hàm lượng mentol trong tinh dầu.
Nếu nhiệt độ cao từ 28 – 30oC sẽ làm tăng tỷ lệ tinh dầu và hàm lượng mentol trong
tinh dầu. Tuy nhiên, nhiệt độ cao trên 30oC và gió nhiều sẽ làm giảm tỷ lệ tinh dầu do
quá trình biến thành nhựa bay hơi của tinh dầu, đồng thời giảm chất lượng tinh dầu,
giảm hàm lượng Menthola. Ngoài ra sự thay đổi đột ngột chế độ nhiệt làm cây mẫn
cảm hơn với bệnh gỉ sắt.
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.1.7.2. Độ ẩm
Độ ẩm trong đất thích hợp nhất là 80%. Cây có bộ rễ ăn nông và kém phát triển. Sức
hút và giữ nước kém, mẫn cảm với hạn hán. Nếu hạn liên tục cây sẽ bị chết. Ngược lại
nếu độ ẩm cao trong suốt thời kỳ sinh trưởng thì năng xuất chất xanh đạt cực đại
nhưng hàm lượng tinh dầu lại giảm. Do đó, trước thu hoạch 7 – 10 ngày giảm độ ẩm
đất xuống dưới 50% có tác dụng làm giảm chất xanh, tăng tỷ lệ tinh dầu.
Thời kỳ từ mọc đến phân cành cây Bạc hà rất cần nước. Do đó cần bảo đảm độ ẩm
cho cây trong giai đoạn này. Khi có độ ẩm cao cần bón phân đầy đủ mới đạt hiệu quả
kinh tế (độ ẩm cao không làm giảm chất lượng tinh dầu).
Thời kỳ khủng hoảng về độ ẩm xuất hiện khi cây bắt đầu ra nụ đến hết thời gian sinh
trưởng.
Ảnh hưởng của độ ẩm không khí tương tự như độ ẩm đất.
1.1.7.3. Ánh sáng
Bạc hà là cây dài ngày, ưa ánh sáng và phát triển tốt ở độ chiếu sáng hoàn toàn. Tuy
nhiên nó cũng thích ứng với các cấp độ ánh sáng.
Nitrogen (N): các kết quả nghiên cứu cho thấy N có tác dụng lớn nhất là tăng khối
lượng chất xanh, trên cơ sở ấy làm tăng năng xuất tinh dầu. Mặt khác bón N sẽ kéo dài
thêm thời gian sinh trưởng làm tăng chiều cao cây, tăng số cành và số lá do đó tăng
năng xuất chất xanh. Dạng đạm ammonium nitrate làm cây phát triển tốt hơn đạm ở
dạng nitrate.
-
Lân (P): giúp cây sinh trưởng tốt, hệ thống rễ phát triển, tăng khả năng phân cành, xúc
tiến quá trình làm nụ, nở hoa. Tiến hành quá trình trao đổi chất và năng lượng, xúc tiến
các hoạt động sinh lý đặc biệt là quang hợp và hô hấp là cơ sở cho việc tăng năng xuất,
chất lượng tinh dầu và mentol.
-
Potossium (K): có vai trò sinh lý cực kỳ quan trọng. Nó làm tăng hoạt động sống diễn
ra trong tế bào, điều chỉnh quá trình trao đổi nước, đồng hóa CO2, tăng khả năng chống
chịu của cây, điều chỉnh các chất hữu cơ tích lũy về các cơ quan làm tăng năng suất
chất xanh. Tuy nhiên hiệu quả của K kém hơn của N và P. Sự có mặt của nguyên tố K
làm giảm đáng kể tỷ lệ tinh dầu. Vì K có trong cây bạc hà đã thúc đẩy quá trình oxy
hóa khử, giảm lượng tích trử tinh dầu. Do đó phải lưu ý bón cân đối NPK, tránh bón
thừa K đặc biệt ở giai đoạn cuối.
Nhu cầu dinh dưỡng của Bạc hà qua từng thời kỳ sinh trưởng là không giống nhau.
Khi mới mọc cây chứa N và K nhiều nhất, P ít nhất. trong thời kỳ cuối N và K đều
giảm mặc dù trong các thời kỳ này khối lượng hai chất đó cây hấp thụ tăng lên, khối
lượng chất xanh cũng tăng nhiều hơn. Vì thế yêu cầu về dinh dưỡng cho cây Bạc hà
trong suốt quá trình sinh trưởng hầu như không đổi.
Ngoài ra nguyên tố vi lượng cũng rất quan trọng với cây Bạc hà. Nó hoạt hóa hệ
thống enzyme, thay đổi đặc tính lý hóa và tính chống chịu của cây.
Tinh dầu Bạc hà của Nhật Bản mặc dù giàu Menthola, nhưng chất lượng không cao, có
mùi hắc, vị đắng, vì vậy thường dùng để lấy Menthola. Trung Quốc trồng Bạc hà tập
trung ở một số tỉnh phía nam.
Khoảng 50 năm trở lại đây, nhu cầu tinh dầu trên thế giới bị ảnh hưởng bởi rất
nhiều yếu tố. Nhu cầu về nguyên liệu cho gia vị và nước hoa tăng lên một cách tự
nhiên theo đà tăng của dân số thế giới, đặc biệt là nguyên liệu tạo hương vị thực phẩm.
Ở đây còn phải kể đến sự thay đổi thị hiếu ở phương tây. Vấn đề an toàn thực phẩm
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(không chứa chất gây hại trước mắt và lâu dài) đã làm cho người tiêu dùng có xu
hướng sử dụng những thực phẩm có nguồn gốc thiên nhiên. Trong thời gian này thói
quen về ăn uống cũng đã thay đổi. Một mặt, sự giao lưu quốc tế gia tăng dẫn đến hiện
tượng sử dụng nhiều thức ăn nước ngoài, sử dụng ngày càng nhiều rau thơm và gia vị.
Mặt khác, ngày càng có nhiều loại thức ăn nhanh hoặc thực phẩm chuẩn bị sẵn được
ướp với tinh dầu.
Ở một số nước, sự khuyến khích trồng cây tinh dầu được coi là chính sách kinh
tế của chính phủ. Ở Pháp, sự phát triển trong việc trồng cây tinh dầu được kết hợp chặt
chẽ trong những nhóm trang trại. Kết quả là trong 20 năm gần đây, người ta đã tích lũy
được nhiều thông tin mới về nền nông nghiệp trên cây tinh dầu ở vùng khí hậu ôn đới.
1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ Bạc hà ở Việt Nam
Bạc hà Á ở Việt Nam có 2 nguồn gốc:
Bạc hà bản địa:
Mọc hoang ở các tỉnh Sơn La, Lào Cai, Lai Châu. Cây có thể cao đến 1,50m. Thân
màu xanh, xanh lục hoặc tím. Loại này được đưa về đồng bằng trồng cho năng suất
cây xanh cao, nhưng hiệu suất tinh dầu và hàm lượng methol trong tinh dầu thấp nên
ngoài chủ yếu là hương liệu tổng hợp.
Dù còn gặp nhiều vấn đề khó khăn nhưng vẫn có các ngành cơ sở tham gia
nghiên cứu và ứng dụng những tiến bộ khoa học vào sản xuất như trung tâm nghiên
cứu các hợp chất tự nhiên (Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tp. Hồ Chí Minh), viện công
nghệ thực phẩm, bộ y tế và ngành dược.
Tuy nhiên những kết quả này chưa đáp ứng được các yêu cầu trong nước.
1.3. Nhân giống Bạc hà Mentha arvensis L.
1. 3.1. Phương pháp nhân giống Bạc hà truyền thống
1. 3.1.1. Nhân giống bằng thân ngầm hoặc thân cây trên mặt đất
Là cách thường được sử dụng nhất, có thể để nguyên hoặc cắt khúc khoảng 8 –
10cm. Trồng theo luống cao nơi gần nguồn nước. Thường xuyên bón phân, tưới nước
và làm cỏ.
1.3.1.2. Nhân giống bằng hạt
Ít được sử dụng hơn vì ít khi thấy được hạt của cây Bạc hà vì hạt rất nhỏ. Khả năng
nảy mầm thấp, thời gian thu hoạch kéo dài dẫn đến hiệu quả kinh tế kém.
1.3.2. Nhân giống cây Bạc hà bằng phương pháp nuôi cấy mô
Là phương pháp duy nhất hiện nay được sử dụng trong các trung tâm cung cấp
giống cây phục vụ trong thí nghiệm. Các cây Bạc hà con được sản xuất hoàn toàn
giống nhau từ một cây bố mẹ quý mới được lai tạo và được xem là những giống có giá
trị về mặt tinh dầu. So với phương pháp tách chiết thông thường tốc độ phát triển chỉ
vài cây một năm và không sạch bệnh, phương pháp nhân giống thông qua nuôi cấy mô
sẽ sản xuất một lượng lớn cây con sạch bệnh, giữ được giống có năng suất tinh dầu
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
cao, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nghiên cứu mà trong đó nguồn mẫu phải
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
kiệt, thường bị vẩn đục vì còn lẫn các chất nhày, các mô và tạp chất khác, do đó
thường phải tinh chế lại.
1.4.2. Phương pháp tẩm trích
1.4.2.1. Phương pháp tẩm trích bằng dung môi dễ bay hơi
Phương pháp này có nhiều ưu điểm vì tiến hành ở nhiệt độ phòng nên thành phần
hóa học của tinh dầu ít bị thay đổi.
Phương pháp này không những được áp dụng để ly trích cô kết từ hoa mà còn
dùng để tận trích khi các phương pháp khác không ly trích hết hoặc dùng để ly trích
các loại nhựa dầu gia vị.
Nguyên tắc của phương pháp này dựa trên hiện tượng thẩm thấu, khuếch tán và
hòa tan của tinh dầu có trong các mô cây vào các dung môi hữu cơ.
Yếu tố quan trọng nhất cho sự thành công của phương pháp này là phẩm chất và
đặc tính của dung môi sử dụng. Do đó, dung môi dùng trong tẩm trích cần phải đạt
được những yêu cầu sau:
-
Hòa tan hoàn toàn và nhanh chóng các cấu phần có mùi thơm trong nguyên
liệu.
-
Hòa tan kém các hợp chất khác như sáp, nhựa dầu có trong nguyên liệu.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
nguội không đạt được hiệu quả. Phương pháp này phù hợp với các loài hoa mà khi hái
rời khỏi cây không tiếp tục tạo thêm tinh dầu.
Phương pháp này dựa vào tính chất tinh dầu có thể hòa tan trong chất béo động
vật, thực vật. Ngày xưa, người ta đã dùng mỡ động vật (heo, bò, cừu,…) hoặc dầu thực
vật (olive, hạnh nhân,…) làm dung môi ly trích tinh dầu. Đầu tiên, ngâm hoa tươi vào
trong dung môi đang đun chảy lỏng trong một khoảng thời gian nhất định, tùy theo các
loại hoa, làm nhiều lần cho đến khi dung môi bão hòa tinh dầu. Dầu hoặc mỡ bão hòa
tinh dầu này được gọi là “sáp hoa” có thể sử dụng thẳng trong kỹ nghệ mỹ phẩm hoặc
ly trích lại với ethanol để điều chế “tinh dầu tuyệt đối”.
Ưu điểm của phương pháp là tinh dầu chứa ít tạp chất, hiệu xuất ly trích cao. Tuy
nhiên các chất béo thường rất khó bảo quản, dễ bị oxy hóa nên ảnh hưởng đến mùi của
tinh dầu. Phương pháp này còn thủ công, giá thành cao nên hiện nay rất ít được áp
dụng.
1.4.3. Phương pháp hấp thụ
1.4.3.1. Phương pháp ướp
Có một số hoa (nhài, Tuberose) sau khi đã hái còn tiếp tục tạo ra tinh dầu một
thời gian nữa nhưng tinh dầu các hoa đó rất dễ bay hơi nên không thể chờ cho quá
trình tạo tinh dầu hoàn thành mới lấy. Còn nếu cất ngay bằng hơi nước hay nếu trích ly
ngay bằng các phương pháp khác thì cánh hoa bị chết, không tiếp tục tạo ra tinh dầu
nữa. Để trích ly người ta dùng chất nào hấp thu ngay tinh dầu sẵn có và hấp phụ dần
tinh dầu được tạo ra. Chất ấy là mỡ động vật (có thành phần phù hợp theo kinh
nghiệm). Mỡ thực vật không dùng được vì nó gồm các hợp chất không no dễ bị hỏng.
Mỡ khoáng vật hấp phụ kém, lại để mùi trong tinh dầu. Người ta đặt những cánh hoa
dưới những lớp mỡ và để một thời gian 24 giờ cho hoa tiếp tục tạo tinh dầu và mỡ hấp
phụ hết tinh dầu đó. Sau 24 giờ người ta thay các cánh hoa mới và phải thu hơi mỡ có
hấp phụ tinh dầu dính vào các cánh hoa thải ra, cứ thế nhiều ngày (hơn 1 – 2 tháng) để
mỡ tích tụ được nhiều tinh dầu Mỡ lấy ra có thể dùng ngay trong công nghệ mỹ phẩm
Sự chưng cất này thường không thích hợp với những tinh dầu dễ bị thủy giải.
Những nguyên liệu xốp và rời rạc rất thích hợp cho phương pháp này. Những cấu phần
có nhiệt độ sôi cao, dễ tan trong nước sẽ khó hóa hơi trong khối lượng lớn nước phủ
đầy, khiến cho tinh dầu sản phẩm sẽ thiếu những hợp chất này. Vì thế người ta chỉ
dùng phương pháp này khi không thể sử dụng các phương pháp khác.
1.4.4.2. Phương pháp chưng cất bằng nước và hơi nước
Nguyên liệu được xếp trên một vỉ đục lỗ và nồi cất được đổ nước sao cho nước
không chạm đến vỉ. Nhiệt cung cấp có thể là ngọn lửa đốt trực tiếp hoặc dùng hơi
nước từ nồi hơi dẫn vào lớp bao chung quanh phần đáy nồi. Ta có thể coi phương pháp
này là một trường hợp điển hình của phương pháp chưng cất bằng hơi nước với hơi
nước ở áp suất thường. Như vậy chất ngưng tụ sẽ chứa ít sản phẩm phân hủy hơn
trường hợp chưng cất bằng hơi nước trực tiếp, nhất là ở áp suất cao hay hơi nước quá
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
nhiệt.
Việc chuẩn bị nguyên liệu trong trường hợp này quan trọng hơn nhiều so với
phương pháp trước, vì hơi nước tiếp xúc với chất nạp chỉ bằng cách xuyên qua nó nên
phải sắp xếp thế nào cho chất nạp tiếp xúc tối đa với hơi nước thì mới có kết quả tốt.
Muốn vậy thì chất nạp nên có kích thước đồng đều không sai biệt nhau quá.
Nếu chất nạp được nghiền quá mịn, nó dễ tụ lại vón cục và chỉ cho hơi nước đi
qua một vài khe nhỏ do hơi nước tự phá xuyên lên. Như vậy phần lớn chất nạp sẽ
không được tiếp xúc với hơi nước. Ngoài ra, luồng hơi nước đầu tiên mang tinh dầu có
thể bị ngưng tụ và tinh dầu rơi ngược lại vào lớp nước nóng bên dưới gây hư hỏng thất
thoát. Do đó việc chuẩn bị chất nạp cần được quan tâm nghiêm túc và đòi hỏi kinh
nghiệm tạo kích thước chất nạp cho từng loại nguyên liệu.
hơi nước không quá nóng và quá ẩm. Nếu quá nóng nó có thể phân hủy những cấu
phần có nhiệt độ sôi thấp, hoặc làm chất nạp khô quăn khiến hiện tượng thẩm thấu
không xảy ra. Do đó trong thực hành nếu dòng chảy của tinh dầu ngưng lại sớm quá,
người ta phải chưng cất tiếp bằng hơi nước bão hòa trong một thời gian cho đến khi sự
khuếch tán hơi nước được tái lập lại, khi đó mới tiếp tục dùng lại hơi nước quá nhiệt.
Còn trong trường hợp hơi nước quá ẩm sẽ đưa đến hiện tượng ngưng tụ, phần chất nạp
phía dưới sẽ bị ướt. Trong trường hợp này người ta phải tháo nước ra bằng một van xả
dưới đáy nồi. Trong công nghiệp, hơi nước trước khi vào bình chưng cất phải đi ngang
qua bộ phận tách nước.
Với hơi nước có áp suất cao thường gây ra sự phân hủy quan trọng nên tốt nhất
là bắt đầu chưng cất với hơi nước ở áp suất thấp và cao dần cho đến khi kết thúc.
Không có một quy tắc chung nào cho mọi loại nguyên liệu vì mỗi chất nạp đòi hỏi một
kinh nghiệm và yêu cầu khác nhau.
Hiệu suất và chất lượng tinh dầu phụ thuộc vào đặc tính cả tinh dầu và cách chọn
phương pháp chưng cất. Thông thường các loại tinh dầu có tỷ trọng lớn hơn nước, khi
chưng cất hơi nước trong thiết bị áp suất cao cho hiệu suất ly trích cao trong thời gian
chưng cất ngắn.
1.5. Sơ lược về nuôi cấy mô tế bào thực vật
1.5.1. Khái niệm
Nhân giống in vitro hay nuôi cấy mô đều là thuật ngữ mô tả các phương thức
nuôi cấy các bộ phận thực vật, bắt đầu từ một mảnh nhỏ thực vật không bị nhiễm vi
sinh vật, được đặt trong môi trường dinh dưỡng thích hợp trong ống nghiệm có chứa
môi trường xác định ở điều kiện vô trùng. Môi trường có các chất dinh dưỡng thích
hợp như muối khoáng, vitamin, các chất điều hòa sinh trưởng thực vật và đường.
Chồi mới hay mô sẹo mà mẫu cấy này sinh ra bằng sự tăng sinh được phân chia và
cấy chuyền để nhân giống. Kỹ thuật nuôi cấy mô cho phép tái sinh chồi hoặc cơ quan
(sự phát sinh cơ quan) từ các mô như: lá, thân, hoa hoặc rễ.
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
thể luôn bị ức chế bởi các tế bào xung quanh. Khi tách riêng từng tế bào hoặc giảm
kích thước của khối mô sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự hoạt hóa các gen của tế bào.
Quá trình phát sinh hình thái trong nuôi cấy mô, tế bào thực vật là kết quả của quá
trình phân hóa và phản phân hóa của tế bào. Kỹ thuật nuôi cấy mô, tế bào xét cho đến
cùng là kỹ thuật điều khiển sự phát triển hình thái của tế bào thực vật (khi nuôi cấy
SVTH: Nguyễn Thị Thìn
24