1. Trang Chủ
  2. Công nghệ - Môi trường
  3. Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly tinh dầu củ gừng (Zingiber offcinale Rose), xác định thành phần hóa học và khảo sát một số hoạt tính sinh học

Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly tinh dầu củ gừng (Zingiber offcinale Rose), xác định thành phần hóa học và khảo sát một số hoạt tính sinh học

Đồ án tốt nghiệp này được thực hiện với mục tiêu nhằm Xác định ảnh hưởng của các yếu tố (kích thước, độ tuổi của nguyên liệu, nồng độ muối, thời gian ngâm nguyên liệu, địa điểm mua nguyên liệu, đến khả năng thu nhận tinh dầu củ gừng bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước; định danh và định lượng thành phần hóa học tinh dầu gừng bằng phương pháp sắc ký ghép khối phổ (GC-MS). Mời các bạn cùng tham khảo. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN C

Thể loại Tài liệu miễn phí Công nghệ - Môi trường

Số trang 127

Ngày tạo 10/11/2021 12:36:31 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 3.67 M

Tên tệp

Tải Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY TINH DẦU CỦ GỪNG (Zingiber oficinale Roscoe), XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ HOẠT TÍNH SINH HỌC Ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : TS. Trịnh Thị Lan Anh Sinh viên thực hiện : Phạm Thị Thủy MSSV: 14111000666 Lớp: 14DSH04 TP. Hồ Chí Minh, 2018
  2. Đồ án tốt nghiệp CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp này là công trình khoa học của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Trịnh Thị Lan Anh. Các số liệu, kết quả được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TP.HCM, ngày 20 tháng 07 năm 2018 Sinh viên thực hiện Phạm Thị Thủy Phạm Thị Thủy i
  3. Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này trước hết em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến toàn thể Quý Thầy, Cô Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, trường Đại học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh đã giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức cơ bản, đã tạo điều kiện thuận lợi để em có cơ hội tiếp cận với môi trường làm việc thực tế qua thời gian học tập đầy ý nghĩa này. Đồng thời nhà trường đã tạo cho em có cơ hội được làm việc, cho em bước ra đời sống thực tế để áp dụng những kiến thức mà các thầy cô đã giảng dạy. Qua đề tài tốt nghiệp này em nhận ra nhiều điều mới mẻ và bổ ích để giúp ích cho công việc sau này của bản thân. Đặc biệt, em xin gởi đến cô Trịnh Thị Lan Anh, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp này lời cảm ơn sâu sắc nhất. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Ban Lãnh Đạo, các phòng ban của Viện Khoa học Ứng dụng, đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được tìm hiểu thực tiễn trong suốt quá trình làm đề tài tại phòng thí nghiệm. Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô, anh, chị làm việc tại khoa Công nghệ sinh học đã nhiệt tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức chuyên môn, hướng dẫn cho em cách làm việc, ghi chú công việc rõ ràng cụ thể để thuận lợi cho việc làm việc nhóm và báo cáo công việc. Vì kiến thức bản thân còn hạn chế, trong quá trình làm, hoàn thiện đề tài em không tránh khỏi những sai sót, kính mong nhận được những ý kiến đóng góp từ cô cũng như thầy, cô, anh, chị. Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM, đã tạo điều kiện giúp em có cơ hội học tập nâng cao kĩ năng của bản thân. Chúc Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM phát triển và ngày càng trở thành nơi tin cậy của nhiều sinh viên. TP.HCM, ngày 20 tháng 07 năm 2018 Sinh viên thực hiện Phạm Thị Thủy Phạm Thị Thủy ii
  4. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CTCT : Công thức cấu tạo DMSO : Dimethyl sulfoxyde ĐC : Đối chứng E.Coli : Escherichia coli GC : Gas chromatography MS : Mass spectrometry NA : Nutrient Agar NB : Nutrient Broth NXB : Nhà xuất bản RNA : Ribonucleic Acid SAS : Statistical Analysis Systems TB : Trung bình TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TCVS : Tiêu chuẩn vi sinh TN : Thí nghiệm DPPH : 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl CFU : colony-forming unit Phạm Thị Thủy iii
  5. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Một số loại củ thuộc họ gừng Hình 1.2. Một số sản phẩn trà gừng đóng gói trên thế giới Hình 1.3. Hệ thống chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Hình 1.4. Máy ép tinh dầu Hình 1.5. Hệ thống chƣng cất hơi nƣớc dƣới sự hỗ trợ của vi sóng Hình 1.6. Hệ thống chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Hình 1.7. Những vị trí của vi khuẩn bị tác động bởi các hợp chất thực vật Hình 1.8. Cấu trúc của morphine Hình 1.9. Quinine trích ly từ cây Cinchona officinalis Hình 1.10. Sơ đồ phân loại saponin (Nguyễn Tấn Thịnh, 2013) Hình 1.11. Staphyllococcus aureus Hình 1.12. Vi khuẩn E.coli Hình 1.13. Vi khuẩn Shigella Hình 1.14. Cấu trúc của DPPH (1,1 diphenyl-2-picrylhydrazyl) Hình 1.15. Phản ứng mất gốc tự do của DPPH Hình 2.1. Củ gừng (Zingiber officinale Roscoe) Hình 2.4. Nguyên liệu củ gừng (Zingiber officinale Roscoe) dùng để thu nhận tinh dầu Hình 2.5. Nguyên liệu gừng tƣơi sau khi đƣợc xay ƣớt Hình 2.6. Kích thƣớc nguyên liệu: A. Cắt lát; B. Cắt sợi; C. Xay nhuyễn Hình 2.7. A ) Củ Gừng Việt Nam (trồng tại Long An); B) Củ Gừng mua tại Chợ lớn TP. HCM Hình 2.8. Gừng nguyên củ đƣợc sau 7 ngày sấy ở nhiệt độ 45 ± 5oC Hình 2.9. Quy trình đánh giá hoạt lực kháng khuẩn của tinh dầu gừng Hình 2.10. Quy trình đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của tinh dầu gừng Hình 3.1. Đồ thị ảnh hƣởng của kích thƣớc nguyên liệu đến hàm lƣợng tinh dầu thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Phạm Thị Thủy iv
  6. Đồ án tốt nghiệp Hình 3.2. Đồ thị thể hiện sự ảnh hƣởng của nồng độ muối NaCl đến hàm lƣợng tinh dầu gừng thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Hình 3.3. Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng của độ tuổi đến hàm lƣợng tinh dầu gừng thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Hình 3.4. Đồ thị thể hiện hàm lƣợng tinh dầu theo nguồn nguyên liệu Hình 3.5. Sự biến thiên của hàm lƣợng tinh dầu gừng sau 7 giờ chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc vơi thời gian ngâm Hình 3.6. Tinh dầu gừng thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Hình 3.7. Kết quả kháng E.coli O157 của tinh dầu gừng ở mẫu đối chứng dƣơng và các nồng độ: nguyên chất, 10-1, 10-2 Hình 3.8. Kết quả kháng Staphylococcus aureus ở mẫu đối chứng dƣơng và trên các nồng độ tinh dầu khác nhau: nguyên chất, 10-1, 10-2 Hình 3.10. Kết quả kháng Shigella boydii ở mẫu đối chứng dƣơng và trên các nồng độ tinh dầu khác nhau: nguyên chất, 10-1, 10-2 Hình 3.11. Đồ thị độ tƣơng quan giữa nồng độ dung dịch với phần trăm bắt gốc tự do của tinh dầu gừng Hình 3.12. Phản ứng của DPPH với tinh dầu gừng Phản ứng của hoạt tính chống oxy hóa: 1) Đối chứng âm DPPH, 2) Đối chứng dƣơng: vitamin C, 3) Tinh dầu 1 mg/ml và DPPH, 4) Tinh dầu 0,75 mg/ml và DPPH, 5) Tinh dầu 0,5 mg/ml và DPPH, 6) Tinh dầu 0,25 mg/ml và DPPH, 7) Tinh dầu 0,1 mg/ml và DPPH Phạm Thị Thủy v
  7. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Ảnh hƣởng của kích thƣớc nguyên liệu đến hàm lƣợng tinh dầu thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Bảng 3.2 Ảnh hƣởng của nồng độ muối NaCl đến hàm lƣợng tinh dầu gừng thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Bảng 3.3 Ảnh hƣởng của tuổi nguyên liệu đến hàm lƣợng tinh dầu thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của xuất xứ của nguồn nguyên liệu (Gừng thu mua từ Chợ lớn TP. HCM và Gừng Long An) đến hàm lƣợng tinh dầu thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Bảng 3.5. Ảnh hƣởng của thời gian ngâm mẫu và thời gian chiết đến hàm lƣợng tinh dầu củ gừng bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Bảng 3.6 Ảnh hƣởng của việc sấy nguyên liệu đến lƣợng tinh dầu thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Bảng 3.7. Kết quả định lƣợng tinh dầu gừng Bảng 3.8. Kết quả xác định tỷ trọng tinh dầu gừng Bảng 3.9. Kết quả xác định độ hòa tan của tinh dầu gừng trong ethanol Bảng 3.10. Các chỉ số hóa học của tinh dầu gừng thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Bảng 3.11. Kết quả phân tích và hàm lƣợng tƣơng đối các hợp chất trong mẫu tinh dầu gừng bằng phƣơng pháp GC-MS Bảng 3.12. Kết quả kháng Escherichia coli O157 của tinh dầu gừng thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Bảng 3.13. Kết qủa kháng Staphylococcus aureus của tinh dầu gừng thu đƣợc bằng bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Bàng 3.14. Kết quả kháng Shigella boydii của tinh dầu gừng thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Bảng 3.15. Kết quả đo OD của các mẫu thử DPPH và giá trị phần trăm bắt gốc tự do Phạm Thị Thủy vi
  8. Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC Cam đoan ................................................................................................................ i Lời cảm ơn ............................................................................................................. ii Danh mục chữ viết tắt ........................................................................................... iii Mở đầu ................................................................................................................... 1 Chương 1: tổng quan tài liệu ................................................................................. 6 1.1. Giới thiệu về cây gừng.................................................................................... 6 1.1.1. Vị trí phân loại ............................................................................................. 6 1.1.2. Khái quát về họ gừng ................................................................................... 7 1.1.3. Sơ lược về chi Gừng (Zingiber)................................................................... 9 1.1.4. Nguồn gốc củ gừng .................................................................................... 15 1.1.5. Đặc điểm thực vật ...................................................................................... 15 1.1.6. Thành phần hóa học ................................................................................... 15 1.1.7. Công dụng của gừng .................................................................................. 17 1.2. Giới thiệu về tinh dầu ................................................................................... 25 1.2.1. Khái niệm về tinh dầu ................................................................................ 25 1.2.2. Phân bố tinh dầu trong thiên nhiên ............................................................ 26 1.2.3Quá trình tích luỹ tinh dầu ........................................................................... 26 1.2.4. Tính chất vật lý của tinh dầu...................................................................... 27 1.2.5. Tính chất hóa học của tinh dầu .................................................................. 28 1.2.6. Ảnh hưởng của những nhân tố khác nhau đến thành phần và tính chất của tinh dầu gừng ........................................................................................ 28 1.2.7. Ứng dụng của tinh dầu gừng ..................................................................... 29 1.2.8. Nguyên tắc sản xuất tinh dầu từ nguyên liệu thiên nhiên .......................... 30 1.2.9. Nguyên tắc trích ly tinh dầu....................................................................... 30 1.2.10. Các phương pháp trích ly tinh dầu........................................................... 30 1.3. Giới thiệu về phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ............................. 35 1.4. Khả năng kháng khuẩn và cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất kháng khuẩn có nguồn gốc thực vật ....................................................................... 37 1.4.1. Khái niệm................................................................................................... 37 1.4.2. Các cơ chế kháng khuẩn ............................................................................ 37 Phạm Thị Thủy i
  9. Đồ án tốt nghiệp 1.4.3 Một số nhóm hợp chất alkaloid ở thực vật ................................................. 38 1.5. Giới thiệu về các chủng vi khuẩn gây bệnh................................................... 44 1.5.1. Staphyllococcus aureus ............................................................................. 44 1.5.2. Escherichia coli (E.coli) ............................................................................ 46 1.5.3. Shigella ...................................................................................................... 47 1.6. Hoạt tính kháng oxy hóa ................................................................................ 51 1.6.1. Khái niệm về gốc tự do .............................................................................. 51 1.6.2. Phương pháp nghiên cứu tác dụng chống oxy hóa .................................... 52 Chương 2: vật liệu và phương pháp .................................................................... 56 2.1. Địa điểm và thời gian tiến hành đề tài .......................................................... 56 2.2. Vật liệu.......................................................................................................... 56 2.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 58 2.3.1. Tiến hành trích ly tinh dầu và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng .................. 60 2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến hàm lượng tinh dầu gừng thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ................................ 62 2.3.3. Xác định chỉ số hóa học vật lý của tinh dầu gừng ..................................... 65 2.3.4. Phương pháp đánh giá hoạt lực kháng khuẩn ............................................ 70 2.3.5 Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy bằng DPPH ........................... 72 2.4 Thống kê và xử lý số liệu ............................................................................. 74 Chương 3: kết quả và thảo luận ........................................................................... 75 3.1. Ảnh hưởng của các yếu tố đến hàm lượng tinh dầu gừng thu được bằng biện pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ....................................................... 75 3.1.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu (cắt lát, cắt sợi, xay nhuyễn) đến hàm lượng tinh dầu thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. .................................................................................. 75 3.1.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát nồng độ muối NaCl đến hàm lượng tinh dầu thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. ............................... 76 3.1.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát tính ảnh hưởng của tuổi nguyên liệu (củ non, củ bánh tẻ, củ già) đến hàm lượng tinh dầu củ gừng thu được băng phương pháp chưng cât lôi cuốn hơi nước. .............................................................. 78 Phạm Thị Thủy ii
  10. Đồ án tốt nghiệp 3.1.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát sự ảnh hưởng của nguồn nguyên (thu mua từ chợ và siêu thị) liệu đến hàm lượng tinh dầu thu hồi ........................................... 80 3.1.5. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm và thời gian chưng đến hàm lượng tinh dầu gừng thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. 81 3.1.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát lượng tinh dầu sau sấy của nguyên liệu gừng bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. ................................................. 83 3.2. Xác định chỉ số vật lý hóa học của tinh dầu gừng ........................................ 85 3.2.1. Đánh giá cảm quan ..................................................................................... 85 3.2.2. Định lượng tinh dầu gừng .......................................................................... 85 3.2.3. Các chỉ số hóa học của tinh dầu gừng ........................................................ 87 3.3. Kết quả xác định thành phần hóa học của tinh dầu gừng .............................. 88 3.4. Thử hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu gưng hu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ........................................................................ 90 3.4.1. Hoạt tính kháng Escherichia coli của tinh dầu gừng thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. .......................................................... 90 3.4.2. Hoạt tính kháng Staphylococcus aureus của tinh dầu gừng thu được bằng bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ......................................... 93 3.4.3. Hoạt tính kháng Shigella boydii của tinh dầu gừng thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ........................................................... 95 3.5. Thử hoạt tính chống oxy hóa của tinh dầu gừng thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ............................................................... 97 Chương 4: kết luận và kiến nghị ........................................................................ 101 4.1. Kết luận ....................................................................................................... 101 4.2. Kiến nghị ..................................................................................................... 102 Tài liệu tham khảo .............................................................................................. 103 Phụ lục .................................................................................................................... 1 Phụ lục 1: Thành phần các chất môi trường và cách pha 1 số dung dịch thử........ 1 Phụ lục 2: Xử lý thống kê ảnh hưởng của các yếu tố đến hàm lượng tinh dầu gừng thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. .................. 1 Phụ lục 3: Xử lý thông kê của kết quả mức độ kháng khuẩn của tinh dầu gừng trên các nhóm vi sinh vật chỉ thị ................................................................... 4 Phạm Thị Thủy iii
  11. Đồ án tốt nghiệp Phụ lục 4: kết quả xử lý thống kê phần trăm bắt gốc tự do của tinh dầu gừng ..... 5 Phụ lục 5: Kết quả kiểm nghiệm thành phần hóa học và hàm lượng tương đối các hợp chất trong mẫu tinh dầu gừng bằng phương pháp GC-MS.............. 7 Phạm Thị Thủy iv
  12. Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của vấn đề 1.1 . Đặt vấn đề Hương liệu nói chung và tinh dầu nói riêng là ngành công nghiệp rất phát triển ở các nước châu Âu và một số nước ở châu Á như Trung Quốc, Ấn Độ,... tuy nhiên ở Việt Nam ngành này vẫn chưa phát triển mạnh, chủ yếu là các cơ sở sản xuất thủ công nhỏ lẻ. Với điều kiện khí hậu và đất đai vô cùng thuận lợi để trồng các loại cây chiết xuất tinh dầu, đặc biệt là các loại cây như hương nhu, bạc hà, sả, bạch đàn, húng quế, hoắc hương, sồi, gừng,… Việt Nam được coi là mỏ vàng “xanh” của ngành sản xuất và chiết xuất tinh dầu – Điều mà không phải quốc gia nào cũng có được. Theo thống kê của Hiệp Hội Tinh Dầu Việt Nam (VOCA) thì hiện nay nước ta đang có khoảng 300 loại cây có thể dùng chiết xuất tinh dầu và trong đó có 50 loại được sử dụng nhiều nhất. Đặc biệt, những loại cây này lại rất dễ trồng và không mất quá nhiều thời gian để chăm sóc cũng như ít sâu bệnh hơn các loại cây khác, chưa kể giá trị kinh tế mà chúng mang lại vô cùng tiềm năng. Từ lâu trong dân gian đã lưu truyền nhiều bài thuốc quý từ cây cỏ thiên nhiên. Cho đến ngày nay các loại thuốc có nguồn gốc từ các hợp chất thiên nhiên có hoặt tính sinh học vẫn được ưa chuộng hơn các loại thuốc được tổng hợp nhân tạo. Và xu hướng của thế giới hiện tại là nghiên cứu tách chiết được các hợp chất thiên nhiên có thể ứng dụng vào nhiều ngành công nghiệp như thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm,... chứ không chỉ riêng ngành hương liệu. Việt Nam là đất nước có hệ thực vật vô cùng phong phú nên có thể nói chúng ta có một kho tàng thuốc chưa được khai phá. Những loại cây có tác dụng chữa bệnh đôi khi không phải là loại cây quý hiếm như sâm, hay tam thất,... mà đôi chúng đến từ các nguyên liệu gia vị dùng cho món ăn hàng ngày. Điển hình chính là củ gừng. Gừng có thể ướp với hầu hết tất cả các nguyên liệu như gà, cá, thịt, hải sản cho đến ốc với nhiều món như kho, hấp, luộc, nấu,... Ngoài tính năng khử mùi tanh nguyên liệu, tăng hương vị cho các món ăn, gừng còn là bài thuốc dân gian giúp chúng ta không bị đau bụng mỗi khi dùng các thực phẩm có tính hàn, hoặc các loại thực phẩm sống. Phạm Thị Thủy 1
  13. Đồ án tốt nghiệp Gừng là loại nguyên liệu có sẵn, dễ mua, dễ trồng, thu hoạch quanh năm lại nên có tiềm năng to lớn để sản xuất tinh dầu làm hương liệu thực phẩm, dược phẩm, hoặc mỹ phẩm. 1.2. Tầm quan trọng của đề tài Gừng còn gọi là khương, sinh khương hay can khương và có tên khoa học là Zingiber offcinale Rose. Theo Đông y, củ gừng có vị cay, tính nóng, có tác dụng chữa các bệnh về bộ máy tiêu hóa như đau bụng, tiêu chảy, nôn mửa, giải độc bên cạnh đó còn có tác dụng chữa ho, cảm mạc, phong hàn,... Củ gừng có chứa tinh dầu có khả năng làm nóng và kháng khuẩn tốt, nhuận tràng, bổ xung nhiều loại vitamin và kích thích vị giác. Với hơn 115 thành phần hóa học khác nhau được tìm thấy trong rễ và củ gừng, chúng có khả năng chống lại Oxy hóa mạnh mẽ, chống viêm, kháng khuẩn và gừng có chứa hơn 90 % sesquiterpene ( là một hợp chất kháng sinh có nguồn gốc từ tự nhiên, có khả năng chống lại ung thư, ung bướu …). 1.3. Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa khoa học: - Xác định ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng thu nhận tinh dầu củ gừng bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. - Xác định các thành phần hóa học có trong tinh dầu gừng thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. - Xác định khả năng kháng khuẩn và khả năng chống oxy hóa của tinh dầu gừng thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Ý nghĩa thực tiễn: - Nâng cao giá trị của cây gừng, có thể tạo ra nhiều sản phẩm có giá trị cao từ tinh dầu gừng, có giá thành rẻ, mà lại ứng dụng được nhiều trong các ngành công nghiệp thực phẩm, dược phầm, mỹ phẩm, an toàn, giúp cải thiện kinh tế cho người nông dân trông gừng. - Tạo ra nhiều sản phẩm phục vụ đời sống có nguồn gốc từ thiên nhiên. 1.4. Lý do chọn đề tài Tinh dầu gừng không phải là tinh dầu mới mẻ, tuy nhiên việc tách tinh dầu gừng với quy mô lớn vẫn chưa có nên việc cho ra những hoạt chất có dược tính Phạm Thị Thủy 2
  14. Đồ án tốt nghiệp cao từ tinh dầu gừng vẫn chưa được kiểm soát, cũng như việc chưa ứng dụng hết các lợi ích của tinh dầu gừng vào các ngành công nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm. Vì vậy việc nghiên cứu tách chiết được hàm lượng tinh dầu cao có hoạt tính sinh học từ củ gừng đồng thời thử hoạt tính sinh là việc làm cần thiết góp phần vào việc đánh giá hiệu quả và áp dụng các hợp chất thiên nhiên trong các lĩnh vực như thực phẩm, dược phẩm, và mỹ phẩm. Nghiên cứu của đề tài sẽ làm tăng giá trị kinh tế của củ gừng ở Việt Nam, vì vậy chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly tinh dầu củ gừng (Zingiber offcinale Rose), xác định thành phần hóa học và khảo sát một số hoạt tính sinh học”. 2. Tình hình nghiên cứu Củ gừng là được trồng phổ biến trên khắp mọi nơi nên việc nghiên cứu tách chiết và xác định các hoạt chất có trong tinh dầu gừng luôn là đề tài được nhiều người quan tâm. Các nghiên cứu liên quan đến gừng như: - Cây gừng được mô tả trong cuốn “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam” (Đỗ Tất Lợi, 2004). - Đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chưng cất tinh dầu gừng” đã được thực hiện (Tống Thị Ngọc Ánh và Nguyễn Văn Kiên, 2011). - Năm 2012, Nguyễn Thanh Huệ và cộng sự đã nghiên cứu “Khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu gừng (Zingiber officinale Roscoe) và tinh dầu tiêu (Piper nigrum L.). - Năm 2015, Hồ Thị Nguyệt Linh và Lê Văn Mười đã nghiên cứu và công bố “Khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu trong củ gừng (Zingiber officinale Roscoe) trồng tại thành phố Bạc Liêu. Các nghiên cứu ở nước ngoài cũng có thể kể đến như: - Năm 1999, Hervey nghiên cứu thành phần hóa học của gừng và xác định sự có mặt có gingerdion. - Năm 2015, Höferl và cộng sự đã nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính kháng oxy hóa của tinh dầu gừng (Zingiber officinale) Ecuador. Nghiên cứu này tìm ra được 71 hợp chất có trong tinh dầu gừng Ecuador với các thành phần chính như geranial 10,5% và neral 9,1%), α- Phạm Thị Thủy 3
  15. Đồ án tốt nghiệp zingiberene (17,4%), camphene (7,8%), α-farnesene (6,8%) và β- sesquiphellandrene (6,7%). - Năm 2010, El-ghorab và cộng sự đã nghiên cứu so sánh thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của tinh dầu gừng (Zingiber officinale) và tinh dầu nghệ (Cuminum cyminum), kết quả nghiên cứu này đã công bố thành phần hóa học, khả kăng chống oxy hóa của tinh dầu gừng và nghệ. Ngoài ra còn có nhiều nghiên cứu khác về tinh dầu gừng, như dầu gừng và các tác dụng dược lý của nó. 3. Mục đích nghiên cứu - Xác định ảnh hưởng của các yếu tố (kích thước, độ tuổi của nguyên liệu, nồng độ muối, thời gian ngâm nguyên liệu, địa điểm mua nguyên liệu, đến khả năng thu nhận tinh dầu củ gừng bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. - Định danh và định lượng thành phần hóa học tinh dầu gừng bằng phương pháp sắc ký ghép khối phổ (GC-MS). - Kiểm tra hoạt tính kháng khuẩn và hoạt tính chống oxy hóa của tinh dầu gừng bằng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài. - Tiến hành thực nghiệm trích lý tinh dầu từ củ gừng bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước. - Định danh và định lượng các thành phần hóa học của tinh dầu củ gừng bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS). - Thử hoạt tính sinh học về khả năng kháng khuẩn của tinh dầu củ gừng thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp. - Thử hoạt tính chống oxy hóa của tinh dầu củ gừng thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước và ứng dụng bảo quản thực phẩm. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết: thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu. - Thực nghiệm: + Các phương pháp tách chiết tinh dầu: phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp sử dụng bộ chưng cất tinh dầu nhẹ Clevenger. Phạm Thị Thủy 4
  16. Đồ án tốt nghiệp + Thử hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu gừng trên các chủng vi sinh vật: E.coli, Staphylococcus aureus, Shigella boydii. + Xác định hoạt tính chống oxy hóa: khả năng khử gốc tự do DPPH. Xử lý số liệu bằng phần mềm SAS 9.1 và Excel 2013®. 6. Các kết quả đạt đƣợc của đề tài Lượng tinh dầu thu được từ 200 g nguyên liệu sau 7 giờ chưng cất đạt 1,45 ml tương đương với hàm lượng 0,725%. Định tính thành phần hóa học bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS), kết quả cho thấy mẫu tinh dầu chứa 41 chất, trong đó có nhiều hợp chất hóa học như: α-Ciral, β-Citral, Camphene, α-Zingiberene, Sabinene, Cineole. Tinh dầu gừng có khả năng kháng khuẩn tốt: đường kính vòng kháng khuẩn của tinh dầu nguyên chất đối với vi khuẩn E.coli là 23,026 mm, với Staphylococcus aureus là 29, 076 mm, với Shigella boydii là 30 mm. Tinh dầu gừng có khả năng bắt gốc tự do được thể hiện qua giá trị phần trăm bắt gốc tự do là 84,9% và giá trị IC50 là 273µg/ml. 7. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp Kết cấu của đồ án tốt nghiệp gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan tài liệu Chương 2: Vật liệu và phương pháp Chương 3: Kết quả và thảo luận Chương 4: Kết luận và kiến nghị . Phạm Thị Thủy 5
  17. Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu về cây gừng 1.1.1. Vị trí phân loại Cây gừng (Zingiber offcinale Roscoe.) thuộc: Giới (regnum) : Plantae Ngành (divisiso) : Magnoliophyta Lớp (class) : Liliopsida Bộ (ordo) : Zingiberases Họ (familia) : Zingiberaceae Chi (genus) : Zingiber Loài (species) : Zingiber officinale Roscoe. Tên thông thường: gừng, khương, Ingwer (Đức), imbir (Ba Lan), halia (Mã Lai), le gingembre (Pháp), gember (Hà Lan),… Củ gừng Củ riềng Hình 1.1. Một số loại củ thuộc họ gừng Củ nghệ Phạm Thị Thủy 6
  18. Đồ án tốt nghiệp 1.1.2. Khái quát về họ gừng Họ gừng có khoảng trên 1.000 loài. Nhiều loài là các loại cây cảnh, cây gia vị, hay cây thuốc quan trọng. Đặc điểm hình thái họ Gừng (Zingiberaceae) Dạng sống Các cây trong họ Gừng (Zingiberaceae) gồm những cây thảo nhiều năm thường sống nơi đất ẩm, dưới tán cây hay tán rừng, hiếm khi phụ sinh (Cautleya gracilis, Hedychium bousigonianum, Hedychium poilanii). Rễ nhỏ, hình sợi, đôi khi đầu rễ phình to lên thành dạng củ (Curcuma, Kaempferia, Stahlianthus…). Thân rễ to, nạc, nằm ngang, chứa nhiều chất dự trữ, có khi rất ngắn hoặc chỉ mang hoa, thân được tạo thành do các bẹ lá ôm chặt lấy nhau tạo thành thân giả, rất ngắn hoặc không có (Distichochlamys, Kaempferia…) hay cao 1 – 3 m, đôi khi cao tới 4 – 5 m (Alpinia, Amomum…), không phân nhánh. Cây thường có mùi thơm hay có mùi hắc như một số loài trong chi Zingiber. Lá: lá của các cây trong họ Gừng là lá đơn, mọc cách, các lá xếp thành hai hàng, thường hướng lên trên, đôi khi nằm ngang gần như song song với mặt đất (Kaempferia galanga, K. pulchra); có khi lá chỉ là bẹ lá dạng vảy. Lá gồm các phần là: bẹ lá, cuống lá, lưỡi lá và phiến lá. Bẹ lá: mở đến gốc, phần dưới bẹ lá thường ôm chặt lấy nhau làm thành thân giả. Cuống lá: cuống lá không có hay có, ngắn hay dài (có thể dài tới 25 cm), hình lòng máng nông hoặc sâu. Lƣỡi lá (thìa lìa): là phần giữa bẹ lá và cuống lá, từ bẹ lá kéo dài lên. Lưỡi dày hay mỏng dạng màng, đầu nguyên hay xẻ 2, cụt ngang, dài 1 – 2 mm tới vài cm. Phiến lá: hình mác, hình trứng hẹp, bầu dục, ít khi gần tròn (Kaempferia pulchra), gốc phiến nhọn, hình nêm hay gần tròn; đầu phiến thường nhọn, đôi khi thót nhỏ thành dạng đuôi, hiếm khi tròn. Thông thường, phiến lá mầu xanh, nhưng ở một vài loài trong một số chi, mặt trên lá có đốm trắng loang lổ (Stahlianthus) hay dọc gân chính mặt trên nâu đỏ (Curcuma) hoặc mặt dưới nâu đỏ (Distichochlamys, Stahlianthus, Zingiber). Cụm hoa: cụm hoa mọc trên ngọn thân có lá hay từ thân rễ sát mặt đất, tách biệt với thân có lá, hoặc từ giữa các bẹ lá. Cụm hoa dạng chùy, chùm hay bông. Phạm Thị Thủy 7
  19. Đồ án tốt nghiệp Cuống cụm hoa mọc từ thân rễ ở một số chi được bao phủ bởi các bẹ lá dạng vảy thưa hay dày. Cụm hoa thường không phân nhánh, trừ một số ít loài trong các chi Globba, Alpinia, Elettaria, Elettariopsis. + Lá bắc: lá bắc thường có dạng vảy, hình bầu dục, hình mác hay mác-thuôn, bao lấy lá bắc con và hoa, đôi khi lá bắc bao lấy truyền thể (Bulbil). Các lá bắc dính với nhau ở nửa dưới làm thành dạng túi (Curcuma), hay thành dạng chuông (Stahlianthus), hoặc xếp lợp lên nhau. Ở một vài chi, những lá bắc ở phía dưới của cụm hoa là những lá bắc bất thụ (không chứa hoa), thường có mầu sắc, hay những lá bắc này phát triển rất to bao lấy cả cụm hoa khi non gọi là lá bắc tổng bao (nhưng thường sớm rụng). Đôi khi lá bắc không có hoặc sớm rụng. + Lá bắc con: nằm trong lá bắc và đính gần sát gốc lá bắc, bao lấy hoa. Lá bắc con dạng vảy hay dạng ống, có gốc dính sát với bầu. Đôi khi lá bắc con không có hoặc sớm rụng. Hoa: hoa lưỡng tính, mẫu 3, bầu hạ, đối xứng hai bên, có mầu sắc, kích thước trung bình hoặc lớn. Các hoa đính trên cụm hoa dày đặc hay thưa thớt, hoa đơn độc hay vài hoa trong một cụm nhỏ (Cincinnus) đính vào trục cụm hoa. Hoa gồm các bộ phận: + Đài: có các lá đài dính với nhau ở phần dưới thành hình ống, phần trên chia 2 – 3 thùy ngắn hay dài giống dạng răng, hoặc xẻ chữ V đầu trên chia 2 – 3 thùy dạng răng. + Tràng: dính với nhau ở phần dưới thành hình ống, phần trên chia 3 thùy, thùy lưng thường to hơn 2 thùy bên, phía đầu lõm ít nhiều dạng mũ. + Bộ nhị: chỉ có một nhị sinh sản duy nhất, ở phía trong thùy lưng của tràng, gồm có chỉ nhị dạng bản mỏng hay dày, phía trên đính hai bao phấn hướng trong, mở bằng khe dài dọc theo ô bao phấn. Bao phấn có hay không có phần phụ của trung đới, nếu có thì kéo dài lên phía trên tạo thành mào, không bao lấy vòi nhụy, xẻ thùy hay nguyên, hay bao lấy vòi nhụy kéo dài (Zingiber), hoặc kéo dài ở 2 phía cạnh ngoài hai bao phấn thành dạng cánh (Globba). Đôi khi bao phấn không có phần phụ nhưng ở gốc mỗi bao phấn kéo dài xuống phía dưới tạo thành cựa (Curcuma). Cánh môi đối diện với nhị, do 3 nhị bất thụ dính lại với nhau biến thành, thường to, có màu sặc sỡ. Hai nhị lép còn lại nằm ở hai bên gốc cánh môi, Phạm Thị Thủy 8
  20. Đồ án tốt nghiệp dạng cánh tràng không dính với cánh môi (Hedychium), hay dính với cánh môi ở phía dưới (Zingiber), hoặc tiêu giảm thành dạng răng, dạng vảy hay tiêu giảm hoàn toàn. + Bộ nhụy: bộ nhụy hợp nguyên lá noãn (Syncarpous) hay hợp bên lá noãn (Paracarpous). Một vòi nhụy mảnh, nằm dọc theo rãnh phía trong chỉ nhị, qua khe giữa 2 bao phấn; núm nhụy nhô lên phía trên đầu 2 bao phấn, trừ ở chi Zingiber, vòi nhụy kéo dài vượt quá đầu 2 bao phấn và được phần phụ trung đới của bao phấn kéo dài bao lấy. Ngoài 1 nhụy hữu thụ duy nhất, còn có các vòi nhụy lép đính trên đỉnh bầu, hình dùi hay bản ngắn. Bầu hình cầu, bầu dục, hình trụ hay đôi khi hình phễu. Bầu 3 ô hay 1 ô, noãn đảo, nhiều, đính noãn trụ giữa hay đính noãn bên. Quả: quả nang chẻ ô, đôi khi quả mọng, quả nạc, thường hình cầu, bầu dục, đường kính từ 0,2 cm đến 2 – 3(4) cm, đôi khi quả có ngấn giữa (Alpinia galanga), hay có dạng quả giác (quả cải) (Siliquamomum tonkinense), hoặc quả có gờ nổi theo chiều dọc (Elettaria, Elettariopsis). Vỏ quả có lông hay không, có gai mềm, gai phân nhánh hay không, hay vỏ quả có cánh dạng quả khế. Trong nhân dân hiện nay có nhiều loại: gừng trâu có thân to, củ to thường để làm mứt, có nhiều ở các vùng núi thấp; gừng gié có thân và củ đều nhỏ nhưng rất thơm. Cây ưa ẩm, ưa sáng. Cây trồng thường có hoa năm thứ 2. Chưa thấy cây có quả và hạt. Gừng trồng sau 1 năm nếu không thu hoạch sẽ có hiện tượng tàn lụi (phần trên mặt đất) qua đông. Thời gian sinh trưởng mạnh của cây trùng với mùa hè-thu nóng và ẩm. Gừng tái sinh dễ dàng bằng những đoạn thân rễ có nhú mầm, có thể trồng quanh năm nhưng tốt nhất vào mùa xuân. Ra hoa vào mùa hạ và mùa thu. Các cây tiêu biểu trong họ: - Gừng (Zingiber officinale Roscoe.): dùng làm thuốc, gia vị. - Nghệ (Curcuma longa): dùng làm thuốc, gia vị. - Riềng (Alpinia officinarum): dùng làm gia vị - Sa nhân (Amomum xanthioides Wall.): dùng làm dược liệu. 1.1.3. Sơ lƣợc về chi Gừng (Zingiber) Các đặc điểm nhận biết các chi trong họ Gừng (Zingiberaceae): Phạm Thị Thủy 9
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược