Nghiên cứu quá trình trích ly tinh dầu nụ đinh hương và khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của tinh dầu

Tổng quan về đinh hương

1.1.1 Nguồn gốc, phân loại Đinh hương (danh pháp khoa học: Syzygium aromaticum, từ đồng nghĩa: Eugenia aromaticum, Eugenia caryophyllata) là một loài thực vật trong họ đào kim nương

Đinh hương (Myrtaceae) là một loại gia vị có nguồn gốc từ Indonesia, nổi bật với mùi thơm dễ chịu của các chồi hoa khi phơi khô Hình dáng của chồi hoa giống như những chiếc đinh nhỏ, từ đó mà có tên gọi "đinh hương" Loại cây thường xanh này có thể cao từ 10-20 m, với lá hình bầu dục lớn và hoa màu đỏ thẫm mọc thành cụm ở đầu cành Đinh hương chủ yếu được trồng ở Indonesia và Madagascar, cùng với Zanzibar, Ấn Độ và Sri Lanka Các chồi hoa ban đầu có màu nhạt, dần chuyển sang màu lục và cuối cùng là màu đỏ, được thu hoạch khi dài khoảng 1,5-2 cm, bao gồm đài hoa dài và bốn cánh hoa chưa nở tạo thành viên tròn nhỏ ở trung tâm.

Phân loại tên khoa học của đinh hương như sau:

Đinh hương có thể được trồng bằng hạt hoặc giâm cành Hạt được gieo trực tiếp trên các luống đất đỏ hoặc đất thịt giàu mùn Sau khoảng 10 đến 15 ngày, hạt sẽ nảy mầm.

2 người ta đem đặt vào các túi nhựa chứa đất trộn với phân bò, rồi để vào nơi mát mẻ để chăm sóc Khoảng

Sau 18 đến 24 tháng, cây con được trồng vào các hố đã đào sẵn giữa các vườn cây như dừa, tiêu, cà phê, ca cao hay đào lộn hột Đất trộn phân bò với mùn cây là lựa chọn lý tưởng cho cây non Cây đinh hương sẽ ra hoa lần đầu từ năm thứ sáu đến thứ chín, nhưng phải đến năm thứ 20 mới cho trái làm giống sau mùa trổ bông kéo dài từ một đến sáu tháng Các cây khỏe mạnh có thể tiếp tục ra nụ cho đến trên 60 tuổi, thậm chí hơn 100 tuổi, mang lại nguồn lợi bền vững cho nông dân ở vùng nhiệt đới.

, Pemba (Tandania), Madagasca Nước ta di thực chưa thành công và còn phải nhập [6]

Bộ phận được sử dụng trong y học là nụ hoa, được thu hái khi có màu hồng đỏ và thường được phơi hoặc sấy nhẹ để khô Việc hái nụ hoa muộn khi hoa đã nở sẽ làm giảm chất lượng dược liệu, vì cánh hoa rụng hoặc quả non hình thành Tinh dầu có chất lượng tốt nhất được tìm thấy ở nụ hoa, tiếp theo là cuống hoa và lá, trong khi quả đinh hương chứa ít tinh dầu và hàm lượng Eugenol thấp, nên không được sử dụng.

1.1.5 Thành phần hóa học đinh hương

Nụ hoa có thành phần chứa 10-12% nước, 5-6% chất khoáng, glucid, 6-10% lipid và tanin Hoạt chất chính là tinh dầu chiếm 15-20%, trong đó eugenol chiếm 80-85% và acetylenegon 2-3% Nếu cắt cả cuống, hàm lượng tinh dầu giảm xuống còn 5-6% Lá chỉ có 4-5% tinh dầu, chứa eugenol nhưng không có acetyleugenol.

Tổng quan về eugenol

1.2.1 Cấu trúc, tính chất lý hóa của Eugenol

- Không màu hoặc vàng nhạt, lỏng trong suốt, thẫm màu do tiếp xúc với không khí Nó có mùi mạnh của cây đinh hương

Độ hòa tan của chất này cho thấy nó không tan trong nước nhưng có thể hòa tan trong ethanol 70% (v/v) Chất này không hòa tan trong glycerol, nhưng lại có khả năng trộn lẫn với ethanol 96%, axit acetic băng, methylen clorua và các loại dầu béo.

- Khối lượng phân tử: 164.20 g/mol [9]

1.2.2 Nguồn nguyên liệu giàu eugenol

Bảng 1.2 - Hàm lượng eugenol trong một số nguyên liệu

STT Tên nguyên liệu Hàm lượng (%)

1.3 Tổng quan về các phương pháp trích ly tinh dầu đinh hương

1.3.1 Phương pháp trích ly bằng soxhlet

Mẫu được gói trong giấy lọc, đặt vào vật chứa xốp và được trích ly liên tục bằng dung môi ngưng tụ

Hình 1.1- Sơ đồ thiết bị soxhlet

+ Chỉ sử dụng lượng dung môi ít mà vẫn có thể trích ly kiệt được hoạt chất

+ Sự ly trích tự động, liên tục

+ Không trích ly được lượng lớn mẫu nên chỉ thích hợp cho các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

Trong quá trình trích ly, nhiệt độ của mẫu luôn duy trì ở mức nhiệt độ sôi của dung môi, điều này có thể dẫn đến sự phân giải của những hợp chất kém bền nhiệt.

Phương pháp ngâm dầm là kỹ thuật chiết xuất diễn ra ở nhiệt độ phòng, trong đó nguyên liệu được trộn với dung môi theo tỷ lệ 1:5 hoặc 1:10 Hỗn hợp này được cho vào bình chứa, đậy nắp và để trong vài ngày, thỉnh thoảng lắc hoặc khuấy để tăng cường hiệu quả chiết xuất Quá trình này có thể được lặp lại một hoặc hai lần với dung môi mới, và dịch trích được bảo quản trong lọ riêng Cuối cùng, bã nguyên liệu được tách ra bằng máy ép cơ học hoặc máy ly tâm Động lực chính của phương pháp này là sự chênh lệch nồng độ giữa nguyên liệu và dung môi, cùng với quá trình khuấy, lắc liên tục.

+ Nguyên liệu tiếp xúc trực tiếp với dung môi nên dễ dàng cho việc khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên hiệu suất trích ly

+ Thiết bị đơn giản, dễ sử dụng

+ Thích hợp cho cả trích ly thử nghiệm và ở quy mô lớn

+ Thời gian dài có thể kéo dài từ vài ngày đến vài tuần

1.3.3 Phương pháp trích ly liên tục bằng dung môi

Nguyên liệu được vận chuyển qua ống dẫn theo chiều ngược lại với dòng dung môi, hoặc có thể được rửa bằng nhiều đợt dung môi hoặc dịch trích loãng.

+ Nồng độ chất cần trích cao

+ Tỉ lệ sử dụng dung môi và nguyên liệu giảm

+ Hệ số sử dụng thiết bị thấp (45%), có thể dễ cháy nổ hơn khi dung môi tiếp xúc với không khí trong thiết bị

+ Hệ thống tuần hoàn dung môi phức tạp, phải dùng bơm nhiều

1.3.4 Phương pháp trích ly có sự hỗ trợ của vi sóng

Vi sóng là sóng điện từ lan truyền với vận tốc ánh sáng Sóng điện từ này được đặc trưng bởi:

+ Tần số f, tính bằng Hz (Hz = cycles/s), là chu kỳ của trường điện từ trong một giây, nằm giữa 300 MHz và 30 GHz

+ Vận tốc c là 300.000 km/giây

+ Độ dài sóng l (cm) là đoạn đường đi của vi sóng trong một chu kỳ, liên hệ với tần số theo công thức l = c/f

Dưới tác động của vi sóng, nước trong tế bào thực vật nóng lên, gây tăng áp suất đột ngột và làm vỡ các mô Các chất bên trong thoát ra và được dẫn theo hơi nước đến hệ thống ngưng tụ (chưng cất hơi nước) hoặc hòa tan vào dung môi hữu cơ bao quanh nguyên liệu (tẩm trích).

+ Ưu điểm chính của trích ly hỗ trợ vi sóng là có thể trích ly đồng thời nhiều mẫu và nhanh hơn trích ly soxhlet

+ Các chất sau trích ly ít thay đổi tính chất

Trích ly bằng vi sóng thường sử dụng các dung môi dễ cháy nổ, dẫn đến nguy cơ tiềm ẩn khi chiết xuất các chất có liên kết mạnh với bức xạ Quá trình này có thể làm tăng nhiệt độ nhanh chóng, gây ra những rủi ro an toàn.

1.3.5 Phương pháp sử dụng sóng siêu âm

1.3.5.1 Cơ chế sóng siêu âm hỗ trợ quá trình trích ly

Sóng siêu âm đóng vai trò quan trọng trong quá trình trích ly nhờ vào các hiệu ứng như sủi bong bóng và vỡ bong bóng khi sóng truyền qua chất lỏng Những hiện tượng này tạo ra các tác động vật lý và hóa học tích cực, nâng cao hiệu quả trích ly Cụ thể, cơ chế hoạt động của sóng siêu âm giúp gia tăng khả năng trích ly so với phương pháp truyền thống nhờ vào việc cải thiện sự khuếch tán và tăng cường tiếp xúc giữa các chất cần trích ly.

Sóng siêu âm tạo ra áp lực lớn trong dung môi, tác động lên tế bào vật liệu bằng cách bẻ gãy thành tế bào, tạo ra rãnh nứt hoặc lỗ hổng trên bề mặt tế bào Điều này giúp quá trình phóng thích các cấu tử chất tan vào môi trường trích ly diễn ra dễ dàng và nhanh chóng.

Tăng cường khả năng truyền khối đến bề mặt phân cách giúp gia tăng tốc độ khuếch tán của cả nội phân tử và ngoại phân tử, đồng thời hỗ trợ trong việc dịch chuyển các chất cần trích ly ra ngoài môi trường trích ly.

+ Thiết bị đơn giản, dễ thực hiện

+ Thời gian trích ly ngắn

+ Chủ yếu dùng với những trích ly thử nghiệm ở quy mô nhỏ

1.3.6 Phương pháp trích ly bằng dung môi siêu tới hạn

1.3.6.1 Chất lỏng siêu tới hạn

Mỗi chất thông thường tồn tại dưới ba trạng thái: rắn, lỏng và khí, tùy thuộc vào điều kiện nhất định Khi nén khí đến áp suất cao, nó có thể hóa lỏng Tuy nhiên, có một áp suất cụ thể mà khi nhiệt độ tăng lên, chất lỏng không thể trở lại trạng thái khí, mà chuyển sang trạng thái siêu tới hạn.

Vật chất ở trạng thái này mang nhiều đặc tính của cả chất khí và chất lỏng, nghĩa là dung môi đó mang tính trung gian giữa khí và lỏng

Hình 1.2 - Biểu đồ mô tả vùng tới hạn

Hình 1.2 minh họa các trạng thái của hợp chất: rắn, lỏng và khí, với điểm ba là nơi giao nhau của ba trạng thái Dọc theo “đường cong khí - lỏng”, có một điểm gọi là điểm siêu tới hạn, nơi nồng độ khí và lỏng bằng nhau Vật chất có nhiệt độ và áp suất cao hơn điểm này được gọi là chất lỏng siêu tới hạn, với áp suất tới hạn P c và nhiệt độ tới hạn T c đặc trưng cho từng hợp chất Ở điều kiện này, lỏng và hơi không thể phân biệt Bảng 1.3 trình bày một số hợp chất phù hợp cho phương pháp trích ly siêu tới hạn.

Trạng thái lỏng Điểm ba Điểm ba Điểm tới hạn

Chất lỏng siêu tới hạn

Bảng 1.3 - Một số dung môi có thể sử dụng cho phương pháp chiết siêu tới hạn

Dung môi Nhiệt độ tới hạn ( o C) Áp suất tới hạn (bar)

Theo bảng 1.3, các chất lỏng được phân loại dựa trên nhiệt độ tới hạn, với các khí như CO2, methan, ethan, propan, ethylen và propylen thuộc nhóm dung môi có nhiệt độ tới hạn thấp Ngược lại, aceton, methanol và nước được xem là dung môi có nhiệt độ tới hạn cao Việc lựa chọn dung môi phụ thuộc vào nhiệt độ tới hạn, điều này ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả sử dụng của chúng trong các ứng dụng khác nhau.

Nhiệt độ 500 – 700K chỉ áp dụng cho nguyên liệu có phân tử lượng cao, nhưng tại nhiệt độ này, các chất dễ bị phân hủy Do đó, việc chọn lọc dựa trên nhiệt độ và áp suất cho phép trích ly các thành phần thực vật như tinh dầu, alkaloid, lipid, oleoresin và carotenoid Một lợi thế quan trọng của dung môi có nhiệt độ tới hạn thấp là khả năng dễ dàng tách ra sản phẩm cuối cùng.

 Tính chất vật lý của chất lỏng siêu tới hạn

Tính chất vật lý của chất lỏng siêu tới hạn so với trạng thái khí và lỏng được trình bày trong bảng 1.4

Bảng 1.4 - So sánh các đặc tính của chất ở 3 trạng thái lỏng, khí và siêu tới hạn

Trạng thái Khí (0 0 C, 1atm) Siêu tới hạn Lỏng

Hệ số khuếch tán (cm 2 /s) 10 -1 10 -3 -10 -4 10 -5 Độ nhớt (g/cm/s) 10 -4 10 -4 10 -2

Theo bảng 1.4, khối lượng riêng của chất ở trạng thái siêu tới hạn thấp hơn so với trạng thái lỏng, nhưng hệ số khuyếch tán lại cao hơn Độ dẫn nhiệt tương đối lớn, đặc biệt khi gần điểm tới hạn, do nhiệt dung của chất lỏng có xu hướng tiến tới vô cùng tại điểm này Sức căng bề mặt rất nhỏ trong vùng tới hạn, dẫn đến việc các tính chất vật lý của chất trong vùng này cải thiện khả năng truyền nhiệt và truyền khối Khả năng hòa tan của cấu tử trong dung môi được xác định theo công thức cụ thể.

Với C: nồng độ cấu tử

T: nhiệt độ ρ: tỷ trọng của lưu chất a, b, k: hằng số thực nghiệm

Công thức cho thấy rằng khả năng hòa tan của chất lỏng siêu tới hạn liên quan chặt chẽ đến tỷ trọng của nó, khiến loại chất lỏng này trở thành lựa chọn lý tưởng cho kỹ thuật trích ly các hợp chất thiên nhiên Ngoài ra, khi nhiệt độ không đổi, việc tăng tỷ trọng của dung môi sẽ dẫn đến sự gia tăng độ hòa tan của cấu tử.

Nguyên liệu

Nụ đinh hương, có nguồn gốc từ Ấn Độ, được nhập khẩu từ công ty dược Hùng Vương Nguyên liệu này được sấy khô đến độ ẩm 13% trước khi xay, với kích thước hạt sau khi xay đạt từ 500μm đến 1mm.

Nguyên liệu được bảo quản trong túi bạc có hàn kín miệng ở nhiệt độ phòng

Bảng 2.1 - Các loại hóa chất sử dụng trong nghiên cứu

STT Hóa chất Nguồn gốc Độ tinh khiết

99.9 Dùng làm đồng dung môi

99.9 Dùng làm đồng dung môi

3 CO 2 Việt Nam Dung môi

Thiết bị

2.2.1 Máy trích ly siêu tới hạn

Hình 2.1 - Thiết bị trích ly siêu tới hạn Thar SFC

 Hãng sản xuất: Thar – Mỹ

 Hệ thống trích ly siêu tới hạn tự động sử dụng cho nghiên cứu cũng như sản xuất dưới dạng Pilot

 Áp suất làm việc: 50 đến dưới 350 bar

 Phạm vi nhiệt độ: nhiệt độ môi trường đến dưới 70 C

 Tốc độ dòng CO 2 : dưới 25g/phút

 Loại dung môi: CO 2 và các dung môi hữu cơ

Sơ đồ qui trình máy trích ly siêu tới hạn Thar- SFE

Hình 2.2 - Sơ đồ quy trình máy trích ly siêu tới hạn Thar-SFC

- Nguyên liệu bột nụ đinh hương cân với khối lượng 20g được đặt vào bình trích ly 100 ml của máy SFC

- Xung quanh cột áp bơm có thiết bị làm lạnh để đảm bảo CO 2 lỏng trong suốt quá trình bơm

CO2 được bơm vào thiết bị bằng bơm CO2, sau đó được gia nhiệt trước khi tiếp xúc với bột nụ đinh hương trong bình trích ly.

24 điều khiển ta có thể chỉnh được lưu lượng dòng CO2 đi vào, lưu lượng dòng đồng dung môi, áp suất và nhiệt độ tiến hành thí nghiệm

Khi đạt được nhiệt độ và áp suất tối ưu, CO2 chuyển sang trạng thái siêu tới hạn và được sử dụng làm dung môi trích ly Sau đó, nó sẽ rời khỏi bình và di chuyển đến bộ phận giảm áp.

Dòng siêu tới hạn được giảm áp để chuyển đổi về trạng thái khí và dẫn vào bình chứa sản phẩm Tại đây, các chất từ dòng siêu tới hạn được giữ lại trong bình, trong khi dòng khí sẽ được tuần hoàn lại để sử dụng tiếp.

2.2.2 Máy cô quay chân không

Máy cô quay chân không dùng để cô đặc mẫu sau khi trích ly

Máy cô quay chân không hoạt động dựa trên nguyên lý giảm áp suất, giúp hạ thấp điểm sôi của dung dịch mà không làm ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học của mẫu Nhờ đó, dung dịch có thể sôi ở nhiệt độ thấp, cho phép dung môi bay hơi hiệu quả trong khi mẫu được giữ lại trong bình cô quay.

2.3.1 Cơ sở của phương pháp nghiên cứu

Dựa trên các nghiên cứu về quá trình chiết xuất tinh dầu từ nguyên liệu bằng dung môi CO2 siêu tới hạn, cùng với tính chất của dung môi và điều kiện thiết bị, chúng tôi đã xác định các thông số khảo sát phù hợp.

 Lưu lượng dòng CO 2 là 5,10, 15 g/phút

Nghiên cứu này khảo sát ảnh hưởng của đồng dung môi và thời gian trích ly đến thành phần hóa học của tinh dầu, đồng thời đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa và kháng khuẩn của tinh dầu Các thông số như đồng dung môi, thời gian được cố định để tối ưu hóa hiệu suất thu hồi tinh dầu theo nhiệt độ, áp suất và lưu lượng dòng CO 2.

26 Hình 2.4 - Nội dung nghiên cứu

Khảo sát thời gian trích ly

Xây dựng phương trình quy hoạch thực nghiệm về khả năng ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất, lưu lượng dòng

CO2 đến hiệu suất trích ly tinh dầu và tối ưu hóa các điều kiện trích ly

Khảo sát ảnh hưởng đồng dung môi

Phân tích thành phần tinh dầu

Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa và kháng khuẩn của tinh dầu

2.3.2 Qui trình trích ly tinh dầu

Hình 2.5 - Qui trình trích ly

Sử dụng 20g bột nụ đinh hương cho mỗi lần thí nghiệm nhằm khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích và đồng dung môi đến hiệu suất trích ly tinh dầu Các thí nghiệm được thực hiện theo quy hoạch thực nghiệm với các thông số như nhiệt độ, áp suất và lưu lượng dòng CO2 Mục tiêu là tối ưu hóa điều kiện trích ly để đạt được hiệu suất cao nhất.

 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ở các điều kiện sau:

Trích ly bằng CO 2 siêu tới hạn

+ Thời gian khảo sát: 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, và 3h

 Khảo sát ảnh hưởng của đồng dung môi ở các điều kiện sau:

+ Thời gian khảo sát: 2 giờ

+Lưu lượng dòng đồng dung môi ethanol: 5%

+Lưu lượng dòng đồng dung môi methanol: 5%

+ Lưu lượng dòng đồng dung môi nước: 5%

+Không dung đồng dung môi

+ Các thí nghiệm được lặp lại 3 lần để kiểm tra ý nghĩa sự khác biệt của kết quả theo phương pháp phương sai (ANOVA) với mức ý nghĩa α = 0,05

 Thực nghiệm quy hoạch thực nghiệm ở điều kiện sau:

+ Lưu lượng dòng CO 2 : 5, 10 và 15 g/phút

Mẫu sau khi trích ly được cô quay chân không để loại bỏ dung môi Sau quá trình quay, mẫu được cân để xác định tổng khối lượng tinh dầu đã trích ra và được bảo quản trong tủ lạnh.

Hiệu suất trích ly được xác định bằng tỷ lệ phần trăm của hàm lượng chất chiết thu được so với hàm lượng chất khô hòa tan có trong nguyên liệu ban đầu.

Công thức tính hiệu suất trích ly như sau:

(%) -m 1: khối lượng nguyên liệu ban đầu (g)

-m 2: khối lượng chất chiết thu hồi (g)

-C: hàm lượng chất khô của nguyên liệu (%)

2.4.2 Tối ưu hóa theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm

Phương trình hồi quy của hàm mục tiêu là hiệu suất trích ly tinh dầu được xác định theo

2.4.4.1 Chọn các yếu tố ảnh hưởng

Trong quá trình trích ly hiệu suất tinh dầu phải chịu tác động của nhiều yếu tố công nghệ, ở đây 3 yếu tố ảnh hưởng chính được chọn khảo sát:

Z 3 : Áp suất trích ly, bar

Phương trình biểu diễn mối quan hệ có dạng:

Y : là hàm mục tiêu hiệu suất trích ly

2.4.4.2 Thực hiện bài toán quy hoạch thực nghiệm

 Chọn phương án quy hoạch

 Mô hình 1, phương trình hồi qui có dạng:

 Mô hình 2, phương trình hồi qui có dạng:

 Mô hình 1, phương trình hồi qui có dạng:

Trong đó: b 0 : Hệ số hồi qui

30 b 1 , b 2 , b 3 : Hệ số tuyến tính b 12 , b 23 , b 13 : Hệ số tương tác đôi

Mỗi hệ số b đặc trưng cho ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình trích ly

Bảng 2.2 - Điều kiện thí nghiệm được chọn

Các yếu tố ảnh hưởng

Từ cách chọn phương án và điều kiện thí nghiệm, xây dựng ma trận thực nghiệm theo biến mã và tiến hành thí nghiệm theo ma trận

Công thức tính hệ số b (4.2) b 0

Trong đó: N: tổng số thí nghiệm tiến hành

Để kiểm tra ý nghĩa của các hệ số b trong phương trình hồi quy, cần thực hiện kiểm định theo tiêu chuẩn Student (t).

 Chọn phương án thí nghiệm tại tâm, phương sai tái hiện được xác định: m = 1,2,3… (4.3)

Trong đó: Y 0i : là giá trị đo được ở lần lặp thứ i

Y otb : là giá trị trung bình của m lần đo m: số lần lặp

 Sai số chuẩn của hệ số bj

N: Số thực nghiệm ứng với mỗi phương án

 Tính ý nghĩa của hệ số b được kiểm định theo tiêu chuẩn Student (t) được xác định như sau:

Với b j là hệ số phương trình hồi quy tuyến tính (4.1)

 T p (f) là chuẩn student tra bảng ứng với xác suất tin cậy p và bậc tự do f, với f=n 0 -1

+ Nếu t j > t p (f) thì hệ số bj có nghĩa

+ Nếu t j < t p (f) thì hệ số b j bị loại khỏi phương trình

2.4.4.4 Kiểm tra sự tương thích của phương trình hồi quy so với thực nghiệm bằng

Sự tương thích của phương trình hồi quy so với thực nghiệm được kiểm tra theo tiêu chuẩn Fisher

 Tính F tn theo công thức:

(4.7) Trong đó: S tt là phương sai tương thích

S th là phương sai tái hiện

 Phương sai tương thích được xác định:

(4.8) Trong đó: Y tn : là giá trị hiệu suất thực nghiệm

Y pt : giá trị hiệu suất tính theo phương trình

N : số thí nghiệm trong phương án

L : số hệ số b có nghĩa

 Phương sai tái hiện được xác định theo công thức (4.3)

+ P là mức ý nghĩa đã chọn đã chọn

+ f 1 là bậc tự do của phương sai tương thích f 1 = N – L (N là số thí nghiệm, L là số hệ số b có nghĩa)

+ f 2 là bậc tự do của phương sai tái hiện f 2 = m – 1 (m là số thí nghiệm tại tâm)

Tiêu chuẩn kiểm định (so sánh F tn và F b )

+ Nếu F tn < F b thì phương trình hồi quy vừa lập phù hợp với thực nghiệm và được dùng để đi tìm kiếm tối ưu

+ Nếu F tn > F b thì phương trình hồi quy vừa lập không phù hợp với thực nghiệm và chọn mô tả toán học (phương trình hồi quy) ở mức cao hơn

2.5 Các Phương pháp phân tích

Thành phần tinh dầu được phân tích bằng phương pháp GC-MS

Nguyên tắc: Bản chất GC-MS là sự kết hợp của sắc ký khí (Gas Chromatography) và khối phổ (Mass Spectometry)

2.5.2 Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa

Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp DPPH

Nguyên tắc nghiên cứu cho thấy các chất có khả năng kháng oxi hóa hoạt động bằng cách bắt gốc tự do, chuyển đổi gốc tự do DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) từ màu tím sang màu vàng nhạt Để xác định khả năng bắt gốc tự do của các chất nghiên cứu, phương pháp đo độ hấp thu tại bước sóng λ = 517 nm được áp dụng, trong đó axit ascorbic được sử dụng làm chất đối chiếu.

Phần trăm bắt gốc tự do DPPH của chất nghiên cứu được tính theo công thức sau:

Trong đó: A là độ hấp thu của dung dịch chứa mẫu thử

A 0 là độ hấp thu của DPPH khi không có mẫu

Ac là độ hấp thu của dung dịch chứa chất đối chiếu Phương pháp tiến hành: Phụ lục 1

2.5.3 Xác định hàm lượng ẩm

Sử dụng máy sấy ẩm hồng ngoại

Nguyên tắc: dùng sức nóng làm bay hơi nước trong nguyên liệu

2.5.4 Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn

Phương pháp thử nghiệm: phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch và đo đường kính vòng ức chế

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Đồng dung môi có vai trò quan trọng trong việc tăng cường hiệu suất thu hồi tinh dầu qua quá trình trích ly bằng dung môi siêu tới hạn Chúng thường là các chất lỏng có độ hòa tan cao hơn dung môi siêu tới hạn, giúp cải thiện khả năng hòa tan và điều chỉnh tỷ trọng của dung môi trích ly Các loại đồng dung môi phổ biến bao gồm hexan, benzen, iso-propanol, methanol, ethanol, aceton và nước Để đánh giá ảnh hưởng của đồng dung môi đến hiệu suất trích ly tinh dầu, các thông số được thiết lập ở nhiệt độ 40°C, áp suất 250 bar, lưu lượng CO2 15g/phút, và thời gian trích ly là 3 giờ.

- Trích ly không bổ sung đồng dung môi

- Trích ly bổ sung 5% ethanol

- Trích ly bổ sung 5% methanol

- Trích ly bổ sung 5% nước

Mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần, lấy giá trị trung bình, kết quả thể hiện ở hình 3.1

Kết quả khảo sát cho thấy, việc bổ sung đồng dung môi đã làm tăng hiệu suất thu hồi tinh dầu từ 9.2% lên 14.82% khi thực hiện ở nhiệt độ 40 oC, áp suất 250 bar và lưu lượng CO2 15 g/phút.

Kết quả từ hình 3.1 cho thấy hiệu suất thu hồi tinh dầu với sự có mặt của đồng dung môi cao hơn so với không sử dụng đồng dung môi, trong đó đồng dung môi ethanol đạt hiệu suất cao nhất là 14.82% Do đó, đồng dung môi ethanol 5% được lựa chọn cho các thí nghiệm tiếp theo nhằm khảo sát và tối ưu hóa các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi tinh dầu.

Sử dụng đồng dung môi trong quá trình trích ly tinh dầu giúp nâng cao hiệu suất thu hồi nhờ vào sự tương tác giữa đồng dung môi và eugenol, thành phần chính của tinh dầu Đồng thời, đồng dung môi cũng làm giảm áp suất và lượng dung môi cần thiết trong quá trình trích ly bằng dung môi siêu tới hạn, từ đó ảnh hưởng tích cực đến toàn bộ quá trình trích ly.

Không bổ sung đồng dung môi