Tài liệu Nghiên cứu tạo một số chế phẩm chức năng chứa tinh dầu nghệ vàng (tt)

  • Số trang: 25 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 181 |
  • Lượt tải: 0
thuvientrithuc1102

Đã đăng 15893 tài liệu

Mô tả:

1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trên thế giới và ở nước ta hiện nay, việc nghiên cứu, thu nhận và ứng dụng các chất hoạt tính sinh học từ thực vật đã và đang được quan tâm, phát triển. Trong các loại thực vật được nghiên cứu ứng dụng, cây nghệ vàng, tên khoa học là Curcuma longa L., thuộc họ gừng (Zingiberaceae), là một họ thực vật phân bố rộng khắp các vùng nhiệt đới. Hoạt tính sinh học của tinh dầu nghệ vàng được biết đến như kháng vi sinh vật, diệt côn trùng, kích thích miễn dịch… Do đó, chúng tôi đã tiến hành với đề tài: “Nghiên cứu tạo một số chế phẩm chức năng có chứa tinh dầu nghệ vàng” là hướng đi nhằm sử dụng các chất tự nhiên có hoạt tính sinh học, để tạo ra các chế phẩm có tiềm năng sử dụng trong thực tế, không gây hại cho sức khoẻ con người, thay thế cho hóa chất tổng hợp hiện đang được dùng. 2. Mục tiêu nghiên cứu: Sử dụng tinh dầu nghệ kết hợp với một số phụ gia nhằm mục tiêu: - Tạo chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng có tiềm năng sử dụng trong bảo quản quả tươi sau thu hoạch, thân thiện với môi trường, không độc hại cho người sử dụng - Tạo chế phẩm chăm sóc da có khả năng phòng chống các bệnh nấm ngoài da và bảo vệ sức khoẻ cộng đồng. 3. Nội dung nghiên cứu:  Khảo sát phương pháp thu nhận tinh dầu nghệ vàng  Xác định chỉ số hóa lý và phân tích các cấu tử trong tinh dầu  Xác định khả năng kháng vi sinh vật của tinh dầu in vitro  Nghiên cứu xây dựng quy trình bảo quản cam bằng chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng - Xác định nồng độ tinh dầu và công thức tạo chế phẩm bảo quản quả sau thu hoạch đạt hiệu quả cao. - Xây dựng quy trình sử dụng chế phẩm bảo quản quy mô nhỏ - Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm đến quả sau thời gian bảo quản. - Đánh giá độ an toàn của chế phẩm.  Nghiên cứu tạo chế phẩm chăm sóc da có chứa tinh dầu nghệ vàng 2 - Đánh giá khả năng ức chế sinh trưởng nấm da của tinh dầu nghệ vàng - Xác định nồng độ tinh dầu và công thức tạo chế phẩm chăm sóc da - Đánh giá độ kích ứng da của chế phẩm chăm sóc da. 4. Ý nghĩa khoa học của đề tài 4.1 Ý nghĩa lý thuyết Luận án bổ sung nguồn tư liệu và khả năng khai thác ứng dụng tinh dầu nghệ ở Việt Nam. Ngoài ra kết quả của luận án khẳng định xu hướng sử dụng các chất tự nhiên có hoạt tính sinh học trong việc phát triển các sản phẩm mới ứng dụng trong công nghệ sau thu hoạch cũng như trong y dược là khả thi và có ý nghĩa thực tế cao. Luận án cũng là tư liệu giúp cho sinh viên và những nhà khoa học quan tâm đến lĩnh vực này tham khảo. 4.2 Ý nghĩa thực tế Chế phẩm có chứa tinh dầu nghệ vàng dùng trong bảo quản sau thu hoạch có tiềm năng áp dụng trong bảo quản quả có giá trị xuất khẩu, đáp ứng yêu cầu cao của các nhà nhập khẩu. Chế phẩm chăm sóc da là tiền đề để phát triển các loại thuốc chống nấm da tự nhiên, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng 5. Tính mới của đề tài Luận án là công trình nghiên cứu khoa học và đã xác định được các hợp chất có trong tinh dầu nghệ vàng Hưng Yên chủ yếu thuộc nhóm sesquitecpen, đồng thời xác định hoạt tính đối kháng một số loại vi sinh vật gây hỏng quả và 2 chủng nấm da, là cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu phát triển các sản phẩm mới làm phong phú thêm tính ứng dụng của tinh dầu nghệ trong lĩnh vực công nghệ sau thu hoạch và y dược. Xây dựng quy trình bảo quản Cam bằng chế phẩm sinh học có chứa tinh dầu nghệ ở nhiệt độ thường an toàn, hiệu quả, góp phần đa dạng hóa các biện pháp bảo quản sau thu hoạch ở Việt Nam an toàn, thân thiện môi trường. Bước đầu nghiên cứu đưa ra công thức chế phẩm chăm sóc da có chứa tinh dầu nghệ vàng thay thế các chất bảo quản tổng hợp trong mỹ phẩm và chất kháng nấm trong phòng và điều trị bệnh nấm da, bảo vệ sức khỏe cộng đồng. 3 CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về cây nghệ vàng Nghệ vàng (Curcuma longa L.) , là thành viên của họ gừng (Zingiberaceae) còn có tên gọi là Khương hoàng. Nghệ được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm làm phụ gia tạo hương vị và trong y học cổ truyền chữa bệnh dạ dày, thuốc bổ, dùng ngoài để bảo vệ và chữa các bệnh ngoài da. Nghiên cứu gần đây tập trung vào tác dụng kháng khuẩn, chống ung thư, chống viêm, bảo vệ gan và chống oxy hoá, ngoài ra còn sử dụng nghệ trong chữa rối loạn dạ dày và bệnh tim mạch. 1.2. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của tinh dầu nghệ vàng 1.2.1 Thành phần hóa học của tinh dầu nghệ vàng Thành phần hóa học của củ (thân rễ) cây nghệ chứa ít nhất 7% các loại dầu dễ bay hơi có sắc tố màu vàng. Phụ thuộc vào cây trồng và phương pháp thu nhận tinh dầu, các thành phần chính trong tinh dầu thay đổi khá lớn. Thành phần chính là sesquiterpenes và monoterpenes là những hợp chất đã được chứng minh có hoạt tính kháng khuẩn như curcumene, zingiberene, bisabolene, β phellandrene, ar-turmerone và turmerone…. 1.2.2. Hoạt tính sinh học của tinh dầu nghệ vàng Hoạt tính chống viêm Hoạt tính chống oxy hóa Hoạt tính kháng vi sinh vật 1.3 Các phƣơng pháp khai thác tinh dầu 1.3.1 P lôi cuốn hơi nƣớc (LCHN) và và có 1.3.2 Phƣơng pháp trich ly bằng dung môi dễ bay hơi . Quá trình tách dung môi mất nhiều thời gian và tinh chế thu tinh dầu phức tạp. 1.4 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam trong việc khai thác hoạt tính sinh học của Curcuma longa L. Qua các nghiên cứu trên thế giới có thể thấy nghệ đã được dùng để tạo một số chế phẩm có tác dụng tốt, an toàn trong thực phẩm và dược học. Ở Việt Nam, nghệ đã được nghiên cứu nhiều về 4 mặt thực vật và thành phần hóa học, nhưng việc khai thác các đặc tính quí báu của tinh dầu nghệ lại chưa được quan tâm. Vì vậy, hướng nghiên cứu sử dụng hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu nghệ để tạo chế phẩm sinh học có tiềm năng ứng dụng trong bảo quản quả sau thu hoạch hoặc phòng chống các bệnh về da do nấm là một hướng mới và hoàn toàn có tính khả thi. 1.5 Nghiên cứu chế phẩm trong bảo quản sau thu hoạch Bảo quản sau thu hoạch là một vấn đề cần được quan tâm và đặc biệt ở các vùng nhiệt đới. Ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao các chi Aspergillus, Fusarium và Colletotrichum phát triển dẫn đến tổn thất sau thu hoạch đáng kể. Vì vậy rất cần nghiên cứu và phát triển các chế phẩm có thể ổn định chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản nông sản. Dịch chiết thực vật và tinh dầu có đặc tính như chất bảo quản thực phẩm có thể là các chất thay thế tiềm năng cho các loại thuốc diệt nấm hiện đang được sử dụng để kiểm soát thiệt hại do nấm sau thu hoạch. 1.5.1 Cam và các phƣơng pháp bảo quản cam Cam: có tên khoa học là Citrus sinensis Osbeck thuộc họ Rutaceae, giống Citrus và loài sinenis. Ở Việt Nam theo thống kê bước đầu có trên 80 giống cam. Cam sành (Citrus reticulata) được trồng ở rất nhiều nơi, đặc biệt ở miền bắc là các vùng cam sành Hàm Yên (Tuyên Quang), Bắc Quang (Hà Giang), Bố Hạ (Bắc Giang). Cam Hà Giang chủ yếu tiêu thụ quả tươi mà thời gian thu hoạch ngắn. Công nghệ chế biến bảo quản còn ở trình độ thấp, ở vùng xa vùng sâu chủ yếu bằng kinh nghiệm nên hiệu quả không cao. Trước yêu cầu cấp thiết này đã có rất nhiều phương pháp được nghiên cứu và ứng dụng để bảo quản cam nói chung không riêng cho cam Hà Giang. Hiện nay, bảo quản cam ở Việt Nam chủ yếu dùng màng bao và hóa chất diệt nấm tổng hợp nhưng chưa có nghiên cứu nào đề cập đến phương thức sử dụng tinh dầu vào việc bảo quản nông sản sau thu hoạch một cách có hiệu quả. 1.5.2 Thành phần tạo chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng bảo quản cam Sử dụng màng phủ chứa tinh dầu nghệ vàng trên cam nhằm mục đích giảm tồn thất khối lượng, biến đổi hình thái do sự mất nước, làm giảm sự trao đổi khí, ức chế sự phát triển của vi sinh vật; hạn chế 5 tổn thương cơ học, cải thiện hình thức nhờ lớp màng, làm tăng độ tươi của quả, do đó chất lượng của quả được duy trì sau thu hoạch. Thực tế, đa số các chế phẩm đều là vật liệu gồm thành phần tạo màng, có bổ sung thêm các chất phụ gia như chất hoạt động bề mặt, chất nhũ hóa, chất hỗ trợ kết cấu, chất chống oxy hóa… làm giảm quá trình hô hấp, giữ độ ẩm cho quả và làm chậm quá trình hô hấp trong quá trình bảo quản 1.6 Nghiên cứu chế phẩm chăm sóc da 1.6.1 Nấm da và bệnh nấm da Nấm da có khoảng 300 loài khác nhau được xếp vào các chi Microsporum, Trichophyton và Epidermophyton. Ở Việt Nam, những loài nấm da hay gặp là Trichophyton rubrum, Trichophyton mentagrophytes, Trichophyton violaceum; Microsporum canis, Microsporum gypseum; Epidermophyton floccosum, Candida... Những hạn chế gặp phải trong điều trị (như sức đề kháng, tác dụng phụ và độc tính cao), đơn thuốc tăng cao và lạm dụng thuốc chống nấm tổng hợp… tất cả đã thúc đẩy việc tìm kiếm các loại thuốc tự nhiên thay thế. 1.6.2 Thành phần cơ bản trong chế phẩm chăm sóc da Thành phần của chế phẩm chăm sóc da là hệ nhũ tương dạng kem gồm hai pha dầu và pha nước có tác dụng giữ ẩm, chăm sóc da, chống nấm, chống khuẩn, chống oxy hóa, phục hồi và cải tạo làn da tổn thương. Chúng giữ vai trò tạo màng mỏng trên da, tác dụng làm mềm, ngăn ngừa sự khô da và duy trì lượng nước cho da, loại thải tế bào chết trên da. CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu - Các chủng vi khuẩn, nấm mốc, và nấm men gây hỏng quả được sử dụng từ bộ sưu tập giống của Phòng Công nghệ sinh học – Viện Hóa sinh biển – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam - Hai chủng nấm da Candida albicans, Trychophytol mentargrohytes được phân lập tại khoa xét nghiệm Viện Da Liễu Trung Ương. - Nghệ tươi (thân, r Hưng Yên - Cam sành ở huyện Bắc Quang tỉnh Hà Giang dùng để thí nghiệm còn tươi, không có thuốc bảo quản thực vật. 6 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Phƣơng pháp tách chiết tinh dầu  Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước Nghệ tươi , sử dụng clevenger lôi cuốn hơi nước 8 giờ. Hàm lượng tinh dầu được tính bằng tỷ lệ phần trăm theo thể tích tinh dầu (ml) trên trọng lượng mẫu tươi (gam).  sung dung môi nghệ vàng/dung môi 1/3 (g/ml) h (200 vòng/phút) lấy phần dịch rồi đuổi dung môi, thu lấy dịch chiết thô. Hòa tan dịch chiết thô bằng etanol 960 và tiến hành chưng cất tách etanol thu tinh dầu. 2.2.2 Phƣơng pháp tách phân đoạn tinh dầu nghệ vàng Tinh dầu nghệ vàng được tách thành các phân đoạn bằng phương pháp chưng cất phân đoạn dưới áp suất thấp (20mmHg). 2.2.3 Phƣơng pháp kiểm tra khả năng kháng vi sinh vật của tinh dầu nghệ vàng - Các chủng vi sinh vật được hoạt hóa trên môi trường đặc, sau đó cấy trên môi trường Czapek-Dox (cho nấm sợi), Hansen (cho nấm men), MPA cho vi khuẩn và Sabouraud nuôi cấy nấm men Candida albican và nấm mốc Trychophytol mentargrohytes. Bào tử nấm sợi và sinh khối nấm men, vi khuẩn được pha loãng trong nước muối sinh lý 0,9%. Mật độ vi sinh vật đạt 106 CFU/ml.  Đánh giá khả năng đối kháng vi sinh vật của tinh dầu nghệ bằng phương pháp đếm khuẩn lạc  Đánh giá khả năng đối kháng vi sinh vật của các loại tinh dầu nghệ bằng đĩa giấy khuyếch tán 2.2.4 Đánh giá khả năng đối kháng vi sinh vật của tinh dầu nghệ vàng trên Cam - Quá trình lây nhiễm: Nhúng quả vào dung dịch là sinh khối nấm men thuộc chi Rhodoturola và bảo tử nấm mốc thuộc chi Valsa, Fusarium oxysporum với mật độ vi sinh vật đạt 105 CFU/ml - Quá trình xử lý: Nhúng quả vào tinh dầu với nồng độ 0,5% và 1%. Sau đó để khô bảo quản quả trong hộp cacton sạch ở điều kiện nhiệt độ thường (25 ± 2ºC). Theo dõi, quan sát và mô tả hiện trạng quả theo thời gian. 7 2.2.5 Xây dựng qui trình bảo quản cam ở quy mô phòng thí nghiệm - Bố trí thí nghiệm : Cam được chia thành 6 lô thí nghiệm. Mỗi công thức gồm 40 quả, trong đó có 20 quả được khoanh tròn và đánh số thứ tự từ 1 đến 20. ĐC: Đối chứng không xử lý chế phẩm ở nhiệt độ thường CT1: Mẫu xử lý bằng chế phẩm BQC ở nhiệt độ thường CT2: Mẫu xử lý bằng tinh dầu 0,5% ở nhiệt độ thường CT3: Mẫu xử lý bằng chế phẩm BQC + tinh dầu 0,5% ở nhiệt độ thường CT4: Đối chứng không xử lý chế phẩm ở nhiệt độ 8±2oC CT5: Mẫu xử lý bằng chế phẩm BQC + tinh dầu 0,5% ở nhiệt độ 8±2oC (Thành phần chế phẩm BQC gồm: acid stearic, acid citric, glycerol, gelatin, tween-80, CaCl 2) - Thời gian bảo quản là 30 ngày. - Mẫu phân tích hóa sinh được lấy ngẫu nhiên trong số 20 quả không khoanh tròn ở các công thức và định kỳ 3 quả/công thức/lần phân tích. - Mẫu phân tích cơ lý là 20 quả được đánh số và khoanh tròn trong từng công thức. 2.2.6 Phƣơng pháp đánh giá an toàn của chế phẩm có chứa tinh dầu nghệ vàng Kết quả thử nghiệm độc tính bán cấp của chế phẩm được tiến hành tại Khoa Dược lý, Viện kiểm nghiệm thuốc TW, 48 Hai Bà Trưng, Hà Nội . 2.2.7 Phƣơng pháp xử lý số liệu Bố trí thí nghiệm được thực hiện theo quy hoạch bậc hai BoxBehnken, với n=3 có 17 thí nghiệm, trong đó có 5 thí nghiệm tại tâm. CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát phƣơng pháp thu nhận tinh dầu nghệ vàng 3.1.1 Hiệu quả tách chiết tinh dầu nghệ vàng bằng các phƣơng pháp khác nhau. Trong đề tài, chúng tôi tách chiết tinh dầu nghệ vàng từ các củ ngón thu hoạch sau 9 tháng ở huyện Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên, có độ ẩm trung bình 83% xác định bằng phương pháp chưng cất với 8 toluen. Tiến hành làm nhỏ nguyên liệu kích thước khoảng 4 mm để tăng khả năng tiếp xúc với dung môi, tạo điều kiện cho quá trình trích ly và chưng cất lôi cuốn hơi nước. Bảng 3. 1: Hàm lượng tách chiết phương pháp khác nhau Phƣơng pháp N (h) Hàm lƣợng tinh dầu (%) n-hexane 100 12 3,2 0,01 Chloroform 100 12 2,8 0,02 LCHN 100 8 4,5 ± 0,01 Giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, n=3 Kết quả bảng 3.1 cho thấy hàm lượng tinh dầu thu được bằng LCHN cho hàm lượng tinh dầu cao và là phương pháp thu nhận đơn giản có thể cơ giới hóa, thời gian tách chiết ngắn. 3.1.2 Xác định các chỉ số hóa lý của tinh dầu nghệ vàng tách chiết bằng các phƣơng pháp khác nhau Dựa vào các chỉ số hóa lý có thể đánh giá được mức độ tinh khiết, nhóm chất đặc trưng, thời gian bảo quản…Bằng phương pháp phân tích hóa lý chúng tôi xác định một số chỉ tiêu kết quả bảng 3.2 Bảng 3. 2: Chỉ số hóa lý của tinh dầu nghệ tách chiết bằng các phương pháp khác nhau Tinh dầu STT Chỉ số hóa lý LCHN Chloroform n-hexane 1 Độ trong Trong suốt Trong Trong 2 Màu sắc Vàng nhạt Vàng Vàng 3 Mùi Thơm hắc Thơm hắc Thơm hắc 4 Vị Hơi cay Hơi đắng Hơi đắng 20 5 0,827 0,884 0,870 Tỷ trọng d 20 0 0 6 Góc quay cực 27 0 ,78’ 30 ,6’ 33 ,5’ 28 D 7 Chỉ số khúc xạ 1,504 1,615 1,532 9 20 nD 8 Chỉ số axit 2,68 3,07 3,26 9 Chỉ số ester 3,642 4,25 4,11 Từ kết quả xác định các chỉ số hóa lý tinh dầu nghệ vàng cho thấy phương pháp LCHN cho tinh dầu có chất lượng tốt hơn không lẫn tạp chất. 3.1 tách chiết bằng các phƣơng pháp khác nhau Tinh dầu nghệ vàng tách chiết bằng dung môi và chưng cất LCHN được phân tích thành phần trên MS (bảng 3.3) Bảng 3. 3: Thành phần của tinh dầu nghệ vàng khi tách chiết bằng các phương pháp khác nhau Tỷ lệ (%) STT Thành phần nLCHN Chloroform hexane 1 p-cymene 0,10 − − 2 Myrcene 0,73 − − 3 Limonene 0,19 − − 4 1,8- cineole 0,45 − − 5 α-Terpinolene 2,27 − − 6 α-phellandrene 0,29 − − 7 β-caryophyllene 3,07 0,79 0,93 8 α- caryophyllene − − 0,37 9 4-7-10− 0,4 cycloundecatriene − 10 α-humulene 0,79 0,25 − 11 Ar-curcumene 3,02 − 5,11 12 α-zingiberene 3,44 − − 13 β-bisabolene 0,72 0,41 0,65 14 γ-bisabolene 0,17 15 β2,01 3,14 sesquiphellandrene 4,42 16 ∆-3-Carene 0,10 − − 17 α-farnesene 0,23 − − 18 Caryophyllene − − 1,54 10 oxide 19 Zingiberene 0,27 0,33 0,34 20 Ar-turmerone 30,33 − − 21 β-turmerone − 63,94 55,99 22 α-turmerone 14,14 23 d-nerolidal 0,63 − − Monoterpene 4,36 Sesquiterpene 60,31 67,73 66,93 aldehyde 0,63 Oxide 1,54 Tổng cộng 65,31 67,73 68,47 Trong tinh dầu nghệ vàng được tách từ dịch chiết n-hexan và chloroform của củ nghệ, β-turmerone là thành phần chủ yếu. Phương pháp LCHN tách chủ yếu là sesquiterpenoids mà thành phần chính là ar-turmerone (30,33%). Điều này cho thấy hoạt tính sinh học tiềm năng của tinh dầu nghệ vàng trồng ở Hưng Yên. 3.1.3 Nghiên cứu nghệ vàng Bằng phương pháp tách phân đoạn ở áp suất thấp 20mmmHg với nhiệt độ bay hơi khác nhau để tách các phân đoạn từ tinh dầu nghệ vàng thu được bằng phương pháp cất lôi cuốn hơi nước. Kết quả thu được 3 phân đoạn, hàm lượng các chất của tinh dầu tập trung chủ yếu ở phân đoạn 1. Kết quả phân tích thành phần hóa học các phân đoạn trên thiết bị GC-MS (bảng 3.4). Bảng 3. 4: Thành phần của các phân đoạn tinh dầu nghệ vàng STT Thành phần Tỷ lệ (%) Phân Phân đoạn Phân đoạn 1 2 đoạn 3 1 p-Cymene 0,11 2 α-terpinolene 1,14 0,80 3 Limonene 0,45 4 1,8 cineole 0,10 3,25 5 Linalool 0,29 6 β-caryophyllene 8,42 0,19 7 α-Humulene 1,58 - 11 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Ar- curcumene 7,70 1,38 β-Curcumene 0,48 γ-Curcumene 0,41 Zingiberene 7,35 0,56 xanthorrhizol 0,30 β-bisabolene 1,56 0,19 γ-Bisabolene 0,22 Oxibisabolene 0,60 1,39 1,66 β-sequiphelandrene 0,35 0,25 γ-Sequiphelandrene 4,52 0,36 α-farnesene 0,34 Caryophylene oxide 0,55 0,38 Ar- tumerone 23,80 19,42 5,69 β-tumerone 26,98 54,28 α-turmerone 1,87 0,93 Turmerone 28,81 Benzyl alcohol 0,04 Curcuphenol 0,64 Atlantone 0,66 0,59 0,61 α-Atlantone 2,41 Monoterpene 1,24 4,1 Sesquiterpene 84,97 80,48 39,82 alcohol 0,04 1,23 Oxide 0,55 0,38 86,80 80,86 45,15 Tổng cộng Tinh dầu nghệ vàng nhận được bằng phương pháp LCHN chứa chủ yếu các hợp chất sesquiterpene và hàm lượng ar-turmerone giảm đáng kể ở các phân đoạn. Kết quả này cho thấy tách phân đoạn tinh dầu sau chưng cất LCHN đã làm tăng chất lượng của tinh dầu nghệ vàng và là cơ sở để so sánh, đánh giá hoạt tính sinh học của chúng. 3.2 Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu nghệ vàng 3.2.1 Đánh giá khả năng kháng vi sinh vật của tinh dầu nghệ vàng tách chiết bằng các phƣơng pháp khác nhau in vitro Khả năng đối kháng vi sinh vật được thể hiện thông qua vòng kháng khuẩn, đường kính vòng kháng càng lớn chứng tỏ khả năng ức chế sinh trưởng của vi sinh vật càng cao. Kết quả thu được sau 24 12 giờ nuôi cấy với vi khuẩn và 36 giờ nuôi cấy với nấm mốc và nấm men (bảng 3.5) Bảng 3. 5: Khả năng kháng vi sinh vật của tinh dầu tách chiết bằng các phương pháp khác nhau Chủng vi sinh vật Đƣờng kính đối kháng, (D-d) cm LCHN Chloroform n- hexane Micrococcus luteus 1,3 0,02 0,8 0,04 0,5 0,07 Bacillus cereus 1,2 0,23 0,6 0,05 0,7 0,08 Listonella damsela 1,1 0,03 0,3 0,01 0,4 0,06 Valsa sp. 1,1 0,05 0,5 0,03 0,7 0,09 Aspergillus awamori 1,0 0,01 0,4 0,04 0,3 0,02 Aspergillus versicolor 1,1 0,05 0,4 0,03 0,3 0,06 Geotrichum candidum 1,4 0,03 0,6 0,05 0,6 0,07 Cladosporium 1,5 0,02 0,6 0,03 0,6 0,04 tenuisimum Fusarium oxysporum 1,2 0,05 0,5 0,07 0,6 0,07 Rhodoturola sp. 0,8 0,02 0,3 0,04 0,4 0,06 Hansenula sp. 0,6 0,01 0,4 0,07 0,5 0,03 Candida sp. 0,7 0,01 0,4 0,05 0,4 0,04 Torulopsis sp. 1,2 0,06 0,5 0,07 0,6 0,09 Saccharomyces 1,3 0,04 0,5 0,03 0,9 0,01 cerevisiae Tinh dầu nghệ nhận được bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước có khả năng đối kháng vi sinh vật cao. Vì vậy, chúng tôi đã sử dụng tinh dầu thu được bằng phương pháp LCHN có hàm lượng arturmeron 30,33% để nghiên cứu hoạt tính sinh học và tạo ra chế phẩm có tiềm năng sử dụng trong thực tế của tinh dầu nghệ vàng. 3.2.2 Ảnh hƣởng của nồng độ tinh dầu nghệ vàng LCHN lên một số chủng vi khuẩn Các chủng vi khuẩn được hoạt hóa trên môi trường MPA. Đánh giá khả năng kháng khuẩn của tinh dầu nghệ vàng thu bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước bằng phương pháp đếm khuẩn lạc (bảng 3.6). 13 Bảng 3 6: Khả năng kháng khuẩn của tinh dầu nghệ vàng tách chiết bằng phương pháp LCHN Vi khuẩn Nồng độ Mật độ VSV % ức tinh dầu (%) (cfu/ml) chế 0 9,4 x 102 Micrococcus luteus 0,25 0 100 % 3 0 2,8 x 10 Listonella damsela 0,25 1,4 x 102 95 % 0,5 0 100 % 0 4,17 x 103 Bacillus cereus 0,25 2 x 101 99,5% 0,5 0 100 % 0 1,42 x 103 Pseudomonas putida 2,5 9,3 x 102 34,5 % 3 8,8 x 102 38,03 % 4 4,8 x 102 66,2 % 4,5 0 100 % Bảng 3.6 cho thấy các chủng vi khuẩn Gram (+) mẫn cảm hơn với tinh dầu nghệ vàng tách chiết bằng phương pháp LCHN so với các vi khuẩn Gram (-). Ở nồng độ tinh dầu nghệ vàng 0,5% đã ức chế sự sinh trưởng và phát triển của 3 trong 4 chủng nghiên cứu. 3.2.3 Ảnh hƣởng của nồng độ tinh dầu nghệ vàng LCHN lên một số chủng nấm men Bằng phương pháp đếm khuẩn lạc đánh giá ảnh hưởng của tinh dầu lôi cuốn hơi nước lên sinh trưởng của nấm men (bảng 3.7) Bảng 3.7: Khả năng ức chế nấm men của tinh dầu LCHN Các chủng nấm men Nồng độ Mật độ VSV % ức chế tinh dầu ( CFU/ml) (%) 0 5,2 x 103 0 3 S. cerevisiae 0,5 3,7x10 71,0 1 0 100 3 0 1,4 x 10 0 2 Rhodoturola sp. 2 1,2 x 10 91,4 3 0 100 14 Candida sp. 0 2 4 5 0 8,6 x 102 2,4 x 102 4,0 x 10 0 1,5 x 103 0 72,1 95,3 100 0 2 6,6 x 102 44,2 2 Torulopsis sp. 4 1,6 x 10 89,3 5 1,2 x 102 92,0 6 0 100 3 0 2,2 x 10 0 2 4 8,5 x 10 61,4 Hansenulla sp. 5 4,5 x 102 79,5 6 0 100 Kết quả trên bảng 3.7 cho thấy: tinh dầu nghệ nồng độ 1% S. cerevisiae bị ức chế sinh trưởng hoàn toàn, nhưng phải đến nồng độ tinh dầu 6% thì mới ức chế hoàn toàn được Torulopsis sp. và Hansenulla sp. Hoạt tính kháng nấm men phụ thuộc vào nồng độ, thành phần hóa học của tinh dầu và chủng nấm. 3.2.4 Ảnh hƣởng của nồng độ tinh dầu nghệ vàng LCHN lên một số chủng nấm mốc Bằng phương pháp đĩa giấy khuyếch tán đánh giá ảnh hưởng của nồng độ tinh dầu nghệ vàng LCHN lên sinh trưởng của một số chủng nấm mốc (bảng 3.8). Bảng 3. 8: Khả năng ức chế nấm mốc của tinh dầu LCHN 15 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tinh dầu nghệ vàng LCHN lên các chủng nấm mốc đã khẳng định hoạt tính đối kháng vi sinh vật liên quan đến nồng độ, thành phần hóa học tinh dầu và đặc điểm của vi sinh vật nghiên cứu. Kết quả của nghiên cứu này khẳng định hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu nghệ vàng ở Việt Nam và trên thế giới. 3.2.5 Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật của các phân đoạn tinh dầu nghệ Xác định hoạt tính đối kháng vi sinh vật của từng phân đoạn cũng như hỗn hợp các phân đoạn với các tỉ lệ khác nhau bằng phương pháp khuyếch tán (bảng 3.9). Bảng 3. 9: Khả năng ức chế vi sinh vật của các phân đoạn tinh dầu nghệ vàng LCHN (D-d),cm NĐTD (%) Vi sinh vật Vi khuẩn L.damsela 1 B. cereus 2 Nấm men Rhodoturola sp. S. cerevisiae 1 Nấm sợi C. cladosporioides Valsa sp. 2 G.candidum 2 A. versicolor 2 1 3 Phân đoạn tinh dầu và hỗn hợp các phân đoạn 1 2 3 A B C 0,40 0,03 0,25 0,05 0,45 0,04 0,15 0,02 0,25 0,08 0,15 0,02 0,40 0,05 0,25 0,03 0,40 0,02 0,2 0,01 0,35 0,03 0,25 0,03 0,45 0,01 0,4 0,03 0,55 0,03 0,45 0,06 0,25 0,05 0,25 0,03 0,4 0,03 0,40 0,02 0,35 0,03 0,35 0,03 0,40 0,04 0,4 0,03 0,30 0,05 0,15 0,04 0,25 0,05 0,15 0,03 0,20 0,03 0,30 0,04 0,4 0,05 0,2 0,03 0,18 0,04 0,20 0,04 0,1 0,03 0,2 0,03 0,20 0,07 0,25 0,03 0,5 0,03 0,25 0,03 0,20 0,03 0,25 0,03 0,25 0,05 0,2 0,05 0,25 0,04 0,2 0,04 0,30 0,03 0,25 0,02 16 C. tenuisimum 2 0,30 0,30 0,25 0,25 0,30 0,25 0,05 0,03 0,04 0,04 0,04 0,03 A: tỷ lệ phân đoạn 1: phân đoạn 2: phân đoạn 3 là 1:1:1 B: tỷ lệ phân đoạn 1: phân đoạn 2: phân đoạn 3 là 1:2:1; C: tỷ lệ phân đoạn 1: phân đoạn 2: phân đoạn 3 là 2:1:1 Hoạt tính đối kháng vi sinh vật của các phân đoạn tinh dầu nghệ riêng lẻ hoặc kết hợp thấp hơn so với hoạt tính này của tinh dầu nghệ thô không tách phân đoạn. Vì vậy, trong các nghiên cứu tiếp theo chúng tôi sử dụng tinh dầu nghệ thô nhận được bằng phương pháp LCHN 3.4. Nghiên cứu xây dựng quy trình bảo quản cam bằng chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng 3.4.1 Xác định công thức chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng. Chúng ta dễ dàng tìm thấy thành phần các chất tạo màng và cả một số phụ gia trong nhiều patent của Mỹ, trong nhiều bài báo, thậm chí trên nhiều trang web giới thiệu sản phẩm của các công ty nước ngoài. Từ đó lựa chọn các chất đã được sử dụng rộng rãi nhất và hiệu quả nhất trong sản xuất chất tạo màng bề mặt. Nguyên tắc bắt buộc là các thành phần phải đảm bảo an toàn thực phẩm, kể cả các thành phần bổ sung giúp cải thiện chức năng cơ bản của màng như các chất dẻo hóa để cải thiện những tính chất cơ học và các chất nhũ hóa để ổn định màng, tăng độ bám dính cho màng. Vì vậy ngoài tinh dầu nghệ vàng là chất kháng vi sinh vật, thành phần phụ gia bổ sung gồm: Bảng 3. 10: Các phụ gia bổ sung vào chế phẩm BQC STT Thành phần Hàm lƣợng (%) 1 Stearic acid 0,5 2 CaCl2 1 3 Citric acid 1 4 Glycerol 0,85 5 Gelatin 4 6 Tween 80 0,1 3.4.2 Xác định nồng độ tinh dầu nghệ vàng trong chế phẩm Nhúng cam vào chế phẩm BQC và tinh dầu nghệ vàng, bảo quản ở nhiệt độ thường và 8 ± 2oC, theo dõi trạng thái và kiểm tra 17 chất lượng cam sau thời gian bảo quản. Đối chứng là cam không được xử lý Bảng 3. 11: Tỉ lệ cam bị hỏng trong quá trình bảo quản (%) Sau 30 ngày, ở nhiệt độ thường, khi bổ sung 0,5% tinh dầu nghệ vào chế phẩm bảo quản, lượng cam bị hỏng dưới 10% nhưng khi tăng nồng độ tinh dầu cũng ảnh hưởng đến màu sắc quả và hiệu quả kinh tế. 3.4.3 Xây dựng quy trình sử dụng chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng trong bảo quản cam Hà giang 3.4.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm BQC đến tỉ lệ tổn thất của quả sau 20 ngày bảo quản Chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm khi sử dụng ở nồng độ 92, 94, 96, 98 và 100%, thời gian tiếp xúc với quả trong 1 phút, nhiệt độ phòng 25 oC ± 2 (bảng 3.12) Bảng 3.12: Tỉ lệ tổn thất khối lượng theo nồng độ chế phẩm BQC TT Nồng độ CP (%) Tỉ lệ tổn thất (%) Chất lượng cảm quan 1 92 9,23 Khá 2 94 8,26 Tốt 3 96 7,03 Tốt 4 98 7,59 Tốt 5 100 7,82 Tốt 6 Đối chứng 100 Hỏng Kết quả bảng 3.12 cho thấy ở nồng độ 94 - 100 % cho tỉ lệ tổn thất thấp (dưới 10 %) và tính chất cảm quan tốt. 3.4.3.2. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc với chế phẩm BQC đến tỉ lệ tổn thất khối lượng sau 20 ngày bảo quản 18 Sử dụng chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng BQC ở nồng độ 100%, thời gian tiếp xúc với bề mặt quả 20, 30, 40, 50 và 60 giây và tiến hành nhúng 1 lần (bảng 3.13) Bảng 3.13: Tỉ lệ tổn thất khối lượng theo thời gian tiếp xúc BQC Thời gian tiếp xúc Tỉ lệ tổn thất Chất lượng cảm TT (giây) (%) quan 1 20 Khá 9,61 2 30 8,83 Khá 3 40 8,44 Tốt 4 50 8,15 Tốt 5 60 7,82 Tốt 6 Đối chứng 100 Hỏng Thời gian tiếp xúc trong khoảng 40-60 giây cho chất lượng cảm quan tốt và tỉ lệ tổn thất khối lượng thấp. Khoảng thời gian này được sử dụng cho thí nghiệm đa yếu tố tiếp theo 3.4.3.3. Ảnh hưởng của số lần nhúng chế phẩm BQC đến tỉ lệ tổn thất khối lượng sau 20 ngày bảo quản Mỗi loại quả khác nhau có cấu tạo, hình thái, cấu trúc vỏ khác nhau nên để tăng hiệu quả sử dụng chế phẩm chúng tôi có khảo sát yếu tố số lần nhúng. Sử dụng chế phẩm nồng độ 100%, thời gian tiếp xúc với bề mặt quả 60 giây, số lần nhúng quả 1, 2, 3 lần, mỗi lần cách nhau 60 giây. (bảng 3.14) Bảng 3.14: Tỉ lệ tổn thất khối lượng theo số lần nhúng BQC TT Số lần nhúng Tỉ lệ tổn thất (%) Chất lượng cảm quan 1 2 3 6 1 2 3 Đối chứng 7,82 7,47 7,10 100 Tốt Tốt Khá Hỏng Kết quả bảng 3.14 cho thấy chất lượng cảm quan tốt khi nhúng quả vào chế phẩm 1, 2 lần và tỉ lệ tổn thất có giảm khi nhúng 2, 3 lần nhưng chất lượng cảm quan giảm ở lần 3 và tốn thời gian sử dụng chế phẩm, tiêu hao chế phẩm lớn 19 3.4.3.4.Tối ưu hóa quy trình sử dụng chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng trong bảo quản cam Hà giang Dựa vào kết quả thí nghiệm đơn yếu tố, lựa chọn các thông số đưa vào nghiên cứu thí nghiệm đa yếu tố: X1 là nồng độ chế phẩm (%),X2 là thời gian tiếp xúc (giây), X3 là số lần nhúng chế phẩm (lần). Hàm mục tiêu là tỉ lệ tổn thất khối lượng T (%), ký hiệu là YT thấp nhất Mô hình gồm 17 thí nghiệm, trong đó có 5 thí nghiệm lặp lại ở tâm như sau: Bảng 3.15: Mô hình thí nghiệm đa yếu tố ảnh hưởng đến tỉ lệ tổn thất của chế phẩm YT (%) 1 -1 -1 0 8,58 2 1 -1 0 7,83 3 -1 1 0 7,65 4 1 1 0 7,77 5 -1 0 -1 8,11 6 1 0 -1 7,95 7 -1 0 1 8,25 8 1 0 1 7, 85 9 0 -1 0 7,65 10 0 1 0 7,03 11 0 -1 1 7,04 12 0 1 1 7, 11 13 0 0 0 7,18 14 0 0 0 7, 00 15 0 0 0 7,26 16 0 0 0 7,22 17 0 0 0 7,24 Chuẩn F của mô hình được xác định là 20,59 ( YT ). Các giá trị p<0,05 cho biết các hệ số hồi quy có nghĩa, như vậy mô hình có các hệ số hồi quy X1, X2, X1X2, X2X3, X12. Hệ số R2 của mô hình là 0,9636, cho thấy sự tương thích cao của mô hình. Hiệu quả sử dụng chế phẩm thông qua tỉ lệ tổn thất khối lượng được biểu diễn như sau: TN X1 X2 X3 20 YT = 1876,2–38,68 X1– 0,54258 X2 + 0,005 X1X2 - 0,008 X2X3+ 0,2X12 Có thể thấy nồng độ chế phẩm (X1) ảnh hưởng lớn nhất đến tỉ lệ tổn thất khối lượng của cam trong thời gian bảo quản, sau đó đến thời gian tiếp xúc (X2) nhưng ở mức độ thấp hơn. Còn số lần nhúng chế phẩm (X3) thì ít ảnh hưởng. (Hình 3.1.a) Hình 31a: Ảnh hưởng của các yếu tố đến tỉ lệ tổn thất khối lượng Hình 3.1b: Ảnh hưởng của nồng Hình 3.1c: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm và số lần nhúng tới độ chế phẩm và thời gian tiếp tỉ lệ tổn thất xúc tới tỉ lệ tổn thất Tối ưu hóa bằng phần mềm Design-Expert 7.1 như sau: Nồng độ chế phẩm 96%, thời gian tiếp xúc 60 giây, số lần nhúng 1; khi đó tỉ lệ tổn thất khối lượng đạt 6,98%. Với điều kiện tối ưu này thì mục tiêu về hiệu suất đạt 100% mong muốn (hình 3.2). Hình 3.2: Mức độ đáp ứng sự mong đợi giảm tỉ lệ tổn thất khối lượng
- Xem thêm -