khảo sát tính chất và hoạt tính kháng khuẩn của hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen trên thực phẩm

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.69 MB, 114 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TƠ</b>

<b> THỊTHU</b>

<b>KHẢO SÁT TÍNH CHẤTVÀ HOẠT TÍNH KHÁNG </b>

<b>NGÀNHCƠNG</b>

<b>SINH </b>

<b><small>THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020</small></b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH </b>

<b>--- ∞0∞--- </b>

<b>TƠ THỊ THU </b>

<b>KHẢO SÁT TÍNH CHẤT VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA HỆ NHŨ TƯƠNG NANO TINH DẦU </b>

<b>TIÊU ĐEN TRÊN THỰC PHẨM</b>

<b>Chuyên ngành: Công nghệ sinh học - thực phẩm Mã số chuyên ngành: 7420201 </b>

<b>KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn: Ths Lý Thị Minh Hiền </b>

<b>THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020 </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Để hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này, bên cạnh những cố gắng của bản thân, em còn nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ từ các tập thể và cá nhân.

Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn và lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô Khoa Công nghệ sinh học. Trong suốt bốn năm học qua, bản thân em thực sự cảm kích q thầy cơ đã cho em kiến thức đã truyền đạt cho em những điều bổ ích. Đồng thời là sự bản lĩnh, tinh thần làm việc đầy khoa học và trách nhiệm.

Xin cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Mở Tp. Hồ Chí Minh, Giám đốc cơ sở 3 Bình Dương và Ban chủ nhiệm khoa Công Nghệ Sinh Học đã tạo môi trường học tập và thực tập thuận lợi cho em trong suốt thời gian vừa qua.

Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Thạc sĩ Lý Thị Minh Hiền là người cho bản thân em rất nhiều kiến thức quý báu. Trong suốt thời gian thực tập, em đã được cô chỉ dẫn tận tình, đưa ra những định hướng giải quyết vấn đề giúp em nỗ lực hơn trong việc học tập và hoàn thành thật tốt thực tập tốt nghiệp. Một lần nữa em xin cảm ơn cô rất nhiều.

Xin cảm ơn anh Nguyễn Hồng Minh – Quản lý phịng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện hỗ trợ về cơ sở vật chất, các trang thiết bị để em có thể hồn thành thật tốt khóa luận tốt nghiệp của mình.

Xin cảm ơn tất cả những người bạn đã cùng học tập, chia sẻ kiến thức, giúp đỡ khó khăn trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận tốt nghiệp.

Xin cảm ơn bố mẹ đã chăm sóc, luôn bên cạnh và động viên con rất nhiều.

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>ĐẶT VẤN ĐỀ ... 1</b>

<b>CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ... 4</b>

<b>1.1 Nhũ tương: ... 4</b>

<i>1.1.1 Giới thiệu nhũ tương: ... 4</i>

<i>1.1.2 Phân loại nhũ tương: ... 4</i>

<i>1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới sự tạo nhũ: ... 5</i>

<i>1.1.4 Các biến đổi xảy ra trong quá trình tạo nhũ: ... 5</i>

<b>1.2 Hệ nhũ tương nano: ... 6</b>

<i>1.2.1 Giới thiệu hệ nhũ tương nano: ... 6</i>

<i>1.2.2 Các phương pháp tạo hệ nhũ tương nano: ... 10</i>

<i>1.2.3 Chất nhũ hóa polysorbate 80 (Tween 80 ) ... 12</i>

<i>1.2.4 Phương pháp phân tích hệ nhũ tương: ... 13</i>

<b>1.3 Tinh dầu tiêu: ... 14</b>

<i>1.3.1 Giới thiệu về tinh dầu: ... 14</i>

<i>1.3.2 Giới thiệu về tinh dầu tiêu đen:... 17</i>

<i>1.3.3 Thành phần hóa học của tinh dầu tiêu đen:... 21</i>

<i>1.5.3 Các chỉ tiêu hóa lý cho phép trong thịt tươi: ... 33</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>2.1 Vật liệu: ... 34</b>

<i>2.1.3 Dụng cụ và thiết bị: ... 36</i>

<b>2.2 Phương pháp nghiên cứu: ... 37</b>

<i>2.2.1 Các quy trình tạo hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen: ... 37</i>

2.2.1.1 Quy trình tạo hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen bằng phương pháp EIP: ... 37

2.2.1.2 Quy trình tạo hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen bằng phương pháp PIT: ... 39

<i>2.2.2 Khảo sát tính chất của hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen: ... 40</i>

2.2.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ đến tính chất của hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen: ... 40

2.2.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt đợ bảo quản đến tính chất của hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen: ... 41

2.2.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng chế độ ly tâm đến tính chất của hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen: ... 41

2.2.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát khả năng bao bọc tinh dầu trong hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen: ... 42

<i>2.2.3 Khảo sát khả năng kháng khuẩn của nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen bằng phương pháp khuếch tán trên thạch: ... 43</i>

2.2.3.1 Thí nghiệm 5: Khảo sát khả năng kháng khuẩn của hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen: ... 43

<i>2.2.4 Khảo sát khả năng ứng dụng bảo quản thịt bằng nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen: ... 45</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<i>3.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ ... 47</i>

<i>3.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản ... 48</i>

<i>3.1.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng chế độ ly tâm ... 53</i>

<i>3.1.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát khả năng bao bọc tinh dầu ... 54</i>

<b>3.2 Kết quả khảo sát khả năng kháng khuẩn ... 55</b>

<i>3.2.1 Thí nghiệm 5: Khảo sát khả năng kháng khuẩn ... 55</i>

<b>3.3 Kết quả khảo sát khả năng ứng dụng bảo quản thịt c ... 59</b>

<i>3.3.1 Thí nghiệm 6: Khảo sát khả năng bảo quản thịt tươi ... 59</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Hình 1.1: Mặt cắt ngang của quả tiêu ... 21

Hình 1.2: Tinh dầu tiêu ... 28

<i>Hình 1.3: Escherichia coli ... 30</i>

<i>Hình 1.4: Salmonella ... 31</i>

Hình 2.1: Tinh dầu tiêu đen An Phong ... 34

Hình 2.2: Tween 80... 35

Hình 2.3: Thiết bị máy khuấy từ gia nhiệt ... 36

Hình 2.4: Sơ đồ tạo hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu bằng phương pháp EIP ... 37

Hình 2.5: Sơ đồ tạo hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu bằng phương pháp PIT ... 39

Hình 2.6: Quy trình bảo quản thịt tươi bằng nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen ... 45

Hình 3.1: Kích thước hạt của nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen EIP ... 51

Hình 3.2: Kích thước hạt của nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen PIT ... 52

<i>Hình 3.3: Vịng kháng khuẩn trên Salmonella. ... 57</i>

<i>Hình 3.4: Vịng kháng khuẩn trên E.coli. ... 58</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Bảng 1.1: Tính chất hóa lý của tinh dầu tiêu ... 22

Bảng 1.2: Thành phần hóa học của tinh dầu tiêu ... 22

Bảng 1.3: Yêu cầu cảm quan của thịt tươi ... 33

Bảng 1.4: Các chỉ tiêu hóa lý của thịt tươi ... 33

Bảng 2.1: Chỉ tiêu hóa lý của tinh dầu tiêu Việt Nam ... 35

Bảng 3.7: Hàm lượng tinh dầu trong hệ nhũ tương EIP và PIT ... 54

Bảng 3.8: Đường kính kháng khuẩn của hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen ... 55

Bảng 3.9: Ảnh hưởng của khả năng bảo quản đến chất lượng thịt tươi trong khoảng thời gian 2 ngày. ... 59

Bảng 3.10: Ảnh hưởng của khả năng bảo quản đến chất lượng thịt tươi trong khoảng thời gian 4 ngày ... 60

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

thời gian 6 ngày ... 61

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>ĐẶT VẤN ĐỀ </b>

Bảo quản thực phẩm là quá trình tác động đến thực phẩm bằng các tác nhân vật lý và hóa học giúp cho kéo dài thời gian sử dụng thực phẩm mà vẫn giữ được các chất dinh dưỡng thiết yếu có trong đó. Bản chất của các phương pháp bảo quản thực phẩm là ức chế sự phát triển của vi sinh vật, nấm mốc, làm chậm quá trình hư hỏng của thực phẩm [1]. Ngày nay đáp ứng với những yêu cầu càng cao của xã hội bảo quản thực phẩm không chỉ những kéo dài thời gian sử dụng thực phẩm mà còn muốn thực phẩm duy trì được sự tươi ngon và dinh dưỡng thiết yếu vì vậy mà nhu cầu bảo quản thực phẩm là rất cao.

Thịt là một nguồn thực phẩm giàu protein, vitamin, khoáng và dễ xâm hại bởi vi sinh vật. Người ta thường bảo quản thịt bằng cách làm lạnh hoặc lạnh đông thịt, nhưng hạn chế của phương pháp này là thời gian bảo quản ngắn, thịt bảo quản bằng phương pháp làm lạnh có thể bảo quản được 3 ngày, còn đối với thịt bảo quản bằng lạnh đợng thời gian bảo quản có thể kéo dài từ 6 tháng tới 2 năm nếu đảm bảo yêu cầu công nghệ [2]. Thịt lạnh đông bảo quản được lâu nhưng dễ bị mất cấu trúc và không phù hợp với bán lẻ, đa phần được phục vụ cho nhu cầu chế biến cơng nghiệp vì màu sắc khơng cịn bắt mắt.

Để khắc phục nhược điểm của phương pháp làm lạnh, chúng tôi tiến hành nghiên cứu bảo quản lạnh kết hợp với phụ gia bảo quản nhằm kéo dài thời gian bảo quản. Một trong các loại gia vị rất phổ biến và gần gũi trong những món ăn của người Việt Nam và cũng như trên thế giới đó chính là tiêu.

Tiêu được sử dụng như một gia vị thêm vào vừa tăng hương vị vừa có khả năng kháng khuấn, chống oxi hóa giúp bảo quản thực phẩm rất tốt. Tiêu được coi như một chất bảo quản tự nhiên cho thịt và các loại thực phẩm dễ bị hư hỏng khác.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng điều này là do có chứa các hợp chất có tính chất chống oxy hóa và kháng khuẩn hiện diện trong hạt tiêu. Gia vị hạt tiêu còn thường được sử dụng trong y học dân gian để điều trị nhiều bệnh truyền nhiễm đường hô hấp như ho, viêm phế quản, viêm amidan, viêm xoang, lao,.. và một số rối loạn đường tiêu hóa như viêm dạ dày, viêm dạ dày,.. [3]. Tiêu ngoài dạng hạt

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

hay bợt thì cịn mợt loại đáng quan tâm đó là tinh dầu tiêu. Hiện nay tinh dầu tiêu nguyên chất đang rất được chú ý trong ngành dược và thực phẩm.

Vì bản chất của tinh dầu nói chung và tinh dầu tiêu nói riêng là dễ bay hơi và khó phân tán đều trong môi trường thực phẩm, để cải thiện vấn đề này hệ nhũ tương nano là một lựa chọn tối ưu. Bằng cách hòa tan tinh dầu tiêu vào pha phân tán kết hợp với lực khuấy từ có khả năng tách các giọt dầu và nước tạo thành các giọt nhũ với kích thước bé hơn 200nm. Giọt tinh dầu với kích thước nano này sẽ phân tán đều hơn trong môi trường thực phẩm đồng thời khả năng bảo vệ của tinh dầu sẽ tốt hơn vì khó thất thốt do bay hơi hơn và tăng hoạt tính sinh học của tinh dầu với vai trị bảo quản thực phẩm[4].

<i>Do đó tơi tiến hành nghiên cứu đề tài “ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA HỆ NHŨ TƯƠNG NANO TINH DẦU TIÊU ĐEN TRÊN THỰC PHẨM”. </i>

Đề tài nhằm mục đích kiểm tra các yếu tố ảnh hưởng đến hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen, nội dung khảo sát gồm:

Khảo sát tính chất của hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen:

- Ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ cao đến hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen.

- Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đến hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen. - Ảnh hưởng của sự thay đổi chế độ ly tâm đến hệ nhũ tương nano tinh dầu

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

-

Khảo sát hoạt tính bảo quản thịt gà tươi của nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen sau các khoảng thời gian bảo quản.

- Khảo sát hoạt tính bảo quản thịt heo tươi của nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen sau các khoảng thời gian bảo quản.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN </b>

<b>1.1 Nhũ tương: </b>

<i>1.1.1 Giới thiệu nhũ tương: </i>

Nhũ tương là một hệ phân tán của hai chất lỏng khơng tan lẫn hoặc tan rất ít vào nhau, mợt trong hai chất lỏng đó phân tán vào chất lỏng kia dưới dạng nhỏ giọt, kích thước giọt chất lỏng biến đổi trong phạm vi rộng. Dạng nhũ tương phụ thuộc vào tỉ lệ các pha sử dụng, loại chất nhũ hố, nhiệt đợ. Nếu pha lỏng nào dễ hịa tan chất nhũ hóa sẽ có xu hướng trở thành pha liên tục. Trong mợt nhũ tương kích thước các giọt khơng đồng nhất. Kích thước giọt phụ tḥc vào phương pháp chế tạo nhũ và nồng đợ chất nhũ hóa. Cũng như các hệ phân tán khác, nhũ tương là hệ khơng bền nhiệt đợng, do đó để duy trì nhũ tương tạo được phải cho vào chất bảo vệ (chất nhũ hóa). Hệ nhũ tương đơn giản gồm có hai thành phần nước và dầu.

Các chất lỏng hoặc là có thể hịa tan tốt vào nước (chất lỏng ưa nước) hoặc là có thể hịa tan tốt vào dầu (chất lỏng kỵ nước). Nguyên nhân là do các phân tử nước chỉ tạo thành các lực liên kết hydro trong khi các phân tử dầu lại tạo các liên kết kị nước. Chất nhũ hóa như xà phịng có thể liên kết các chất lỏng này. Chúng có tính chất này vì các phân tử của chất nhũ hóa có mợt phần phân cực và mợt phần khơng phân cực. Phần phân cực có thể tạo liên kết hydro và liên kết với các chất lỏng ưa nước trong khi phần không phân cực của phân tử tạo liên kết với các chất kỵ nước. Điều này giải thích tác dụng tẩy rửa của xà phịng: Xà phịng làm giảm sức căng bề mặt của nước và tạo điều kiện rửa các chất chỉ tan trong dầu mỡ bằng cách cho thêm nước vào…

<i>1.1.2 Phân loại nhũ tương: </i>

Phân loại dựa vào pha khuyếch tán:

Thực tế tồn tại hai loại nhũ tương là: Nhũ tương dầu trong nước hay gọi là nhũ tương thuận, đây là loại nhũ tương mà pha phân tán là dầu còn pha liên tục là nước. Nhũ tương nước trong dầu hay gọi là nhũ tương nghịch trong đó pha phân tán là nước còn pha liên tục là dầu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Phân loại theo nồng đợ thể tích mà pha phân tán chiếm:

Nhũ tương loãng là loại nhũ tương mà pha phân tán chỉ chiếm 0,1% - 0,2%. Giới hạn 0,1% - 0,2% là tùy thuộc vào bản chất của hai pha nhũ tương. Nhũ tương lỗng có thể tồn tại ở dạng giọt có đường kính khoảng 0,1μm. Nhũ tương lỗng có tính chất của mợt hệ keo điển hình, hệ có thể có điện tích và cũng tuân theo quy tắc keo tụ. Điện tích xuất hiện các giọt của pha phân tán là do sự hấp thu các ion của các chất điện ly vô cơ có mặt trong mơi trường, vì nồng đợ nhỏ nên nhũ tương này có đợ bền lớn.

Nhũ tương đặc: Với nhũ tương đặc pha phân tán chiếm khoảng 0,2% đến 74% thể tích hệ. Đường kính giọt trong nhũ tương đặc vào khoảng 0,1 đến 1μm. Nhũ tương đặc rất kém bền, trong hệ thường có chất nhũ hóa để bảo vệ. Nhũ tương đặc dễ sa lắng hoặc nổi lên trên, nếu pha phân tán có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của môi trường thì các giọt sẽ sa lắng và ngược lại.

Nhũ tương đậm đặc: Pha phân tán chiếm 74% đến 99% thể tích hệ. Nhũ tương loại này chỉ tồn tại khi có chất nhũ hóa tốt. Dung dịch chất nhũ hóa nằm giữa các giọt của pha phân tán dưới dạng những màng rất mỏng, độ dày của màng trong các nhũ này mỏng tới 100A hoặc bé hơn. Các giọt dầu biến dạng thanh các hình đa diện và được ngăn cách với nhau bằng các màng mỏng của chất nhũ hóa và pha ngồi (pha liên tục) trong một số trường hợp hệ tạo thành khối gel, có ranh giới phân chia pha phức tạp

.

<i>1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới sự tạo nhũ: </i>

Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo nhũ như: Thiết bị sử dụng cho quá trình tạo nhũ, cường độ của năng lượng cung cấp, nhiệt độ trong quá trình tạo nhũ, sự có mặt của chất hoạt đợng bề mặt, sự có mặt của oxy, bản chất của dầu, hàm lượng protein hòa tan và các nhũ tương hóa của protein, đợ hịa tan và khả năng trương hóa của protein có quan hệ tỷ lệ thuận. Các loại protein khơng hịa tan có khả năng tạo nhũ tương thấp, ngoài ra pH, lực ion cũng gây ảnh hưởng đên quá trình tạo nhũ.

<i>1.1.4 Các biến đổi xảy ra trong quá trình tạo nhũ: </i>

Biến đổi vật lý :

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Đồng hóa làm giảm kích thước của các hạt phân tán trong hệ nhũ tương hoặc huyền phù, nhằm hạn chế hiện tượng tách pha trong quá trình bảo quản sản phẩm. Kích thước của các hạt phân tán càng nhỏ thì khả năng bị tách pha của huyền phù hoặc nhũ tương càng khó xảy ra. Đối với hệ nhũ tương, sau khi đồng hóa các chất lỏng trong hệ thì độ nhớt của hệ sẽ lớn hơn độ nhớt của hệ ban đầu.

Kết quả đồng hóa chất lỏng làm cho sự tiếp xúc lẫn nhau giữa các cấu tử được tăng lên và các cấu tử này có thể xảy ra các phản ứng hóa học với nhau. Việc sử dụng áp lực cao để thực hiện quá trình đồng hóa sẽ làm tăng nhiệt đợ của ngun liệu. Kết quả thực nghiệm cho thấy nếu như áp lực sử dụng tăng 40 bar thì nhiệt độ nguyên liệu sẽ tăng 1 C. Trong công nghiệp thực phẩm, giá trị áp lực sử dụng thường dao động trong khoảng 200 – 300 bar tương đương với khoảng tăng nhiệt độ nguyên liệu trong quá trình đồng hóa là 5 – 7,5°C. Như vậy, mức độ làm tăng nhiệt cho nguyên liệu là không lớn.

Biến đổi hóa lý:

Đồng hóa làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa hai pha phân tán và pha liên tục trong hệ nhũ tương hoặc huyền phù. Khi đó các giá trị như năng lượng bề mặt và sức căng bề mặt trong hệ phân tán sẽ thay đổi. Khi có sử dụng chất nhũ hóa, chúng sẽ phân bố tại vị trí bề mặt tiếp xúc pha trong hệ phân tán, nhờ đó mà đợ bền pha phân tán của sản phẩm sẽ gia tăng.

<b>1.2 Hệ nhũ tương nano: </b>

<i>1.2.1 Giới thiệu hệ nhũ tương nano: </i>

Hệ nhũ tương nano là hệ nhũ tương với pha phân tán có kích thước giọt từ 20 đến 500nm (Gupta và cợng sự, 2016).

Nhũ tương nano do kích thước giọt nhỏ của chúng làm cho chúng ổn định hơn. Mặc dù nhũ tương nano tương phản với các vi nhũ tương ổn định nhiệt động lực học là do hệ thống cân bằng không trải qua quá trình keo tụ, kết tụ. Tuy nhiên, với việc lựa chọn thích hợp các thành phần và phương pháp thích hợp thì có thể đạt được nhũ tương nano có đợ ổn định đợng học cao.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Hệ nhũ tương nano tiêu biểu chứa pha dầu, pha nước và chất nhũ hóa. Chất nhũ hóa rất cần thiết để tạo thành giọt nhỏ vì chất nhũ hóa làm giảm sức căng bề mặt giữa pha dầu và pha nước. Chất nhũ hóa cịn đóng vai trị ổn định hệ nhũ tương nano thơng qua tương tác đẩy tĩnh điện (repulsive electrostatic interactions) và tạo sự cản trở khơng gian (steric indrance). Chất nhũ hóa thường dùng là chất hoạt động bề mặt, nhưng protein và lipid cũng cho hiệu quả trong quá trình tạo nhũ tương nano.

Hệ nhũ tương nano thường dùng để mang và phân tán các hợp chất có hoạt tính sinh học. Hiện nay nhiều hợp chất chức năng có lợi cho sức khỏe như ngăn chặn và điều trị bệnh thường có trên thị trường ở dạng thuốc hay thực phẩm chức năng. Tuy nhiên, các hợp chất này đôi khi thể hiện hoạt tính sinh học kém. Nguyên nhân chủ yếu là do nhiều hợp chất chức năng không ưa nước. Kỹ thuật nano nói

chung hay hệ nhũ tương nano nói riêng thường được sử dụng giúp cải thiện khả năng hịa tan và tăng hoạt tính sinh học của các hợp chất chức năng ưa béo. Hệ nhũ tương nano là một ứng dụng phù hợp vì hệ nhũ nano giúp mang hay phân phối hợp chất ưa béo như chất dinh dưỡng, thuốc, hương, chất chống oxy hóa và chất kháng khuẩn. (Silva và cợng sự, 2012)

Theo Gupta (2016), hệ nhũ tương nano có mợt số đặc điểm chung như: kích thước giọt nhỏ, đợ ổn định cao, trong suốt. Những đặc điểm này làm hệ nhũ nano được ứng dụng trong thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm và phân phối thuốc. Hệ nhũ tương nano thường có kích thước đường kính hạt khoảng 100nm. Với kích thước này (nhỏ hơn bước sóng ánh sáng nhìn thấy được từ 400-700nm), hệ nhũ tương nano có thể ở trạng thái trong suốt. Tuy nhiên có thể điều chỉnh kích thước giọt để hệ nhũ này có thể chuyển từ trong suốt sang dạng trắng sữa. Hệ nhũ tương nano có thể ổn định từ vài tháng đến vài năm.

Với kích thước giọt phân tán nhỏ, hệ nhũ tương nano siêu ổn định dưới tác động trọng lực nhờ hiệu ứng chuyển động Brown. Hoạt tính sinh học của hợp chất bao bọc trong hệ nhũ tương cũng được cải thiện đáng kể nhờ sự tăng diện tích bề

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

mặt so với thể tích. Cũng nhờ kích thước giọt phân tán nhỏ mà sự vận chuyển hợp chất chức năng này qua màng cũng tăng theo (Nirmal, 2018).

Hạn chế của hệ nhũ tương nano là sự mất ổn định trong thời gian bảo quản dài do hiện tượng tách pha sau khi giọt nhũ đông tụ, kết tụ hay do hiện tượng chín Ostwald. Tuy nhiên sự mất ổn định này có thể được khắc phục nhờ sử dụng chất nhũ hóa với tỷ lệ cao. Chất nhũ hóa thực phẩm thường dùng tạo nhũ nano như lecithin, polysorbate, ester đường hay polymer sinh học (tinh bợt biến tính, gum tự nhiên, protein đợng thực vật). Các hợp chất này làm ảnh hưởng đến tính lưu biến, lực tĩnh điện, lực đẩy không gian của hệ. (Nirmal, 2018).

Chất nhũ hóa sử dụng có thể dạng khơng ion, lưỡng tính (zwitterionic), cation hay anion. Thành phần hệ nhũ nano có thể gây đợc. Lượng lớn chất nhũ hóa có thể gây kích thích hệ tiêu hóa hay da khi uống hay thoa cục bợ. Do đó, lựa chọn chất nhũ hóa rất quan trọng. Sử dụng tối thiểu chất nhũ hóa thường được tán thành. Chất nhũ hóa khơng ion thường ít đợc hơn loại có tính ion và thường có nồng độ tạo micelle tới hạn thấp hơn (critical micelle concentration / CMC). Hệ nhũ dầu trong nước để uống hay dùng ngoài sử dụng chất nhũ hóa khơng ion thường ổn định cho cơ thể hơn (Chime, 2014).

Thông số quan trọng khác để chọn chất nhũ hóa là sự cân bằng ưa nước ưa béo (hydrophile-lipophile balance / HLB). Chất nhũ hóa thường tập trung ở mặt phân cách hai pha dầu nước và làm giảm năng lượng tạo nhũ tương và cải thiện sự ổn định hệ. Giá trị HLB để tạo hệ nhũ dầu trong nước thường lớn hơn 10. Sử dụng trộn lẫn hai loại với HLB thấp và cao thường tạo hệ nhũ bền khi hòa tan trong nước (Chime, 2014).

Loại và bản chất chất nhũ hóa cũng là yếu tố ảnh hưởng đáng kể, chất nhũ hóa khơng ion thường được chọn vì ít bị ảnh hưởng bởi pH và sự thay đổi lực ion, thường an tồn (GRAS). Sự hịa tan của dầu và chất nhũ hóa cũng là yếu tố quan trọng. Chất nhũ hóa khơng cần thiết phải hịa tan tốt với cả hợp chất chức năng và dầu. Sự hịa tan chất nhũ hóa và dầu bước đầu có thể xác định khả năng hình thành

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Chất đồng nhũ hóa (cosurfactant) được cho thêm vào để tạo hệ nhũ nano với nồng độ chất nhũ hóa thấp. Rượu có đợ dài mạch từ ngắn – trung bình đến dài (C3–C8) thường được cho vào với vai trị đồng nhũ hóa để làm giảm sức căng bề mặt và tăng độ lỏng (fluidity) của mặt phân cách. Chúng làm tăng tính linh đợng của đi hydrocarbon và cho phép thấm dầu vào vị trí này. Alcohol có thể làm tăng sự hịa tan của nước và dầu vì tạo phần trung gian giữa hai pha. Đồng nhũ hóa dùng trong hệ nhũ nano như Transcutol P, glycerin, ethyleneglycol, ethanol, propanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-butanol, PEG 400, Carbitol, và propylene glycol (Chime, 2014).

Hiện nay hệ nhũ tương nano trong thực phẩm dùng để phân tán các loại hợp chất màu tự nhiên hay các chất có hoạt tính sinh học cao như carotene, lycopene, curcumin,…hay các loại chất tạo hương vị kém tan trong nước như các loại tinh dầu, với vai trò tăng giá trị dinh dưỡng, cảm quan sản phẩm hay bảo quản sản phẩm.

Trong đó, tinh dầu là nhóm lipid kỵ nước chứa hỡn hợp chất hương, là những hợp chất trao đổi chất thứ cấp của tế bào giúp sinh vật chống lại các yếu tố có hại từ ngoại cảnh như vi sinh gây bệnh, động vật ăn cỏ, côn trùng hay tia UV. Thành phần cơ bản tinh dầu gồm terpen, terpenoid, phenylpropanoid và nhiều hợp chất khác. Nhiều nghiên cứu cho thấy tinh dầu có khả năng kháng khuẩn như tinh dầu xả, tinh dầu xạ hương, tinh dầu quế, tinh dầu đinh hương,…Tuy nhiên việc sử dụng tinh dầu trong thực phẩm có hạn chế do sự kém ổn định của tinh dầu và hương vị tinh dầu làm ảnh hưởng tính chất cảm quan thực phẩm. Do đó, bao bọc tinh dầu trong hệ nhũ tương nano làm tăng hoạt tính tinh dầu và hạn chế ảnh hưởng đến mùi vị sản phẩm. (Nirmal, 2018). Rất nhiều nghiên cứu để tạo thành hệ nhũ tương nano tinh dầu và ứng dụng chế phẩm này trong thực phẩm được thực hiện.

Theo nghiên cứu của Gharenaghadeh và cộng sự (2017), hệ nhũ tương tinh

<i>dầu Salvia multicaulis tạo thành bằng phương pháp đánh siêu âm với kích thước hạt </i>

89,45nm sau 60 ngày vẫn ổn định trạng thái.

Tinh dầu tỏi thường dùng trong thực phẩm với vai trò tạo hương và bảo quản thực phẩm khỏi vi sinh vật. Theo nghiên cứu của Katata-Seru và cộng sự (2017), hệ

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

nhũ tương nano chứa tinh dầu tỏi có tính kháng khuẩn cao hơn tinh dầu tỏi thơng

<i>thường và làm tăng đường kính vòng kháng khuẩn E.coli O157 lên 2mm so với mẫu </i>

tinh dầu thường không tạo nhũ nano.

Tinh dầu tầm ma (nettle oil) tạo nhũ nano bằng phương pháp đồng hóa áp suất cao có khả năng kháng khuẩn tương đương kháng sinh kanamycin 50μg/ml với các nồng độ thành phần phù hợp với 2,5% tinh dầu theo khối lượng, hàm lượng chất nhũ hóa Tween 40 và Tween 80 bằng lượng tinh dầu. (Gharibzahedi và cộng sự, 2016)

<i>Tinh dầu Eugenia brejoensis được dùng để tạo nhũ nano và thử hoạt tính </i>

kháng khuẩn của hệ nhũ tương này. Kết quả ghi nhận được kích thước vịng kháng khuẩn của hệ nhũ tương nano tinh dầu tạo thành với kích thước hạt 143,13nm có khả năng ức chế tương tự dung dịch chứa chất kháng sinh chloramphenicol 1000ppm (Mendes và cộng sự, 2018).

Nghiên cứu của Noori và cộng sự (2018), ứng dụng hệ nhũ tương nano chứa tinh dầu gừng bảo quản thịt gà tươi bảo quản lạnh bằng phương pháp nhúng phủ bề mặt cho thấy có sự khác biệt về mức đợ nhiễm vi khuẩn sau 12 ngày bảo quản.

<i>1.2.2 Các phương pháp tạo hệ nhũ tương nano: </i>

Vì hệ nhũ nano là hệ không đạt cân bằng, nên để tạo thành hệ cần năng lượng lớn và nồng độ chất nhũ hóa cao hay cả hai điều kiện trên đồng thời. Nhìn chung, năng lượng cần được cung cấp vì q trình tạo nhũ tương khơng phải là q trình ngẫu nhiên. Để tạo thành hệ nhũ nano cần năng lượng nhiều hơn hệ nhũ macro. Sự có mặt của chất nhũ hóa làm giảm sức căng bề mặt giữa dầu và nước.

Có nhiều phương pháp tạo nhũ tương nano, phổ biến là phương pháp năng lượng cao và năng lượng thấp bao gồm đồng hóa áp suất cao, siêu âm, nhiệt đợ đảo pha và điểm chuyển pha nhũ tương.

Phương pháp năng lượng cao (high energy method):

Nhũ tương nano thường được điều chế bằng phương pháp năng lượng cao sử dụng các thiết bị cơ học để tạo ra sự phá vỡ các lực, cụ thể là máy khuấy cắt cao,

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

phương pháp này khá đơn giản vì năng lượng đầu vaò càng cao thì kích thước giọt càng nhỏ. tuy nhiên , mức năng lượng cần thiết để có các giọt có kích thước nanomet rất cao vì vậy gây tốn kém chi phí, mợt phần nữa là năng lượng đưa vào chỉ chiếm rất ít để sử dụng nhũ hóa.

Phương pháp năng lượng thấp (low energy method): sử dụng năng lượng hóa học bên trong của hệ thống, tiết kiệm năng lượng hơn bằng việc khuấy đơn giản với thiết bị khuấy từ từ 200 đến nhỏ hơn 1000 vịng/ phút là có thể tạo ra được các giọt

<b>có kích thước giọt nhỏ hơn phương pháp năng lượng cao. Phương pháp năng lượng thấp: </b>

Sử dụng hóa chất bên trong năng lượng của hệ thống để đạt được quá trình nhũ hóa, được phân loại tùy thuộc vào sự thay đổi của chất hoạt động bề mặt hay không. Sự hình thành nhũ tương nano được kích hoạt bởi sự nhanh chóng khuếch tán các chất hoạt động bề mặt và /hoặc các phân tử dung môi từ pha phân tán sang pha liên tục.

Phương pháp đảo pha EIP (emulsion inversion phase): Dựa trên giai đoạn đảo ngược khi chuẩn độ nước trong mợt hệ thống có chứa hỡn hợp dầu và chất nhũ hóa. Phương pháp đảo pha (EIP) bao gồm chuẩn độ pha nước thành pha hữu cơ với sự khuấy trộn liên tục. Theo nghiên cứu của Felix Ostertag và cộng sự của ông đã sử dụng phương pháp EIP để sản xuất các giọt dầu có kích thước nhỏ, phương pháp này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại dầu, hượng liệu dầu, chất hoạt động bề mặt: Tween 80 ,Tween 20, Tween 85, nồng độ các chất hoạt động bề mặt. Các thí nghiệm được thực hiện trong cốc 125ml ở mơi trường có nhiệt đợ 25<small>o</small>C. Các thí nghiệm được thiết kế sao cho hệ nhũ tương cuối cùng ln có tổng khối lượng là 50g trong đó dầu là 5g( tức là 10%) các thí nghiệm cho thấy rằng dung dịch nước được chuẩn độ vào cốc đủ làm cho nước trong dầu chuyển pha trong nước ở tất cả các mẫu. Ban đầu, pha hữu cơ được chuẩn bị bởi chất hoạt động bề mặt và dầu vào cốc và sau đó được trợn bằng cách sử dụng máy khuấy từ (750 vịng/phút) trong 30 phút. Sau đó nước được thêm vào pha hữu cơ bằng cách sử dụng buret với tốc đợ

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

dịng chảy là 4ml/phút trong lúc đó máy khuấy vẫn tiếp tục khuấy (750 vịng/phút) trong 60 phút.

Phương pháp nhiệt đợ đảo ngược PIT (Phase inversion temperature), phương pháp này chuyển pha nhờ nhiệt đợ chất nhũ hóa có khả năng đặc biệt được sử dụng (thường là chất nhũ khơng ion). Sự thay đổi đặc tính ái nước ái dầu khi thay đổi nhiệt độ của chất nhũ hóa trong điều kiện nồng độ các thành phần của hệ không thay đổi làm hình thành hệ nhũ tương nano. Phương pháp này bao gồm sự phá vỡ hệ nhũ micro đột ngột ở điểm chuyển pha nhờ làm lạnh nhanh hệ nhũ tương. Hệ nhũ nano hình thành ngay lập tức ở trạng thái ổn định động học và không thể nghịch đảo được. Phương pháp này khá đơn giản, ngăn chặn hợp chất mang hoạt tính sinh học bị phân hủy trong quá trình sản xuất, tiêu thụ ít năng lượng và dễ dàng cơng nghiệp hóa.

Chuesiang và cợng sự (2018) tiến hành tạo hệ nhũ tương nano từ tinh dầu quế với các thành phần pha dầu 10% (tinh dầu quế, triglyceride độ dài mạch trung bình), pha nước 80% và chất nhũ hóa Tween 80 (10%). Trong cơng bố này, pha dầu được trộn lẫn trong 3 phút sau đó chất nhũ hóa và nước được cho vào, khuấy trộn thêm 30 phút để tạo hệ nhũ tương thô. Hỗn hợp được nâng nhiệt lên đến 90<small>o</small>C sau đó hạ nhiệt đến nhiệt đợ chuyển pha (PIT). Bước tiếp theo làm lạnh nhanh hỗn hợp với nước ở 4<small>o</small>C và khuấy trong 3 phút. Do đó, nhiệt đợ PIT được nhóm tác giả xác định bằng phương pháp đo đợ đục ở bước sóng 600nm.

<i>1.2.3 Chất nhũ hóa polysorbate 80 (Tween 80 ): </i>

Polysorbate 80 hay còn gọi là Tween 80 là mợt chất nhũ hóa tự nhiên hoạt đợng trên bề mặt không ion thường được sử dụng trong mỹ phẩm và thực phẩm. Nó là chất lỏng màu vàng, nhớt và có nguồn gốc từ sorbitol tự nhiên kết hợp với acid oleic thực vật. Polysorbate 80 giúp đồng nhất nước và dầu trong quá trình tạo nhũ, ngoài ra nó cũng được biết tới như là mợt chất bảo quản tự nhiên an toàn cho sản phẩm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Khi thiếu chất nhũ hóa Tween 80 nước và dầu trong công thức tạo nhũ bị tách làm hai. Đặc điểm của chất nhũ hóa Tween 80 là vừa tan được trong nước vừa tan được trong dầu. Giúp cho nước và dầu hòa tan để thu được hỗn hợp đồng nhất.

Một số lưu ý khi sử dụng Polysorbate 80:

- Người sử dụng cần phải để ý tỷ lệ sử dụng Polysorbate 80 là sẽ không thể giống nhau với tất cả các công thức của các sản phẩm. Do đó cần phải tiến hành thử từng chút ít mợt cho đến khi thu được sản phẩm có đợ nhũ hóa như ý muốn.

- Khi sử dụng tỷ lên Tween 80 và dầu 1:1 thì hỡn hợp sản phẩm nhũ hóa thu được có thể chuyển thành màu vàng đục.

Đây là mợt chất giúp làm tan các loại dầu trong các môi trường nước, một chất làm ẩm, điều chỉnh độ nhớt, một chất ổn định, chất phân tán.

<i>1.2.4 Phương pháp phân tích hệ nhũ tương: </i>

Tính chất hệ nhũ tương nano được xác định bằng một số phân tích vật lý và hóa học để đánh giá những thông số như thành phần hệ nhũ tương, hình dạng thành phần, trạng thái, pH, độ nhớt, tỷ trọng, độ dẫn điện, sức căng bề mặt, kích thước hạt..

Kích thước và hình dạng của các giọt nhũ tương được đo bằng kỹ thuật tán xạ ánh sáng tĩnh và động (Mc Clements 2005) . Hạn chế chính của kỹ thuật tán xạ ánh sáng là pha loãng các mẫu nhũ tương để giảm tương tác tán xạ và xen kẽ. Quá trình pha lỗng có thể làm thay đổi cấu trúc và thành phần của các pha của các hạt nano, do đó kết quả thu được khơng mơ tả chính xác hệ nhũ tương đang nghiên cứu (Huang và cộng sự 2010).

Để phân tích hệ nhũ tương đầu tiên ta có thể quan sát bằng mắt thường thông qua sự tách lớp và độ trong của hệ nhũ. Một số phương pháp:

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Phương pháp phân tán ánh sáng động (Dynamic light scattering/DLS) được dùng để phân tích sự dao động ở một mật độ phân tán của giọt nhũ dựa vào chuyển đợng Brown (Brownian motion). Kích thước giọt, sự đa phân tán và thế zeta được đo bằng phương pháp này. Chỉ số đa phân tán đo đạc được thể hiện sự đồng nhất của pha phân tán. Thiết bị còn cho biết kích thước trung bình của giọt. Nhiễu xạ laser (Laser diffraction) là một kỹ thuật khác dùng để đo kích thước hạt.

<b>Đợ nhớt (Viscosity): Đợ nhớt là mợt trong những đặc tính cơ bản của mọi chất </b>

lỏng. Khi chất lỏng chảy nó bị cản trở bởi một lực nội tại. Độ nhớt là đại lượng để đo lực cản nợi tại này. Đợ nhớt có thể được định nghĩa là lực cản và là đại lượng để đo lực ma sát của chất lỏng.

Độ nhớt được đo bằng nhớt kế. Độ nhớt hệ nhũ tương nano ảnh hưởng bởi thành phần chất hoạt động bề mặt, nước và dầu cùng với nồng độ các thành phần này trong hệ. Tăng hàm lượng nước thường làm giảm độ nhớt, trong khi giảm lượng chất hoạt động bề mặt làm tăng sức căng bề mặt giữa nước và dầu từ đó làm tăng đợ nhớt. Độ nhớt rất quan trọng trong sự ổn định hệ và phóng thích thuốc. Hệ nhũ tương nano làm chất mang thường là hệ dầu trong nước và thường ít nhớt hơn hệ nhũ nước trong dầu. Hệ dầu trong nước sẽ giúp phóng thích hoạt chất nhanh hơn và dễ rửa hơn sau khi thoa lên da. Nhiều thiết bị và phương pháp dùng để đo đặc điểm lưu biến học (rheological properties) của hệ nhũ tương.

<b>1.3 Tinh dầu tiêu: </b>

<i>1.3.1 Giới thiệu về tinh dầu: </i>

Theo Baser và cộng sự, 2010 thì tinh dầu là hỗn hợp gồm nhiều hợp chất dễ bay hơi tạo thành từ tế bào sống và phân tách bởi các phương pháp vật lý như ép hay chưng cất từ tồn bợ thực vật hay một bộ phận của thực vật. Các thành phần chính của tinh dầu được sinh tổng hợp từ ba con đường:

Con đường mevalonate tạo sesquiterpenes.

Con đường methyl-erithrytol tạo mono và diterpene. Con đường shikimic acid tạo phenylpropene.

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Tinh dầu tên tiếng Anh là Essential Oil, là dạng lỏng tập trung của các chất dễ bay hơi tự nhiên trong thực vật có mùi thơm. Người ta ví tinh dầu là nhựa sống của cây, mang sức sống và năng lượng tinh khiết nhất. Chúng mạnh hơn 50 đến 100 lần các loại thảo dược sấy khơ. Các phân tử tinh dầu có xu hướng thay đổi nhanh chóng từ trạng thái lỏng hoặc rắn sang khí ở nhiệt đợ phịng. Bằng cách bay hơi nhanh chóng này tinh dầu dễ dàng tương tác trực tiếp đến khứu giác. Vì vậy khi mở nắp tinh dầu bạn sẽ cảm nhận được mùi hương rất mạnh ở một khoảng cách nhất định. Đa số các loại tinh dầu đều trong veo, nhưng cũng có mợt số có màu vàng hoặc hổ phách như: Tinh dầu sả chanh (lemongrass), tinh dầu cam ngọt (orange), tinh dầu hoắc hương.

Từ thời trung cổ, các loại tinh dầu đã được sử dụng rộng rãi trong việc diệt khuẩn, diệt virut, diệt nấm, chống nhiễm trùng, diệt côn trùng, cả trong dược phẩm và mỹ phẩm. đặc biệt là hiện nay trong các ngành công nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm, nông nghiệp và thực phẩm. Tùy vào cách tách chiết, tinh dầu chủ yếu được tách chiết bằng chưng cất từ thực vật thơm, chúng chứa nhiều loại phân tử thơm dễ bay hơi như terpen và terpenoid, thành phần thơm có nguồn gốc phenol và thành phần aliphatic. Xét nghiệm hóa lý trong ống nghiệm hầu hết chúng là các chất chống oxy hóa. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây cho thấy trong các tế bào nhân chuẩn, tinh dầu có thể hoạt đơng như các chất chống oxy hóa ảnh hưởng đến màng tế bào bên trong và các bào quan như ty thể. Tùy thuộc vào từng loại và nồng độ khác nhau, tinh dầu thể hiện tác dụng của chúng trên các tế bào sống nhưng thường không gây độc.

Dầu thực vật và chiết xuất của nó đã được sử dụng cho nhiều mục đích trong ngàn năm qua (Jones, 1996). Những mục đích này khác nhau từ việc sử dụng làm nước hoa, đến hương liệu đồ uống như tinh dầu chanh, thì là hoặc cây bách xù (Lawless, 1995), và sử dụng dầu sả để bảo quản cây lương thực dự trữ (Mishra và Dubey, 1994). Đặc biệt, khả năng kháng khuẩn của dầu và chiết xuất của nó đã hình thành nên cơ sở cho nhiều ứng dụng, bao gồm bảo quản thực phẩm thô và chế biến,

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

dược phẩm, thuốc thay thế và liệu pháp tự nhiên (Reynold, 1996; Lis-balchin và Deans, 1997).

Một số loại dầu được sử dụng trên cơ sở đặc tính chống vi khuẩn đã được ghi nhận rõ ràng trong phịng thí nghiệm, mợt số dữ liệu đã được công bố (Morris và cộng sự 1979; Ross và cộng sự 1980; Yousef và Tawil 1980; Dean và Ritchie 1987; Hili, 1997). Một số nghiên cứu chỉ tập trung vào một loại dầu hoặc một loại vi sinh vật. Mặc dù các số liệu này rất có ích nhưng các báo cáo này không thể dùng để so sánh trực tiếp do sự khác biệt về phương pháp cũng như lựa chọn cách chiết xuất, vi sinh vật thử nghiệm và phương pháp thử nghiệm kháng khuẩn (Janssen, 1987).

Tinh dầu nguyên chất: Là tinh dầu được chiết xuất 100% từ thực vật, không thêm bất cứ thành phần hóa học nào khác. Tinh dầu ngun chất an tồn cho sức khỏe, có thể dùng để ăn uống được ở hàm lượng nhất định theo hướng dẫn của bác sĩ. Trừ một số loại tinh dầu nguyên chất từ dược thảo không ăn uống được như: tinh dầu bách, tinh dầu lộc đề xanh Wintergreen,.. Nếu không đủ tinh khiết từ thiên nhiên thì tinh dầu không thể dùng để ăn uống được.

Tinh dầu không nguyên chất: Là tinh dầu nguyên chất đã pha các thành phần hóa học khác. Cũng có thể là tinh dầu được được chiết xuất từ thực vật nhưng chưa đạt chất lượng tinh khiết trong thành phần có lợi cho sức khỏe.

Tinh dầu không nguyên chất vẫn giữ được mùi hương của tinh dầu. Vì vậy, ngay cả các chuyên gia cũng không thể đánh giá được chất lượng, độ tinh khiết của tinh dầu bằng cách nhìn hoặc ngửi. Tinh dầu tổng hợp còn gọi là hương liệu, dầu thơm hóa tổng hợp có tên tiếng Anh là: Perfume / Perfume Oil / Fragrance Oil / Scented Oil. Tinh dầu tổng hợp là tinh dầu được tổng hợp từ hương liệu bắt chước mùi thơm của tinh dầu. Chúng còn tạo ra mùi thơm của các loại cây khơng có tinh dầu (như táo, dâu tây,…) hay mùi hương mới (mùi biển Hawaii,…).

Tinh dầu tổng hợp thường được dùng để tạo hương trong ngành mỹ phẩm, xà phòng, thuốc lá, sản phẩm vệ sinh,…

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

<i>1.3.2 Giới thiệu về tinh dầu tiêu đen: </i>

Tinh dầu là một loại chất lỏng chứa các hợp chất thơm có mùi đặc trưng tùy tḥc vào nguồn gốc nguyên liệu. Phần lớn tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật và số ít từ đợng vật. Tinh dầu không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ và khối lượng riêng thường nhỏ hơn nước. Đa phần tinh dầu có điểm sơi thấp, rất dễ bay hơi. Ở thực vật, tùy vào loài để cho nguồn nguyên liệu thu tinh dầu khác nhau. Đối với bạc hà, sả, hương nhu… thường thu tinh dầu từ lá, cành; gừng, nghệ… thu tinh dầu từ củ, rễ; cam, chanh, quýt… thu tinh dầu từ vỏ; hồi, mùi, tiêu… thu tinh dầu từ quả, hạt; hoa hồng, hoa nhài… thu tinh dầu từ hoa. Dựa vào đặc điểm nguyên liệu để lựa chọn phương pháp trích ly thu tinh dầu, và các phương pháp khác nhau cũng ảnh hưởng đến chất lượng của chúng. Mợt số phương pháp trích ly thu thu tinh dầu như [26]: Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, phương pháp cơ học, phương pháp trích ly bằng dung mơi dễ bay hơi, phương pháp hấp phụ rắn, phương pháp trích ly bằng CO2

Tinh dầu nguyên chất là hỗn hợp của hơn 200 thành thành phần gồm Hydrocacbon, Alcohol, Phenol, Aldehyde, Xetol, Ester và một số chất khác [15].

❖ Hydrocacbon

Các hydrocacbon thường gặp trong tinh dầu là những terpen (C10H16)n mạch hở hoặc vòng.

<i><b>Monoterpene (n=1) </b></i>

<i>Các monoterpene mạch hở: tiêu biểu là miaxene, oximene (có trong tinh dầu </i>

hoa houblon, nguyệt quế).

Các dẫn xuất chứa oxi của chúng là linalool, geraniol, citronelol…

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<i>- Các monoterpene một vòng: phổ biến là limonene (có trong tinh dầu cam, </i>

chanh, thông…).

Limonene

Các dẫn xuất chứa oxi của chúng là menthol, piperitol, carvone.

<i>- Các monoterpene hai vòng: tiêu biểu là pinene (có trong tinh dầu thơng) và </i>

camphene (có tinh dầu chanh, oải hương).

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

(Z)-Citral (neral) (E)-Citral (geranial)

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

Andehit cuminic Citronellal

Ethyl anthranilate Benzyl acetate ❖ Các hợp chất khác

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

Ngoài các hợp chất nói trên, trong các loại tinh dầu cịn có các hợp chất tḥc nhóm oxit (eucalyptol), các amino acid (acid anteranilic), các lacton (coumarin, ambretolic), các hợp chất có lưu huỳnh (anlyl isosulfocyannat), hợp chất có nito (methyl antranilat).

<i>1.3.3 Thành phần hóa học của tinh dầu tiêu đen: </i>

<i>Tiêu hay còn gọi là hồ tiêu, có tên khoa học là Piper nigrum. Tinh dầu tiêu thu </i>

được từ quả của cây hồ tiêu. Nó là hỡn hợp lỏng tự nhiên, trong suốt, có màu xanh vàng đến hơi xanh lá. Cấu tạo quả tiêu gồm vỏ quả (gồm vỏ ngoài, vỏ giữa, vỏ trong) và nhân hạt (gồm ngoại nhũ, nội nhũ, phôi). Tinh dầu thường tập trung nhiều ở phần vỏ ngoài và ngoại nhũ của hạt.

Tiêu sau thu hoạch sẽ đươc rửa sạch, phơi khô và thu được tinh dầu tiêu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Những năm gần đây, phương pháp trích ly bằng CO2 siêu tới hạn được áp dụng đã tạo ra được sản phẩm tinh dầu sạch, an tồn, chất lượng cao.

Hình 1.1: Mặt cắt ngang của quả tiêu tiết diện tròn gồm vỏ quả và nhân hạt[]

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

Bảng 1.1: Tính chất hóa lý của tinh dầu tiêu[1]

<i>đại diện cho 99,39% tổng khối lượng. Những thành phần chính bao gồm caryophyllene (24,24%), limonene (16,88%), sabinene (13,01%), β-bisabolene (7,69%), α-copaene (6,3%), α-pinene (4,755) và một số thành phần khác [6]. Thành </i>

β-phần của tinh dầu tiêu cũng được nghiên cứu bởi các nhà khoa học trường Đại học Kỹ thuật Quốc gia Athen, Hy Lạp với mẫu tinh đầu tiêu được trích ly bằng CO2 siêu tới hạn. Thành phần chính được xác định gồm β-carophyllene (12,43%), elemon

<i>(6,39%), α-copaene (6,83%), limonene (6,81%), sabinene (5,46%), β-pinene </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

4 Sabinene 7,94 25 Neryl acetate -

<i>tính kháng khuẩn, kháng nấm như caryophyllene, limonene, ocimene, terpine… Do </i>

đó tinh dầu tiêu có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm và có khả năng ứng dụng vào ngành dược phẩm, thực phẩm… Một số chất hóa học trong tinh dầu tiêu như.

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

- Không tan trong nước, tan tốt trong dung môi hữu cơ.

- Công dụng: Có khả năng ức chế các loại vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm

<i>như Sallmonella, tụ cầu khuẩn, trực khuẩn lị, trực khuẩn đại tràng [20]. Có </i>

khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, chống viêm [1].

<b>⮚ Limonene (C<small>10</small>H<small>16</small>)</b>

- Danh pháp quốc tế: 1-methyl-4-(1-methylethenyl)-cyclohexene - Trọng lượng phân tử: 136,24 g/mol

- Nhiệt đợ sơi: 176<small> o</small>C

- Cơng dụng: Có khả năng chống oxi hóa và kháng khuẩn, kháng nấm. Giảm đau dạ giày, hổ trợ tiêu hóa, chống táo bón, Giúp giảm căng thẳng, mệt mỏi.

⮚ α<i><b> - Terpinol, 4 – Terpinol (</b></i><b>C<small>10</small>H<small>8</small>O)</b>

4-terpinol α-terpinol

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

- Danh pháp quốc tế:

4-terpinol: (1R)-4-methyl-1-propan-2-ylcyclohex-3-en-1-ol α<b>-terpinol: 2-(4-methylcyclohex-3-en-1-yl) propan-2-ol </b>

- Trọng lượng phân tử: 154,253 g/mol

- Cơng dụng: Có khả năng chống oxi hóa và kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm rất mạnh, sử dụng làm thuốc ho, chất sát trùng, làm xà phịng thơm, dầu gợi, nước hoa.

<i><b>⮚ p - Cymene (</b></i><b>C<small>10</small>H<small>14</small>)</b>

- Danh pháp quốc tế: 1-Isopropyl-4-methylbenzene - Trọng lượng phân tử: 134,218 g/mol

- Nhiệt độ sôi: 177<sup> o</sup>C

- Nhiệt đợ nóng chảy: -68<small>0</small>C

- Hoạt tính sinh học: Kháng khuẩn, kháng viêm, chống oxi hóa

<b>⮚ Ocimene (C<small>10</small>H<small>16</small>)</b>

α-Ocimene β-Ocimene - Danh pháp quốc tế:

α-Ocimene: (3E)-3,7-Dimethyl-1,3,7-octatriene β-Ocimene: 3,7-Dimethyl-1,3,6-octatriene - Trọng lượng phân tử: 136,234 g/mol

- Nhiệt độ sôi: 176<small> o</small>C

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

- Hoạt tính sinh học: Có khả năng kháng khuẩn mạnh

<i><b>⮚ α - Pinene (C</b></i><b><small>10</small>H<small>16</small>) </b>

- Danh pháp quốc tế: 2,6,6-Trimethylbicyclo [3.1.1]hept-2-ene - Khối lượng phân tử: 136,24 g/mol

- Nhiệt độ sôi: 155 – 1560<sup> o</sup>C

- Hoạt tính sinh học: kháng khuẩn, kháng viêm, sử dụng trong y học, điều trị bệnh dạ dày, sản xuất nước hoa, mỹ phẩm, phụ gia thực phẩm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

- Nhiệt độ sôi: 163-164<small> o</small>C

• Theo nghiên cứu của Veronica và cợng sự (2008) tinh dầu trích ly từ lá và

<i>quả tiêu có khả năng tiêu diệt mọt gạo Sitophilus oryzae L., và có thể ứng dụng để </i>

thay thế thuốc trừ sâu trong bảo quản gạo [10].

• Theo nghiên cứu của Oboh (2007) tinh dầu tiêu đen có hoạt tính chống oxi hóa và khả năng ức chế enzyme α-amylase, α-glucosidase, angiotensin-1, giúp ngăn ngừa bệnh tiểu đường loại 2 và cao huyết áp [5].

• Theo nghiên cứu của Signh, (2008) Tinh dầu tiêu đen được cho là có hiệu

<i>quả 100% trong việc ức chế nấm mốc Fusarium, Pennicilium và Aspergillus. Ngoài </i>

ra, tinh dầu tiêu được xác định là chất chống oxi hóa tốt hơn tinh dầu hạt lanh [14].

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

• Theo nghiên cứu của Nguyễn Thanh Huệ (2012) tinh dầu tiêu kháng tốt các

<i>chủng vi sinh vật thử nghiệm như Bacillus subtilis, Enterococcus feacalis, Pseudomona aeruginosa, Staphylococcus aureus, Salmonella với nồng độ ức chế </i>

tối thiểu lần lượt à 6,25 mg/ml, 6,25 mg/ml, 50 mg/ml, 6,25 mg/ml, 6,25 mg/ml [8].

Hình 1.2: Tinh dầu tiêu

Mợt số ứng dụng của tinh dầu tiêu trong dược phẩm, thực phẩm, mỹ phẩm [29]- Giảm đau cơ và cứng cơ: Trộn tinh dầu tiêu đen với tinh dầu khuynh diệp, dinh dầu gỗ hồng mộc, tinh dầu oải hương và dầu jojoba, massage lên chổ đau giúp giảm đau nhức.

- Làm ấm cơ thể: Trộn một giọt tinh dầu tiêu đen với dầu massage rồi thoa lên ngực và bàn chân.

- Hỡ trợ tiêu hóa: Pha 5-6 giọt tinh dầu tiêu đen với 15g dầu dẫn rồi bôi lên bụng giúp giảm táo bón, đầy hơi, kích thích tiêu hóa. Cũng có thể trộn 1 giọt tinh dầu tiêu, một giọt tinh dầu gừng, 1 giọt tinh dầu tràm trà rồi xoa lên bụng trị lạnh bụng, đầy hơi, khó tiêu.

- Massage giảm cân, tan mỡ: Trộn tinh dầu tiêu, tinh dầu gừng, tinh dầu quế và dầu thực vật, massage lên vùng bụng giúp làm nóng, tan mỡ.

- Trị cảm cúm: Trộn trinh dầu tiêu đen và tinh dầu gừng để xông hương.

- Thực phẩm: Bổ sung vào món ăn tạo hương vị cay và mùi nồng đặc trưng,

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

- Đặc biệt nhờ vào thành phần các chất có hoạt tính kháng khuẩn mà tinh dầu tiêu và tinh dầu thiên nhiên nói chung có khả năng kháng khuẩn cao, đặc biệt là các vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, nhờ đó, tinh dầu tiêu đang được nghiên cứu để tạo chất bảo quản thực phẩm tự nhiên.

<b>1.4 Tổng quan về chủng vi sinh vật: </b>

<i>1.4.1 Escherichia coli (E. coli): -Giới: Bacteria </i>

<i>-Ngành: Proteobacteria -Lớp: Gammaproteobacteria -Bợ: Enterobacteriales -Họ: Enterobacteriaceae -Chi: Escherichia </i>

<i>-Tên khoa học: Escherichia coli (E. coli) </i>

<i>Escherichia coli còn được gọi là trực khuẩn đại tràng, sống trong ruột người </i>

và một số động vật. Vi khuẩn được phát hiện vào năm 1885 và được nghiên cứu chi

<i>tiết vào năm 1886. E. coli là trực khuẩn Gram âm. Tế bào hình que, hai đầu trịn, </i>

kích thc di ngn khỏc nhau, khong 2-3àm ì 0,4-0,7àm, thng đứng riêng lẻ từng tế bào, cũng có khi ghép từng đơi mợt, có khi kết với nhau thành từng đám hoặc ch̃i ngắn. Vi khuẩn khơng sinh bào tử, có chu mao nên có khả năng chuyển

<i>đợng. E. coli được nuôi cấy trên môi trường thạch thường trong điều kiện kị khí hay </i>

hiếu khí tùy tiện. Có thể mọc được ở 5-40<small>0</small>C, song phát triển tốt ở nhiệt độ 37<small>0</small>C. Sống được ở pH 5,5-8 và thích hợp nhất ở pH 7-7,2. Khuẩn lạc có màu trắng đục. Ở môi trường dịch thể, sau 1-2 ngày nuôi cấy thường làm đục môi trường, có váng trên bề mặt hoặc dính quanh thành ống tạo thành cặn lắng xuống đáy.

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

<i>Hình 1.3: Escherichia coli </i>

<i>E. coli có khả năng lên men đường lactose, trong khi mợt số nhóm vi khuẩn đường ṛt khác khơng có khả năng này. Ngồi ra E. coli cịn có khả năng lên men đường </i>

glucose, galactose…, sinh khí làm sủi bọt mơi trường.

<i>Phần lớn các chủng tḥc lồi E. coli vơ hại trừ mợt vài chủng như O157:H7 </i>

có thể nhiễm đợc với con người qua thực phẩm. Những chủng vô hại là mợt bợ phận của khu hệ đường ṛt, chúng có ích cho vật chủ do sản sinh ra các vitamin, đặc biệt là vitamin K2 và có vai trị ngăn cản sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh khác

<i>trong đường ruột. Các chủng E. coli đợc có thể gây ra bệnh viêm dạ dày- ruột, </i>

nhiễm đường tiết niệu. Trong một số trường hợp, chủng độc gây ra hội chứng tiểu

<i>tiện ra máu, viêm màng bụng, viêm phổi, viêm màng não. Một số chủng độc như E. coli O157:H7 và E. coli O104:H21 sinh ra đợc tố mạnh có thể gây tử vong. E. coli </i>

thường lây sang người qua thức ăn nhiễm bẩn chưa được thanh trùng, rửa sạch, nấu chín đúng cách như trong sữa tươi chưa được thanh trùng, rau củ bón phân hữu cơ

<i>chưa được rửa và chế biến sạch. Cách điều trị bệnh do E. coli gây nên cũng gặp nhiều khó khăn vì E. coli kháng lại nhiều loại kháng sinh nên phải chọn kháng sinh khi điều trị cho phù hợp với từng loại bệnh mà E. coli gây nên [22]. </i>

<i>1.4.2 Salmonella: -Giới: Bacteria </i>

<i>-Ngành: Proteobacteria -Lớp: Gammaproteobateria </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

<i>-Bộ: Enterobacteriales -Họ: Enterobacteriaceae -Chi: Salmonella </i>

<i>-Loài: Plantarum </i>

<i>-Tên khoa học: Salmonella </i>

<i>Salmonella là vi khuẩn Gram âm, có dạng hình que, vi khuẩn hiếu khí khơng </i>

bắt ḅc. Vi khun cú kớch thc khong 0,7-1,5 ì 2-5àm, thng sng đơn lẻ hoặc kết thành ch̃i. Vi khuẩn có long mao nên có khả năng di chuyển được, khơng sinh

<i>bào tử. Salmonella phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 37</i><small>0</small>C trên môi trường nuôi cấy thơng thường. pH thích hợp nhất là 7,6. Ở môi trường dịch thể, vi khuẩn làm đục môi trường trong thời gian ngắn. Ở môi trường thạch agar, vi khuẩn phát triển thành khuẩn lạc tròn, lồi, màu trắng.

<i>Hình 1.4: Salmonella </i>

<i>Salmonella có khả năng lên men đường glucose, sinh ra khí. Vi khuẩn này có </i>

khả năng tồn tại trong nước, trong phân bệnh nhân tới vài tháng, 2-3 tháng trong nước đá và vài tuần trong nước thường. Chúng chết nhanh ở nhiệt độ cao, 50<small>0</small>C trong 1 giờ, 60<small>0</small>C trong 20 phút, 100<small>0</small><i>C trong 5 phút. Salmonella sinh ra nội độc tố. </i>

Vi khuẩn nhạy cảm với một số chất sát trùng, nhưng kháng được một số thuốc nhuộm.

<i>Salmonella thường lây nhiễm qua đường tiêu hóa, gây ra bệnh thương hàn. </i>

Sau khi vi khuẩn theo đường ăn uống vào bên trong cơ thể, qua dạ dày rồi vào ruột

</div>