Nghiên cứu chiết tách tinh dầu từ vỏ quả cam, bưởi và ứng dụng xử lý rác thải xốp

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
NGÔ VĂN TĨNH
NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH TINH DẦU
TỪ VỎ QUẢ CAM, BƯỞI (CITRUS)
VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ RÁC THẢI XỐP
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Thái Nguyên - 2014
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
NGÔ VĂN TĨNH
NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH TINH DẦU
TỪ VỎ QUẢ CAM, BƯỞI (CITRUS)
VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ RÁC THẢI XỐP
Chuyên ngành : Khoa học môi trường
Mã số : 6044 03 01
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Người hướng dẫn khoa học:PGS TS. Đàm Xuân Vận
Thái Nguyên - 2014
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu
thực sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức
và sự nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn và dưới sự hướng dẫn khoa học
của PGS.TS. Đàm Xuân Vận.
Các số liệu, mô hình và những kết quả trong luận văn là trung thực,
các đề xuất đưa ra xuất phát từ thực tiễn và kinh nghiệm, chưa từng được
công bố dưới bất cứ hình thức nào trước khi trình, bảo vệ và công nhận
bởi Hội đồng đánh giá luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ
Một lần nữa, tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên.
Thái nguyên, ngày 1 tháng 10 năm 2014

Học viên
Ngô Văn Tĩnh
ii
LỜI CẢM ƠN
Được sự nhất trí của ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa
Môi Trường trong thời gian thực tập tốt nghiệp em đã tiến hành đề tài
“Nghiên cứu chiết tách tinh dầu từ vỏ quả cam, bưởi (Citrus) và ứng
dụng xử lý rác thải xốp”
Để có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, em đã nhận được sự giúp
đỡ rất lớn từ các quý thầy cô trong nhà trường.
Đầu tiên cho em gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu nhà
trường, các quý thầy cô trong khoa cũng như các quý thầy cô bộ môn trong
trường đã giúp em có được những kiến thức bổ ích về chuyên ngành Khoa
Học Môi Trường, cũng như đã tạo điều kiện cho em được tiếp cận môi trường
thực tế trong thời gian qua.
Đặc biệt cho em gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo: PGS. TS
Đàm Xuân Vận - Khoa Môi trường. Trong thời gian viết luận văn, em đã
nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy, thầy đã giúp em bổ sung và hoàn
thiện những kiến thức lý thuyết còn thiếu cũng như việc áp dụng các kiến
thức đó vào thực tế trong thời gian thực tập để em có thể hoàn thành khóa
luận tốt nghiệp này.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đã hết lòng
động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cả về mặt vật chất và tinh thần cho em trong
quá trình học tập và nghiên cứu.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái nguyên, ngày 1 tháng 10 năm 2014
Học viên
Ngô Văn Tĩnh
iii
MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC BẢNG vii
DANH MỤC CÁC HÌNH viii
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của luận văn 1
2. Mục tiêu tổng quát của đề tài 2
3. Mục tiêu cụ thể của đề tài 2
4. Ý nghĩa của luận văn 2
Chương 1:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Cơ sở khoa học 3
1.1.1. Nguồn gốc họ Cam, Bưởi 3
1.1.2. Tổng quan về tinh dầu 9
1.2. Cơ sở thực tiễn 20
1.2.1. Tình hình nghiên cứu về tinh dầu thuộc họ citrus trên thế giới và
Việt Nam 20
1.2.2. Tình hình xử lý rác thải xốp trên thế giới và Việt Nam 24
1.2.3. Tình hình sản xuất nhựa polystyren trên thế giới và Việt Nam 26
Chương 2: NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 31
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 31
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 31
2.2. Nội dung nghiên cứu 31
2.3. Phương pháp nghiên cứu 31
iv
2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 31
2.3.2. Phương pháp lấy mẫu 32
2.3.3. Phương pháp tách chiết tinh dầu 32
2.3.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm 32

2.3.5. Phương pháp phân tích: 33
2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu 33
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34
3.1. Chiết xuất tinh dầu từ vỏ quả thuộc họ cam, bưởi 34
3.1.1. Xác định thành phần khối lượng của quả cam, bưởi 34
3.1.2 .Tách chiết tinh dầu từ vỏ quả cam, bưởi 35
3.1.3. Xác định các tính chất lý – hóa của tinh dầu và thành phần hóa học
42
3.2. Khả năng hòa tan hòa tan rác thải xốp bằng hợp chất có nguồn gốc
thiên nhiên được tách chiết từ tinh dầu vỏ quả cam, bưởi 49
3.2.1. Kết quả xử lý xốp của tinh dầu cam, bưởi 49
3.2.2. Xác định thời gian tối ưu khi sử dụng tinh dầu chiết tách từ vỏ cam,
bưởi để xử lý xốp 52
3.2.3. So sánh khả năng xử lý xốp giữa tinh dầu tự nhiên (chiết tách từ vỏ
cam, bưởi) và acetone 53
3.3. Nghiên cứu xử lý rác thải xốp bằng phương pháp sinh học sử dụng tinh
dầu chiết tách từ vỏ quả cam, bưởi nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường 55
3.3.1. Nghiên cứu lượng tinh dầu hao hụt khi sử dụng để xử lý rác thải
xốp 55
3.3.2. So sánh hiệu quả kinh tế khi sử dụng tinh dầu tự nhiên và acetone
57
3.4. Đề xuất mô hình xử lý rác thải xốp tại các khu vực có nguồn nguyên
liệu vỏ cam, bưởi 58
v
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61
1. Kết luận 61
2.Kiến nghị 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Ký hiệu
Tiếng Anh
Tiếng Việt
CT
Công thức
CTTNHH
Công ty trách nhiệm hữu hạn
CTR
Chất thải rắn
CTTƯ
Công thức tối ưu
ĐV
Đơn vị
LC
50
Coefficient of variation
Giá trị LC thường tham khảo với nồng độ của
một hóa chất trong không khí.
LD
50
Chemical Oxygen Demand
Liều lượng của hoá chất phơi nhiễm trong
cùng một thời điểm, gây ra cái chết cho 50%
của một nhóm động vật dùng thử nghiệm
PS
Polystyren
Polystyren
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Tóm tắt một số công trình nghiên cứu tinh dầu vỏ quả họ cam,

quýt (Citrus) 22
Bảng 1.2: Tính chất vật lý của polystyren 29
Bảng 2.1: Thể tích tinh dầu được chọn nghiên cứu để xử lý 5g xốp 33
Bảng 3.1. Thành phần (%) khối lượng của nguyên liệu quả cam, bưởi 34
Bảng 3.2. Xác định thể tích (ml) lượng tinh dầu thu hồi trong quá trình
chưng cất vỏ quả cam, bưởi 40
Bảng 3.3. Các chỉ số lý - hóa của tinh dầu được thu hồi sau khi chưng
cất và làm khan 42
Bảng 3.4. Kết quả phân tích thành phần hóa học trong tinh dầu bưởi, cam 43
Bảng 3.5. Kết quả xử lý xốp của tinh dầu cam, bưởi 50
Bảng 3.6. Diễn biến thời gian và khối lượng rác thải xốp được xử lý ở
công thức tối ưu 53
Bảng 3.7: Kết quả xử lý xốp của acetone so với tinh dầu cam, bưởi 53
Bảng 3.8. Kết quả thí nghiệm chưng cất thu hồi tinh dầu cam, bưởi sau
xử lý rác thải xốp 56
Bảng 3.9. Chi phí chưng cất 10 mẻ nguyên liệu 57
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Phản ứng tổng hợp Polystyrene 28
Hình 3.1. Quy trình chiết tách tinh dầu từ vỏ cam, bưởi 39
Hình 3.2. Công thức cấu tạo của Limonene 45
Hình 3.3. Công thức cấu tạo của α- pinene và β- pinene 46
Hình 3.4. Công thức cấu tạo của Myrcene 47
Hinh 3.5. Công thức cấu tạo của Caveol 48
Hinh 3.6.Công thức cấu tạo của Cymene 49
Hình 3.7. Công thức cấu tạo của Terpine 49
Hình 3.8. Kết quả xử lý xốp của tinh dầu cam 50
Hình 3.9. Kết quả xử lý xốp của tinh dầu bưởi 51
Hình 3.10. So sánh khả năng xử lý xốp của tinh dầu cam, bưởi với acetone. 54
Hình 3.11. Mô hình xử lý rác thải xốp bằng tinh dầu 60

1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ô nhiễm môi trường đã và đang trở thành nỗi lo của nhân loại đặc biệt
là ô nhiễm môi trường đất. Ô nhiễm môi trường đất đáng báo động vì nó
không chỉ ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ con người mà còn là nguyên nhân
của ô nhiễm nguồn nước ngầm, ô nhiễm không khí… Nguyên nhân dẫn đến ô
nhiễm môi trường đất chủ yếu là do hoạt động sống của con người sử dụng
quá nhiều chất độc hại mà môi trường khó có thể phân hủy được. Một trong
những chất khó phân hủy trong điều kiện tự nhiên đó chính là rác thải xốp.
Hằng ngày, ước tính thế giới dùng từ 40- 50 ngàn tấn rác thải xốp và thải ra
môi trường phần lớn trong số đó và hiện trạng này đang trở thành vấn nạn đối
với môi trường của chúng ta.
Các vật dụng bằng xốp thường được sản xuất từ các PVC (Polyvinyl
Clorua) và PS (Poly Styrene), đây là 2 loại nhựa nguy khó phân hủy trong số
những chất liệu nhựa đang lưu thông trên thị trường. Bên cạnh đó, các loại nhựa
tái chế cũng có thể được tận dụng để sản xuất đồ dùng bằng xốp. Hầu hết các đồ
bằng xốp này được sản xuất tại các cơ sở nhỏ lẻ, điều kiện vệ sinh và kỹ thuật
kém. Phần lớn chúng sau đó đều được thải ra môi trường. Để phân hủy rác thải
xốp trong công nghiệp, lâu nay người ta vẫn dùng hóa chất aceton và toluene,
hóa chất gây hại cho con người, sinh vật và chi phí cao.
Trong vỏ quả cam, bưởi có chứa nhiều loại tinh dầu như: Flavonoids,
Isoflavonoids, Phytoestrogens, Isothiocyanates… Trong đó có hàm lượng
chất limonene rất cao chiếm 92,02%, đây là chất có thể hòa tan được xốp. Vì
vậy vỏ cam, bưởi có khả năng làm nhiên liệu cho công nghiệp tái chế xốp rẻ
tiền, vừa hiệu quả vừa bảo vệ môi trường. Việc sử dụng vỏ cam, bưởi không
những làm giảm đi lượng rác thải hữu cơ mà đồng thời làm quang cảnh trở
nên xanh- sạch-đẹp hơn.Chính vì thế việc triển khai đề tài “Nghiên cứu xử lý
rác thải xốp bằng tinh dầu chiết tách từ vỏ cam, bưởi (Citrus) và ứng dụng
xử lý rác thải xốp” là rất cần thiết và cấp bách. Đề tài sẽ tìm ra được hợp chất

2
có nguồn gốc thiên nhiên để thay thế cho aceton và toluene trong quá trình tái
chế rác thải xốp và đưa ra mô hình tái chế rác thải xốp mới, hiệu quả, xanh,
sạch, thân thiện với môi trường.
2. Mục tiêu tổng quát của đề tài
Góp phần làm giảm thiểu và xử lý lượng rác thải xốp khó phân hủy tồn
tại trong môi trường bằng các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên (tinh dầu cam,
bưởi) không gây ảnh hưởng tới sức khỏe của con người với chi phí thấp.
3. Mục tiêu cụ thể của đề tài
- Xác định hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên thay thế aceton và toluen
trong quá trình xử lý rác thải xốp.
- Khả năng xử lý rác thải xốp bằng tinh dầu cam, bưởi
- Đề xuất mô hình xử lý rác thải xốp bằng phương pháp sinh học sử
dụng tinh dầu chiết xuất từ vỏ quả thuộc họ (Citrus) là cam, bưởi nhằm giảm
thiểu ô nhiễm môi trường tại một số tỉnh miền núi phía bắc có nguồn nguyên
liệu lớn.
4. Ý nghĩa của luận văn
* Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học:
- Nâng cao năng lực về nghiên cứu khoa học cho các học viên sinh viên
- Là tài liệu tham khảo trong công tác đào tạo giáo dục ở các trường đại
học về xử lý rác thải xốp bằng biện pháp sinh học.
* Ý nghĩa thực tiễn:
- Kết quả của luận văn góp phần xác định được hợp chất có nguồn gốc thiên
nhiên thay thế acetone và toluen trong xử lý rác thải xốp, góp phần bảo về môi
trường.
- Hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên được tách chiết từ tinh dầu vỏ quả cam,
bưởi có giá thành rẻ, an toàn đối với người sử dụng và an toàn mới môi trường.
- Góp phần giảm bớt được sự ô nhiễm của rác thải xốp với môi trường và
giải quyết được nguồn nguyên liệu thải bỏ là vỏ quả cam, bưởi trong nông nghiệp.
3

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học
1.1.1. Nguồn gốc họ Cam, Bưởi
1.1.1.1. Nguồn gốc bưởi
Bưởi có nguồn gốc từ Nam Á và Malaysia, mọc tự nhiên theo bờ sông
Fiji (tên một đảo quốc ở Thái Bình Dương) và Friendly. Bưởi đã được đưa
vào Trung Quốc khoảng 100 năm trước công nguyên. Bưởi được trồng nhiều
ở miền nam Trung Quốc (tỉnh Quảng Đông, tỉnh Quảng Tây và tỉnh Phúc
Kiến). Đặc biệt bưởi còn được trồng trên những bờ sông ở miền Nam Thái
Lan, ở Đài Loan, khắp miền nam Nhật Bản, Nam Ấn Độ, bán đảo Malaysia,
Indonesia, New Guinea và Tahiti. Người ta tin rằng những hạt giống đầu tiên
được thuyền trưởng Shaddock mang đến Châu Mỹ vào cuối thế kỷ 17. Vì vậy
bưởi còn được gọi là Shaddock [12].
1.1.1.2. Một số giống Bưởi ở Việt Nam
Hiện nay tại Việt Nam có các giống Bưởi ngon, mang lại hiệu quả kinh
tế cao như: Bưởi Năm Roi, Bưởi da xanh, Bưởi Phúc Trạch, Bưởi Đoan
Hùng, Bưởi Diễn, Bưởi Thanh Trà Sau đây là những nét khái quát chung về
một số loại Bưởi [16].
a. Bưởi Năm Roi
Bưởi Năm Roi là một trong những loại Bưởi ngon, được người tiêu
dùng đánh giá cao, và có giá trị kinh tế lớn. Bưởi Năm Roi được công nhận là
giống sạch bệnh, cho năng suất cao và chất lượng tốt, ngon nhất trong các
giống Bưởi hiện nay, thích nghi với điều kiện tại các vùng sinh thái khác nhau
ở nước ta. Tuy nhiên bưởi Năm Roi được trồng nhiều ở vùng đồng bằng sông
Cửu Long.
4
Tổng diện tích bưởi Năm Roi là 9,2 ngàn ha, phân bố chính ở tỉnh Vĩnh
Long (diện tích 4,5 ngàn ha cho sản lượng 31,3 ngàn tấn, chiếm 48,6% về
diện tích và 54,3% về sản lượng Bưởi Năm Roi của cả nước), trong đó tập

trung ở huyện Bình Minh 3,4 ngàn ha đạt sản lượng gần 30 ngàn tấn. Tiếp
theo là tỉnh Hậu Giang (1,3 ngàn ha). Với một hecta, nhà vườn thu hoạch cả
trăm triệu đồng trong một năm. Sau 2 năm trồng cho ra quả, thu hoạch tập
trung với chu kỳ khai thác kinh doanh năm.
Cây cao trung bình từ 7-8m, cao nhất có thể lên đến 15m, có gai dài
khoảng 2,5cm có khi tới 4cm nếu sinh sản bằng hạt, hoặc có gai hay gai rất
ngắn nếu sinh sản sinh dưỡng, khi còn non thì gai có lông tơ.
Thời gian trồng từ tháng tư cho đến tháng giêng năm sau. Đặc điểm của
Bưởi Năm Roi là: Hình quả lê, trọng lượng trung bình từ 1-1,4 kg, trái có núm,
khi quả chín có màu vàng xanh, vỏ mỏng, ráo nước, thịt quả màu xanh vàng,
mịn đồng nhất. Múi và vách múi rất dễ tách, ăn giòn, ngọt, thơm, vị hơi dôn dốt
chua, đặc biệt là không có hạt mẩy, chỉ có hạt lép nhỏ li ti. Tỷ lệ phần ăn được
trên 55%, độ brix từ 9-12%. Phù hợp ăn tươi, chế biến, tiêu thụ nội địa và xuất
khẩu nhiều nước. Thời vụ thu hoạch bắt đầu từ tháng 9 dương lịch [16].
b. Bưởi da xanh
Bưởi da xanh là đặc sản của xứ dừa Bến Tre, có nguồn gốc từ ấp Thanh Sơn
(xã Thanh Tân, Mỏ Cầy, Bến Tre), bên kia sông Hàm Luông. Bưởi da xanh trồng
nhiều nhất tại xã Mỹ Thạnh An, thị xã Bến Tre, bên này sông Hàm Luông. Giống
bưởi quý hiếm này chỉ thực sự được chú ý đến trong khoảng một thập niên trở lại
đây do chất lượng của nó vượt trội so với nhiều loại Bưởi khác.
Bưởi da xanh sở dĩ được tôn vinh là Bưởi “vua” vì ăn rất ngọt, ráo nước,
không hạt (hoặc rất ít hạt), vỏ mỏng, thịt Bưởi đỏ sậm bắt mắt và cho trái
quanh năm. Bưởi có thể bảo quản trong thời gian dài (vài tháng) mà vẫn đảm
bảo chất lượng và cảm quan.
5
Bưởi da xanh ở Bến Tre có lợi thế về chất lượng cao hơn ở các tỉnh khác
như : Tép Bưởi màu hồng đỏ, bó chặt, dễ tách ra khỏi trái, nhiều nước nhưng
không dính tay, vị ngọt hầu như không chua, độ Brix từ 9,5-12, tỷ lệ thịt quả trên
55%, mùi thơm, ít hạt, dễ bảo quản, vận chuyển trong thời gian lâu, chỉ cần công
nghệ đơn giản có thể giữ chất lượng hương vị trong thời gian từ 2-3 tháng.

Thời gian thu hái cho cả ăn tươi và bảo quản là 210-216 ngày sau khi
đậu quả. Biểu hiện bên ngoài: Các hạt tinh dầu trên vỏ quả nở to, vỏ quả sần
sùi, dùng tay ấn nhẹ đáy quả sẽ cảm nhận được độ lún nhất định [16].
c. Bưởi Diễn
Bưởi Diễn được trồng nhiều ở Phú Diễn, Phú Minh (Từ Liên, Hà Nội).
Bưởi Diễn là một đột biến của bưởi Đoan Hùng. Bưởi Diễn quả tròn, vỏ trái
nhẵn khi chín màu vàng cam, trọng lượng trung bình từ 0,8-1 kg/trái, tỷ lệ
phần ăn được từ 60-65%, số hạt trung bình khoảng 50 hạt, múi và vách múi
dễ tách rời nhau, thịt trái màu vàng xanh, ăn giòn, ngọt, độ brix từ 12-14%.
Thời gian thu hoạch bưởi Diễn muộn hơn bưởi Đoan Hùng, thường vào
khoảng cuối tháng 12 âm lịch [16].
d. Bưởi Đoan Hùng
Huyện Đoan Hùng-Phú Thọ có hai giống Bưởi đặc sản đạt các chỉ tiêu
quốc gia đó là giống Bưởi Sửu Chí Đám và Bưởi Bằng Luân (xã Bằng Luân).
Bưởi Sửu Chí Đám, sinh trưởng và phát triển phù hợp trên phù sa sông Lô,
sông Chảy. Nguồn gốc của giống Bưởi này được người dân xã Chí Đám nhân
ra từ cây Bưởi ngon của người nông dân có tên là Sửu cách đây trên 200 năm.
Vì vậy, người dân đã lấy tên ông đặt tên cho giống Bưởi này.
Bưởi Sửu Chí Đám sau 5 năm trồng đã cho quả có chất lượng tốt, cây 15
tuổi có năng suất từ 100-150 quả. Quả có chất lượng cao, trọng lượng trung
bình 0,7-0,8 kg/quả, dạng quả cầu lồi, khi chín có màu vàng xanh, trục quả
rỗng, múi dễ tách, tép múi màu trắng xanh, thịt quả màu trắng phớt hồng,
6
mềm, mọng nước, ngọt mát, hương vị đậm. Độ brix của Bưởi từ 9-11, tỷ lệ
phần ăn được 60-65%. Bưởi Sửu Chí Đám thu hoạch vào tháng 10, tháng 11.
Quả có thể để lâu sau thu hoạch, bảo quản sau 5-6 tháng quả vẫn giữ được
chất lượng tốt.
Bưởi Bằng Luân: Tập trung ở xã Bằng Luân, thuộc vùng Tây Bắc của
huyện. Bưởi Bằng Luân có phẩm chất tốt, thích ứng rộng, cho năng suất cao,
cây 15 tuổi có chiều cao 6-7m, tán rộng 6,5-7,5m, năng suất trung bình từ

300-400 quả/cây, trọng lượng trung bình 1-1,2kg/quả, dạng quả hình cầu, khi
chín có màu vàng rơm, màu thịt quả trắng, trục quả đặc, dễ tách múi, tép mềm
mọng nước có màu trắng xanh, ngọt đậm, mùi thơm, tỷ lệ phần ăn từ 60-63%,
độ brix 10,25-11,54, vitamin C có trong 100g quả từ 80,55-98,46mg, trữ
lượng nước 87,25-89,43%. Loại bưởi này có thể quản bảo bằng phương pháp
truyền thống đến 5 tháng vẫn giữ nguyên phẩm chất. Bưởi Bằng Luân có cách
đây 200-300 năm là giống có nhiều nhất ở Đoan Hùng, hầu hết các xã ở trong
huyện đặc biệt là Bằng Luân và Quế Lâm đều trồng giống Bưởi này [16].
1.1.1.3. Quả cam
Chi Cam chanh (danh pháp khoa học: Citrus) là một chi thực vật có
hoa trong họ Cửu lý hương (Rutaceae), có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới và
cận nhiệt đới ở đông nam châu Á. Các loại cây trong chi này là các cây
bụi lớn hay cây thân gỗ nhỏ, cao tới 5-15 m tùy loại, với thân cây có gai và
các lá thường xanh mọc so le có mép nhẵn. Hoa mọc đơn hay thành ngù
hoa nhỏ, mỗi hoa có đường kính 2-4 cm với 5 (ít khi 4) cánh hoa màu trắng
và rất nhiều nhị hoa. Hoa thông thường có mùi thơm rất mạnh. Quả là
loại quả có múi, một dạng quả mọng đặc biệt, hình cầu hay cầu thuôn dài,
chiều dài 4-30 cm và đường kính 4-20 cm, bên trong quả khi bóc lớp vỏ và
cùi sẽ thấy lớp vỏ mỏng, dai, màu trắng bao quanh các múi bên trong chứa
nhiều tép mọng nước. Chi này có vai trò quan trọng về mặt thương mại do
7
nhiều loài (hoặc cây lai ghép) được trồng để lấy quả. Quả được ăn tươi hay
vắt, ép lấy nước [15].
Quả Cam (danh pháp hai phần: Citrus × sinensis) là loài cây ăn quả
thuộc Chi Cam chanh (danh pháp khoa học: Citrus). Nó có quả nhỏ hơn quả
bưởi, vỏ mỏng, khi chín thường có màu da cam, có vị ngọt hoặc hơi chua.
Loài cam là một cây lai được trồng từ xưa, có thể lai giống giữa loài bưởi
(Citrus maxima) và quýt (Citrus reticulata). Nó là cây nhỏ, cao đến khoảng
10 m, có cành gai và lá thường xanh dài khoảng 4-10 cm. Cam bắt nguồn
từ Đông Nam Á, có thể từ Ấn Độ, Việt Nam hay miền nam Trung Quốc [15].

1.1.1.4. Một số giống cam tại Việt Nam
a, Canh sành
Cam sành là một giống cây ăn quả thuộc chi Cam chanh có quả gần như
quả cam, có nguồn gốc từ Việt Nam. Quả cam sành rất dễ nhận ra nhờ lớp vỏ
dày, sần sùi giống bề mặt mảnh sành và thường có màu lục nhạt (khi chín có
sắc cam), các múi thịt có màu cam, thịt trái nhiều nước, hương vị chua ngọt,
trọng lượng trung bình 275 gram/trái. Chu kỳ khai thác 10-15 năm. Phù hợp
ăn tươi, chế biến và tiêu thụ nội địa.
Cam sành Bố Hạ nổi tiếng trồng ở Bố Hạ, huyện Yên Thế, tỉnh Bắc
Giang. Cam sành Bố Hạ hợp với đất phù sa cổ, khí hậu mát ẩm. Hiện nay
vùng cam này đã bị xoá sổ do bệnh vàng lá greening.
Cam sành nước ta hiện trồng chủ yếu ở khu vực Đồng bằng sông Cửu
Long, như: Vĩnh Long, Tiền Giang, Cần Thơ được gọi chung là cam sành
Sài Gòn, giá khoảng 30.000 - 40.000 đồng/kg. Loại cam sành này khi chín vỏ
có màu xanh, sần sùi, vỏ dày, quả khá to, hơi dẹt, nặng tay, có hạt. Trong
nhóm cây ăn trái có múi vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long thì cây cam sành
giữ vị trí hàng đầu về tất cả các mặt: diện tích, sản lượng và giá trị hàng hóa.
Cam sành Hà Giang, Tuyên Quang, Yên Bái… là vùng cam chủ yếu của
các tỉnh phía Bắc Việt Nam, năng suất cao. Cam sành Hà Giang bắt đầu thu
8
hoạch vào tháng 12 dương lịch hằng năm, khi chín quả màu vàng, cùi dày, vị
ngọt thơm, có hạt. Huyện Bắc Quang là huyện có diện tích cam sành lớn nhất
tỉnh. Cam sành Bắc Quang rất dễ nhận biết với đặc điểm là vỏ dầy, sần, lõi
cam vàng, có hạt, ăn có vị ngọt khé, đậm đà. Giá cam Hà Giang khi vào mùa
cũng rẻ, nhiều khi chỉ 10.000 đồng/kg, nhưng là hàng Việt Nam nên khá an
tâm về chất lượng vì không có chất bảo quản. Tính đến cuối năm 2013, diện
tích cam sành của Hà Giang vào khoảng 2.850 ha và sản lượng ước đạt từ
11.000-13.000 tấn quả. Trong thời điểm từ tháng 1/2014, cam sành Hà Giang
đã bước vào giai đoạn chín rộ và cho thu hoạch. Với giá bán bình quân tại
vườn từ 13.000-15.000 đồng/kg, giá bán lẻ tại các chợ trên địa bàn Hà Giang

dao động từ 18.000-20.000 đồng/kg.
Tuy nhiên, cam sành rất khó trồng, dịch bệnh luôn ảnh hưởng đến năng
suất. Hiện tình hình sản xuất cam sành của nhiều tỉnh ở Nam bộ đang bị giảm
sút nghiêm trọng do bệnh vàng lá (bao gồm cả vàng lá do greening và vàng lá
do thối rễ) gây hại nặng nề mà chưa có thuốc phòng trị hữu hiệu. Kết quả
khảo sát sơ bộ của Viện Nghiên cứu cây ăn quả miền Nam tại các tỉnh vùng
Đồng Bằng Sông Cửu Long mới đây cho thấy tình hình nhiễm bệnh greening
rất cao, nhiều vườn cây có tỷ lệ bệnh từ 60-100% khiến cây bị chết khô. Viện
đã nghiên cứu thành công mô hình trồng cam sành theo phương pháp cải tiến
và trồng xen ổi giúp vườn cam hoàn toàn sạch bệnh vàng lá greening và
không có rầy chổng cánh. Các nhà khoa học của Viện đang tổng kết, đánh giá,
rút kinh nghiệm và điều chỉnh cho hợp lý để đưa ra khuyến cáo nhân rộng
phục vụ sản xuất trong thời gian tới [15].
c, Cam Vinh
Cam Vinh là đặc sản của Nghệ An được trồng trên chất đất đỏ của vùng
miền Tây Nghệ An và được thừa hưởng nhiều ưu đãi đặc biệt về khí hậu và
thời tiết đặc trưng để cho ra những trái cam ngon nổi tiếng.
9
Cam Vinh thuộc chi cam chanh, quả tròn đều, nhỏ, nhiều nước, ít hạt,
màu xanh vàng đều, vỏ mỏng, thường bị nám, thơm có vị ngọt thanh, đậm đà.
Màu vàng của cam Vinh là màu vàng tươi chanh pha với màu xanh, chứ
không phải màu vàng da cam. Kể cả phần tép cam cũng vàng nhẹ chứ không
phải màu vàng cam. Cam Vinh là tên gọi chung có nhiều loại cam đang được
trồng tại Nghệ An.
Cam Vinh thường chín vào tháng 9 và bắt đầu rộ mùa vào tháng 10 cho
đến gần Tết. Hiện cam trồng tại Vinh cũng đã có đến 3-4 loại khác nhau như
Cam Hương Sơn, cam Quỳ Hợp, cam Xã Đoài và giá cũng nhiều loại, có loại
rẻ vì giá bán ở vườn chỉ 30.000/kg hoặc cao hơn là 50.000-55.000/kg. Nhưng
ngon nhất là giống cam Xã Đoài, đặc biệt là cam trồng theo phương pháp
sạch đáp ứng được tiêu chuẩn VietGAP đang có giá bán tại vườn là khoảng

55.000- 60.000 đồng/kg.
Hiện giống cây cam Vinh cũng được một vài địa phương như Hưng Yên,
Lào Cai, Tuyên Quang, Hà Giang… đem về trồng trọt cấy ghép tạo năng suất
cao và chất lượng tốt. Cam Hưng Yên tuy có bề ngoài giống cam Vinh nhưng
vỏ dày hơn, chua và nhiều hạt. Do vỏ cam có màu vàng khá giống nhau nên
nhìn lướt qua người tiêu dùng khó mà phân biệt được đâu là cam thật, đâu là
cam giả. Chính vì vậy, rất ít người được ăn cam Vinh thật, mà thường chỉ
được ăn cam vùng khác hoặc cam nhập khẩu giả làm cam Vinh. Tuy nhiên
chỉ cần khách đã ăn cam Vinh thật rồi thì khi nếm sẽ biết ngay đó có phải là
hàng nhái hay không [15].
1.1.2. Tổng quan về tinh dầu
1.1.2.1 Khái niệm Tinh dầu [11, 12]
Tinh dầu là những chất thơm hay chất mùi có trong một số bộ phận của
cây cỏ (hạt, rễ, củ, vỏ cây, hoa, lá, quả, dầu, nhựa cây…) hay động vật (túi
tinh dầu). Hệ thực vật có tinh dầu khoảng 3000 loài, trong đó có 150-200 loài
10
có ý nghĩa công nghiệp. Tinh dầu có trong các nguồn nguyên liệu trên với
nồng độ rất khác nhau, có thể thay đổi từ phần triệu đến phần trăm và tinh dầu
tương đối dễ bay hơi.
Tinh dầu phân bố tập trung trong một số họ như họ hoa tán, học Cúc, họ
hoa môi, học Long Não, họ Sim, học Cam, họ Gừng…Tinh dầu được chiết một
số bộ phận của cây như cánh hoa, lá, cành, rễ, vỏ trái, cuống hạt, vỏ cây…
-Lá: Bạc Hà, Tràm, Bạch đàn, Hương nhu, Khuynh diệp, Húng chanh,
Tía tô, Cúc tần, lá Tràm, lá Sả, Long não, Cam, Chanh, Quýt…
-Bộ phận trên mặt đất: Bạc Hà, Hương nhu…
-Hoa: hoa Hồng, hoa Nhài, hoa Bưởi, hoa Hồi, hoa Đinh hương…
-Quả: Sa nhân, Hồi, Bưởi, Cam, Chanh, Quất, Xuyên tiêu, Thảo quả…
-Vỏ quả: Cam, Chanh, Bưởi, Quýt…
-Vỏ thân: Quế
-Gỗ: Long não, Vù hương, Trầm hương…

-Thân rễ: Gừng, Nghệ, Hành, Tỏi, Xuyên khung, Bạch chỉ, Đương quy…
Hàm lượng tinh dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, di truyền, đất
trồng, phân bón, thời tiết, ánh sáng, thời điểm thu hoạch…Tinh dầu là sản phẩm
cuối cùng của quá trình trao đổi chất và không được sử dụng trở lại cho hoạt động
sống của cây…
1.1.2.2. Phân loại các thành phần có trong tinh dầu
a. Phân loại theo hàm lượng [6]
- Thành phần chính: là thành phần có hàm lượng trên 1%. Thành phần
chính là tiêu chuẩn chủ yếu để đánh giá chất lượng tinh dầu.
- Thành phần phụ: là thành phần có hàm lượng từ 0,1-1% .
- Thành phần vết: là thành phần có hàm lượng không quá 0,1% trong
toàn bộ tinh dầu
11
b. Phân loại theo tính chất vật lý [6]
Tinh dầu của mỗi loài thực vật là một hỗn hợp bao gồm hàng trăm hợp
chất thuộc các nhóm hữu cơ khác nhau.Theo tính chất vật lý, các hợp chất có
trong tinh dầu thường được phân thành hai nhóm chính:
- Nhóm thành phần dễ bay hơi: chiếm tới 90 – 95% tổng lượng tinh dầu.
- Nhóm còn lại: gồm các hợp chất ít bay hơi chỉ chiếm 1 – 10%.
c. Phân loại theo bản chất hóa học [8]
Các hợp chất trong tinh dầu được chia thành các nhóm:
- Monoterpen mạch hở (ví dụ: myrcen, ocimen).
- Monoterpen mạch vòng (ví dụ: p-cymen, pinen, sabinen) .
- Monoterpen mạch hở bị oxy hóa (như farnesol, linalool, neral).
- Monoterpen mạch vòng bị oxy hóa (như terpineol, geraniol).
- Sesquiterpen mạch hở (ví dụ: farnesen).
- Sesquiterpen mạch vòng (ví dụ: copaen, humulen).
- Sesquiterpen mạch hở bị oxy hóa (như nerolidol).
- Sesquiterpen mạch vòng bị oxy hóa (như nootkaton, spathulenol).
- Các hợp chất thơm (ví dụ: indol).

- Các hydrocarbon mạch dài (như tetradecanal, dodecanal).
1.1.2.3. Tính chất đặc trưng của tinh dầu [1,12]
Tinh dầu là hợp chất hữu cơ hòa tan lẫn vào nhau, có mùi đặc trưng. Tại
nhiệt độ thường, tinh dầu thường ở thể lỏng, có khối lượng riêng bé hơn 1 (trừ
một vài loại như tinh dầu Quế, Đinh Hương có khối lượng riêng lớn hơn 1).
Để xác định tính chất vật lý của tinh dầu, thông thường người ta tiến
hành xác định các chỉ số như tỷ trọng, chiết suất, tỷ lệ hòa tan trong cồn 90
0
ở
25
0
C, nhiệt độ sôi, năng suất quay cực, màu sắc… Tinh dầu không tan hoặc
12
rất ít tan trong nước nhưng chúng hòa tan tốt trong đa số các dung môi hữu cơ
như ester, cồn
Về màu sắc, tinh dầu thường không màu hoặc có màu vàng nhạt. Một số
ít tinh dầu có màu (ví dụ: tinh dầu Ngải Cứu có màu xanh lơ, tinh dầu Quế có
màu nâu sẫm…) là do sự có mặt của các hợp chất có màu được lôi kéo theo
tinh dầu trong quá trình chiết xuất (ví dụ: màu xanh do có Chlorophyll, màu
vàng do có Carotenoid,…). Còn mùi và vị của tinh dầu chủ yếu gây ra do các
cấu tử thành phần bị oxy hóa.
Mặc dù thành phần hóa học của mỗi loại tinh dầu là khác nhau, nhưng
nhìn chung, chúng có nhiệt độ sôi khoảng 100
o
C – 200
o
C, dễ bay hơi và có
mùi thơm đặc trưng. Thành phần hóa học chủ yếu trong tinh dầu là các hợp
chất Terpenoid (tức các hydrocarbon không no) nên chúng dễ bị thủy phân
(nhất là ở nhiệt độ cao) và bị phân hủy bởi ánh sáng thành các hợp chất khác.

Vì vậy, người ta thường bảo quản tinh dầu trong những lọ sẫm màu, có miệng
nhỏ và đậy nút kỹ.
Tinh dầu thực vật thường có thành phần không ổn định mà luôn thay đổi
theo thời gian sinh trưởng của cây và cũng biến đổi theo điều kiện khí hậu,
thời tiết…và trong các bộ phận của cây, hàm lượng tinh dầu cũng khác nhau.
Mỗi tinh dầu có các hằng số vật lý đặc trưng như trạng thái(d), chiết suất
(n), độ quay cực (α), và các chỉ số hóa học như chỉ số Axit, chỉ số Iôt, chỉ số
Este, chỉ số Xà phòng hóa…Qua các chỉ số ta có thể đánh giá sơ bộ chất
lượng tinh dầu…
* Tinh dầu họ cam, quýt (Citrus)
-Tinh dầu họ Citrus có mùi thơm đặc trưng, vị ngọt sắc, gây ấn tượng
mạnh, kích thích dịch vị, nhất là tuyến nước bọt. Nó tham gia nhiều thành phần
13
của nhiều chất thơm. Do đó, người ta thường sử dụng một ít để pha chế mùi tổng
hợp nhân tạo.
- Tinh dầu họ Cam, quýt (Citrus) hầu như không tan trong nước, nhưng
tan ít ở nhiệt độ và áp suất cao.
- Thành phần chủ yếu của tinh dầu Chanh là Limonen, chiếm 90% tổng
thành phần có mặt trong tinh dầu. Giá trị của tinh dầu được đánh giá theo
thành phần chính
- Tùy theo loài Chanh, Cam, Quýt và điều kiện canh tác, vùng khí hậu
mà tinh dầu này có các thành phần hóa học và các chỉ số vật lý có sự thay đổi
khác nhau. Tinh dầu Citrus thường nằm trong khoảng chênh lệch sau:
Tỷ trọng: d
20
= 0,846 – 0,854.
Chiết suất n
20
= 10402 – 10406.
Độ quay cực D

20
= 56 – 660 .
Chỉ số Caconyl = 2,72 – 3,0.
- Thành phần chính của tinh dầu cũng thay đổi rất lớn theo loài, vùng khí
hậu, đất canh tác trồng trọt, phương pháp khai thác …
1.1.2.4. Các phương pháp sản xuất tinh dầu [10]
Có rất nhiều phương pháp để chiết rút tinh dầu nhưng dù có sử
dụng phương pháp chiết nào thì quy trình sản xuất đều có những điểm chung
sau đây:
- Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên như nguyên liệu.
- Quy trình khai thác phải phù hợp với đặc tính của nguyên liệu.
- Tinh dầu phải được lấy triệt để khỏi nguyên liệu với chi phí thấp nhất.
Các phương pháp ly trích tinh dầu đều dựa vào các đặc tính sau của tinh dầu:
-Dễ bay hơi.
-Lôi cuốn theo hơi nước ở nhiệt độ dưới 100
o
C.
14
-Hòa tan dễ dàng trong dung môi hữu cơ.
-Dễ bị hấp thụ khi ở thể khí.
Sau đây, chúng ta đi tìm hiểu về một số phương pháp thường hay sử
dụng để ly trích tinh dầu thực vật.
a. Phương pháp chiết (Extraction)
Cơ sở của phương pháp dựa trên hiện tượng thẩm thấu, khuếch tán và
hòa tan của tinh dầu có trong các mô nguyên liệu khi tiếp xúc với dung môi
hữu cơ. Phương pháp chiết thường dùng để tách các hương liệu dễ bay hơi mà
phương pháp chưng cất tỏ ra kém hiệu quả.
Trong phương pháp này nguyên liệu được ngâm trong dung môi hữu cơ
thích hợp, sau đó cất chân không để thu hồi dung môi, phần còn lại là hỗn hợp
tinh dầu và sáp được gọi là tinh dầu cô kết (gọi là “concrete oil”). Dùng cồn

tuyệt đối hòa tan “con- crete oil” rồi để lạnh, khi đó phần sáp sẽ đông đặc và
được tách loại, phần dịch còn lại được đem chưng cất lôi cuốn hơi nước để
thu tinh dầu tinh khiết (gọi là “absolute oil”). Đây cũng chính là hai dạng sản
phẩm chính của chất thơm hiện lưu hành trên thị trường.
Yếu tố quan trọng nhất cho sự thành công của phương pháp này là phẩm
chất và đặc tính của dung môi sử dụng, do đó dung môi chiết cần phải đạt
được những yêu cầu sau:
- Hòa tan hoàn toàn và nhanh chóng các cấu phần có mùi thơm trong
nguyên liệu.
- Hòa tan kém các hợp chất khác như sáp, nhựa dầu có trong nguyên liệu.
- Không có tác dụng hóa học với tinh dầu.
- Không biến chất khi sử dụng lại nhiều lần.
15
- Hoàn toàn tinh khiết, không có mùi lạ, không độc, không ăn mòn thiết
bị, không tạo thành hỗn hợp nổ với không khí và có độ nhớt kém.
Nhiệt độ sôi thấp vì khi chưng cất dung dịch ly trích để thu hồi dung môi,
nhiệt độ sôi cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu. Điểm sôi của dung môi nên
thấp hơn điểm sôi của cấu phần dễ bay hơi nhất trong tinh dầu. Ngoài ra, cần có
thêm những yếu tố phụ khác như: giá thành thấp, nguồn cung cấp dễ tìm, …
Thường thì không có dung môi nào thỏa mãn tất cả những điều kiện kể
trên. Người ta sử dụng cả dung môi không tan trong nước (như Dietyl ete, Ete
dầu hỏa, Hexan, Cloroform…) lẫn dung môi tan trong nước (như Etanol,
Axeton…). Trong một số trường hợp cụ thể, người ta còn dùng một hỗn hợp
dung môi.
b. Phương pháp ướp
Cơ sở của phương pháp dựa trên hiện tượng hấp phụ chất thơm bởi các
chất béo dạng lỏng hay rắn (vaselin, parafin, dầu oliu hoặc mỡ động vật) đã
tinh chế. Người ta dùng các khay sâu 8cm, rộng 60cm, dài 100cm đáy là mặt
kính có phủ lớp chất béo để hấp phụ chất thơm. Các khay có thể xếp chồng
lên nhau, trên mặt khay xếp đều nguyên liệu để trích hương và để yên trong

khoảng từ 12-72 giờ tùy từng loại nguyên liệu, sau đó thay lớp nguyên liệu
mới và để hấp phụ từ 10-15 lần cuối cùng thu được chất béo có mùi thơm.
Đem lắc chất béo với etanol cao độ để trích ly tinh dầu, sau đó để lạnh -10
0
C
để loại bỏ hết chất béo bị kéo theo rồi cô đuổi etanol dưới áp suất thấp để thu
tinh dầu. Kỹ thuật này thuờng được dùng để chiết hương thơm của các loài
hoa để thu sản phẩm dưới dạng tinh dầu cô đặc (“essence concentrée”) dùng
trong mỹ phẩm.