VẬT LIỆU NANO TINH DẦU TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA HĨA HỌC

BÁO CÁO MƠN HỌC
GIỚI THIỆU NGÀNH HÓA HỌC
Đề tài

VẬT LIỆU NANO TINH DẦU
TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Họ và tên
Nguyễn Quốc Trung
Huỳnh Đình Gia Ân
Quản Vũ Hoàng Anh
Nguyễn Trương Ngọc Ánh
Nguyễn Thanh Hùng
Đỗ Tâm Như
Đào Lê Uyên Phương
Nguyễn Phương Thảo

Nguyễn Thiết Minh Thư
Huỳnh Nhật Huy
Mentor: Kim Minh Dương

Tháng 11/2021

MSSV
21140010
21140014
21140018
21140019
21140043
21140081
21140091
21140272
21140277
21140358


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên với tình cảm sâu sắc và chân thành nhất, cho phép chúng em
được bày tỏ lòng biết ơn đến các Thầy Cô Ban Chủ nhiệm Khoa Hóa học đã tạo
cơ hội cho nhóm tiếp cận gần hơn với các hoạt động nghiên cứu khoa học. Đây
là một cơ hội tốt cho nhóm chúng em nói riêng và các bạn sinh viên khác nói
chung có dịp đào sâu kiến thức, đưa ra ý tưởng, làm quen với các kỹ năng
nghiên cứu khoa học và các kỹ năng mềm khác.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cơ phụ trách mơn Giới thiệu
ngành Hóa học đã tập trung thời gian và công sức truyền tải vốn kiến thức quý
báu cho chúng em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Nhờ có những định
hướng, góp ý của thầy cơ mà chúng em có thể hồn thành tốt các nội dung

được giao.
Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm đã nhận được sự quan tâm, giúp
đỡ của anh Kim Minh Dương. Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến anh vì đã trực
tiếp giúp đỡ, quan tâm, hướng dẫn nhóm em hồn thành tốt đề tài này trong
thời gian qua. Đồng thời cũng cảm ơn các thành viên trong nhóm đã ln cố
gắng và nỗ lực hết mình để hồn thành nhiệm vụ một cách tốt nhất.
Bài báo cáo thực hiện trong khoảng thời gian 08 tuần. Những kết quả
nghiên cứu thu được của chúng em mới chỉ là bước đầu trong nghiên cứu khoa
học nên không tránh khỏi những thiếu sót, nhóm em rất mong nhận được
những ý kiến đóng góp q báu của Thầy Cơ để kiến thức của nhóm em trong
lĩnh vực này được hồn thiện hơn đồng thời có điều kiện bổ sung, nâng cao kĩ
năng của mình.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm tác giả

1


MỤC LỤC
Trang

LỜI CẢM ƠN

i

MỤC LỤC

ii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH

iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

iii

MỞ ĐẦU

1

PHẦN 1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1

1. Chất bảo quản thực phẩm

1

1.1. Khái niệm

1

1.2. Lịch sử hình thành

1

1.3. Tính chất

1

2. Tinh dầu

1

2.1. Khái niệm

1

2.2. Hoạt tính sinh học

1

2.3. Tổng hợp tinh dầu
2.4. Ưu điểm và hạn chế

1

3. Vật liệu nano tinh dầu trong bảo quản thực phẩm

1

3.1. Khái niệm

1

3.2. Tính chất – cấu trúc

1

3.3. Phương pháp tổng hợp

1

3.4. Các hướng nghiên cứu

1

3.4.1. Hướng nghiên cứu tại Việt Nam

1

3.4.2. Hướng nghiên cứu trên thế giới

1

PHẦN 2. KẾT LUẬN

1

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1

2

3


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Trang
Hình...

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng

Tên bảng

4

Trang


MỞ ĐẦU
ABC
PHẦN 1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1. Chất bảo quản thực phẩm
1.1. Khái niệm
Bảo quản thực phẩm gồm các hành động giữ cho thực phẩm không bị biến đổi
chất, không hư hỏng, không biến dạng, không biến đổi cấu trúc, hương vị, màu
sắc, thành phần và nồng độ trong nguyên liệu, bán thành phẩm, thành phẩm
hoặc gồm các bước chế biến thực phẩm khác nhau để duy trì chất lượng thực

phẩm ở mức mong muốn, nhằm đạt được lợi ích và giá trị dinh dưỡng tối đa.
[Phạm Bảo, N. (2017). Nguyên lý bảo quản và chế biến thực phẩm, Đại học Trà Vinh.]
[Amit, S. K., Uddin, M. M., Rahman, R., Islam, S. R., & Khan, M. S. (2017). A review on
mechanisms and commercial aspects of food preservation and processing. Agriculture &
Food Security, 6(1), 1-22.]

Chất bảo quản thực phẩm là các chất phụ gia thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên
hoặc tổng hợp, được chủ động thêm vào thực phẩm, có tác dụng ức chế hay
làm chậm q trình thối hóa, hư hỏng thực phẩm do sự phát triển của vi sinh
vật, nấm mốc, hoạt động của enzym và quá trình oxy hóa.
[Gokoglu, N. (2019). Novel natural food preservatives and applications in seafood
preservation: A review. Journal of the Science of Food and Agriculture, 99(5), 2068-2077.]

Chất bảo quản thực phẩm có thể sử dụng như một hóa chất duy nhất mà cũng
có thể trong kết hợp với nhiều loại hóa chất có các tác dụng khác.
Chất bảo quản thực phẩm an toàn là những chất bảo quản nằm trong danh
mục phụ gia thực phẩm được phép sử dụng theo quy định của Bộ Y Tế. Danh
mục chất bảo quản an toàn được phép sử dụng tại Việt Nam gồm khoảng 43
chất (theo thông tư số 24/2019/TT-BYT ngày 30/8/2019).
1


1.2. Lịch sử hình thành
Từ rất lâu về trước, con người đã nhận ra sự thiết yếu của việc bảo quản
thực phẩm nên họ đã tìm cách để giữ cho thực phẩm lâu hư hỏng nhất có thể.
Từ 5000 năm trước Công Nguyên, con người đã biết sử dụng các phương pháp
bảo quản thực phẩm như làm khô các loại ngũ cốc và cất giữ trong hộp, dùng
muối để bảo quản thịt, cá, dùng rượu, giấm để ngâm chua và bảo quản thực
phẩm,…
Đầu thế kỉ 19, ngành cơng nghiệp hóa học xuất hiện, người ta bắt đầu tổng

hợp được nhiều chất phụ gia và dùng chúng để bảo quản thực phẩm.
Nhu cầu sử dụng và bảo quản thực phẩm của con người ngày càng tăng, vì
vậy càng có nhiều chất bảo quản thực phẩm được tổng hợp. Chẳng hạn để
tránh bột mì bị mốc, người ta cho thêm chất lindane hoặc cho malathion, nếu
cho thêm propane vào khoai tây thì khoai tây sẽ được bảo quản lâu dài hơn, để
giúp các loại hoa quả như cam và cà chua không bị mốc người ta cho thêm
diphenyl,….
Ngày nay, con người vẫn đang tiếp tục nghiên cứu và tổng hợp các chất
bảo quản thực phẩm để có thể giữ cho thực phẩm lâu hư hỏng và an toàn với
sức khỏe.
[Thịnh, P. T. N. D. (2004). Các chất phụ gia dùng trong sản xuất thực phẩm. Bài giảng sử dụng
cho học viên cao học ngành công nghiệp thực phẩm. Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện
Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm.]

Rất khó để xác định được chính xác vào năm nào con người đã tìm được
cách chiết xuất tinh dầu. Chỉ biết tinh dầu lần đầu tiên được đem đến Châu Âu
bởi người Ả Rập vào thế kỉ thứ 9. Đến thế kỉ 16, các loại tinh dầu và phương
pháp tách chiết chúng từ các loại nước thơm cũng dần được biết đến nhiều
hơn, cùng lúc đó tinh dầu cũng được thương mại hóa với các ngành cơng
nghiệp, trị liệu và mỹ phẩm. Vào cuối thế kỉ thứ 19, các nhà khoa học đã có thể
cơ lập và tái tạo lại các phân tử hoạt động của tinh dầu trong nước hoa, trị liệu
và các ngành công nghiệp.
[Hanif, M. A., Nisar, S., Khan, G. S., Mushtaq, Z., & Zubair, M. (2019). Essential oils. In
Essential oil research (pp. 3-17). Springer, Cham.]

2


1.3. Tính chất
Hiện nay trên thị trường có nhiều loại chất bảo quản khác nhau, có thể

chia các loại này thành 3 nhóm, gồm nhóm chất chống oxy hóa, nhóm chất
kháng sinh, nhóm các loại hóa chất để giữ tươi.
Chất chống oxy hóa như tocopherol, dẫn xuất của propyl ester,.. làm chậm
đi sự phát triển của q trình ơi thiu trong các thực phẩm có chứa dầu mỡ, chất
béo. Chất kháng sinh sẽ ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn có hại trong các
loại thực phẩm đóng hộp. Chất diệt nấm giúp ức chế sự phát triển của nấm
mốc trong các hoa quả tươi, phơ mai, bánh mì, trái cây khơ. Chất giữ ẩm giúp
duy trì độ ẩm cần thiết cho các loại thực phẩm.
Các chất được sử dụng trong các nhóm chất bảo quản này phải là các chất
không độc, giữ cho thực phẩm không bị biến đổi chất lượng, khơng làm thực
phẩm thay đổi cấu trúc, có khả năng hịa tan cũng như khơng làm thay đổi
hương vị, màu sắc, thành phần và nồng độ trong nguyên liệu để làm nên thực
phẩm.
[Phạm Bảo, N. (2017). Tài liệu giảng dạy môn nguyên lý bảo quản và chế biến
thực phẩm. Trường đại học Trà Vinh]
2. Tinh dầu:
2.1. Khái niệm
Hiện nay có một số quan niệm khác nhau về tinh dầu. Amorati cho rằng tinh
dầu là các chất lỏng tự nhiên, dễ bay hơi, có mùi thơm thu được từ thực vật,
một số người khác thì cho rằng tinh dầu là sản phẩm thứ cấp trong quá trình
trao đổi chất trong thực vật (Protzen 1993; Grassmann and Elstner 2003;
Schmidt 2010; Sell 2010) . Theo Martin Petozilka và Charles Ehret, tinh dầu là
sản phẩm thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước từ nguyên
liệu thực vật. Quan niệm này cho đến nay được nhiều người thừa nhận hơn cả.
[Văn, N. H. (2013). Tinh dầu, hương liệu-Phương pháp nghiên cứu và ứng dụng, Nhà xuất
bản Đại học Quốc gia Hà Nội.]

3

[Turek, C., & Stintzing, F. C. (2013). Stability of essential oils: a review. Comprehensive
reviews in food science and food safety, 12(1), 40-53.]
[Amorati, R., Foti, M. C., & Valgimigli, L. (2013). Antioxidant activity of essential oils. Journal
of agricultural and food chemistry, 61(46), 10835-10847.]

2.2. Hoạt tính sinh học
Hiện nay, tinh dầu được biết đến như một chất phụ gia thực phẩm, ví dụ
như chất kháng khuẩn, chất chống oxy hóa,... Trong lĩnh vực y học và an tồn
thực phẩm, tinh dầu cịn được dùng như chất kháng nấm và vi sinh vật gây
bệnh.
2.2.1. Kháng khuẩn (Antibacterial)
Nhiều loại tinh dầu được biết đến với đặc tính kháng khuẩn. Trong nhiều
trường hợp, hoạt tính này là do sự hiện diện của các thành phần hoạt động,
chủ yếu ở dạng phản ứng với isoprenes như monoterpenes, sesquiterpenes
and liên quan đến alcohols, hydrocarbons khác và phenols. Đặc tính ưa béo của
khung hydrocacbon và đặc tính ưa nước của các nhóm chức có tầm quan trọng
trong hoạt động kháng khuẩn của các thành phần tinh dầu.
[Saad, N. Y., Muller, C. D., & Lobstein, A. (2013). Major bioactivities and mechanism of action of essential oils
and their components. Flavour and Fragrance Journal, 28(5), 269-279.]

Để định danh được hợp chất tinh dầu có khả năng kháng khuẩn tốt nhất là
một việc khó khăn vì tinh dầu là hỗn hợp của nhiều loại thành phần khác nhau
và tùy thuộc vào phương pháp ly trích, tách chiết tinh dầu cũng như là mùa thu
hoạch. Một số hợp chất quan trọng của tinh dầu là mono và sesquiterpenes,
carbohydrate, phenol, rượu, ete, andehit và xeton. Các hợp chất phenolic cũng
đã được công nhận là có hoạt tính sinh học.
Một số cơ chế tác động của tinh dầu lên vi khuẩn:

Hình. Cơ chế tác động của tinh dầu lên vi sinh vật
4

2.2.2. Kháng nấm (Antifungal)
Tinh dầu có khả năng kháng nấm rõ rệt. Những tác dụng ức chế này được
quan sát thấy trên các loại nấm khác nhau như nấm da, nấm mốc, nấm men.
Trong những năm gần đây, tiềm năng kháng nấm của tinh dầu được coi là quan
trọng đáng kể.
Các hoạt tính chống nấm của tinh dầu có liên quan đến sự phân hủy của
sợi nấm do các hợp chất mono- và sesquiterpene có trong tinh dầu. Hơn nữa,
tinh dầu khuếch đại tính thấm của màng; vì các hợp chất như vậy có thể hịa
tan trong màng tế bào và gây sưng màng, do đó làm giảm chức năng của màng
(Dorman và Deans, 2000 ). Ngồi ra, đặc tính ưa béo của tinh dầu chịu trách
nhiệm cho hoạt động chống nấm của chúng vì đặc tính đó cho chúng khả năng
xuyên qua thành tế bào và ảnh hưởng đến các enzym tham gia vào quá trình
tổng hợp thành tế bào, do đó làm thay đổi các đặc điểm hình thái của nấm (Cox
và cộng sự, 2000).
[Pandey, A. K., Kumar, P., Singh, P., Tripathi, N. N., & Bajpai, V. K. (2017). Essential oils: Sources of
antimicrobials and food preservatives. Frontiers in microbiology, 7, 2161.]

Các đặc tính kháng nấm của tinh dầu từ hoa oải hương, bạc hà, húng quế,
xô thơm, cỏ xạ hương và cỏ roi ngựa đã được thử nghiệm chống lại một số
thực phẩm hư hỏng và nấm gây bệnh. Các hoạt động chống nấm tốt nhất được
thể hiện ở dầu cỏ xạ hương và cỏ roi ngựa.
[Böhme, K., Barros-Velázquez, J., Calo-Mata, P., & Aubourg, S. P. (2014). Antibacterial, antiviral and antifungal
activity of essential oils: Mechanisms and applications. In Antimicrobial compounds (pp. 51-81). Springer,
Berlin, Heidelberg.]

2.2.3. Chống oxy hóa (Antioxidant)
Khả năng chống oxy hóa của tinh dầu chủ yếu phụ thuộc vào thành phần
hóa học của chúng. Một số hợp chất trong tinh dầu có cấu trúc giống với

phenol thực vật, nổi tiếng với hoạt tính chống oxy hóa, trong số đó thymol và
carvacrol được báo cáo là có hiệu quả cao nhất. Vì thế tinh dầu hoạt động như
một chất chống oxy hóa tự nhiên tiềm năng, chẳng hạn như ngăn chặn sự bắt
đầu chuỗi, loại bỏ gốc tự do, chất khử; kết thúc q trình oxy hóa; ngăn cản sự
hấp thụ hydro cũng như chấm dứt sự hình thành oxy đơn lẻ. Với những chức
năng đó, tinh dầu có thể sử dụng để chống lại sự oxy hóa lipid trong thực
phẩm.
[Tongnuanchan, P., & Benjakul, S. (2014). Essential oils: extraction, bioactivities, and their uses for food
preservation. Journal of food science, 79(7), R1231-R1249.]

Tinh dầu chiết xuất từ thực vật truyền thống như Achillea Filipendulina
(Cúc vạn diệp), Galagania fragrantissima, , Anethum graveolens (Thì là), Mentha
5


longifolia (Bạc hà),… là nguồn cung cấp phong phú monoterpene oxy như
aldehyde, xeton,… Ngoài ra, các hiđrocacbon monoterpen ( A. absinthi và
A.scoparia ) và các terpenoid phenolic, chẳng hạn như thymol hoặc carvacrol
(O. tyttanthum và Mentha longifolia) là những hợp chất hóa học chính dẫn đến
các hoạt động chống oxy hóa mạnh nhất.
[Bhavaniramya, S., Vishnupriya, S., Al-Aboody, M. S., Vijayakumar, R., & Baskaran, D. (2019). Role of essential
oils in food safety: Antimicrobial and antioxidant applications. Grain & oil science and technology, 2(2), 49-55.]

2.3. Ly trích tinh dầu
2.3.1. Phương pháp ép:
Phương pháp này áp dụng cho các loại quả có phần tinh dầu nằm ở lớp vỏ
(cam, chanh, bưởi…). Túi tinh dầu ở lớp vỏ ngoài của các loại quả này dễ bị bật
ra khi bị cọ xát. Do đó, ta gọt lớp vỏ rồi cho vào máy ép để thu tinh dầu.
Với phương pháp này, trong phần bã vỏ luôn cịn 30-40% tinh dầu nên sau
đó người ta thường dùng các phương pháp khác để lấy lượng tinh dầu còn lại.

[Lê Ngọc Thạch. (2003). Tinh dầu. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.]

2.3.2. Phương pháp hấp thụ:
Phương pháp này được tiến hành bằng cách trộn nguyên liệu thực vật với
chất hấp thụ (tiêu biểu là than hoạt tính) hoặc rải nguyên liệu thực vật lên một
lớp chất hấp thụ. Khi ta thổi một luồng khí vào giữa nguyên liệu thực vật
(thường là cánh hoa), tinh dầu trong cánh hoa sẽ bốc hơi theo luồng khí. Ta dẫn
luồng khí qua than hoạt tính, than sẽ hấp thụ tinh dầu. Sau đó dùng dung mơi
(ethanol) để ly trích tinh dầu.
[Lê Ngọc Thạch. (2003). Tinh dầu. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.]

2.3.3. Phương pháp chưng cất hơi nước:
Qua q trình đun nóng bằng hơi nước, cấu trúc tế bào của nguyên liệu
thực vật bị phá vỡ, giải phóng hơi tinh dầu. Lượng hơi tinh dầu được dẫn qua
ống sinh hàn, sau đó ngưng tụ lại thành tinh dầu dạng lỏng.
Tuy nhiên, phương pháp này có thể làm biến đổi tính chất của một số loại
tinh dầu do tác động của nhiệt độ cao.

6


Hình . Sơ đồ minh họa chưng cất bằng hơi nước
(Nguồn: Tongnuanchan, P., & Benjakul, S., 2014)
[Tongnuanchan, P., & Benjakul, S. (2014). Essential oils: extraction, bioactivities, and their uses for food
preservation. Journal of food science, 79(7), R1231-R1249.]

2.3.4. Phương pháp vi sóng:
Trong phương pháp này, nguyên liệu thực vật được ngâm trong dung
mơi và tiếp xúc với năng lượng vi sóng. Khi nguyên liệu thực vật nóng lên, áp
suất trong thành tế bào tăng dẫn đến cấu trúc tế bào của nguyên liệu thực vật

bị phá vỡ, từ đó giải phóng hơi tinh dầu. Hơi tinh dầu bị lôi cuốn theo hơi nước
rồi được dẫn qua ống sinh hàn và ngưng tụ thành tinh dầu dạng lỏng.
Phương pháp vi sóng giúp tăng năng suất, giảm thời gian chiết xuất tinh
dầu và chi phí thấp. Tuy nhiên, phương pháp này khơng mấy thân thiện với môi
trường do yêu cầu lượng dung môi hữu cơ lớn.
[Fokou, J. B. H., Dongmo, P. M. J., & Boyom, F. F. (2020). Essential Oil’s Chemical Composition and
Pharmacological Properties. In Essential Oils-Oils of Nature. IntechOpen]

2.3.5. Phương pháp chiết CO2 lỏng:
Trong phương pháp này, CO2 lỏng được sử dụng làm dung mơi. Chiết CO2
lỏng có thể tạo ra tinh dầu chất lượng cao bởi vì CO2 hồn tồn vơ hại và khơng
làm thay đổi tính chất của tinh dầu do khơng có tác động về nhiệt độ. CO2 lỏng
có vai trò hòa tan tinh dầu trong nguyên liệu thực vật. Sau đó CO2 lỏng được
đưa về áp suất tự nhiên, trở thành khí CO2. Chất lỏng cịn lại là tinh dầu.
[UNTAPPING THE POWER OF NATURE: ESSENTIAL OIL EXTRACTION METHODS - New Directions Aromatics]

2.4. Ưu điểm và nhược điểm của tinh dầu trong bảo quản thực phẩm:
2.4.1. Ưu điểm:

7


Tinh dầu có tính chất chống các tác nhân oxy hóa. Nhờ vào khả năng bắt
các gốc tự do, tinh dầu có chứa dẫn xuất phenol (như đinh hương, cỏ xạ
hương, húng,...) có tính chống oxy hóa và khả năng diệt khuẩn cao hơn tinh dầu
phi-phenol.
Tinh dầu có thể phá vỡ cấu trúc và chức năng của tế bào ở VSV, do đó
được ứng dụng làm chất kháng VSV (VSV gram âm, VSV gram dương, vi khuẩn,
nấm,...), kháng nhiều mầm bệnh truyền qua thực phẩm.
Bên cạnh đó, tinh dầu dễ dàng kết hợp cùng những tác nhân hóa học khác

(phenylpropanoid, phenolic monoterpenes,...) để tăng thêm hoạt tính sinh học
trong kháng sâu bọ cũng như kháng VSV.
Số lượng tinh dầu hiện nay khá đa dạng, phong phú (có trong vỏ của quả;
lá, thân, cánh hoa của nhiều loài thực vật,...) và thân thiện với môi trường.
[Basavegowda, N., & Baek, K. H. (2021). Synergistic Antioxidant and Antibacterial Advantages of
Essential Oils for Food Packaging Applications. Biomolecules, 11(9), 1267.]

2.4.2. Nhược điểm:
Đa số tinh dầu có thành phần dễ bay hơi nên nhanh chóng bị phân hủy
hoặc biến chất khi chịu tác động (nhiệt độ, áp suất, độ ẩm,...) từ mơi trường, do
đó khó ứng dụng trong bảo quản thực phẩm. Trong một số trường hợp, mùi
hương của tinh dầu còn làm ảnh hưởng đến đặc tính cảm quan của thực phẩm.
Vì vậy, có nhiều phương pháp được đưa ra để khắc phục những nhược
điểm trên, nổi bật trong số đó là ứng dụng cơng nghệ nano để bảo quản tinh
dầu. Từ đó khắc phục được các nhược điểm khi sử dụng tinh dầu thông thường
(mùi hương, tính dễ bay hơi, dễ bị biến chất,...).
[Basavegowda, N., & Baek, K. H. (2021). Synergistic Antioxidant and Antibacterial Advantages of
Essential Oils for Food Packaging Applications. Biomolecules, 11(9), 1267.]

3. Vật liệu nano tinh dầu trong bảo quản thực phẩm
3.1. Khái niệm
Hạt nano là các hạt keo siêu mịn có kích thước siêu nhỏ, tính bằng đơn vị
nanomet (nm; 1 nm= 10-9 m), các hạt nano tồn tại trong thế giới tự nhiên và
cũng được con người tạo ra thông qua một số phương pháp lý hóa. Do có kích
thước siêu nhỏ, nên chúng có một số đặc điểm độc đáo, có thể sử dụng làm lớp
phủ vật liệu/ chất mang cho các hợp chất hoạt tính sinh học có nguồn gốc thực
vật.

8

[Prakash, B., Kujur, A., Yadav, A., Kumar, A., Singh, P. P., & Dubey, N. K. (2018).
Nanoencapsulation: An efficient technology to boost the antimicrobial potential of plant
essential oils in food system. Food control, 89, 1-11.]
[King, S. , Jarvie, . Helen and Dobson, . Peter (2019, May 14). nanoparticle. Encyclopedia
Britannica.]

Nano tinh dầu là sử dụng các hạt nano làm chất mang tinh dầu, tạo thành một
tổ hợp, nhằm tăng tính ổn định cho tinh dầu, khắc phục tình trạng dễ bay hơi,
bảo vệ tinh dầu khỏi sự tương tác với các thành phần của thực phẩm, giúp khóa
mùi, ngăn mùi của tinh dầu ảnh hưởng đến thực phẩm cần bảo quản, hạt keo
nano giúp tinh dầu tăng khả năng bao phủ lên thực phẩm, mang lại hiệu quả
bảo quản cao hơn.
[Donsì, F., Annunziata, M., Sessa, M., & Ferrari, G. (2011). Nanoencapsulation of essential
oils to enhance their antimicrobial activity in foods. LWT-Food Science and Technology,
44(9), 1908-1914.]

3.2. Tính chất – cấu trúc
Tính chất của nano tinh dầu
3.3. Phương pháp tổng hợp
3.3.1 Biopolymer-Based Nanoencapsulation
3.3.1.1 Dựa trên polysaccharide
Các chất phân giải sinh học dựa trên polysaccharide có thể được phân loại
là Polysaccharide đồng thể và Polysaccharide dị thể tùy thuộc vào số lượng và
loại đơn vị monosaccharide cấu thành chuỗi. Polysaccharide được sử dụng để
bao bọc thường có những ưu điểm sau: độc tính thấp và giá thành rẻ, độ ổn
định cao trong khoảng pH rộng, và khả năng phân hủy sinh học tốt.
3.3.1.2 Dựa trên protein
Protein là chất mang nano đầy hứa hẹn cho mục đích phân phối nhờ vào
các đặc tính chức năng của chúng mang lại: cấu trúc phân tử của chúng phụ

thuộc vào trình tự axit amin và các yếu tố mơi trường như pH, cường độ ion,
nhiệt độ, khả năng tạo nhũ tốt, độ hòa tan, độ ổn định, v.v. cũng như khả năng
thay đổi kết cấu, hương vị và màu sắc của chất nền thực phẩm mà chúng sẽ
được kết hợp vào.
3.3.1.3 Sự tạo phức của polyme sinh học
Trong số các kỹ thuật được sử dụng hiện nay, được sử dụng rộng rãi nhất
để điều chế hệ thống viên nang nano là phương pháp đơng tụ phức tạp. Trong
đó, hai loại polyelectrolytes có điện tích trái dấu được sử dụng làm vật liệu làm
tường, và vật liệu cốt lõi được phân tán trong dung dịch vật liệu làm
9


tường. Bằng cách thay đổi giá trị pH, nhiệt độ và nồng độ của dung dịch hoặc
bằng cách thêm chất điện phân muối vô cơ để thay đổi các tương tác tĩnh điện
trong hệ thống, độ hòa tan của vật liệu tường có thể được giảm xuống để tạo
thành nano/vi nang. Các polyelectrolytes thường được sử dụng là các protein
và polysaccharide tích điện trái dấu, chẳng hạn như gelatin, carboxymethyl
cellulose, alginate, chitosan và polylysine. Để có được phức chất bền, điều
quan trọng là phải kiểm sốt các điều kiện mơi trường để tạo thành các polyme
tích điện trái dấu với cường độ tương tác ion đủ lớn. Q trình của phương
pháp đơng tụ phức tạp xảy ra tương đối nhẹ nhàng
3.3.2 Lipid-Based Nanoencapsulation
3.3.2.1 Nhũ tương nano
Nhũ tương nano là những giọt có kích thước nano của sự phân tán keo nhiều
pha được hình thành bằng cách phân tán một chất lỏng này trong một chất
lỏng không thể trộn lẫn khác bằng cách khuấy cơ học (3). Tùy thuộc vào bản
chất kỵ nước hoặc ưa nước của chất kháng khuẩn, hệ nhũ tương O/W hoặc
W/O có thể được sử dụng để ổn định chất hòa tan trong dầu hoặc hòa tan
trong nước, tương ứng. Nhũ tương chứa các hạt nano có kích thước nhỏ hơn
100 nm có các đặc tính khác với các nhũ tương thơng thường, đặc biệt là độ

nhớt, màu sắc và độ phân tán. Nhũ tương nano thường được điều chế bằng cả
hai cách tiếp cận từ trên xuống (năng lượng cao) và từ dưới lên (năng lượng
thấp). Các phương pháp năng lượng thấp dựa trên sự thay đổi các thơng số của
q trình, chẳng hạn như nhiệt độ và thành phần pha, để đạt được nhũ tương
nano với ít năng lượng đầu vào hơn.Cịn đối với các phương pháp năng lượng
cao, các phương pháp thường được sử dụng nhất là trộn cắt cao, đồng nhất áp
suất cao, vi lỏng hóa và đồng nhất hóa vi kênh. Q trình nhũ hóa được chia
thành hai giai đoạn: Giai đoạn một là phá vỡ các giọt thô thành các giọt nhỏ
hơn, và giai đoạn hai là hấp thụ chất nhũ hóa lên bề mặt phân cách mới hình
thành để ngăn chặn sự kết tụ lại (2). Vì các giọt của nhũ tương nano nhỏ, chúng
có tính ổn định động học trong các điều kiện nhất định và quá trình tách pha,
keo tụ, kết tụ hoặc kết tủa trong hệ thống sẽ không xảy ra trong một thời gian
dài. 
3.3.2.2 Lipsome
Lipsome là chất mang bao bọc dựa trên lipid thường được sử dụng trong
thực phẩm và thuốc. Cấu trúc của chúng là một lớp kép phospholipid. Liposome
có nhiều đặc tính tuyệt vời, chẳng hạn như khả năng đưa thuốc vào tế bào
(nhắm mục tiêu tế bào), ái lực sinh học và độc tính của thuốc thấp, cũng như
tăng tính ổn định và dung nạp thuốc. So với các liposome thơng thường, các
liposome nano có thể nhúng đồng thời hai hoạt chất có khả năng hòa tan khác
nhau. Một ưu điểm quan trọng khác của lipsome nano là nhắm mục tiêu, phân
phối và giải phóng tải trọng của chúng tại các vị trí mục tiêu in vivo và in
10


vitro. Để bao bọc các chất chống vi khuẩn ưa mỡ và tinh dầu vào liposome, các
hợp chất này cần được hòa tan trước cùng với các phospholipid. 
3.3.2.3 Hạt nano Lipid rắn
Hạt nano lipid rắn (SLN), còn được gọi là chất mang lipid có cấu trúc nano,
là chất huyền phù của các hạt lipid rắn có kích thước nano phân tán trong môi

trường nước. SLN chủ yếu được điều chế từ chất béo rắn, chẳng hạn như axit
béo (ví dụ, axit palmitic), chất béo trung tính (ví dụ, trilaurin), steroid (ví dụ,
cholesterol), và một phần glyxerit (ví dụ, glyceryl monosterat). Từ quan điểm
xây dựng, SLN rất giống với nhũ tương, nhưng chúng thu được bằng cách sử
dụng lipid rắn ở nhiệt độ phòng để tạo thành pha lipid, dẫn đến các hạt phân
tán rắn chứ không phải là các giọt dầu. Do bản chất rắn của SLN, chúng có độ
ổn định cao hơn và thời gian lưu trữ lâu hơn so với liposome nước (3). Sự biến
động và khơng ổn định của EO có thể được giảm thiểu đáng kể bởi các hệ
thống SLNs (4). Tuy nhiên, chỉ có hai kỹ thuật sản xuất cơ bản để sản xuất SLN
trên quy mô lớn trong chế biến thực phẩm: đồng nhất nhiệt và đồng nhất lạnh.
3.3.3 Equipment-Based Nanoencapsulation
Để bao gói các hợp chất hoạt tính sinh học, thông thường cần sử dụng
một số thiết bị chung, bao gồm máy đồng hóa, máy xay, thiết bị trộn, v.v. Tuy
nhiên, trong một số yêu cầu cụ thể nhất định, chẳng hạn như sợi nano và giàn
giáo nano, chỉ có thể được thực hiện bằng các thiết bị được phát triển chuyên
dụng như máy quay điện và máy phun điện.
Kỹ thuật điện quay và điện phun là hai loại quy trình điện động lực học sử
dụng các tia điện tích điện để quay hoặc phun dung dịch polyme để tạo ra sợi
hoặc hạt. Việc ứng dụng cả hai công nghệ này trong việc bảo quản thực phẩm
sẽ mang lại một kết quả đầy hứa hẹn nhờ vào những ưu điểm sau: kích thước
có thể thay đổi với diện tích bề mặt lớn, khả năng mang các hợp chất nhạy cảm
với nhiệt và khả năng sản xuất hàng loạt. Công nghệ điện quay đã được sử
dụng để chuẩn bị các sợi nano kháng khuẩn để bao bọc bacteriocin trong chế
phẩm sinh học để giải phóng lâu dài trong q trình chế biến và bảo quản thực
phẩm. 
Trích dẫn tài liệu
(1) Solans, C.; Esquena, J.; Forgiarini, A.M.; Uson, N.; Morales, D.;
Izquierdo, P.; Azemar, N.; Garcia-Celma, M.J. Nano-emulsions: Formation,
properties, and applications. Surfactant Sci. Ser. 2003, 109, 525–554
(2) Donsì, F.; Sessa, M.; Ferrari, G. Effect of emulsifier type and disruption

chamber geometry on the fabrication of food nanoemulsions by high pressure
homogenization. Ind. Eng. Chem. Res. 2011, 51, 7606–7618.

11


(3) Guan, P.; Lu, Y.; Qi, J.; Niu, M.; Lian, R.; Wu, W. Solidification of
liposomes by freeze-drying: The importance of incorporating gelatin as interior
support on enhanced physical stability. Int. J. Pharm. 2015, 478, 655–664.
(4) Nasseri, M.; Golmohammadzadeh, S.; Arouiee, H.; Jaafari, M.R.;
Neamati, H. Antifungal activity of Zataria multiflora essential oil-loaded solid
lipid nanoparticles in-vitro condition. Iran. J. Basic Med. Sci. 2016, 19, 1231.
3.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
3.4.1. Hướng nghiên cứu tại Việt Nam
Lý Thị Minh Hiền và cộng sự (2020) đã nghiên cứu về khả năng bảo quản thịt
của hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu đen được điều chế bằng phương pháp
đồng hóa tốc độ cao. Kết quả cho thấy khi ngâm thịt tươi (lợn, gà) vào chế phẩm
trong 5 phút có khả năng làm giảm tốc độ phát triển của vi sinh vật hiếu khí so
với mẫu đối chứng. Đối với thịt có tẩm gia vị, mẫu có bổ sung chế phẩm với
nồng độ 1% bảo quản được đến 9 ngày tốt hơn mẫu đối chứng (3 ngày). Sau
thời điểm này, mật độ vi sinh vật hiếu khí cả hai mẫu đều tăng nhanh và khác
biệt khơng có ý nghĩa thống kê.
[Hiền, L. T. M., Thu, T. T., Thu, P. T. A., Thảo, T. T. P., & Đào, Đ. T. A. (2020).
Khảo sát khả năng bảo quản thịt của hệ nhũ tương nano tinh dầu tiêu tạo thành
bằng phương pháp đồng hóa tốc độ cao. KỸ THUẬT VÀ CƠNG NGHỆ, 15(1), 4757.]
Đoàn Văn Đạt và cộng sự (2019) đã thực hiện nghiên cứu và cho được những
kết quả khả quan của nano tinh dầu vỏ cam sành. Các hạt nano nhũ tương từ
tinh dầu vỏ cam kết hợp với nano bạc đã được tổng hợp thành công bằng
phương pháp rung siêu âm được hỗ trợ bằng khuấy cơ học, kết hợp sử dụng
chất nhũ hóa Tween 80 và Span 80. Nghiên cứu chỉ ra rằng, các yếu tố kỹ thuật

như tỉ lệ dầu/nước, tỉ lệ chất nhũ hóa, tốc độ khuấy và thời gian khuấy có sự
ảnh hưởng rõ rệt lên kích thước hạt trung bình. So với các mẫu nhũ tương từ
tinh dầu vỏ cam, mẫu nano nhũ tương có kết hợp với nano bạc thể hiện tính
kháng khuẩn E.coli vượt trội hơn. [ĐẠT, Đ. V. (2019). TỔNG HỢP NANO NHŨ
TƯƠNG TỪ TINH DẦU VỎ CAM SÀNH ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU KHÁNG
KHUẨN. Journal of Science and Technology-IUH, 39(03).]
Phức hệ nano chitosan (NCS) - tinh dầu nghệ (TDN) và nano bạc (NB) do
Nguyễn Thị Kim Cúc và cộng sự công bố năm 2014 đã cho thấy TDN bổ sung trực
tiếp vào mơi trường ni cấy cùng với NCS có hoạt tính kháng khuẩn mạnh hơn
so với TDN được bọc trong hạt NCS. Kết quả cho thấy các chủng vi khuẩn bị
ức chế sinh trưởng hoàn toàn ở nồng độ 0,025 % các chất nghiên cứu bổ
sung vào môi trường nuôi cấy. Nồng độ các chất bổ sung vào môi trường giảm
xuống ½, sinh trưởng của hai chủng Listonella damsela và Bacillus cereus cũng bị
ức chế tới hơn 99 % so với đối chứng. MICs cho các chủng vi khuẩn nghiên

12


cứu là 125 μg/ml (NCS-TDN), và 20 μg/ml (NCS-TDN-NB) cho thấy tiềm năng
ứng dụng của chúng trong bảo quản thực phẩm.
[Cúc, N. T. K., Dung, T. T. K., Anh, N. M., Ngoan, N. T., & Cường, P. V. (2014).
ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH ĐỐI KHÁNG VI KHUẨN CỦA PHỨC HỆ NANOCHITOSANTINH DẦU NGHỆ VÀ NANO BẠC. Vietnam Journal of Science and Technology,
52(2), 177.]
Với những kết quả nghiên cứu khả quan đã được nêu bên trên, nano tinh
dầu sẽ trở thành một sản phẩm tiềm năng và có ứng dụng chuyên sâu cho nhiều
ngành nghề tại Việt Nam, đặc biệt là Hóa học và Công nghệ thực phẩm.
3.4.2. Hướng nghiên cứu trên thế giới
Elsherif, W. M., và Shrief, L. M. T. A. (2021) đã nghiên cứu về khả năng
kháng khuẩn của tinh dầu kinh giới (Elsholtzia ciliata), đinh hương (Syzygium
aromaticum L.), thì là đen (Elwendia persica) và nhũ tương nano của chúng tác

động đến vi khuẩn gram dương (L. monocytogenes) và vi khuẩn gram âm (S.
flexneri) đồng thời đánh giá in vivo trên phô mai Talaga của Ai Cập. Kết quả cho
thấy các hạt nano hình cầu mang lại hiệu quả kháng khuẩn cao hơn trong đó
nano carvacrol trong tinh dầu kinh giới có hoạt tính kháng khuẩn cao nhất ở
nồng độ 0.78% và khơng có sự thay đổi nào về tính chất cảm quan của thực
phẩm, điều này có thể giải thích rằng, dưới kích thước nano, carvacrol dễ dàng
xâm nhập qua màng tế bào và tăng khả năng gây độc đối với vi khuẩn.
[Elsherif, W. M., & Shrief, L. M. T. A. (2021). Effects of three essential oils
and their nano-emulsions on Listeria monocytogenes and Shigella flexneri in
Egyptian Talaga cheese. International Journal of Food Microbiology, 355,
109334.]
Zhang, H. và cộng sự (2020) đã phát triển lớp màng có thể ăn được dựa
trên Chitosan-Gelatin (Cs-Ge) kết hợp với tinh dầu Tarragon (Artemisia
dracunculus L.) và khảo sát tác động của Chitosan-Gelatin có chứa Tarragon
(TEO) và nano TEO (TEO-NPs) đối với việc bảo quản thịt lợn trong tủ lạnh trong
16 ngày. Kết quả cho thấy phương pháp bảo quản bằng màng Cs-Ge@TEO-NPs
có thể hạn chế đáng kể sự suy giảm chất lượng của thịt lợn, góp phần chống
13


oxy hóa, kháng khuẩn và các đặc tính cảm quan của thịt được cải thiện. Nghiên
cứu cho thấy rằng Cs-Ge@TEO-NPs rất có tiềm năng trong việc bảo quản thịt
lợn [Zhang, H., Liang, Y., Li, X., & Kang, H. (2020). Effect of chitosan-gelatin
coating containing nano-encapsulated tarragon essential oil on the
preservation of pork slices. Meat science, 166, 108137.].
Hạt nano composite Zein-Citrus Pectin mang tinh dầu quế (ZCCPEs) do
Jiang, Y. và cộng sự công bố năm 2020 đã cho thấy hiệu quả kháng khuẩn vượt
trội hơn so với tinh dầu nguyên chất. Thí nghiệm được tiến hành trên hai loại
nấm: alternaria alternata và botrytis cinerea, sau đó được thử nghiệm trên các
lát táo. Sau 6 ngày, trong điều kiện nhiệt độ phòng, mức độ nấm mốc xuất hiện

trên mẫu đối chứng cao hơn so với các mẫu thử đã được xử lý với ZCCPEs.
[Jiang, Y., Wang, D., Li, F., Li, D., & Huang, Q. (2020). Cinnamon essential oil
Pickering emulsion stabilized by zein-pectin composite nanoparticles:
Characterization, antimicrobial effect and advantages in storage application.
International journal of biological macromolecules, 148, 1280-1289.]

Hình: Kết quả cảm quan của các lát táo được bảo quản ở các thí nghiệm khác
nhau sau 1 giờ và 6 ngày

PHẦN 2. KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] APA
14


15