TÓM TẮT:
Kết quả nghiên cứu “Ly trích và khảo sát khả năng kháng khuẩn của tinh dầu vỏ chanh (Citrus aurantifolia L.) tại Long Xuyên, An Giang” cho thấy hiệu suất thu hồi trung bình của tinh dầu vỏ chanh bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước là 1,16%. Bên cạnh đó, khả năng kháng khuẩn trung bình của tinh dầu vỏ chanh với bốn chủng vi khuẩn Escherichia coli, Salmonella sp., Staphylococcus sp., và Vibrio sp. đều khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5%, trong đó khả năng kháng Vibrio sp. là cao nhất, tiếp theo là Staphylococcus sp., Salmonella sp. và thấp nhất là E.coli với đường kính vòng kháng khuẩn lần lượt là 12,88 mm; 11,52 mm; 11,31mm; và 11,13 mm.
Từ khóa: kháng khuẩn, nồng độ tinh dầu, tinh dầu vỏ chanh.
1. Đặt vấn đề
Tinh dầu chanh là một trong những loại dầu tạo hương được sử dụng làm chất tạo hương vị trong nước hoa, kem, xà phòng, sản phẩm tẩy rửa gia dụng và trong một số sản phẩm thực phẩm như đồ uống trái cây và kem [7]. Ngoài các đặc tính tạo hương vị, tinh dầu chanh và các thành phần của nó có đặc tính kháng khuẩn và hoạt tính sinh học như các hoạt động chống oxy hóa và thu gom gốc tự do làm cho tinh dầu chanh trở thành một chất phụ gia tiềm năng cho ngành công nghiệp thực phẩm có thể nâng cao chất lượng và độ an toàn của thực phẩm được xử lý [5].
Ở Việt Nam, chanh ta là một loại nông sản rất dồi dào, là một loại cây dễ trồng, được trồng rất phổ biến và được sử dụng trong các món ăn truyền thống và là gia vị cần thiết trong cuộc sống hằng ngày. Hiện nay, trái chanh chủ yếu được sử dụng làm nước giải khát, một loại thức uống giàu vitamin C và chất chống oxy hóa. Đặc biệt, trong vỏ chanh chứa một lượng tinh dầu lớn nhưng ít được quan tâm nghiên cứu, chưa được tận dụng và khai thác hiệu quả, hầu như mới sử dụng múi, chưa chế biến và tận dụng tinh dầu từ vỏ chanh. Vì thế, việc tận dụng vỏ chanh sẽ là một việc rất cần thiết và hữu ích, vì việc thu gom nguồn phụ phế phẩm này vừa có thể giúp hạn chế được lượng rác thải vào môi trường và vừa có thể sản xuất tinh dầu, giúp nâng cao giá trị kinh tế cho mặt hàng nông sản thông dụng như chanh.
Chính vì vậy, nghiên cứu “Ly trích và khảo sát khả năng kháng khuẩn của tinh dầu vỏ chanh (Citrus aurantifolia L.)” được thực hiện với mong muốn đánh giá khả năng kháng khuẩn của tinh dầu được ly trích từ vỏ chanh.
2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Vật liệu nghiên cứu
2.1.1. Mẫu vật
- Chanh ta được thu tại phường Mỹ Long, TP. Long Xuyên, tỉnh An Giang.
- Bốn chủng vi khuẩn gây bệnh, gồm: Escherichia coli (E. coli), Salmonella sp., Staphylococcus sp., và Vibrio sp. được lưu trữ tại phòng thí nghiệm của Khu thí nghiệm trung tâm, Trường Đại học An Giang.
2.1.2. Hóa chất
- Hóa chất pha môi trường nuôi cấy vi khuẩn: môi trường Luria Bertani Broth (LB) của Himedia (Ấn Độ).
- Hóa chất thử khả năng kháng khuẩn: Chloramphenicol (Cl) 30µg của Nam Khoa Biotek, Dimethyl sulfoxide (DMSO) của Ấn Độ.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Ly trích tinh dầu vỏ chanh bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước
Phương pháp thực hiện: theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Thảo Trân và Lê Ngọc Thạch (2003) [3], có hiệu chỉnh cho phù hợp với điều kiện thí nghiệm được mô tả tóm tắt như sau: chanh có vỏ tươi, màu xanh, sáng bóng được rửa sạch, để ráo, gọt lấy vỏ và cắt nhỏ vỏ chanh. Cho 1000g vỏ chanh đã được cắt nhỏ và 1000 mL nước vào bình cầu 3000 mL, tiến hành chưng cất bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước trong 2 giờ, để nguội, trích lấy tinh dầu. Thử nghiệm được lặp lại 3 lần.
Chỉ tiêu theo dõi:
- Hiệu suất thu hồi, được tính theo công thức:
Trong đó: H là hiệu suất thu hồi tinh dầu (%); m0 là khối lượng tinh dầu thu được (g); m là khối lượng nguyên liệu (g)
- Tỉ trọng: Cân 1 mL tinh dầu cho vào cốc 1 và 1 mL nước cất cho vào cốc 2 ở cùng điều kiện nhiệt độ 28oC theo công thức:
Trong đó: m1 là khối lượng của 1 mL tinh dầu ở 28oC; m2 là khối lượng của 1 mL nước cất ở 28oC.
2.2.2. Khảo sát khả năng kháng khuẩn của tinh dầu vỏ chanh
Phương pháp thực hiện: theo nghiên cứu của Huỳnh Xuân Phong và cs. (2021) [1], có hiệu chỉnh cho phù hợp với điều kiện thí nghiệm được mô tả tóm tắt như sau: Huyền phù vi khuẩn gây bệnh được hoạt hóa và điều chỉnh mật số 108 CFU/mL. Hút 0,1 mL huyền phù trải đều trên bề mặt môi trường và sau đó tiến hành tạo giếng với đường kính 5 mm. Pha loãng tinh dầu với DMSO 100% (v/v) để tạo thành dãy nồng độ là 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%. Hút 30 µL tinh dầu ở các nồng độ đã bố trí cho vào giếng, để yên các đĩa ở nhiệt độ phòng và sau đó đem ủ ở 37oC trong 24 giờ. Trong đó, đối chứng âm là DMSO 100% và đối chứng dương là Chloramphenicol (Cl) 30µg. Tinh dầu sẽ khuếch tán và ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật, tạo vòng kháng khuẩn xung quanh lỗ thạch. Đo đường kính vòng kháng khuẩn theo đơn vị mm. Mỗi thử nghiệm được lặp lại 3 lần.
Chỉ tiêu theo dõi: Đường kính vòng kháng khuẩn được tính theo công thức: V = D - d (Trong đó: V là đường kính vòng kháng khuẩn (mm); D là đường kính vòng kháng khuẩn tổng bao gồm cả giếng thạch (mm); d là đường kính giếng thạch (mm)).
2.2.3. Phương pháp thống kê
Số liệu được thu nhận từ các thí nghiệm được xử lí bằng phần mềm Microsoft Excel 2016 và được chạy thống kê bằng phần mềm IBM SPSS Statistic 20. Các giá trị trung bình được kiểm định bằng phép thử Duncan để kiểm định sự khác biệt.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Ly trích tinh dầu vỏ chanh bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước
Bảng 1. Thể tích (mL) và hiệu suất thu hồi (%) của tinh dầu vỏ chanh
Thể tích và hiệu suất thu hồi tinh dầu vỏ chanh khi chưng cất bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước được thể hiện ở Bảng 1 cho thấy thể tích tinh dầu trung bình ly trích được là 13,7 mL và hiệu suất thu hồi tinh dầu trung bình là 1,16% theo trọng lượng tươi. Kết quả này cao hơn so với nghiên cứu của Nguyễn Thị Thảo Trân và Lê Ngọc Thạch (2003) [3] với hiệu suất thu hồi là 1,07% nhưng thấp hơn so với nghiên cứu của Lý Thị Thanh Thảo và Vương Bảo Ngọc (2022) [2] với hiệu suất thu hồi là 1,57%. Nguyên nhân của sự sai khác về hiệu suất của các loại tinh dầu xuất phát từ sự khác biệt sinh học của nguyên liệu thực vật, các phương pháp, các thông số ly trích cũng như điều kiện sinh sống của các loài thực vật [8]. Ngoài ra, khi thu hoạch cam quýt ở những giai đoạn tăng trưởng khác nhau hay thu hoạch vào các buổi khác nhau trong ngày cũng sẽ dẫn đến sự khác biệt hàm lượng tinh dầu, cụ thể là sẽ giảm dần từ buổi sáng đến trưa chiều [6].
Ngoài ra, một số tính chất vật lý của tinh dầu vỏ chanh được trình bày trong Bảng 2.
Bảng 2. Tính chất vật lý của tinh dầu vỏ chanh
Từ kết quả Bảng 2 cho thấy tinh dầu vỏ trái tắc nhẹ hơn nước, do vậy khi chưng cất tinh dầu thu được nằm ở trên, nước nằm ở dưới. Đặc điểm cảm quan, độ tan và tỉ trọng cho kết quả tương đồng so với các nghiên cứu trước đây [1], [3] và [6].
3.2. Khảo sát khả năng kháng khuẩn của tinh dầu vỏ chanh
Dựa vào kết quả ở Bảng 3 cho thấy khả năng kháng khuẩn trung bình của tinh dầu vỏ chanh đối với 4 dòng vi khuẩn này đều khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức 5% với nhau. Trong đó, khả năng kháng khuẩn của tinh dầu vỏ chanh đối với vi khuẩn Vibrio sp. là cao nhất (đường kính vòng kháng khuẩn là 12,88 mm), tiếp theo là vi khuẩn Staphylococcus sp. (11,52 mm), vi khuẩn Salmonella sp. (11,31 mm) và thấp nhất là vi khuẩn E. coli (11,13 mm).
Bảng 3. Khả năng kháng khuẩn của tinh dầu vỏ chanh
Ghi chú: Các giá trị trung bình trong cùng một cột và hàng có chữ cái thường theo sau giống nhau không khác biệt ở mức ý nghĩa 5% qua kiểm định Duncan; Các giá trị trung bình trong cùng một cột hoặc hàng có chữ cái in hoa theo sau giống nhau không khác biệt ở mức ý nghĩa 5% qua kiểm định Duncan “*” Khác biệt có ý nghĩa thống kê 5%; Trung bình ± SD.
Bên cạnh đó, theo kết quả ở Bảng 3 cũng cho thấy nồng độ tinh dầu 5% không có khả năng kháng với cả 4 dòng vi khuẩn gây bệnh. Khả năng kháng khuẩn trung bình của các nồng độ tinh dầu từ 10-50% khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5% và đều thấp hơn kháng sinh Chloramphenicol (Cl) (đối chứng dương) (đường kính vòng kháng khuẩn là 26,50 mm). Cụ thể là khả năng kháng khuẩn cao nhất ở nồng độ tinh dầu 50% (đường kính vòng kháng khuẩn là 22,19 mm), kế tiếp là nồng độ 45% (19,36 mm), nồng độ 40% (16,86 mm), nồng độ 35% (14,83 mm), nồng độ 30% (12,36 mm), nồng độ 25% (10,22 mm), nồng độ 20% (8,19 mm), nồng độ 15% (6,03 mm), nồng độ 10% (3,97 mm) và cuối cùng là nồng độ 5% (0,00 mm) nên khác biệt không có ý nghĩa ở mức 5% so với nồng độ 0% (đối chứng âm).
Kết quả của nghiên cứu cho thấy khả năng kháng E.coli của tinh dầu vỏ chanh ở nồng độ 50% trong nghiên cứu cao hơn so với khả năng kháng E.coli ở nồng độ tinh dầu chanh 50% của Lý Thị Thanh Thảo và Vương Bảo Ngọc (2002) [2]. Điều này có thể do sự khác nhau trong thành phần hóa học của tinh dầu vỏ chanh khi được trồng ở vùng địa lý khác nhau, độ tuổi trái khác nhau, thời gian thu hái khác nhau dẫn đến sự khác nhau về khả năng kháng khuẩn của chúng. Ngoài ra, tinh dầu vỏ chanh có khả năng kháng E.coli và Staphylococcus sp. ở nồng độ tinh dầu từ 10- 50% cũng cao hơn so với nghiên cứu của Huỳnh Xuân Phong và cs. (2021) [1] khi khảo sát với tinh dầu bưởi năm roi ở cùng nồng độ. Điều này có thể do sự khác nhau trong thành phần hóa học chứa chất kháng khuẩn của tinh dầu vỏ chanh và tinh dầu bưởi dẫn đến sự chênh lệch về khả năng kháng khuẩn của chúng mặc dù chúng đều là tinh dầu cây có múi.
4. Kết luận
Từ 1kg vỏ chanh thu được trung bình 13,7 mL tinh dầu vỏ chanh nguyên chất với hiệu suất 1,16% và tỉ trọng (d28) = 0,85.
Tinh dầu vỏ chanh có khả năng kháng cả 4 dòng vi khuẩn E. coli, Salmonella sp., Staphylococcus sp., và Vibrio sp., trong đó kháng mạnh nhất với Vibrio sp. (đường kính vòng kháng khuẩn là 12,88 mm), tiếp theo là Staphylococcus sp. (11,52 mm), Salmonella sp. (11,31 mm) và kháng yếu nhất với E. coli (11,13 mm). Hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu vỏ chanh tăng dần cùng với sự gia tăng nồng độ tinh dầu từ 10-50% n
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. Huỳnh Xuân Phong, Mai Kim Ngân, Trần Thị Thảo Nguyên, Lưu Minh Châu, Nguyễn Ngọc Thạnh, Bạch Long Giang, Mai Huỳnh Cang, Nguyễn Tấn Dũng và Nguyễn Văn Ây. (2021). Thành phần hóa học và hoạt tính kháng vi sinh vật gây bệnh của tinh dầu vỏ bưởi năm roi (Citrus grandis (L.) Osbeck). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 57,189-195.
2. Lý Thị Thanh Thảo và Vương Bảo Ngọc. (2022). Ly trích tinh dầu từ vỏ chanh (Citrus Aurantfolia L.). Tạp chí Công Thương, 22, 368-373.
3. Nguyễn Thị Thảo Trân và Lê Ngọc Thạch. (2003). Khảo sát tinh dầu vỏ chanh. Hội nghị hóa học toàn quốc lần thứ IV, Tiểu ban Hóa hợp chất thiên nhiên và hóa dược, 243-246.
4. Bourgou, S., Rahali, F.Z., Ourghemmi, I. and Sạdani Tounsi, M. (2012). Changes of peel essential oil composition of four Tunisian citrus during fruit maturation. The Scientific World Journal, 2012(1), 528-593.
5. Cruz-Valenzuela, M.R., Tapia-Rodriguez, M.R., Vazquez-Armenta, F.J., Silva-Espinoza, B.A. and
Ayala-Zavala, J.F. (2016). Lime (Citrus aurantifolia) oils. In Essential oils in food preservation, flavor and safety (pp. 531-537). Academic Press.
6. Deng, G., Craft, J.D., Steinberg, K.M., Li, P.L., Pokharel, S.K. and Setzer, W.N. (2017). Influence of different isolation methods on chemical composition and bioactivities of the fruit peel oil of Citrus medica L. var. sarcodactylis (Noot.) Swingle. Medicines, 4(1), 1.
7. Espina, L., Gelaw, T.K., de Lamo-Castellví, S., Pagán, R. and García-Gonzalo, D. (2013). Mechanism of bacterial inactivation by (+)-limonene and its potential use in food preservation combined processes. PloS one, 8(2), 56769.
8. Gamarra, F.M.C., Sakanaka, L.S., Tambourgi, E.B. and Cabral, F.A. (2006). Influence on the quality of essential lemon (Citrus aurantifolia) oil by distillation process. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 23, 147-151.
EXTRACTION AND INVESTIGATION OF ANTIBACTERIAL
ACTIVITY OF Citrus aurantifolia L. ESSENTIAL OIL
IN LONG XUYEN, AN GIANG PROVINCE
• Master. BANG HONG LAM
Faculty of Agriculture - Natural Resources,
An Giang University, An Giang, Vietnam
Vietnam National University - Ho Chi Minh City, Vietnam
ABSTRACT:
This study extracted the essential oil from the peel of lemons grown in Long Xuyen, An Giang province, and examined its antibacterial activity. Using steam distillation, the average recovery efficiency of the essential oil was found to be 1.37%. The antibacterial activity was assessed against four bacterial strains: Escherichia coli, Salmonella sp., Staphylococcus sp., and Vibrio sp. The results, statistically significant at the 5% level, revealed the highest resistance against Vibrio sp. (12.88 mm inhibition zone), followed by Staphylococcus sp. (11.52 mm), Salmonella sp. (11.31 mm), and E. coli (11.13 mm).
Keywords: antibacterial, essential oil concentration, lemon peel essential oil.
[Tạp chí Công Thương - Các kết quả nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ, Số 3 tháng 1 năm 2025]
