Tiềm năng sử dụng tinh dầu nghệ vàng trong bảo quản trái cây

Hiện nay, trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng, các nhà khoa học đã tìm ra  nhiều chất có hoạt tính sinh học khác nhau có nguồn gốc từ thực vật, sử dụng với mục đích bảo quản quả tươi. Trong các loại thực vật được ứng dụng nghiên cứu, cây nghệ vàng đã và đang được sử dụng rộng rãi trong các chế phẩm sinh học. Do đặc tính kháng khuẩn, kháng nấm tốt nên tinh dầu tách chiết từ củ nghệ vàng có khả năng bảo vệ hoa quả tươi khỏi sự xâm nhập của nhiều loại vi sinh vật [1].

1. Hàm lượng tinh dầu của nghệ vàng

Tinh dầu nghệ có màu vàng đỏ và huỳnh quang, hàm lượng trong các phần của cây: Hoa 0,3 %, lá 1,3 %, thân 3,8 %, củ 4,3 % [2].Theo Lã Đình Mới và cs (2002) hàm lượng tinh dầu trong thân rễ nghệ khô tuyệt đối thay đổi 2-7%[1].

Thành phần hoá học của thân rễ nghệ vàng là flavonoid, curcumin và tinh dầu bay hơi gồm turmeron, atlanton và zingiberon. Các thành phần khác gồm có đường, protein và nhựa.   Bằng phương pháp GC phân giải cao và GC/MS phân tích tinh dầu từ thân rễ xác định được 52 chất, chiếm 98,6 %. Trong đó α – tumeron ( 44,1 % ), β – tumeron ( 18,5 % ) và ar- tumeron ( 5,4 % ) [3].

Ngoài ra trong tinh dầu còn có hợp chất curcumin là những tinh thể màu vàng đậm. Bao gồm các chất curcumin, demethoxycurcumin, bisdemethoxycurcumin và những phần tử phụ khác như cyclo curcumin, calebin… [4].

2. Hoạt tính sinh học của tinh dầu tách chiết từ cụ nghệ vàng

Hoạt tính kháng viêm vượt trội, chống oxy hoá điển hình: Củ nghệ chứa tinh dầu và diarylheptanoids gồm cả curcumin. Thành phần tinh dầu cho thấy tác dụng kháng viêm, chống đau khớp. Có nhiều báo cáo về hoạt tính kháng viêm cuả tinh dầu được tách chiết từ cây nghệ. Mishra và cs (1997) [5] có báo cáo ảnh hưởng của các thành phần bay hơi tới khả năng kháng viêm, ức chế hoạt động của enzym hyaluronidase. Khi cho tinh dầu khuyếch tán trong đĩa thạch chứa enzym hyaluronidase, enzym này bị ức chế [5], [6], [7].

Hoạt tính kháng khuẩn: Các loại tinh dầu khác cũng như tinh dầu tách chiết từ nghệ vàng có rất nhiều thành phần nhưng chủ yếu chúng có bản chất là mono và sesquiterpenes là những hợp chất đã được chứng minh có hoạt tính kháng khuẩn. Ví dụ, tinh dầu nghệ ức chế trực khuẩn lao ở nồng độ 1µl [8].

Hoạt tính này có thể ức chế một phần, hoặc ức chế hoàn toàn sự phát triển của vi sinh vật. Phổ kháng khuẩn và ức chế của tinh dầu khá rộng. Một số nghiên cứu cho thấy, tinh dầu nghệ thô và các thành phần riêng biệt của tinh dầu nghệ kháng vi khuẩn miệng, các vi sinh vật khác gây bệnh ngoài da như: tinea, trứng cá và các nguồn bệnh như E.coli và S. aureus và một số vi sinh vật kháng kháng sinh S. aureus kháng methicillin [9]. Nghiên cứu khác tập trung vào xác định hoạt tính các thành phần của tinh dầu chống lại các loại vi sinh vật nhất định, như nguồn bệnh thực phẩm, với mục đích sử dụng trong bảo quản thực phẩm. Sự tương quan giữa thành phần hoá học và hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu trong một số trường hợp đã được đánh giá [10] [11].

Garg S.C và cộng sự ( 2003)[12] phân tích GC-MS tinh dầu từ thân rễ cây nghệ  (Curcuma longa) trồng  ở Bắc Ấn Độ rất giàu turmeron và nghiên cứu về hoạt  tính kháng khuẩn, kháng nấm đối với sáu loại vi khuẩn và năm loại nấm khi sử dụng phương pháp kỹ thuật khuyếch tán thanh giấy lọc trên đĩa thạch. Tinh dầu nghệ thể hiện rõ sự ức chế ở mức trung bình đối với Bacillus subtilis, Staphilococus aureus, Corynebacteri diphtheriae, Curvilaria lumata, Aspergillus niger và A. fumigatus. Vì thế, nghệ được ứng dụng nhiều trong điều trị các vết thương, sưng tấy, bong gân và nhiễm khuẩn đường họng trong y học.

Sự hư hỏng của hoa quả trong kho chứa là một vấn đề phổ biến ở các nước nhiệt đới. Khí hậu nhiệt đới với nền nhiệt độ và độ ẩm cao, là điều kiện thuận lợi để các loại nấm phát triển, làm hỏng hoa quả mà hiện nay chưa có những biện pháp thiết thực và không gây độc hại để ngăn cản sự hư hỏng của các loại hoa quả trong kho chứa. Do đó rất cần nghiên cứu và phát triển các chất không độc có thể giảm tốc độ hư hại và kéo dài thời gian bảo quản.

Một số nghiên cứu cho thấy, tinh dầu nghệ độc đối với 7 loại nấm làm hỏng nông sản trong kho. Phụ thuộc vào loại nấm, sự ức chế phát triển của chúng dao động từ 36%-77%. Aspergillus flavus, Fusarium semitectum, Colletotrichum gloeospporioides và C. musae là những loại mẫn cảm nhất bị ức chế sự phát triển trên 70%[13]. Có thể thấy, nghiên cứu sử dụng tinh dầu nghệ như một chất bảo quản thay thế sau thu hoạch là một hướng mới có tiềm năng và mang tính khả thi cao.

3. Thử nghiệm bảo quản xoài cát bằng tinh dầu nghệ vàng ởnhiệt độ thường

Xoài được mua tại cây của người trồng, chọn những quả xoài đông đều với khối lượng trung bình là 280 gram, vỏ xanh thẫm (xoài già). Quả được rửa qua nước sạch, tránh tác động mạnh lên quả, để khô tự nhiên, sau đó xếp riêng từng lô trong thùng giấy, ở nhiệt độ phòng, để các cốc nước trong thùng để đảm bảo độ ẩm 80 – 85%.

Sơ đồ thí nghiệm:

1. Đối chứng: không xử lý;
2. Phủ bằng màng chitosan (0,25%);
3. Xử lý bằng tinh dầu nghệ vàng ( 0,25%);
4. Xử lý bằng tinh dầu nghệ vàng ( 0,5%)

Trong quá trình bảo quản, độ ẩm được kiểm tra hàng ngày và đảm  bảo 80 – 85%. Sau các khoảng thời gian nhất định, kiểm tra tình trạng của xoài ( Bảng 1).

Bảng 1. Khả năng bảo quản xoài cát bằng tinh dầu nghệ vàng

Kết quả nhận được cho thấy, xoài không được xử lý chỉ bảo quản được khoảng 5 ngày đã hỏng hoàn toàn (đối chứng) trong khi xoài được xử lý bằng chitosan và bằng tinh dầu nghệ vàng cho thời gian bảo quản lâu hơn gấp 2 lần. Đối với tinh dầu nghệ vàng trong thí nghiệm này, chỉ sử dụng hai mức nồng độ là 0,25 và 0,5%. Với mức 0,5% cho kết quả cảm quan tốt hơn, tỷ lệ hư hỏng sau 10 ngày bảo quản giảm 15% so với mức 0,25%. Nhưng  nếu như sử dụng tinh dầu với nồng độ cao hơn sẽ làm mất màu tự nhiên của xoài chín. Do vậy nhóm tác giả khuyến cáo không nên sử dụng tinh dầu nghệ vàng để bảo quản xoài với nồng độ vượt quá 0,5%.

Hình 1.Xoài dược bảo quản bằng tinh dầu (Sau 10 ngày)

1- Màng chitosan (0,25%)     2- Tinh dầu nghệ (0,5%)       3- Tinh dầu nghệ (0,25%)       4- Đối chứng

Tài liệu tham khảo

1. Lã Đình Mỡi, Lưu Đàm Cư, Trần Minh Hợi và cs (2001), Tài nguyên thực vật có tinh dầu ở Việt Nam,  Nxb Nông nghiệp.

2. Neettiyath Kalathil Leela, Aldo Tava, Pottachola, Mohamad Shafi, Sinu. P. John, Bhagirathy Chempakam (2002),“Chemical Composition of Essential Oils of Turmeric.” Acta Pharm, 52, p.p137 – 141.

3. Xinzhoua, Zhangwan Li, Guangyi Liang, Jin Zhub, Daopin Wang, ZongWei Cai (2007), “Analysis of volatile components of curcuma sichuanensis X. Chenby gar chromatoqraphy-mass pectrometry”, Journal of pharmaticeutical and biomedical analysis 43,pp.440-444.

4. G.K. Jayarkasha, L.Janga Mohan Rao and K.K. Sakariah (2005), “Chemistry and biologycal activities of C. longa”, Trends Food Science & Technology, 16, pp.533-548.

5. N. Mishra and S.S. Gupta (1997), “Anti-Inflammatory and Anti-hyaluronidase Activity of Volatile Oil of Curcuma Longa”, J. Res. Ayur. Siddha,  1-2 (18), p.p56 - 62.

6. R.Ramchandran, S.V. Bhide, S.D. Chaisas, S. Lambe and B.D.Vaidya (2000), “Antiinflammatory activity of turmeric oil in arthritis model in rat.” Proceeding of International congress on “Ayurveda-2000”, Chennai. p.p199-200.

7. R.S.Ramsewak, D.L. Dewit and M.G. Nair (2000), “Cytotoxic Antioxidant and Anti-inflammatory Activities of Curcumins I-III From C.Longa.” Phytomedicine,4(7), p.p303 - 308.

8. B.Wilson, G.Abraham, V.S.Manju, M.Mathew, B.Vimala, S.Sundaresanand B.Nambisan (2005), “Antimicrobial Activity of Curcuma Zedoaria and Curcuma Malabarica Tubers”, J.Ethnopharmacology, 99(2),     p.p147- 151.

9. Aggarwal BB et al (2003), “Anticancer potennitial of curcumin preclinical and clinical studies”, Anticancer Res 2003,23(1A), pp.360-363.

10. Amphawan Apsarlyarkul, Nongnuch Vanittankom b, Duang Buddhsukh(1995), “Antifungal activity of turmeric oil extracted from Curcumalonga (Zingiberaceae)”, Journal of Ethnopharmacology 49, pp.163-169.

11. Swarrnakar S et al (2000), “Curcummin regulates expression and activity of matrix metalloproeinases 9 and 2 during prevention and healing of indomethacin induced gastric ulcer”, J Biol Chem, pp.22.

12. Shane G.Griffin, S.Grant Wyllie, Julie L.Markham and David N.Leach (1999), “The Role of Structure and Molecular Properties of Terpenoids In Determining Their Antimicrobial Activity.” Flavour Fragr. J, 14,        p.p322 - 332.      

13. C.Carson and T.Riley(1995), “Antimicrobial Activity of The Major Components of The Essential Oil of Melaleuca Alternifolia”,J. Appl. Bacteriol, 78, p.p264 - 269.

Tác giả:

1. Trần Văn Chí: Khoa Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm

2. Hoàng Thị Hoa Diễm – Sinh viên K39 CNSH, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên

                        Đăng bài: Bùi Tuấn Hà