1. Mở đầu
Tinh dầu (Esentiel Oil - viết tắt là EO) là tên gọi một loại hợp chất thiên nhiên được chiết xuất từ thực vật hoặc từ một vài bộ phận của thực vật (như quả, hoa, lá, vỏ, gỗ, rễ …), có hương thơm đặc trưng. Khái niệm tinh dầu cũng được dùng để chỉ các loại dầu dễ bay hơi (volatile oil), dầu nhẹ (ethereal oil).
Tinh dầu đã được sử dụng từ lâu đời; ngày nay được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực mỹ phẩm, chất tẩy rửa, làm gia vị thực phẩm, hương vị đồ uống… Tinh dầu còn được dùng làm nguyên liệu để tách, chuyển hóa hoặc tổng hợp nhiều chất thơm quan trọng, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Tinh dầu khác với hương liệu, và khác với dầu thực vật.
Hiện nay việc đánh giá - phân loại tinh dầu dựa vào các phương pháp vật lý là chủ yếu. Thậm chí nhiều nơi còn sử dụng kinh nghiệm cảm quan. Các phương pháp hóa học chưa được khẳng định bởi EO là hỗn hợp phức tạp, khó xác định chính xác và đầy đủ các thành phần hóa học của chúng. Cho đến nay số lượng chính xác các hợp chất có trong một loại tinh dầu vẫn chưa được xác nhận, nguyên nhân bởi trong mỗi loại tính dầu có rất nhiều hợp chất, từ vài chục đến vài trăm ; ví dụ trong tinh dầu sả có đến hơn 200 hợp chất.
2. Môt số ứng dụng chính
Tinh dầu được sử dụng từ lâu đời, trong nhiều lĩnh vực rất đa dạng của xa hội, trong đó có yếu tố văn hóa – tâm linh. Ngày nay việc ững dụng tinh dầu ngày càng phát triển, phổ biến đến mọi tấng lớp xã hội, không kể giầu nghèo, miền núi, nông thôn hay thành thị. Có thể liệt kê các lĩnh vực có sử dụng tinh dầu và các sản phẩm có tinh dầu chính sau đây:
- Công nghiệp, như
+ Hóa chất
+ Mỹ phẩm
+ Thực phẩm
- Nông nghiệp
+ Phòng chống sâu bệnh bảo vệ thực vật
+ Bảo quản chống ôxi hóa (thành phần của bao bì chức năng)
- Môi trường
- Y dược ( thuốc, chất sát khuẩn
- Xã hội – tâm linh
Trong thời gian Covid-19 một số ứng dung cụ thể khác của tinh dầu được nghiên cứu , khảo nghiệm và sử dụng rộng rãi (nước rửa tay, xúc miệng, xông thơm văn phòng, nhà cửa, …)
3. Một số nội dung nghiên cứu chính về tinh dầu gần đây
Có thể kể tên một số nội dung nghiên cứu được quan tâm trong thời gian qua:
- Nghiên cứu áp dụng chống virus, điển hình là chống covid-19
- Nghiên cứu tác động phụ đến sức khỏe
- Độc tính của tinh dầu
- Nghiên cứu Nano – nhũ hóa tinh dầu
- Bảo quản tinh dầu
- Nghiên cứu khả năng chống ôxi hóa, chống lão hóa, xua côn trùng
4. Một số nghiên cứu cụ thể
4.1. Sử dụng màng lọc chọn lọc trong tinh chế
Tinh dầu và các thành phần của chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, có thể sử dụng tinh dầu thô, hoặc qua phân đoạn để tách một số thành phần khác nhau với các thuộc tính cụ thể.
Nghiên cứu phát triển gần đây về quá trình phân tách mới để tách các thành phần tinh dầu và terpen nói chung không qua chưng cất phân đoạn, mà bằng màng thấm được làm từ các polyme khác nhau. Tuy nhiên cho đến nay chưng cất phân đoạn chân không, qui mô lớn vẫn là quy trình tách tiêu chuẩn trong ngành.
Mặc dù có những phát triển to lớn trong lĩnh vực tinh chế bằng bốc hơi qua màng (Pervaporation) và sản xuất các loại màng này. Việc sử dụng màng polyme trong phân đoạn hiện nay đã được quan tâm rộng rãi, phương pháp cho phép thu được các hợp chất hương liệu cho các mục đích sử dụng cụ thể, đặc biệt là trong ngành công nghiệp thực phẩm trong các lĩnh vực khử cồn của đồ uống, và trong việc thu hồi các hợp chất hương liệu từ chiết xuất và chế biến nước ép.
Sử dụng màng lọc để phân đoạn tinh chế là quá trình tương đối gần đây (2015 – nay) và có tiềm năng lớn để tinh chế các hợp chất dễ bị tác động nhiệt làm suy giảm / phân hủy. Đặc điểm chính của quá trình này là sự hiện diện của một màng cụ thể, có tính chọn lọc (dễ thấm hơn) đối với một hoặc nhiều thành phần, và cuối cùng tạo ra sự thẩm thấu trong đó xảy ra sự tập trung của chất có liên quan nhiều hơn đến màng.
Hiện tại, thách thức tập trung vào phát triển màng sử dụng cho các phân tách cụ thể, từng chất, mà phương pháp phân tách cổ điển ( như phân ly, tách lỏng-lỏng, kết tinh, v.v.) là khó khăn hoặc không thể thực hiện được, mặc dù có sử dụng 'lớp' màng chọn lọc để bốc hơi thẩm thấu,
4.2. Một số loại tinh dầu được quan tâm nghiên cứu
Có khoảng 20 loại tinh dầu được quan tâm, giao dịch trên thị trường quốc tế. Sau đây là 9 loại đầu tiên:
- Cam Orange (Brazil)
- Bạc hà Cornmint (India) (Bạc Hà Nhật)
- Bạc hà Peppermint; Mentha x piperita L.
- Bạc hà Spearmint Mentha spicata L
- Bạch đàn Eucalyptus (cineole kind)
- Sả Citronella grass
- Đinh hương Clove
- Tuyết túng Cedar (USA)
- Chanh Key lime (Citrus aurantifolia)
Do tầm quan trọng của các loại tinh dầu chính trên đây nên chúng được nghiên cứu định hình thành phần chính, cấu trúc và tính chất.
Mặc dù quá trình nghiên cứu càn thiết bị hiện đại, gặp nhiều khó khăn do tinh dầu là một hốn hợp phức tạp, nhưng nhu cầu nghiên cứu về tinh dầu rất cấp thiết, nhằm xây dựng cơ sở khoa học công nghệ cực kì quan trọng cho phát triển và ổn định, nâng tầm thế giới. Ngoài các chất hoạt tính chính của các loại tinh dầu được nghiên cứu chi tiết về cấu trúc và tính chất, một hướng nghiên cứu lớn được chú trọng, đó là nghiên cứu cơ chế tác động của tinh dầu, và nghiên cứu độc tính của chúng.
4.3. Nhũ hóa nano
Hiện nay, bởi tiện lợi và giá trị dinh dưỡng cao, trái cây và rau quả được chế biến bảo quản và lưu chuyển, là một trong những ngành công nghiệp thực phẩm được phát triển nhanh chóng, mạnh mẽ. Tuy nhiên, an toàn vi sinh của họ là một nguyên nhân chính làm giảm chất lượng sản phẩm, đang được cộng đồng rất quan tâm.
Các loại tinh dầu (EO), được biết đến với khả năng kháng khuẩn mạnh đã được chứng minh là làm giảm tải lượng vi sinh vật trong các sản phẩm thực phẩm chế biến này, nhưng độ hòa tan trong nước thấp, độ bay hơi cao và tính chất cảm quan (mùi, vị ) mạnh của tinh dầu đã và đang hạn chế sử dụng rộng rãi. Đóng gói EO thành nan nhũ (nanoemulsion – viết tắt là NE) là phương pháp hữu hiệu cho những hạn chế đó. Do tính chất độc đáo của NE của EO, đã có sự quan tâm ngày càng tăng trong chế tạo và sử dụng chúng trong hệ thống thực phẩm.
Đối với NE thời gian cần để hình thành nhũ, tính ổn định của sản phẩm về nano và nhũ hóa EO, ổn định về hoạt tính kháng khuẩn được tập trung nghiên cứu. Về cơ chế hoạt động của NE - OE chống vi trùng và các vấn đề quy định liên quan đến việc sử dụng chúng cũng được quan tâm hoàn thiện.
Mặc dù đã đạt được nhiều thành quả trong khoa học công nghệ và ứng dụng thực tế, vẫn cần có các nghiên cứu sâu hơn về độc tính của NE dựa trên EO để đảm bảo hoạt động thương mại bền vững.
Một số định hướng
Tiềm năng sản xuất, chế biến, kinh doanh, xuất nhập khẩu và nghiên cứu phát triển các sản phẩm có sử dụng tinh dầu ở Việt Nam là rất lớn. Tuy nhiên tính khoa học hiện đại, tính ổn định trong cả năm khâu trên đây chưa được định hình bền vững.
Nổi lên yếu tố bị tác động mạnh nhất đối với sản phẩm EO là chất lượng, và hiện nay còn là yếu tố số lượng đối với một số EO đặc thù. So với các lĩnh vực tương tự (gạo, cà phê, hồ tiêu, cây ăn quả), mặc dù thâm niên ngành EO thậm chí còn cao hơn, nhưng hiện trạng có thể nói đang đứng sau các ngành – lĩnh vực tương tự khác, chẳng hạn như hoa quả, lúa gạo …
Để đảm bảo kiểm soát được các yếu tố trên cần có sự quản lý điều tiết thống nhất trong cả nước, ở tầm vĩ mô. Để thúc đẩy được sự phát triển mạnh mẽ của ngành tinh dầu cần rút ra, và cần nghiên cứu áp dụng, những bài học sâu sắc về sản xuất chế biến, kinh doanh xuất nhập khẩu, và nghiên cứu phát triển của các ngành lương thực, cà phê, hồ tiêu, cây ăn quả … ở nước ta trong hàng chục năm qua, và trong thời kỳ ổn định mới sau Covid-19 – một thời ký nhiều cơ hội phát triển cho Việt Nam. Trong đó bài học chính là thiếu thống nhất, chưa ổn định sản xuất, giá cả, thị trường, và luôn đi sau nhiều nước khác trong khu vực…
Khâu sản xuất cần nghiên cứu áp dụng qui trình khoa học hơn, từ khâu qui hoạch, cây giống, đến thời vụ, chăm sóc thu hoạch. Khâu chế biến cần nghiên cứu áp dụng các qui trình công nghệ hiện đại, đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định, tránh thất thoát lãng phí. Kinh doanh, xuất nhập khẩu cần có thông tin thống nhất, được điều tiết hợp lý phát huy sáng tạo của mỗi doanh nhân doanh nghiệp, đồng thời có những thông tin và điều tiết có hệ thống, minh bạch công bằng. Khâu nghiên cứu khoa học công nghệ còn yếu, và rất thiếu nhiều mặt.
Cần áp dụng qui trình “tuần hoàn”, trong sản xuất, chế biến, kể cả trong kinh doanh, xuất nhập khẩu, và đặc biệt là áp dụng tính tuần hoàn ngay ở khâu nghiên cứu khoa học công nghệ. Ngành tinh dầu cần sẽ tiến tới không có chất thải, các nguyên liệu phụ phế phẩm và bã thải được tận dụng sử dụng hết, góp phần thiết thực nâng cao hiệu quả kinh tế, tăng trưởng ổn định và nâng cao chất lượng môi trường.
