371
KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG
KHUẨN STAPHYLOCOCUS AUREUS VÀ SALMONELLA SP. CỦA
TINH DẦU SẢ CHANH, VỎ BƯỞI DA XANH
Trần Đình Mạnh1
1. Viện Phát trin Ứng dụng, Trường Đại học Thủ Dầu Một
TÓM TẮT
Sản phẩm tinh dầu được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực cuộc sống của chúng ta
ngày nay. Với mục đích đa dạng hóa ứng dụng các sản phẩm có chứa tinh dầu, tạo ra nhiều
sản phẩm có giá trị vừa có tác dụng kháng khuẩn, vừa tự nhiên an toàn cho người sử dụng, do
đó nghiên cứu khảo sát thành phần hóa học và khả năng kháng vi khuẩn Staphylococus aureus
và Salmonella sp. của tinh dầu sả chanh, vỏ bưởi da xanh đã được thực hiện. Tinh dầu vỏ bưởi
da xanh, sả chanh thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có thành phần
chính D-limonene và citral tương ứng. Hỗn hợp tinh dầu sả chanh-vỏ bưởi da xanh ở nồng độ
5% trong tween 80 5% cho hiệu quả kháng khuẩn S. aureus và Salmonella sp. với đường kính vòng
kháng khuẩn lần lượt là 17 và 15,1 mm. Hiệu quả kháng khuẩn của hỗn hợp tinh dầu sả chanh-vỏ
bưởi da xanh > tinh dầu sả chanh > tinh dầu vỏ bưởi da xanh. Khả năng kháng khuẩn S. aureus
tốt hơn so với vi khuẩn Salmonella sp. Dựa vào kết quả này, hỗn hợp tinh dầu sả chanh-vỏ bưởi
da xanh có th ứng dụng vào sản phẩm nước lau sàn, khăn lau khử trùng.
Từ khóa: Bưởi da xanh, kháng khuẩn, sả chanh, thành phần hóa học, tinh dầu
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Staphylococcus aureus (S. aureus hay tụ cầu vàng) là vi khuẩn gây bệnh phổ biến nhất ở
người, Gram dương, phát hiện nhiều trên da và mũi, thường gây nhiễm trùng khi xâm nhập vào
máu, gây ra nhiều loại bệnh nhiễm trùng mãn tính, nhiễm trùng huyết và nhiễm khuẩn huyết
(Xiao và nnk., 2020). Đây cũng là nguyên nhân hàng đầu gây nhiễm trùng tại bệnh viện và trong
cộng đồng. Salmonella sp. (vi khuẩn gây tiêu chảy) cũng là nguyên nhân hàng đầu gây tiêu chảy
cấp có thể gây tử vong (Popa và Papa, 2021), Gram âm, tồn tại nhiều trong đất, nước và không
khí ô nhiễm. Nguyên nhân chủ yếu của bệnh nhiễm khuẩn Salmonella là do thực phẩm đã gây ra
các đợt bùng phát dịch ở Châu Âu (Jiménez và nnk., 2014). Hiện tại, chưa có vắc-xin để phòng
ngừa bệnh S. aureus. Do đó, việc tìm kiếm các sản phẩm vừa có tác dụng khử khuẩn vừa an toàn
cho người sử dụng được quan tâm để thay thế cho các chất kháng sinh, chất kháng khuẩn tổng
hợp từ hóa học để kiểm soát nhiễm khuẩn đặc biệt trong môi trường bệnh viện.
Tinh dầu là chất lỏng đậm đặc dễ bay hơi được chiết xuất từ thực vật, có nguồn gốc tự
nhiên được xem là an toàn. Ngày nay, có khoảng 400 đến 500 loại tinh dầu được sản xuất
thương mại, việc thương mại và ứng dụng tinh dầu vẫn tiếp tục phát triển. Từ lâu trong y học,
tinh dầu được biết đến với khả năng sát trùng, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng vi-rút, chống
oxy hóa, chống ung thư và điều hòa miễn dịch, làm thuốc giảm đau, chống viêm (Bakkali và
nnk., 2008), do đó chúng được sử dụng làm thuốc chữa bệnh trong y học (de Almeida và nnk.,
2010). Ngoài ra, chúng còn được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực dược phẩm, mỹ phẩm
và bảo quản thực phẩm (Mukarram và nnk., 2021). Nhờ chúng chứa nhiều hợp chất có hoạt tính
372
sinh học - thành phần chủ yếu có trong tinh dầu như hydrocarbon (monoterpenes và
sesquiterpenes) và các hợp chất oxy hóa (alcohol, este, ete, aldehyd, xeton, lacton, phenol và
ete phenol) (Khorshidian và nnk., 2018) đã được chứng minh là có tác dụng kháng khuẩn, kháng
nấm, diệt côn trùng, chống ký sinh trùng, bảo quản thực phẩm và kiểm soát các bệnh ở người
và thực vật (Ma và nnk., 2019; Mutlu-Ingok và nnk., 2019; de Almeida và nnk., 2010)
Bưởi (Citrus paradisi) là một loại trái cây cận nhiệt đới thuộc họ cam quýt với sản lượng
hàng năm ước tính khoảng 8,3 triệu tấn, một lượng lớn vỏ bưởi được tạo ra do nhu cầu tiêu thụ
bưởi ngày càng tăng. Từ đó vỏ bưởi được sử dụng để tạo ra các sản phẩm có giá trị như tinh dầu.
Ở nước ta, sả chanh (Cymbopogon citratus) và bưởi (Citrus paradisi) được trồng khá phổ biến,
phục vụ cho mục đích phát triển kinh tế, chủ yếu làm các sản phẩm chế biến, dược liệu, dược
phẩm, ... Trong đó nhiều tỉnh trồng sả với diện tích lớn để chiết xuất tinh dầu. Tinh dầu bưởi đã
được ứng dụng nhiều trong y học kích thích mọc tóc, lợi tiểu, chống oxy hóa, khử trùng. Với thành
phần chính là limonene có trong tinh dầu bưởi (Huynh và nnk., 2021; Phạm và nnk., 2021) và
thành phần chính là citral, isoneral, isogeranial, geraniol, geranyl acetate, citronellal, citronellol có
trong tinh dầu sả (Mukarram và nnk., 2021) đã chứng minh nó có tác dụng kháng khuẩn, trị tiêu
chảy, diệt côn trùng, ấu trùng, chống viêm, chống oxy hóa, chống ung thư. Từ những tính chất trên
của tinh dầu sả và bưởi đã cho thấy chúng là ứng viên đầy hứa hẹn có khả năng khử khuẩn. Do đó
khảo sát thành phần hóa học và khả năng kháng vi khuẩn Staphylococus aureus và Salmonella sp.
của tinh dầu sả chanh, vỏ bưởi da xanh được thực hiện, làm cơ sở cho việc phát triển các sản phẩm
chứa tinh dầu như sản phẩm tẩy rửa gia dụng, khăn lau khử trùng, nước lau sàn, …
2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu
Cây sả chanh sau trồng 3 tháng và vỏ bưởi da xanh được thu mua tại Bạch Đằng, Tân
Uyên, Bình Dương.
Chủng vi khuẩn Samonella sp. và Staphylococcus aureus được mua tại phòng phân tích
vi sinh, trường Đại học Y Dược Thành Phố Hồ Chí Minh.
2.2. Chiết xuất tinh dầu
Sả chanh rửa sạch, bưởi da xanh gọt vỏ, sau đó cắt nhỏ (mỗi loại 6 kg) cho vào nồi chưng
cất lôi cuốn hơi nước. Sau đó thêm 10 lít nước vào hệ thống, tiến hành chưng cất trong 3 giờ ở
nhiệt độ 1000C áp suất thường thu được tinh dầu sả chanh, tinh dầu vỏ bưởi da xanh và được
làm khan bằng Na2SO4. Sản phẩm tinh dầu được phân tích thành phần hóa học và bảo quản kín
trong lọ thủy tinh tối màu ở 40C trước khi sử dụng.
2.3. Khả năng kháng khuẩn của tinh dầu
Khả năng kháng khuẩn của tinh dầu được thực hiện bằng phương pháp khuếch tán đĩa
thạch (Nguyen và nnk., 2015). Lấy 1 ml dịch huyền phù vi khuẩn có nồng độ 108 CFU/ml
(tương đương với độ đục của McFarland 0,5) trang đều trên bề mặt thạch Meuller-Hinton Agar
(MHA) đến khi bề mặt khô (đường kính đĩa 9 cm) và tiến hành tạo 4 giếng bằng thanh đục lỗ
vô trùng có đường kính 8 mm. Nồng độ tinh dầu sả chanh, vỏ bưởi da xanh, hỗn hợp tinh dầu
sả chanh-vỏ bưởi da xanh chứa 2,5; 3,5 và 5% được chuẩn bị trong Tween 80 5% và sau đó
được thêm vào giếng (10 µl). Tween 80 5% được sử dụng làm đối chứng âm. Mỗi đĩa bao gồm
4 giếng chứa một nồng độ tinh dầu sả chanh, vỏ bưởi da xanh, hỗn hợp sả chanh-vỏ bưởi da
xanh và tween 80 5% và thực hiện lặp lại 5 lần đối với các vi khuẩn trên. Các đĩa sau đó được
giữ mát trong 4 giờ để tinh dầu khuếch tán ra bề mặt thạch trước khi ủ ở 370C trong 24 giờ. Sau
thời gian ủ tiến hành đo đường kính vòng kháng khuẩn.
373
2.4. Phương pháp đánh giá chỉ tiêu theo dõi
Thành phần tinh dầu được xác định bằng phương pháp GC-MS thông qua gởi mẫu phân
tích tại trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm thành phố Hồ Chí Minh.
Phương pháp xác định đường kính vòng kháng khuẩn: đường kính vòng kháng khuẩn
được đo và xác định theo công thức sau: ∆D = D – d (mm). Trong đó, D là đường kính vòng
kháng khuẩn (mm), d là đường kính lỗ khoan (mm).
2.5. Phương pháp xử lý số liệu
Tất cả các số liệu thu thập được, được xử lý bằng phần mềm JMP 10.0. Sự khác biệt giữa
các nghiệm thức được so sánh bằng Anova Duncan với mức ý nghĩa 95%.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả thành phần hóa học của tinh dầu
Tinh dầu sả chanh và tinh dầu vỏ bưởi da xanh thu được bằng phương pháp chưng cất lôi
cuốn hơi nước với hiệu suất tinh dầu thu được lần lượt là 1,48 và 1,95% và đều là dạng lỏng.
Tinh dầu sả chanh có màu vàng nhạt, trong suốt, có mùi thơm đặc trưng của sả, vị hơi cay. Tinh
dầu vỏ bưởi da xanh có trạng thái trong suốt, không màu, có mùi thơm dễ chịu đặc trưng của
bưởi (Hình 1). Những tính chất này của tinh dầu sả chanh và vỏ bưởi da xanh cũng như hiệu
suất thu hồi của chúng cũng tương đồng với các nghiên cứu trước đó bởi Huynh và nnk (2021),
Phong và nnk (2021).
Hình 1. Nguyên liệu và tinh dầu thu được từ (a: sả chanh, b: vỏ bưởi da xanh)
Thành phần tinh dầu được phân tích bằng phương pháp GC-MS và cho kết quả được thể
hiện ở Bảng 1. Kết quả cho thấy có 27 hợp chất được xác định trong tinh dầu vỏ bưởi da xanh
và 45 hợp chất được xác định trong tinh dầu sả chanh. Đối với tinh dầu vỏ bưởi da xanh, thành
phần hóa học chính chủ yếu D-limonene (93,84%) và β-mycrene (1,93%). Ngoài ra, trong tinh
dầu vỏ bưởi da xanh còn tồn tại các thành phần khác như α-pinene (0,72%), α-citral (0,53%),
α-phellandrene (0,45%), ... (Bảng 1). Đối với tinh dầu sả chanh, các thành phần hóa học chính
bao gồm α-citral (42,82%), β-citral (29,86%), β-mycrene (7,87%), geraniol (2,49%),
isogeraniol (2,44%), p-mentha-1,5-dien-8-ol (2,18%), β-linalool (1,6%), trans-β-ocimene
(1,37%), 6-methylhept-5-en-2-one (1%). Bên cạnh đó, các thành phần khác cũng tồn tại trong
tinh dầu sả chanh gồm cis-β-ocimene (0,94%), D-limonene (0,89%), caryophyllene (0,60%),
caryophyllene (0,59%), isoneral (0,58%), … (Bảng 1). Đối với tinh dầu vỏ bưởi da xanh, kết
quả của chúng tôi cũng tương đồng với các nghiên cứu trước đó bởi Huynh và nnk (2021),
Phạm và nnk (2021) cho thấy rằng thành phần chính có trong tinh dầu bưởi là limonene.
Đối với tinh dầu sả chanh, thành phần chính có trong tinh dầu cũng tương đồng với các
nghiên cứu trước đó bởi Nguyễn và nnk (2022), thành phần chủ yếu trong tinh dầu sả chanh là
α-citral (44%), β-citral (33,2%), và triacetin (23,8%). Tuy nhiên hàm lượng tinh dầu trong các
nghiên cứu có sự khác nhau. Sự khác nhau về hàm lượng của các thành phần chính có trong
tinh dầu có thể là do giống, điều kiện canh tác, phương pháp, điều kiện chiết xuất, giai đoạn
tăng trưởng, thu hoạch (Bourgou và nnk., 2012). Ngoài ra, thành phần của tinh dầu còn khác
nhau giữa các loài và bộ phận của cây.
374
Bảng 1. Thành phần hóa học của tinh dầu sả chanh, vỏ bưởi da xanh
Tinh dầu vỏ bưởi da xanh
Tinh dầu sả chanh
STT
Thời
gian lưu
(phút)
Tên thành phần
Hàm
lượng
(%)
Thời
gian lưu
(phút)
Hàm
lượng
(%)
1
5.15
α-Pinene
0.72
5.15
0.08
2
6.46
(+)-Sabinene
0.25
5.68
0.11
3
7.08
β-Mycrene
1.93
6.85
1.00
4
7.93
α-Phellandrene
0.45
7.08
7.87
5
8.90
ρ-Cymene
0.29
9.18
0.89
6
9.21
D-Limonene
93.84
9.36
0.12
7
10.28
trans-β-Ocimene
0.19
9.58
1.37
8
11.09
γ-Terpinene
0.12
10.28
0.94
9
12.06
Linalool oxide, trans-
0.07
14.00
0.11
10
14.83
Linalool
0.17
14.63
0.09
11
16.40
1R, 4R-p-Mentha-2,8-dien-l-ol
0.06
14.83
1.60
12
17.00
Limonene oxide, cis-
0.09
15.79
0.14
13
17.23
Limonene 1,2-epoxide
0.11
16.42
0.09
14
19.44
α-Terpineol
0.19
17.05
0.08
15
19.56
(-)-trans-Isopiperitenol
0.08
17.62
0.20
16
20.11
trans-Carveol
0.05
17.76
0.16
17
20.27
cis-Geraniol
0.04
18.01
0.29
18
20.45
cis-Carveol
0.05
18.36
0.58
19
20.61
β-Citral
0.38
18.67
2.18
20
20.73
Carvone
0.07
19.02
2.44
21
20.91
Geraniol
0.04
19.58
0.11
22
21.30
α-Citral
0.53
19.77
0.11
23
21.45
Perillal
0.03
20.27
0.08
24
22.82
α-Terpinyl acetate
0.03
20.35
0.59
25
23.34
Neryl actate
0.04
20.63
29.86
26
24.06
Caryophyllene
0.12
20.91
2.49
27
25.06
Eremophila-l(10), 11-diene
0.06
21.32
42.82
28
22.36
0.04
29
23.24
0.35
30
23.34
0.35
31
23.56
0.09
32
24.07
0.60
33
24.24
0.20
34
24.28
0.07
35
24.61
0.10
36
25.01
0.14
37
25.04
0.19
38
25.19
0.10
39
25.25
0.06
40
25.40
0.12
41
25.45
0.24
42
26.35
0.07
43
26.85
0.73
44
27.21
0.07
45
27.36
0.09
375
3.2. Kết quả khả năng kháng khuẩn của tinh dầu
Khả năng kháng khuẩn của tinh dầu phụ thuộc vào nồng độ và loại tinh dầu, kết quả được
thể hiện ở Bảng 2. Nhìn chung tinh dầu sả chanh, vỏ bưởi da xanh và hỗn hợp sả chanh-vỏ bưởi
da xanh đều có tác dụng kháng khuẩn đối với S. aureus và Salmonella sp. ở nồng độ 3,5 và 5%
(Hình 2 và 3). Ở nồng độ 2,5% tinh dầu, cả 3 loại tinh dầu đều cho kết quả không kháng 2
chủng vi khuẩn kiểm định. Khi tăng nồng độ từ 3,5 lên 5%, hiệu quả kháng khuẩn tăng lên đối
với hỗn hợp tinh dầu sả chanh-vỏ bưởi da xanh cho đường kính vòng kháng khuẩn 17 mm (S.
aureus) và 15,1 mm (Salmonella sp.) và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức
còn lại. Đối với tinh dầu sả chanh, không có sự khác biệt giữa nồng độ 3,5 và 5% (Bảng 2).
Dựa vào kết quả Bảng 2 cho thấy tinh dầu vỏ bưởi da xanh cho kết quả kháng khuẩn kém hơn
so với tinh dầu sả chanh và hỗn hợp sả chanh-vỏ bưởi da xanh. Trong đó, khả năng kháng vi
khuẩn S. aureus tốt hơn so với vi khuẩn Salmonella sp. (Hình 2 và 3)
Bảng 2. Kết quả đường kính vòng kháng khuẩn của tinh dầu sả chanh, vỏ bưởi da xanh và
hỗn hợp của chúng
Vi khuẩn
Đường kính vòng kháng khuẩn (mm)
Nồng độ tinh dầu vỏ bưởi
da xanh (%)
Nồng độ tinh dầu sả chanh
(%)
Nồng độ hỗn hợp tinh dầu sả
chanh-vỏ bưởi da xanh (%)
2,5
3,5
5
2,5
3,5
5
2,5
3,5
5
Staphylococcus
aureus
-
8,1b ± 0.4
9,0a ± 0,3
-
15,0a ± 0,1
15,0a ± 0,1
-
16,0b ± 0,2
17,0a ± 0,3
Salmonella sp.
-
7,0b ± 0,2
8,1a ± 0,4
-
14,0a ± 0,2
13,9a ± 0,1
-
14,0b ± 0,1
15,1a ± 0,2
Ghi chú: Các chữ cái theo sau các giá trị trong cùng một hàng trên cùng một loại tinh dầu giống nhau thì
không có sự khác biệt về mặt thống kê với p<0,05, “-”: không có hoạt tính kháng khuẩn
Các nghiên cứu trước cho thấy tinh dầu bưởi, sả đều có khả năng kháng S. aureus. Đối
với tinh dầu bưởi, theo Phạm và nnk (2021), Huynh và nnk (2021), và Phong và nnk (2021),
khả năng kháng S. aureus của tinh dầu vỏ quả bưởi ở nồng độ 40%, tinh dầu vỏ quả bưởi năm
roi ở nồng độ 50% trong DMSO và tinh dầu bưởi da xanh ở nồng độ 50% trong DMSO cho kết
quả kháng với đường kính lần lượt là 11, 15,67 và 18,7 mm. Mặc dù nồng độ tinh dầu của các
nghiên cứu trước sử dụng cao hơn so với nghiên cứu của chúng tôi, nhưng kết quả của chúng
tôi đã cho thấy khả năng kháng khuẩn tuyệt vời dù ở nồng độ thấp 3,5% trong Tween 80 5%.
Đối với tinh dầu sả chanh, khả năng kháng S. aureus cũng cho kết quả tương tự. Theo Nguyễn
và nkk (2022), tinh dầu sả chanh ở nồng độ 40% thể hiện đường kính vòng kháng khuẩn S.
aureus với đường kính 15 mm.
Hiệu quả kháng khuẩn tăng lên khi kết hợp 2 loại tinh dầu sả chanh-vỏ bưởi da xanh có
thể là do sự cộng hưởng, tương tác của 2 loại tinh dầu, thêm các thành phần vào tinh dầu làm
tăng khả năng xâm nhập vào màng tế bào và ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật
(Varijakzhan và nnk., 2021). Điều này cũng phù hợp với nghiên cứu của Deba và nnk (2008),
khả năng kháng khuẩn của tinh dầu phụ thuộc vào thành phần có hoạt tính sinh học có mặt
trong tinh dầu, không chỉ được tạo ra bởi một thành phần chính cụ thể mà còn do tác dụng hỗ
trợ và tương tác của nhiều loại hợp chất với nhau.