323
TỔNG QUAN VỀ HIỆU SUẤT, THÀNH PHẦN HÓA HỌC
VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA TINH DẦU TÍA TÔ
Trần Thanh Hùng1
1. Chương trình Công nghệ sinh học, Viện Phát trin ứng dụng, Đại học Thủ Dầu Một
TÓM TẮT
Tía tô (Perilla frutescens) là một loài thực vật chứa tinh dầu thuộc họ Hoa môi
(Lamiaceae), được trồng làm gia vị và làm thuốc ở nhiều nước trên thế giới. Tinh dầu chiết xuất
từ cây tía tô có hiệu suất và thành phần hóa học thay đổi tùy theo vị trí địa lý, điều kiện khí hậu,
thổ nhưỡng, chế độ canh tác và phương pháp chiết xuất. Hiệu suất tinh dầu thường dao động từ
0,08 đến 0,5% so với khối lượng của mẫu vật. Thành phần hóa học chính của tinh dầu ở hầu hết
mẫu cây tía tô là perilla aldehyde, limonene và β-caryophyllene. Tinh dầu tía tô có hoạt tính
kháng khuẩn mạnh đối với các chủng vi khuẩn Gram âm và Gram dương nhạy và kháng với
kháng sinh. Tinh dầu này biểu hiệu tác động hiệp lực hoặc bổ sung với kháng sinh và do đó làm
tăng hoạt tính kháng khuẩn của các kháng sinh đối với các chủng vi khuẩn, đặc biệt là các chủng
vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh. Tinh dầu tía tô tác động lên một số đích trên tế bào vi khuẩn
bao gồm tính thấm, tính toàn vẹn của màng tế bào và phân tử DNA. Do đó, tinh dầu tía tô có tiềm
năng ứng dụng trong bảo quản nông sản và thực phẩm để bảo vệ các sản phẩm này tránh tác
động các vi khuẩn gây hại. Tinh dầu tía tô hoặc sự kết hợp giữa tinh dầu này với kháng sinh có
triển vọng trong việc kiểm soát các bệnh do vi khuẩn gây ra ở động vật và con người.
Từ khóa: Hiệu suất, hoạt tính kháng khuẩn, thành phần hóa học, tía tô, tinh dầu
1. GIỚI THIỆU
Tinh dầu là những hợp chất tự nhiên, có khả năng bay hơi, thường có mùi thơm, được
tổng hợp ở các loài thực vật như là các sản phẩm trao đổi thứ cấp (Bakkali và nnk.., 2008). Các
tinh dầu đều là hỗn hợp phức tạp chứa khoảng 20 – 60 thành phần với hàm lượng khác nhau và
thường đặc trưng bởi vài thành phần chính chiếm hàm lượng cao, góp phần quan trọng vào hoạt
tính sinh học của tinh dầu (Bakkali và nnk., 2008). Do thành phần hóa học đa dạng, tinh dầu
biểu hiện hoạt tính sinh học phổ rộng như kháng nấm, kháng khuẩn, kháng virus, kháng oxy
hóa, kháng viêm và kháng côn trùng (Bakkali và nnk., 2008, Trần Thanh Hùng và nnk., 2020).
Chính vì vậy, tinh dầu được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, y dược, mỹ phẩm
và nông nghiệp (Lammari và nnk., 2020).
Tía tô (Perilla frutescens) là một loài thực vật chứa tinh dầu thuộc họ Hoa môi
(Lamiaceae) và được trồng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới. Tía tô thường được sử dụng
làm gia vị trong nhiều món ăn quen thuộc ở Việt Nam. Bên cạnh đó, tía tô còn là một dược liệu
được dùng trong điều trị các bệnh đau dạ dày, táo bón, sổ mũi, đau đầu, ho, đau tức ngực, buồn
nôn (Phạm Hoàng Hộ, 2003; Võ Văn Chi, 2012). Trong thời gian gần đây, có nhiều công bố về
tinh dầu tía tô và hoạt tính sinh học của tinh dầu tía tô (Vũ Thị Cương và nnk., 2021; Hu và
nnk., 2021; Trần Thanh Hùng và nnk., 2024). Bài viết này trình bày về hiệu suất, thành phần
hóa học và hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu tía tô dựa trên các tài liệu đã được công bố trên
các cơ sở dữ liệu khoa học.
324
2. HIỆU SUẤT THU NHẬN TINH DẦU TÍA TÔ
Các bộ phận của cây tía tô đều có chứa tinh dầu, tuy nhiên tinh dầu chủ yếu được dự trữ
trong các lông tiết tập trung ở lá và thân cây. Hàm lượng tinh dầu tía tô có thể thay đổi phụ
thuộc vào các yếu tố vị trí địa lý, khí hậu và thổ nhưỡng. Hiệu suất thu nhận tinh dầu từ cây tía
tô ở một số nước trên thế giới được trình bày ở Bảng 1. Mẫu cành nhỏ và lá của cây tía tô trồng
ở Bình Dương và Hàn Quốc có hiệu suất thu nhận tinh dầu là 0,12% (Trần Thanh Hùng và nnk.,
2024; Lim và Shin, 2014). Nghiên cứu ở Ấn Độ chứng tỏ hiệu suất thu tinh dầu từ mẫu tía tô
dao động từ 0,08% đến 0,50% tùy thuộc vào độ cao (Sharma và nnk., 2019). Mẫu thân và lá tía
tô trồng ở Trung Quốc có hiệu suất thu nhận tinh dầu là 0,24% (You và nnk., 2014). Hiệu suất
thu nhận tinh dầu từ mẫu tía tô trồng ở Ai Cập đạt 0,17% (Omer và nnk., 1998).
Bảng 1. Hiệu suất thu nhận tinh dầu từ cây tía tô ở một số nước trên thế giới
STT
Nơi trồng
Hiệu suất tinh dầu (%)
Tham khảo
1
Việt Nam
0,12
Trần Thanh Hùng và nnk. (2024)
2
Ấn Độ
0,08 - 0,50
Sharma và nnk. (2019)
3
Trung Quốc
0,24
You và nnk. (2014)
4
Hàn Quốc
0,12
Lim và Shin (2014)
5
Ai Cập
0,17
Omer và nnk. (1998)
Hiệu suất thu nhận tinh dầu tía tô cũng chịu tác động bởi điều kiện canh tác và phương
pháp chiết xuất. Han và nnk. (2018) chứng tỏ rằng, hàm lượng tinh dầu từ cây tía tô cao nhất
(0,42%) khi cây tía tô được trồng với mật độ thấp. Hiệu suất tinh dầu tía tô được thu nhận bằng
phương pháp chưng cất lôi cuốn tinh dầu bằng hơi nước (Hydrodistillation - HD) và chưng cất
lôi cuốn tinh dầu bằng hơi nước có hỗ trợ vi sóng (Microwave-assisted Hydrodistillation -
MAHD) cao hơn đáng kể so với phương pháp chiết xuất hỗ trợ siêu âm (Ultrasound-assisted
Extraction - UAE) (Liu và nnk., 2015).
3. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TINH DẦU TÍA TÔ
Tương tự hàm lượng tinh dầu, thành phần hóa học của tinh dầu tía tô thay đổi phụ thuộc
vào vị trí địa lý, điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng, canh tác và phương pháp chiết xuất. Các thành
phần hóa học chính của tinh dầu tía tô ở một số nước trên thế giới được trình bày ở Bảng 2.
Tinh dầu thu nhận từ mẫu tía tô trồng ở Bình Dương được ghi nhận có 19 chất với các thành
phần chính gồm limonene (17,00%), perilla aldehyde (48,55%), β-caryophyllene (15,03%) và
(Z,E)-α-farnesene (11,07%) (Trần Thanh Hùng và nnk., 2024). Trong khi đó, tinh dầu chiết
xuất từ mẫu tía tô trồng ở Hà Nội chứa 42 thành phần với các thành phần chủ yếu gồm limonene
(14,34%), perilla aldehyde (14,07%), myristicin (8,32%), α-bergamotene (7,82%), trans-
shisool (7,75%) và β-caryophyllene (6,51%) (Vũ Thị Cương và nnk., 2021). Cây tía tô trồng ở
Đài Loan có tinh dầu với 27 chất trong đó perilla aldehyde (54,35%), limonene (23,81%), trans-
caryophyllene (7,2%), cis,trans-α-farnescene (7,02%) và linalool (2,40%) là những thành phần
chính (Lin và nnk., 2016). Mẫu tía tô ở Ai Cập chứa tinh dầu gồm 21 chất với các thành phần
chính gồm perillaldehyde (32,90%), β-caryophyllene (10,10%), farnesol (7,40%),
caryophyllene oxide (6,00%) và limonene (4,5%) (Omer và nnk., 1998). Trong khi đó, thành
phần chính của tinh dầu tía tô ở Hàn Quốc là perilla ketone (81,48%), β-caryophyllene (4,58%)
và α-farnesene (3,14%) (Lim và Shin, 2014).
Như vậy, tinh dầu chiết xuất từ mẫu tía tô ở Bình Dương, Hà Nội, Đài Loan và Ai Cập
đều có perilla aldehyde và limonene là hai thành phần chính với hàm lượng lần lượt là 14,07 -
54,35 % và 4,50 - 23,81%, trong khi mẫu tía tô ở Hàn Quốc không có sự hiện diện của hai thành
325
phần này. Ngược lại, tinh dầu thu nhận từ mẫu tía tô Hàn Quốc có perilla ketone chiếm 81,48%
nhưng không có trong thành phần của các tinh dầu còn lại. Cả 5 tinh dầu đều chứa β-
caryophyllene với hàm lượng từ 4,58 đến 15,03%. Tinh dầu từ mẫu tía tô ở Đài Loan, Bình
Dương và Hàn Quốc đều có farnesene với hàm lượng lần lượt từ 3,14 - 11,07%, trong khi tinh
dầu tía tô ở Hà Nội và Ai Cập không có thành phần này. Tinh dầu tía tô ở Ai Cập chứa farnesol
(7,40%) và caryophyllene oxide (6,00%), trong khi các tinh dầu khác không có. Myristicin
(8,32%), α-bergamotene (7,82%) và trans-shisool (7,75%) là 3 thành phần chính của tinh dầu
tía tô ở Hà Nội, không tìm thấy hoặc có hiện diện với hàm lượng rất thấp ở các tinh dầu còn lại.
Bảng 2. Thành phần hóa học của tinh dầu tía tô ở một số nước trên thế giới
STT
Nơi trồng
Thành phần chính (%)
1
Bình Dương
(Việt Nam)
perilla aldehyde (48,55), limonene (17,00),
β-caryophyllene (15,03) và (Z,E)-α-
farnesene (11,07)
2
Hà Nội (Việt
Nam)
limonene (14,34), perilla aldehyde (14,07),
myristicin (8,32), α-bergamotene (7,82),
trans-shisool (7,75) và β-caryophyllene
(6,51)
3
Đài Loan
(Trung Quốc)
perilla aldehyde (54,35), limonene
(23,81), trans-caryophyllene
(7,20), cis,trans-α-farnesene (7,02) và
linalool (2,40)
4
Hàn Quốc
perilla ketone (81,48), β-caryophyllene
(4,58) và α-farnesene (3,14)
5
Ai Cập
perillaldehyde (32,90), β-caryophyllene
(10,10), farnesol (7,40), caryophyllene
oxide (6,00) và limonene (4,50)
Tinh dầu tía tô được chiết xuất bằng các phương pháp khác nhau có thành phần hóa học
không giống nhau. Tinh dầu tía tô được thu nhận bằng phương pháp chiết xuất có hỗ trợ siêu
âm (UAE) chứa nhiều oxygenated monoterpenes và ít monoterpene hydrocarbons và
sesquiterpene hydrocarbons hơn tinh dầu tía tô chiết xuất bằng các phương pháp chưng cất lôi
cuốn hơi nước (HD) và phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có hỗ trợ vi sóng (MAHD).
4. HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA TINH DẦU TÍA TÔ
Hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu tía tô đối với một số chủng vi khuẩn được trình bày
ở Bảng 3. Tinh dầu tía tô biểu hiện hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng đối với các loài vi khuẩn
Gram âm và Gram dương. Vũ Thị Cương và nnk. (2021) cho thấy tinh dầu tía tô có tác động
ức chế đối với 5 chủng vi khuẩn gây hại thực phẩm Escherichia coli, Salmonella typhimurium,
Bacillus cereus, B. subtilis và Staphylococcus aureus với đường kính vòng kháng khuẩn dao
động từ 9 đến 30 mm. Trong đó, tinh dầu này biểu hiện hoạt tính kháng khuẩn mạnh nhất đối
với B. subtilis với đường kính vòng kháng khuẩn đạt 22 mm ở nồng độ 20 µl/đĩa giấy và 30
mm ở nồng độ 40 µl/đĩa giấy (Vũ Thị Cương và nnk., 2021). Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC)
của tinh dầu tía tô đối với các chủng vi khuẩn B. cereus, B. subtilis, S. aureus và Streptococcus
feaium dao động từ 1024 – 4096 µg/mL (Nguyễn Thị Hoàng Lan và nnk., 2015). Tinh dầu tía
tô có tác động ức chế sinh trưởng đối với vi khuẩn E. coli, Helicobacter pylori, và E. faecalis
với giá trị nồng độ ức chế tối thiểu (MIC - Minimum Inhibitory Concentration) lần lượt là 1250
μg/mL, 2000 μg/mL và 0,5 μL/mL (Ahmed, 2018; Trần Thanh Hùng và nnk., 2023; Zhou và
nnk., 2020). Tinh dầu tía tô biểu hiện hoạt tính kháng khuẩn đối với vi khuẩn Salmonella
326
enttrica, Micrococcus luteus, Enterobacter cloacae, S. enteritidis, Kocuria rhizophila, Listeria
monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa với MIC lần lượt là 1,67%, 6,67%, 0,42%, 1,04%,
0,15%, 1,04%, 10% (Ju và nnk., 2021). Tinh dầu chiết xuất từ lá tía tô được ghi nhận có hoạt
tính kháng mạnh đối với vi khuẩn Proteus vulgaris với đường kính vòng kháng khuẩn đạt 17
mm và MIC = 5 μg/mL (Eldeghedy nnk., 2022). Tinh dầu này cũng được chứng tỏ có hoạt tính
kháng khuẩn vượt trội hơn các tinh dầu khác được thử nghiệm với đường kính vòng kháng
khuẩn đối với S. mutans và B. subtilis là 12 mm (Verma và nnk., 2015).
Bảng 3. Hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu tía tô đối với một số chủng vi khuẩn
STT
Vi khuẩn
Phương pháp khuếch tán đĩa giấy
Nồng độ ức
chế tối
thiểu (MIC)
Tham khảo
Nồng độ
Đường kính vòng
kháng khuẩn
(mm)
1
E. coli
40 µL/đĩa
giấy
10,50
1250 µg/mL
Vũ Thị Cương và nnk.
(2021); Ahmed (2018)
2
S. typhimurium
40 µL/đĩa
giấy
12,50
Vũ Thị Cương và nnk.
(2021)
3
B. cereus
40 µL/đĩa
giấy
13
2048 µg/mL
Vũ Thị Cương và nnk.
(2021); Nguyễn Thị
Hoàng Lan và nnk.
(2015)
4
B. subtilis
40 µL/đĩa
giấy
30
4096 µg/mL
Vũ Thị Cương và nnk.
(2021); Nguyễn Thị
Hoàng Lan và nnk.
(2015)
5
S. aureus
40 µL/đĩa
giấy
15
1024 µg/mL
Vũ Thị Cương và nnk.
(2021); Nguyễn Thị
Hoàng Lan và nnk.
(2015)
6
S. feaium
-
-
2048 µg/mL
Nguyễn Thị Hoàng Lan
và nnk. (2015)
7
H. pylori
-
-
2000 µg/mL
Trần Thanh Hùng và
nnk. (2023)
8
E. faecalis
-
-
0,50 μL/mL
Zhou và nnk. (2020)
9
S. enttrica
-
-
1,67%
Ju và nnk. (2021)
10
M. luteus
-
-
6,67%
Ju và nnk. (2021)
11
E. cloacae
-
-
0,42%
Ju và nnk. (2021)
12
S. enteritidis
-
-
1,04%
Ju và nnk. (2021)
13
K. rhizophila
-
-
0,15%
Ju và nnk. (2021)
14
L. monocytogenes
-
-
1,04%
Ju và nnk. (2021)
15
P. aeruginosa
-
-
10%
Ju và nnk. (2021)
16
P. vulgaris
-
-
5 μg/mL
Eldeghedy nnk. (2022)
Tinh dầu thu nhận từ lá tía tô biểu hiện hoạt tính kháng khuẩn ổn định đối với các chủng
vi khuẩn nhạy và kháng kháng sinh. Lim và Shin (2011) đã chứng tỏ tinh dầu tía tô có khả năng
kháng khuẩn đối với chủng S. enteritidis, Vibrio harveyl và V. parahaemolyticus nhạy và kháng
thuốc ampicillin với giá trị giá trị MIC = 2 mg/mL (Bảng 4). Tinh dầu này có tác động ức chế
sinh trưởng mạnh đối với các chủng Bacillus và Shigella kháng thuốc ampicillin và oxacillin
với giá trị MIC dao động từ 1 – 2 mg/mL (Lim và Shin, 2014). Hoạt tính kháng khuẩn của tinh
dầu thường được quyết định bởi các thành phần chính hoặc sự tác động hiệp lực giữa các thành
phần của chúng. Apiol (69,55%) và myristicin (27,05%) lần lượt là thành phần chính trong tinh
dầu thu từ mẫu lá tươi và khô của cây tía tô biểu hiện tác động kháng khuẩn Salmonella và
327
Vibrio với giá trị MIC từ 2 – 8 mg/mL (Lim và Shin, 2011). Perilla ketone (81%) và
caryophyllene (5%) cũng là hai thành phần chính của tinh dầu lá tía tô có tác động ức chế vi
khuẩn Bacillus và Shigella với giá trị MIC từ 0.25 – 2 (>2) mg/mL (Lim và Shin, 2014). Điều
này cho thấy rằng, sự tác động hiệp lực giữa các thành phần tinh dầu tía tô góp phần quan trọng
vào hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu này.
Bảng 4. Giá trị MIC của tinh dầu tía tô đối với một số chủng vi khuẩn nhạy và kháng kháng sinh
STT
Vi khuẩn
Tinh dầu tía tô
(mg/mL)
Ampicillin
(μg/mL)
Tham khảo
1
S. enteritidis
2
> 32 (R)
Lim và Shin (2011)
2
V. harveyl
2
> 32 (R)
Lim và Shin (2011)
3
V. parahaemolyticus
2
> 32 (R)
Lim và Shin (2011)
4
V. vulnificus
2
2 (S)
Lim và Shin (2011)
5
B. cereus
1 - 2
≥ 2048 (R)
Lim và Shin (2014)
6
S. flexneri
1
2048 (R)
Lim và Shin (2014)
7
S. sonnei
1
>2048 (R)
Lim và Shin (2014)
8
S. boydii
1
>2048 (R)
Lim và Shin (2014)
R (resistant): Kháng và S (susceptible): nhạy với kháng sinh Ampicillin khi giá trị MIC lần
lượt ≥ 32 và : ≤ 8 μg/mL (Clinical and Laboratory Standards Institute, 2007).
Sự kết hợp giữa tinh dầu tía tô và các kháng sinh tạo ra hiệu quả kháng khuẩn cao hơn so
với khi tác động riêng lẻ nhờ vào tác động hiệp lực hoặc bổ sung giữa chúng (Bảng 5). Tinh
dầu tía tô khi kết hợp với kháng sinh norfloxacin tạo ra tác động hiệp lực mạnh chống lại chủng
S. sonnei KCCM 41282 với chỉ số FIC (FICI - Fractional inhibitory concentration index) đạt
0.09 (Lim và Shin, 2014). Trong sự kết hợp này, MIC của tinh dầu tía tô giảm 16 lần và MIC
của kháng sinh norfloxacin giảm 32 lần so với khi tác động riêng lẻ (Lim và Shin, 2014). Sự
tác động hiệp lực giữa tinh dầu tía tô và kháng sinh norfloxacin chống lại các chủng B. cereus
KCCM 11341, B. cereus KCCM 11774 (FICI = 0,38) và S. flexneri KCCM 11937 (FICI = 0,19)
cũng được ghi nhận (Lim và Shin, 2014). Xử lý kết hợp giữa tinh dầu tía tô và kháng sinh
ampicillin tạo ra tác động hiệp lực mạnh chống lại chủng V. harveyl CCARM0111 với chỉ số
FIC = 0,37 (Lim và Shin, 2011). Bên cạnh đó, việc kết hợp giữa tinh dầu tía tô hoặc các thành
phần của tinh dầu tía tô (Apiol và perilla ketone) và các kháng sinh ampicillin, norfloxacin và
trimethoprim/sulfamethoxazole cũng tác ra tác động bổ sung chống lại các chủng Vibrio,
Bacillus và Shigella, làm giảm giá trị MIC của tinh dầu và các kháng sinh so với khi xử lý riêng
lẻ (Lim và Shin, 2011, Lim và Shin, 2014). Những kết quả nghiên cứu này chứng tỏ rằng, tác
động kháng khuẩn Salmonella, Vibrio, Bacillus và Shigella của các kháng sinh ampicillin,
norfloxacin và trimethoprim/sulfamethoxazole có thể được cải thiện đáng kể khi sử dụng kết
hợp với tinh dầu tía tô.
Tinh dầu tía tô có hoạt tính kháng khuẩn mạnh có thể là do tác động đa đích của nó. Một
số cơ chế tác động hiện tại của tinh dầu tía tô lên tế bào vi khuẩn được trình bày ở Hình 1. Zhou
và nnk.. (2020) đã cho thấy rằng việc bổ sung tinh dầu tía tô đã gây ra sự phá hủy tính toàn vẹn
của màng tế bào vi khuẩn E. faecalis. Tinh dầu tía tô còn có tác động làm giảm thế năng của
màng tế bào và làm tăng sự thất thoát ATP (Adenosine triphosphate) nội bào (Zhou và nnk..,
2020). Kết quả nghiên cứu của Lim và Shin (2011) cho thấy các band của pBR322 plasmid
DNA và λ DNA bị giảm sau khi xử lý với tinh dầu tía tô hoặc thành phần chính apiol của tinh
dầu tía tô. Điều này cho thấy rằng, tinh dầu tía tô và thành phần chính của tinh dầu tía tô có thể
tương tác với hoặc gây tổn hại cho DNA của vi khuẩn.