Nghiên cứu công nghệ sản xuất naringin và tinh dầu từ vỏ quả bưởi và xây dựng mô hình sản xuất thực nghiệm

Hiện nay, trong quá trình sản xuất, một lượng lớn vỏ quả bị vứt bỏ hoặc ủ phân hữu cơ vi sinh. Điều này thực sự hết sức lãng phí vì vỏ của các loại quả có múi chứa một lượng lớn tinh dầu cũng như naringin. Chẳng hạn, hàm lượng tinh dầu chiếm khoảng 0,4-1% khối lượng vỏ bưởi. Tinh dầu trong vỏ của các loại quả có múi chứa một hỗn hợp các chất thơm dễ bay hơi và có giá trị kinh tế cao. Trong đó, hợp chất hữu D-limonene là thành phần chủ yếu, chiếm tỷ lệ cao nhất, được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, thực phẩm, hương liệu, và dược phẩm để tạo hương thơm. D-limonene còn có tác dụng chống ô xy hóa, tăng cường sự thẩm thấu của các sản phẩm dưỡng da. Bên cạnh đó, Naringin được tìm thấy trong vỏ bưởi, chanh, hạt quýt, thuộc nhóm flavonoid, có khả năng chống oxy hoá, ngừa xơ cứng động mạch, gián tiếp chống cao huyết áp và tai biến mạch máu não.

Phân bón từ bã vỏ bưởi được bón cho rau cải

Nhằm tận dụng nguồn phụ phẩm từ trái bưởi, nhóm nghiên cứu Trường Đại học Cần Thơ đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất naringin và tinh dầu từ vỏ quả bưởi và xây dựng mô hình sản xuất thực nghiệm” với mục tiêu không chỉ đưa ra quy trình sản xuất naringin và tinh dầu từ vỏ quả bưởi, phụ phẩm của quá trình này cũng được nhóm nghiên cứu đã tận dụng để ủ thành phân hữu cơ bón cho cây trồng. Theo đó, một số loại bưởi ở khu vực ĐBSCL như Năm Roi, Da Xanh, Lông Cổ Cò, Thanh Kiều được thu hái trực tiếp tại nhà vườn ở các tỉnh Vĩnh Long, Bến Tre, Tiền Giang, Cần Thơ. Sau khi được xử lý rửa sạch nhiều lần với nước để loại bỏ bụi bám, vỏ quả bưởi được tách riêng hai phần vỏ xanh và trắng rồi đem cắt nhỏ. Vỏ bưởi trắng cắt miếng nhỏ được sấy ở nhiệt độ 65 độ C trong 24 giờ, tiếp theo xay thành bột mịn. Bột vỏ trắng này được sử dụng để thu nhận naringin. Vỏ xanh cắt miếng nhỏ được sử dụng cho quá trình thu nhận tinh dầu. Quy trình thu nhận tinh dầu bằng phương pháp ép được nhóm tác giả thực hiện bằng cách đưa vỏ bưởi xanh vào máy ép với tốc độ 35 Hz, vừa ép vừa phun nước để hỗ trợ ly trích tinh dầu. Dịch chiết sau khi ép được bổ sung muối với nồng độ 2% và để lắng ở 30 độ C. Dịch ép để lắng qua đêm sẽ tách thành hai phần, đem ly tâm từng phần (6.000 vòng/phút) để thu hồi tinh dầu và làm khan tinh dầu thu được bằng Na2SO4. Hàm lượng hợp chất D-limonene có trong tinh dầu từ 89,944% - 93,826%.

Đối với quy trình thu nhận tinh dầu bằng phương pháp chưng cất, đưa vỏ bưởi xanh cắt miếng nhỏ vào máy xay, bổ sung nước theo tỉ lệ nước-nguyên liệu là 3:1 (mL/g), xay nhuyễn hỗn hợp. Cho toàn bộ hỗn hợp vào bình cầu và dưới sự hổ trợ của dầu tải nhiệt sẽ tiến hành chưng cất bằng hơi nước ở 130 độ C trong 90 phút. Sau đó, làm khan tinh dầu bằng Na2SO4. Hàm lượng hợp chất D-limonene có trong tinh dầu từ 78,839% - 97,539%. Ở quy trình thu nhận naringin, bột vỏ bưởi trắng đã sấy khô ngâm với ethanol 80% trong 1,5 giờ theo tỉ lệ mẫu và ethanol 80% là 1:14, trích hỗn hợp bằng phương pháp Soxhlet ở 80oC trong 5,5 giờ. Dịch trích được cô quay chân không ở 70oC để loại bỏ dung môi (còn khoảng 1/10 thể tích ban đầu). Kết tinh dịch trích sau cô quay được để yên ở nhiệt độ phòng trong 48 giờ. Lọc bằng giấy lọc để thu kết tinh và rửa lại bằng cồn 96%, để khô ở nhiệt độ phòng và sấy ở 50 độ C để thu hồi naringin. Hàm lượng naringin trong dịch trích chiếm 73,26%. Phụ phẩm vỏ bưởi sau chưng cất được nhóm xử lý thành phân compost. Nhóm nghiên cứu đã đem phơi vỏ bưởi sau chưng cất tinh dầu cho ráo nước. Phối hợp với một số cơ chất khác như tro trấu, xơ dừa, phân NPK và chế phẩm Trichoderma. Cho toàn bộ hỗn hợp vào thùng ủ và cung cấp nước cho khối ủ để đạt độ ẩm 40-60%. Cách ba ngày kiểm tra khối ủ và đảo trộn ba ngày một lần. Sau 39 ngày ủ, khối ủ được đánh đống ba-bốn ngày để giảm nhiệt độ và ổn định chất hữu cơ, và có thể bón cho cây trồng.

Mô hình được thực nghiệm tại Chi nhánh Công ty TNHH Green Powers (Bến Tre). Kết quả, tinh dầu bưởi được thu nhận theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, với thiết bị tại doanh nghiệp ở quy mô 500 kg/mẻ đạt chất lượng cao. Các mẫu đều có trạng thái ở dạng lỏng, không màu, có mùi hương đặc trưng của vỏ bưởi và không có mùi lạ. Hàm lượng của D-limonene trong tinh dầu từ 89,944- 93,826%.

Theo nhóm tác giả, các phương pháp nói trên dễ áp dụng, sử dụng dung môi an toàn, rẻ tiền, có thể áp dụng quy mô công nghiệp cho ngành dược phẩm. Kết quả nghiên cứu có thể chuyển giao cho các đơn vị có nhu cầu và điều chỉnh từng phương pháp theo yêu cầu cho phù hợp với quá trình sản xuất thực tế.