Tổng quan về dược liệu sả cymbopogon sp

MUC LUC DAT VAN DE Nhu cầu tinh dầu hương liệu (cho mỹ phẩm), thứ coi “vàng xanh”, giới tăng nhanh người dân ngày có xu hƯớng trở dung hợp chất tự nhiên Trong khí đó, Việt Nam nơi thuận lợi để trồng số loại chiết xuất tinh dầu [1] Các thị trường nhập tinh dầu giới năm gần đây: Khối 25 nước EU: 1,7 tỷ USD; MỸ: 1,2 tỷ USD; Pháp: 0,7 tỷ USD; Anh: 0,6 ty USD; Nhat: 0,4 ty USD [1] Việt Nam nơi trồng chiết xuất tinh dầu thuận lợi Với nguồn nguyên liệu chiết xuất tinh dầu dồi dào, như: Bạc hà, hương nhu, bạch dan, húng quế, hoắc hương, quế, hồi sả Đây coi nguồn cung “vàng thơ” khơng phải nước có Các có tỉnh dầu dể trồng, khơng cần nhiều công sức, không sợ bị úng lụt hay khơ hạn, mắc sâu bệnh, đặc biệt giá trị cao hẳn so với ngũ cốc [1] Hiện tại, nước ta có khoảng vài trăm nguyên liệu cho nguyên liệu sả chanh, bạch đàn chanh, tram rải rác tỉnh Hịa Bình, Lạng Sơn, Phú n, Hà Tĩnh 1] Thông tin mà chuyên gia khẳng định nguồn “vàng xanh” năm mang lại kim ngạch xuất hàng trăm triệu USD, cịn trở thành tảng cho phát triển ngành công nghiệp mỹ phẩm Việt Nam đáng ý [1] Chuyên đề tìm hiểu tinh dầu có nhu cầu lớn tinh dầu citronellal geraniola sả chanh thành phần, công dụng từ làm rõ lý tỉnh dâu ngày dung nhiều số sản phẩm thị trường 2 TONG QUAN VE TAI LIEU 2.1 Phan loai khoa hoc Sa chanh tên khoa học Cymbopogon flexuosus Stapf 1a loài thực vật thuộc chi sa Chi Sa (danh pháp khoa học: Cymbopogon) mỘt chứa khoảng 55 lồi hỌ Poaceae, có nguồn gốc vùng nhiệt đới ôn đới ẩm Chúng loại cỏ sống lâu năm cao Tên gọi thông thường sả [2] Hình 2.1 Sa chanh - Cymbopogon flexuous Stapf 2.2 Dac diém thuc vat, phan b6 2.2.1 Dac diém thuc vat Sả loại cỏ sống lâu năm, mọc thành bụi, cao từ 0,8-1,5m hay hon Thân rễ trắng hay tím Lá hẹp, dài giống lúa, mép nháp Cụm hoa gồm hiều bong nhỏ khơng cuống Tồn có mùi thơm đặc biệt mùi sả Trồng làm thuốc, người ta phân biệt sả với sả khác, trồng để cất tinh dầu người ta phân biệt sả hai nhóm có tinh dầu có giá trị khác hẳn [3]: Nhóm sả cho tình dầu với thành phần chủ yếu Citronellal genariola (citronelle) "Trong nhóm cd loai Cymbopogon vinterianus, Cymbopogon nardus (L.) Rendl (Andropogon nardus L.) co ham lương tinh dau cao va chất lượng tốt nhất, sau đến sa Cymbopogon confertiflorus Stapƒ cho tinh dầu hơn, chất lượng [3] Nhóm sả cho tỉnh dầu với thành phần chủ yếu xitrala (Lemon grassVereine des Indes) làm tỉnh dầu có mùi chanh rõ Đứng đầu nhóm sả la Cymbopogon flexuosus Stapf (Andropogon flexousus Nees), sau d€n loai Cymbopogon citrates Stapf, (Andropogon Schoenanthus L.) [3] Ngoai hai nhén cé m6t s6 loai sa cho tinh dau có thành phần khác hẳn hình thái giải phẫu khó phân biệt lồi sả Cymbopogon martini (Roxb.) Wats Thì thứ motia cho tinh dau gọi essence Palma rosa hay Geranium des Indes chứa tới 75-95% geraniola, thứ sofia lại cho thứ tỉnh dầu khơng chứa geraniola mà lại có ancol perilic [3] 2.2.2 Phân bố Cây sả trồng khắp nước ta, diện tích trồng làm thuốc khơng nhiều, có tính chất gia đình làm người ta dung rễ toàn đào dung tươi hay phơi râm mát [3] Nhưng diện tích trồng sả để cất tinh dầu lại lớn: Từ trước Cách mạng tháng 8, miền Bắc nước ta diện tích trồng đồn điền Sơn Cốt (Bắc Cạn) năm cho khoảng 10 tinh dầu Từ ngày hịa bình lập lại miền Bắc nước ta (1954) diện tích trồng sả để cất tỉnh dầu tăng dần tới hàng nghìn ham năm cung cấp hàng trăm tinh dầu dùng nước xuất Nhu cầu tinh dầu sả khoảng 3.000-4.000 tấn/năm Những nước sản xuất nhiều tinh dầu sả là: Inđônêxya (nổi tiếng sả Giava), Xrilanca tiếng với tên sả Xrilanca, sau đến Ấn ĐỘ, Trung Quốc [3] 2.3 Thành phần hóa học Tùy theo loài sả, thành phần tỉnh dầu thay đổi có giá trị khác Tinh dầu sả cất từ sả Cymbopogon nardus (L.) Rendl (sả Xrilanca) Cymbopogon winterianus Jowiftt (sả Giava) có từ 20 đến 40% geraniola va citronellola, 40 đến 60% xìtronellala Lồi thứ hai trồng nhiều Giava, Dai Loan, Trung Mỹ (Guatemala), Ghinê, Mangat Tinh dầu sả cất từ sả chanh Cymbopogon flexuosus va C citratus chtta tl’ 70 dén 80% xitral Loại sả chanh trổng nhiều An Độ, Mangat, đảo Como, Trung MY (Guatemala), chau Phi ( Cơngơ, Kenya) Tinh dầu sả cất từ lồi Cymbopogon martiniì var motìa chứa 7595% geraniola cịn var sofïa chứa ancol perilic [3] Citronellal ZZ 3,7-dimethyloct-6en-] -al Hình 2.3.1 Citronellal OH Hinh 2.3.2 Geraniol (3,7-Dimethylocta-2,6-dien-1-ol) 2.4 Tính chất hóa lý nhóm tinh dầu Trạng thái: Đa số chất lỏng nhiệt độ thường, số thành phần thể rắn: Menthol, borneol, camphor, vanilin, heliotropin Màu sắc: Khơng màu vàng nhạt Do tượng oxy hóa màu sâm lại Một số có màu đặc biệt: Các hợp chất azulen có màu xanh mực Mùi: Đặc biệt, đa số có mùi thơm dễ chịu, só có mùi hắc, khó chịu (tinh dầu giun) VỊ: cay, mỘt sỐ có vị ngọt: Tinh dầu quế, hồi Bay nhiệt độ thường TỶ trọng: Đa số nhỏ Một số lớn 1: Quế, đinh hương, hương Tỷ lệ thành phần (aldehyd cinnamic, eugenol) định tỷ trọng tỉnh dầu Nếu hàm lượng thành phần thấp, tinh dầu trở thành nhẹ nước ĐỘ tan: Khơng tan, hay tan nước, tan alcol dung môi hữu khác ĐỘ sôi: Phụ thuộc vào thành phần cấu tạo, dùng phương pháp cất phân đoạn để tách riêng thành phần tinh dầu Năng suất quay cực cao, tả tuyền hữu tuyền Chỉ số khúc xạ: 1,4500 - 1,5600 Rất dễ oxy hoá, oxy hoá thường xảy với trùng hiệp hoá, tinh dầu chuyển thành chất nhựa Một số thành phần tinh dầu cho phan Ung đặc hiệu nhóm chức, tạo thành sản phẩm kết tinh hay cho màu, dựa vào đặc tính để định tính định lượng thành phần tỉnh dầu 2.5 Công dụng Sả loại gia vị vừa tạo mùi thơm, vừa kích thích tiêu hóa, chống nơn, sát trùng, khử hôi miệng, tiêu đờm, giảm đau, thông kinh lạc, chữa cảm cúm, trúng hàn, chữa cho trẻ em chứng động kinh Có thể dùng pha nước uống cho mát, chóng tiêu hóa thức ăn, thơng tiểu tiện, chữa cảm sốt (cảm cúm) Tinh dầu sả có khả hỗ trợ tiêu hóa Chữa ăn chậm tiêu, đầy bụng, buồn nơn, nơn mửa hay kích thích trung tiện Sả giải độc rượu nhanh Citronellal có chống trùng hiệu cao muỗi [4] chất kháng nấm mạnh mẽ [5] Geraniol dùng làm hương liệu nƯớc hoa 2.6 Một số sản phẩm thị trường Pai ME ⁄ ⁄ | fee / PA ig ) (127/7! Hình 2.6.1 Tinh dầu sả chanh (xuất xứ Pháp) Thành phần chính: citronellal (65-85%), geraniol (40%) Công dụng: Tinh dầu sả chanh giúp giảm đau tốt, cỏ chanh trị nấm hiệu quả, tốt cho xương dây chằng Giảm độ sưng tấy, tinh dầu sả chanh có tác dụng sát trùng, khử mùi, đuổi trùng, kích thích tiêu hố, trị lạnh bụng, cảm lạnh, đau bụng kích thích tn hồn máu Hinh 2.6.2 Tinh dau sa Java Thanh phan chinh: citronellal (35%), geraniol Cơng dụng:Tinh dầu sả có tác dụng sát trùng, khử mùi, đuổi trùng, kích thích tiêu hóa, trị lạnh bụng, cảm lạnh, đau đầu, đau bụng kích thích tuần hồn máu Có thể dùng tinh dầu sả thứ nguyên liệu thêm vào thực phẩm để tạo hương vị PHẦN THỰC NGHIỆM 3.1 Chiết xuất nhóm tỉnh dầu tồn phần 3.1.1 Phương pháp chưng cất lơi nước Quy trình sản xuất có điểm chung sau đây: - Tinh dầu thu phải có mùi thơm tự nhiên nguyên liệu - Quy trình khai thác phải phù hợp nguyên liệu - Tinh dầu phải lấy triệt để khỏi nguyên liệu, với phí thấp Nguyên tắc ly trích tất phương pháp nói dựa vào đặc tính tỉnh dầu như: - Dễ bay - Lôi theo nước nhiệt độ 100°C - Hòa tan dễ dàng dung môi hữu - Dễ bị hấp thu thể khí 3.1.2 Phương pháp chiết chất lỏng tới hạn Những năm gần phƯơng pháp chiết xuất chất lỏng tới hạn (super-critical fluid extraction,SEC) áp dụng để chiết xuất định tính công nghiệp hợp chất tự nhiên [6] Nguyên tắc phương pháp sau: điều kiện áp suất bình thường, nâng nhiệt độ chất lỏng tới điểm sơi nó, chất lỏng hóa Tuy nhiên, tiếp tục tăng nhiệt độ đồng thời tăng áp suất hệ lên nhiệt độ áp suất định đó, người ta thu “chất lỏng” đặc biệt gọi chất lỏng tới hạn Chất lỏng không giống với trạng thái lỏng thông thường mà mang đặc tính chất khí chất lỏng [6] Điểm (ứng với nhiệt độ áp suất) mà chất chuyển từ trạng thái sang trạng thái lỏng gọi điểm tới han (critical point) cUa chất Điểm tới hạn nước có nhiệt độ tới hạn (t.) áp suất tới hạn (p.) tương Ứng 374,2°C 220,5 bar, với carbon dioxid t = 31,1°C p = 73,8 bar, với ethanol t = 243,4°C va p, = 72 bar [6] Do mang đặc tính chất khí chất lỏng nên chất lỏng tới hạn có khả hịa tan chất đồng thời có đỘ nhớt thấp khả khuếch tán cao dùng để hòa tan chất ứng dụng vào chiết xuất chất dược liệu Các đặc tính chất lỏng tới hạn (khả hòa tan chất, độ nhớt ) phụ thuộc vào nhiệt độ áp suất Thay đổi điều kiện làm thay đối đặc tính (đỘ phân cực, khả hịa tan) chất lỏng tới hạn Trong thực tế, người ta thực chiết điều kiện cao điểm tới hạn m6t it [6] Chất lỏng thông dụng CO; lỏng tới hạn CO; có điểm tới hạn thấp, rẻ tiền, không độc hại thân thiện với mơi trường, thu hồi, khơng làm tăng hiệu ứỨng nhà kính Khi chiết xuất hoạt chất từ dược liệu, CO: lỏng tới hạn có lợi dung môi hữu thông thường chỗ độc hại, nâng cao hiệu suất khơng để lại dư lượng dung mơi cao chiết Ngồi q trình chiết xuất tiến hành nhiệt độ thấp nên không làm biến đổi thành phần bền với nhiệt đỘ [6] Một nhược điểm SFE tính phân cực CO; lỏng tới hạn Ở điều kiện chiết thông thường, CO; lỏng tới hạn dung môi phân cực, dung để chiết chất phân cực Để cải thiện khả hòa tan chất phân cực hơn, trình chiết xuất, người ta thêm vào CO; lỏng tới hạn lượng định dung môi phân cực (như methanol) để thay đổi tính phân cực dung môi để chiết chất phân cực hơn.Chiết chất lỏng tới hạn ứng dụng nhiều ngành Ở quy 10 mô công nghiệp (từ năm 1978), nghiên cứu phân tích kiểm nghiệm Trong phạm vi nghiên cứu thuốc, tác giả Ứng dụng nghiên cứu Stahl cỘng [Planta Med , 1980, 40, 12] Các nhóm hợp chất thích hợp để chiết chất lỏng tới hạn tinh dầu, chất béo, carotenoid chất phân cực khác Với tinh dầu, việc chiết CO; lỏng tới hạn cho hiệu suất chiết cao, thời gian chiết ngắn không làm hư hỏng chất nhạy cảm với nhiệt độ Tinh dầu thu có hương thơm gần với tự nhiên Người ta dùng carbon dioxyd nitrogen oxyd hóa lỏng để chiết xuất nhiều loại hoạt chất alcaloid ví dụ loại cafein hạt Cà phê, chiết thành phần hoa Dương cam cúc — Matricara chamomilla, hoa Cúc trừ sâu — Pyrethrum cinerariifolium Bằng phương pháp chiết hiệu suất pyrethrin nâng lên đến 50% so với phƯơng pháp chiết ether dầu Trong phịng thí nghiệm, SFE dùng để chiết mẫu cho phân tích dư lượng thuốc trừ sâu, chất hữu độc hại môi trường 6] 3.2 Phân lập hợp chất Citronellal Geraniola nhóm tỉnh dầu Phương pháp chưng cất phân đoạn Là phương pháp kinh điển dùng để tách chất bay khỏi hỗn hợp dựa vào khác biệt nhiệt độ sôi chất hỗn hợp Q trình chưng cất thực áp suất khí hay áp suất giảm Phương pháp chưng cất phân đoạn thực với bình cất có lắp cột phân đoạn thường nối với máy hút chân không để giảm nhiệt độ chưng cất, giảm ảnh hưởng tới chất nhạy cảm với nhiệt độ Nhiệt độ áp suất theo dõi trình chưng cất Phương pháp thƯờng áp dụng để tách chất thành phần tỉnh dầu [7] Chưng cất phân đoạn dùng để có đỘ tinh khiết cao phần cất hay để chưng cất nhiều chất khác từ hỗn hợp Nếu nhiệt độ sơi gần chưng cất áp suất thấp để cải thiện bước tách nhiệt độ sơi nằm xa 11 Nguyên tắc: dựa khác tính chất bay dung dịch sơi Đây tiến trình phân tách vật lí, khơng phải phản ứng hóa học [7] Những ảnh hưởng đến qua trinh chung cat: Sự khuếch tán: ngun liệu làm vỡ vụn có số mô chứa tỉnh dầu bị vỡ cho tỉnh dầu tự ngồi theo nước lơi Phần lớn tinh dầu lại mơ thực vật tiến dần ngồi bề mặt nguyên liệu hòa tan thẩm thấu Von Rechenberg mơ tả q trình chưng cất nước sau: “Ở nhiệt độ nước sôi, phần tỉnh dầu hịa tan vào nước có sẵn tế bào thực vật Dung dịch thẩm thấu dần bề mặt nguyên liệu bị nước Còn nƯỚc vào nguyên liệu theo chiều ngược lại tinh dầu lại tiếp tục bị hòa tan vào lượng nước Quy trình lặp lặp lại tỉnh dầu mơ hết” [7] Như vậy, diện nước cần thiết, trường hợp chưng cất sử dụng nước nhiệt, ý tránh đừng để nguyên liệu bị khô Nhưng lượng nước sử dụng thừa q khơng có lợi, trường hợp tinh dầu có chứa cấu phần tan dễ nước [7] Ngồi ra, ngun liệu làm vỡ vụn nhiều tốt, cần làm cho lớp nguyên liệu có độ xốp định để nước xuyên ngang lớp đồng dễ dàng Vì cấu phần tinh dầu chưng cất nước theo ngun tắc nói thơng thường hợp chất dễ hịa tan nước sé lơi trước Thí dụ, chưng cất nước hạt caraway nghiền nhỏ không nghiền, hạt không nghiền carvon (nhiệt đỘ sơi cao tan nhiều nước) trước, cịn limonen (nhiệt đỘ sơi thấp, tan nước) sau Nhưng với hạt caraway nghiền nhỏ kết chưng cất ngược lại [7] Sự thủy giải: cấu phần ester tinh dầu thường dễ bị thủy giải cho acid alcol đun nóng thời gian dài với nước Do đó, để hạn chế tượng này, chưng cất nước phải thực thời gian ngắn tốt [7] 12 Nhiệt độ:nhiệt độ cao làm phân hủy tỉnh dầu Do đó, cần thiết phải dùng nước nhiệt (trên 100oC) nên thực việc giai đoạn cuối chưng cất, sau cấu phần dễ bay lôi di hết Thực ra, hầu hết tinh dầu bền tác dụng nhiệt nên vấn đề cho thời gian chịu nhiệt đỘ cao tinh dầu ngắn tốt [7] Tiên hành: Bước 1: Nguyên liệu củ,lá sả tươi đạt độ chín kỹ 10 cm luc dau 1a (tinh tỪ vào) khơ từ 5cm thu hoạch, sau cắt xong củ,lá sä phơi héo đền độ âm 50 % so với ban đầu Ở độ âm này, củ sä bảo quản số ngày Ở nơi cất, nữỮa,khi chưng cất củ, sả héo giảm 35 % nhiên liệu 27 % thời gian chưng cất Trước đưa nguyên liệu vào nồi cất, cần ý loại tạp chất có rác lẫn vào q trinh thu hai Hình 3.2.1 Mơ hình tháp chưng cất Bước 2: Trong nghiệm, lắp mơ hình bên dưới: 13 1) Nguồn nhiệt 9) Cổng hút chân khơng 2) Bình thủy tinh 10) Adapter (thiết bị kết nối) 3) Cột ngưng tụ-bay 11) Điều chỉnh nhiệt độ 4) Nhiệt kế 12) Điều chỉnh tốc độ khuấy 5) Sinh hàn 13) Thiết bị khấy gia nhiệt 6) Nước làm lạnh đầu vào 14) Dầu gia nhiệt 7) Nước làm lạnh đầu 15) Cánh khuấy (cá từ) 8) Bình chứa sản phẩm 16) Dung dịch làm lạnh Bước 3: Cho dung dịch nhóm tinh dầu chiết vào bình thủy tinh Bước 4: Gia tăng nhiệt độ đến điểm sôi tùng chất (Vd: nước 760mmHg 100° C, citronellal 201-207° C, geraniol 230° C) thu san phẩm bình chứa sản phâm Bước 5: Lặp lại phân đoạn đến thu chất cần thiết Kết quả: Thu citronellal genariola với đỘ tinh khiết cao KẾT LUẬN Tinh dầu sả chanh có giá trị cao y học kỹ nghệ sản xuất nước hoa, hương liệu, có mùi thơm đặc trưng Cơng dụng quen thuộc loại tinh dầu nói chung: sát khuẩn (ngồi da, đặc biệt đường hơ hấp), kháng nấm Các công dụng riêng: giảm đau, diệt côn trùng, xua đuổi muỗi, giải cảm, chống nơn, hỗ trợ tiêu hóa, giải độc rượu 14 15 TAI LIEU THAM KHAO d7847u-h43241 7ng-li7879u-b7887-quen-vang-xanh.htm GS.TS Đỗ Tất Lợi (2004), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, NXB Y hoc, tr.688-689 Jeong-Kyu KIM, Chang-Soo KANG, Yun Two HAN, Hwa Kyung YUN Natural Aroma Jong-Kwon LEE, Young-Ran KIM, Hye (2005) "Evaluation of Repellency Effect of Mosquito Repellent Compounds, Citronella and Citronellal" Entomological Research 35 (2): 117-120 5.Kazuhiko NAKAHARA, Najeeb S ALZOREKY1, Tadashi YOSHIHASHI, Huong T T NGUYEN and Gassinee TRAKOONTIVAKORN (2003) "Chemical Composition and Antifungal Activity of Essential Oil from Cymbopogon nardus (Citronella Grass)" JARQ 37 http://www.duoclieu.org/2012/07/chiet-xuat-phan-lap-cac-chat-tu-duoc-lieu.html http://sinhviendct.com/forum/showthread.php?t=21706