Nghiên cứu thành phần hoá học của tiêu rừng họ hồ tiêu ở vườn quốc gia bến en thanh hóa

Lời cảm ơn ti ny c hon thnh phịng thí nghiệm hóa hữu trường Đại học Hồng Đức – Thanh Hóa Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc em xin trân trọng cảm ơn: PGS- TS Ngơ Xn Lương - Phó trưởng Khoa khoa học tự nhiên giao đề tài, hướng dẫn tận tình chu đáo, tạo điều kiện vật chất tinh thần suốt qúa trình nghiên cứu hồn thành đề tài Các thầy, mơn Hóa học Khoa KHTN trường ĐH Hồng Đức phịng thí nghiệm hóa học hữu giúp đỡ hồn thành thực nghiệm đóng góp ý kiến quý báu, đánh giá kết đề tài Cảm ơn đề tài cấp tỉnh PGS.TS Ngô Xuân Lương làm chủ nhiệm đề tài hỗ trợ tồn kinh phí suốt q trình làm khóa luận Cảm ơn vườn quốc gia Bến En Thanh Hóa tạo điều kiện giúp đỡ em hồn thành đề tài Cảm ơn phịng phân tích hóa học Viện Hóa học hợp chất thiên nhiên Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam giúp đỡ tơi hồn thành đề tài Đồng thời em xin chân thành cảm ơn tập thể lớp K17 – Đại học sư phạm Hóa, bạn bè, gia đình, người thân động viên tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đề tài Xin chân thành cảm ơn! Thanh Hóa, tháng năm 2018 Sinh viên Trần Thị Ngọc Ánh i MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu CHƢƠNG I: TỔNG QUAN Khái quát tinh dầu phƣơng pháp xác định thành phần hóa học tinh dầu 1.1 Tinh dầu trạng thái tự nhiên phân bố 1.2 Tính chất vật lí tinh dầu 1.3 Thành phần hóa học tinh dầu 1.3.1 Các hợp chất aliphatic 1.3.2 Các terpen dẫn xuất chúng 1.3.3 Các dẫn xuất benzen 1.3.4 Các thành phần pha tạp 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu tinh dầu 1.5 Phƣơng pháp thu hái bảo quản mẫu 1.6 Các phƣơng pháp tách lấy tinh dầu 1.6.1 Ph-ơng pháp ch-ng cất 1.6.2 Ph-ơng pháp ép 10 1.6.3 Ph-ơng pháp chiết 10 1.6.4 Ph-¬ng ph¸p hÊp thơ 11 1.6.5 Ph-ơng pháp lên men 11 1.7 Bảo quản tinh dầu 11 1.8 Định lƣợng tinh dầu 11 1.9 Phƣơng pháp xác đinh thành phần hóa học tinh dầu 12 1.9.1 Một số nét lÝ thuyÕt s¾c kÝ 12 ii 1.9.2 Ph-ơng pháp sắc kí khí 12 1.9.3 Một số nét ph-ơng pháp phổ khối l-ợng 15 1.9.4 Liên hợp s¾c kÝ khÝ- khèi phỉ ( GC- MS) 16 Giới thiệu vƣờn quốc gia Bến En 17 2.1 Đa dạng sinh học 17 2.2 Tìm hiểu giá trị sử dụn Bến En 18 Họ Hồ Tiêu (Tên khoa học: Piperaceae.) 19 3.1 Nghiên cứu tiêu rừng giới nƣớc 19 3.1.1 Nghiên cứu họ Hồ tiêu giới 19 3.1.2 Nghiên cứu họ Hồ tiêu Việt Nam 19 3.1.3 Nghiên cứu họ Hồ tiêu Thanh Hóa Vƣờn Quốc gia Bến En 20 3.1.4 Tìm hiểu giá trị sử dụng loài họ Hồ tiêu Vƣờn quốc gia Bến En 22 24 3.2.1 Nghiên cứu thành phần tinh dầu chi peper giới 24 3.2.2 Đánh giá tính đa dạng lồi chi peper Việt Nam 25 3.2.3 Giới thiệu vƣờng quốc gia Bến En 29 3.3 Giới thiệu tiêu rừng 30 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM 32 Thiết bị hóa chất 32 1.1 Thiết bị 32 1.2 Hoá chất 32 Thu mẫu trƣng cất tinh đâu 32 2.1 Thu hái mẫu 32 2.2 Chƣng cất tinh dầu 32 Xác định thành phần hóa học hóa học tinh dầu lá, thân tiêu rừng 33 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 Định lƣợng tinh dầu 35 Phân tích thành phần hóa học tinh dầu lá, thân tiêu rừng 35 iii Hàm lƣợng thành phần hóa học tinh dầu thân 36 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38 Kết luận 38 Kiến nghị 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 iv DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1: Danh lục loài họ Hồ tiêu (Piperaceae) VQG Bến En, Thanh Hóa 23 Bảng 2: Giá trị sử dụng họ Hồ tiêu Khu BTTN Xuân Liên, Thanh Hóa 25 Bảng 3: Các lồi họ Hồ tiêu (Piperaceae) đƣợc ghi nhận vùng phân bố cho hệ thực vật Thanh Hóa Việt Nam 27 Bảng 4: g 36 Bảng 37 v DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1: Sơ dồ dụng cụ chƣng cất tinh dầu (lƣợng nhỏ) Hình 2: Sơ đồ dụng cụ chƣng cất tinh dầu (lƣợng vừa) 10 Hình 3: Sơ đồ giản đơn thiết bị sắc kí khí 13 Hình 4: Giản đồ khối phổ kế 15 Hình Tỷ lệ ụng củ ọ Hồ tiêu Khu BTTN Xuân Liên, Thanh Hóa 26 Hình 6: Cây tiêu rừng 31 Hình 7: Piper nigrumL 31 Hình 8: Bộ dụng cụ chƣng cất tinh dầu 33 Hình 9: Máy đo phổ phƣơng pháp GC-MS 34 vi BẢNG CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG KHĨA LUẬN Ký hiệu, chữ viết tắt Đƣợc hiểu GC Sắc ký khí GC- MS Sắc ký khí- khối phổ liên hợp D Tỷ trọng tinh dầu nƣớc X (%) Hàm lƣợng tinh dầu HP-5MS Cột sắc ký ID Đƣờng kính PTV Kỹ thuật chƣơng trình nhiệt độ RI Chỉ số xác định thành phần % tinh dầu vii MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trên giới họ Hồ tiêu (Piperaceae) có khoảng 2000-3000 lồi phân bố chủ yếu vùng nhiệt đới, đặc biệt Đông Nam Á nhiệt đới châu Mỹ Ở Việt Nam, biết có chi với 50 lồi dƣới loài Với đặc điểm thân cỏ đứng leo bò vách đá hay thân thân gỗ khác nhờ rễ bám Trong thân có mùi thơm cay Chúng có nhiều cơng dụng khác nhau, dùng làm gia vị (lá lốt, tiêu, ), rau ăn (càng cua), y học (trầu không, ) Do đó, việc tiến hành nghiên cứu họ Hồ tiêu để có sở khoa học việc khai thác, sử dụng bảo tồn bền vững nguồn tài nguyên đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm Cho tới nƣớc ta, chƣa có cơng trình nghiên cứu đầy đủ, hệ thống họ Hồ tiêu, mà đƣợc đề cập đến đến thành phần loài họ Hồ tiêu nghiên cứu hệ thực vật giá trị thực vật[1,2,3,4] Tại Thanh Hóa chƣa có cơng trình nghiên cứu riêng biệt, cụ thể thành phần giá trị sử dụng loài họ Hồ tiêu, mà có số cơng trình nghiên cứu tính đa dạng hệ thực vật khu vực cụ thể đề cập đến thành phần loài họ Hồ tiêu Vƣờn Quốc gia Bến En nằm cách thành phố Thanh Hố khoảng 45 km phía Tây Nam thuộc địa phận hai huyện Nhƣ Xuân Nhƣ Thanh tỉnh Thanh Hóa Vƣờn Quốc gia Bến En đƣợc thành lập theo Quyết định số 33-CT ngày 27/01/1992 Chủ tịch Hội đồng Bộ trƣởng (nay Thủ tƣớng Chính phủ) quần thể sinh thái có hệ thống núi, hồ với tổng diện tích quản lý 14.734,67 ha, phân khu bảo vệ nghiêm ngặt 6.388,30 ha, phân khu phục hồi sinh thái 6.346,37 phân khu hành dịch vụ 2.000ha Vƣờn Quốc gia Bến En gồm 16 tiểu khu, hồ sông Mực khu núi đá Hải Vân Đến nay, có số cơng trình nghiên cứu đa dạng thực vật VQG Bến En, nhiên chƣa có cơng trình nghiên cứu riêng lẽ taxon bậc họ Để cập nhật, bổ sung thành phần loài giá trị loài họ Hồ tiêu Vƣờn Quốc gia Bến En, Thanh Hóa chúng tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu thành phần hoá học tiêu rừng họ hồ tiêu Vườn Quốc gia Bến En - Thanh Hóa” Mục đích nghiên cứu - Tách đƣợc loại tinh dầu từ , thân tiêu rừng vƣờn Quốc gia Bến En - Nghiên cứu đƣợc thành phần hóa học tinh dầu lá, thân tiêu rừng Nội dung nghiên cứu - Tổng quan tài liệu tiêu rừng vƣờn Quốc gia Bến En - Chƣng cất lôi nƣớc để thu tinh dầu lá, thân tiêu rừng vƣờn quốc gia Bến En- huyện Nhƣ Thanh, tỉnh Thanh Hóa - Xác định hàm lƣợng tinh dầu lá, thân tiêu rừng để có hƣớng khai thác sử dụng - Xác định thành phần hóa học tinh dầu tiêu rừng để tìm hợp chất - Đề xuất khả ứng dụng thành phần chủ yếu có tinh dầu Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu , thân câytiêu rừng Phƣơng pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp điều tra thực địa Thu mẫu theo nguyên tắc Nguyễn Nghĩa Thìn (2008) Mẫu thực vật đƣợc thu theo tuyến, chạy qua tất sinh cảnh đặc trƣng hệ thực vật vùng nghiên cứu đƣợc xác định đồ Mỗi thu - mẫu, kích cỡ phải đạt 29 x 41cm tỉa bớt cành, lá, hoa cần thiết Sau thu mẫu đánh số hiệu vào mẫu Đối với mẫu đánh số hiệu Đặc biệt thu mẫu phải ghi đặc điểm dễ nhận biết ngồi thiên nhiên vào phiếu ghi thực địa đặc điểm dễ bị mẫu khô: nhựa mũ, màu sắc, hoa, quả, Khi thu ghi nhãn xong gắng nhãn vào mẫu, cho vào bao ni lơng bó vào bao tải buộc lại sau đem nhà xử lý Xử lý trình bày mẫu: Các mẫu thu thập từ thực địa đƣợc làm tiêu theo phƣơng pháp Nguyễn Nghĩa Thìn Sau mẫu đƣợc xử lý ƣớt sơ ngồi thực địa, tiếp tục xử lý khơ , Các mẫu sau sấy khô đƣợc ngâm tẩm dung dịch cồn chứa 3-5% HgCl2 để diệt khuẩn chống côn trùng phá hoại Các mẫu tiêu đƣợc sấy khơ ép phẳng, sau trình bày khâu đính bìa giấy cứng crơki kích thƣớc 30 cm x 42 cm 5.2 Phương pháp định loại Mẫu đƣợc thu khu vực khác vƣờn Quốc gia Bến En đƣợc TS Đậu Bá Thìn xác định tên khoa học đƣợc lƣu giữ khoa KHTN Đại học Hồng Đức 5.3 Phương pháp chưng cất lơi nước để trích ly tinh dầu lá, thân Tiêu rừng 5.4 Xác định thành phần hóa học tinh dầu lá, thân tiêu rừng phương pháp sắc ký khí- khối phổ liên hợp (GC/MS) cộng (1999); loài Piper anonifolium Braxin đƣợc E H A Andrade cộng (2005); loài Piper cyrtopodon Braxin, E H A Andrade cộng (2006); loài Piper hispidum phân bố CuBa đƣợc Pino A cộng (2004); loài Piper peltata đƣợc J A Pino cộng (2004); loài Piper pellucidađƣợc M H L Silva cộng (1999); loài Piper cernuum, Piper glabratum, Piper hispidum Piper madeiranum đƣợc S.H Soidrou cộng (2013) 3.2.2 Đánh giá tính đa dạng lồi chi peper Việt Nam 3.2.2.1 Đa dạng giá trị sử dụng Dựa vào kết vấn có tham gia (PRA) từ bảng danh lụ tiêu (Piperaceae) : “Từ điển thuốc Việt Nam” Võ Văn Chi (1997, 2012) “Cây cỏ Việt Nam” Phạm Hoàng Hộ (tập 1, 1999) “Danh lục loài thực vật Việt Nam” Nguyễn Tiến Bân cộng (tập 2, 2003) “Những thuốc vị thuốc Việt Nam” Đỗ Tất Lợi (2003) “Lâm sản gỗ Việt Nam” Triệu Văn Hùng cộng (2007) … xác định đƣợ dƣớ ọ biế , làm gia vị, lấy tinh dầu, ăn đƣợ dụ ụng loài thực vậ ọ Hồ tiêu (Piperaceae) đƣợc trình bày Bảng Hình Bảng 2: Giá trị sử dụng họ Hồ tiêu Khu BTTN Xuân Liên, Thanh Hóa TT Công dụng Ký Số Tỷ lệ hiệu lƣợng % Nhóm cho tinh dầu (Essential Oil) CTD 20 95,24 Nhóm làm thuốc (Medicine) THU 10 47,62 Nhóm ăn đƣợc (Edible) AND 14,29 Nhóm làm gia vị (Spices) S 9,52 25 ụng củ Hình Tỷ lệ ọ Hồ tiêu Khu BTTN Xn Liên, Thanh Hóa Qua Bảng Hình cho thấy: - Nhóm cho tinh dầu: Là nhóm có số lƣợng lồi đứng thứ với 20 loài chiếm 95,24% tổng số loài biết, cho thấy nguồn tài nguyên cho tinh dầu họ Hồ tiêu đa dạng Khu BTTN Xuân Liên, gồm lồi điển hình nhƣ: Piper arboricola C DC (Tiêu thƣợng mộc), Piper bavinum C DC (Tiêu ba vì), Piper betle L (Trầu không), Piper lolot C DC (Lá lốt), Piper nigrum L (Hồ tiêu), - Nhóm làm thuốc: Là nhóm có số lƣợng lồi đứng thứ hai với 10 loài chiếm 47,62% tổng số loài biết, số lồi điển hình nhƣ: Piper arboricola C DC (Tiêu thƣợng mộc), Piper bavinum C DC (Tiêu ba vì), Piper chaudocanum C DC (Tiêu châu đốc), Piper betle L (Trầu không), Piper lolot C DC (Lá lốt), Piper nigrum L (Hồ tiêu), Piper lolot C DC (Lá lốt), - Nhóm ăn được: Nhóm có số lƣợng với lồi (chiếm 14,29% tổng số loài biết), gồm loài Peperomia pellucida (L.) H.B.K (Rau cua), Piper lolot C DC (Lá lốt) Piper nigrum L (Hồ tiêu) - Nhóm làm gia vị: Nhóm có 02 lồi chiếm 9,52% tổng số lồi biết loài Piper lolot C DC (Lá lốt) Piper nigrum L (Hồ tiêu) 26 3.2.2.2 Đa dạng vùng phân bố So với danh lục loài thực vật họ Hồ tiêu (Piperaceae) “Danh lục loài thực vật Việt Nam”, kết nghiên cứu ghi nhận thêm vùng phân bố 15 loài họ cho khu hệ thực vật Thanh Hóa, kết thể Bảng Bảng 3: Các loài họ Hồ tiêu (Piperaceae) ghi nhận vùng phân bố cho hệ thực vật Thanh Hóa Việt Nam Tên Việt Phân bố Phân bố Nam Thanh Hóa Việt Nam TT Tên khoa học Piper arboricola C DC Piper acre Blume* Tiêu gắt Bến En Piper bavinum C DC Tiêu ba Bến En Piper bonii C DC Piper brevicaule C DC Tiêu thƣợng mộc Hàm ếch rừng Bến En Lâm Đồng (Đà Lạt, Đatanla) Hà Nội (Ba Vì, Làng Cốc) Hịa Bình, Ninh Bến En Bình (Cúc Phƣơng) Tiêu thân ngắn Piper carnibracteum C Tiêu bắc DC mập Bến En Hà Nội (Ba Vì) Cao Bằng Bến En (Nguyên Bình), Ninh Bình Kon Tum (Đác Piper chaudocanum C Tiêu châu DC đốc Bến En Giây, Ngọc Linh), Đồng Nai, An Giang (Châu Đốc) Piper laosanum C DC Tiêu lào Piper harmandii C DC Tiêu hardman 27 Bến En Bến En Quảng Trị (Đak Krông) TT 10 11 Tên khoa học Tên Việt Phân bố Phân bố Nam Thanh Hóa Việt Nam Piper leptostachuym Tiêu gié Wall mảnh Piper mutabile C DC Tiêu biến thể Bến En Bến En Quảng Ninh, Ninh Bình Đác Lắc (Krơng Pắc, Khuê Ngọc 12 Piper pierrei C DC Tiêu pierrei Bến En Điền), Đồng Nai (Biên Hòa, Bảo Chánh) Hòa Bình (Mai 13 Piper retrofractum Vahl Tiêu dội Bến En Châu), Hà Nội (Ba Vì), Tp Hồ Chí Minh Quảng Ninh 14 Piper saxicola C DC Tiêu đá Bến En (ng Bí), Khánh Hịa (Nha Trang) Bắc Giang, Hà Nội (Ba Vì), Ninh Bình (Cúc Zippelia begoniaefolia 15 Blume ex Schult & Tiêu rận Schult f Bến En Phƣơng), Thừa Thiên Huế (Bạch Mã, Nam Đông), Kiên Giang (Phú Quốc) Kết Bảng cho thấy, 15 loài ghi nhận vùng phần bố Thanh Hóa, có 03 loài phân bố từ Gia Lai trở vào là: Tiêu thƣợng mộc (Piper arboricola C DC.), Tiêu châu đốc (Piper chaudocanum C DC.) Tiêu pierrei 28 (Piper pierrei C DC) Có 05 lồi phân bố từ Ninh Bình trở là: Tiêu ba (Piper bavinum C DC.), Hàm ếch rừng (Piper bonii C DC.), Tiêu thân ngắn (Piper brevicaule C DC.), Tiêu bắc mập (Piper carnibracteum C DC.), Tiêu biến thể (Piper mutabile C DC.) Có 04 loài phân bố Miền Bắc Miền Nam là: Tiêu hardman (Piper harmandii C DC.), Tiêu dội (Piper retrofractum Vahl.), Tiêu đá (Piper saxicola C DC.) Tiêu rận (Zippelia begoniaefolia Blume ex Schult & Schult f.) Có 03 lồi thấy phân bố Thanh Hóa là: Tiêu gắt (Piper acre Blume), Tiêu lào (Piper laosanum C DC.) Tiêu gié mảnh (Piper leptostachuym Wall.) 3.2.3 Giới thiệu vường quốc gia Bến En Khu vực miền núi Thanh Hóa đa dạng loài thực vật, biết 2.500 loài thực vật bậc cao (Báo cáo đa dạng sinh học tỉnh Thanh Hóa, 2013) Các họ có chứa tinh dầu nhƣ Cúc (Asteraceae), Hoa tán (Apiaceae), Hoa môi (Lamiaceae), Long não (Lauraceae), Sim (Myrtaceae), Hoa hồng (Rosaceae), Cam (Rutaceae), Na (Annonaceae), Lúa (Poaceae), Gừng (Zingibereceae)… đƣợc ghi nhận đa dạng thành phần loài Nhiều loài cho tinh dầu quý nhƣ re hƣơng (Cinnamomum parthenoxylon), vù hƣơng (C balansae), quế (C loureiroi), sả (Citronella spp.), pơmu (Fokienia hookinsii)… (Lã Đình Mỡi nnk, 2001) Tuy nhiên dẫn liệu mang tính hệ thống hóa học tinh dầu khu hệ thực vật nơi mảng trống Kết điều tra đánh giá hệ thực vật nghiên cứu hệ thực vật Bến En tác giả Viện Điều Tra quy hoạch rừng, Đỗ Ngọc Đài (2007), Hoàng Văn Sâm (2009) Đặc biệt đáng ý nhóm cho tinh dầu có giá trị phong phú gồm số đại diện nhƣ: Re cuống dài (Cinamomum longepetiolatum), Quế rừng (Cinnamomum iners Reinw), Long não (Cinnamomum camphora), Màng tang (Litsea cubeba), Bời lời nhớt (Litsea glutinosa), Bời lời đắng (Litsea umbellata), Re trắng mũi mác (Phoebe lanceolata), Re hƣơng (Cinnamomum balansae) Các nghiên cứu nguồn thực vật chứa tinh dầu Thanh Hóa chủ yếu tập trung xác định thành phần hóa học số loài đơn lẻ nhƣ: Trám (Canarium 29 album), số lồi họ Hoạt tính tinh dầu số loài thực vật đƣợc đề cập đến nghiên cứu Nguyễn Anh Dũng Alecxandrovich (2011) tác giả tìm hiểu hoạt tính ức chế tăng trƣởng dịng tế bào ung thƣ cổ tử cung Hela dịch chiết số thuốc thu hái Thanh Hóa Trong chi hồng mộc có nhiều lồi chứa tinh dầu Đại diện Tiêu rừng (Mặc khẻn) hàm lƣợng tinh dầu hạt thƣờng thay đổi khoảng 0,8-112% (trung bình 1,0%) Các kết phân tích xác nhận đƣợc khoảng 35 hợp chất có tinh dầu tiêu rừng Việt Nam Trong chủ yếu limonen (44,1%), citral (24,0%), trans-linalool (6.84%), -pinen (3,2%), - myrcen (2,6%) terpinen-4-ol (1,0%) Đây loài khai thác nguồn citral có giá thị thƣơng phẩm thị trƣờng bn bán, loài gặp phổ biến miền núi Thanh Hóa Những nghiên cứu khẳng định, nguồn tài nguyên thực vật chứa tinh dầu khu vực Thanh Hóa nói chung vƣờn Quốc gia Bến En nói riêng đa dạng, nhiều họ, chi loài cho tinh dầu quan trọng, hàm lƣợng tinh dầu cao với nhiều thành phần có giá trị Tuy nhiên cơng trình nghiên cứu tinh dầu rải rác số lồi số khu vực Chƣa có cơng trình nghiên cứu cách có hệ thống nguồn tài nguyên cho tinh dầu khu vực Nếu công tác điều tra nghiên cứu đƣợc thực cách có hệ thống cung cấp sở liệu hữu ích cho việc bảo vệ, khai thác sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên tinh dầu quý giá thiên nhiên ban tặng 3.3 Giới thiệu tiêu rừng Tên khoa học: Piperaceae Họ: Hồ tiêu Đặc điểm thực vật: Hồ tiêu (Piper nigrum L.) Đặc điểm hình thái: Dây leo, dài 10-20 m; thân non màu xanh, nhẵn, thân già màu xám, có nốt sần; tồn có mùi thơm Lá đơn, mọc cách; phiến hình trái xoan, gốc trịn, đỉnh có mũi nhọn dài, có nhiều đốm mờ, bìa ngun, cỡ 11,5-13,5 x 6-7 cm; gân rõ mặt, cặp gân phụ cong hình cung 30 Cuống dài 1-1,6 cm Cụm hoa: bơng thịng mọc đối diện với lá; trục cụm hoa mập, hình trụ dài 6,5-8 cm, màu vàng mang nhiều hoa đính xoắn ốc thƣờng hoa lƣỡng tính Hoa mẫu 3, khơng cuống Bộ nhị vịng, nỗ; vịi nhụy ngắn gần nhƣ khơng có; 3-4 đầu nhụy dài 1-2 mm Quả hình cầu, đƣờng kính 0,5-0,6 cm, non có màu xanh, chín màu đỏ mang đầu nhụy tồn Sinh học sinh thái: Mùa hoa tháng 5-8 Thƣờng bám dựa vào cọc chống (chối tiêu) Cây ƣa sáng ẩm Phân bố: Trồng nhiều nơi, Quảng Trị, Quảng Nam, Kon Tum, Đắc Lắc, Lâm Đồng, An Giang (Châu Đốc), Kiên Giang (Phú Quốc) Cịn có Ấn Độ, Trung Quốc, Lào, Campuchia, Thái Lan, Malaixia, Inđơnêxia Hình 6: Cây tiêu rừng Hình 7: Piper nigrumL Piper nigrumL (hình theo Cheng Y et al., 1999) Giá trị sử dụng: Hạt làm gia vị, có tác dụng kích thích tiêu hóa, giảm đau; dùng trị lạnh bụng, ngồi, nơn mửa Hạt tán bột xát vào chân chữa sâu răng, chữa trúng gió lạnh mê cắn co quắp, thổi vào mũi để gây hắt Còn dùng cho vào tủ hay hòm quần áo để chống dán Toàn cho tinh dầu 31 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM Thiết bị hóa chất 1.1 Thiết bị + Bộ chƣng cất thƣờng + Các thiết bị đo phổ Các vật dụng cần thiết khác 1.2 Hoá chất *) Axit sunfuric *) Axeton *) Butanol *) Clorofom *) Các dung môi đo phổ *) Etylaxetat *) Metanol *) n-Hexan *) Nƣớc cất *) Iốt *) Silicagel Thu mẫu trƣng cất tinh đâu 2.1 Thu hái mẫu Lá tiêu rừng đƣợc lấy vào tháng năm 2017 vƣờn Quốc gia Bến En thuộc xã Hải Vân huyện Nhƣ Thanh tỉnhThanh Hóa Hái xong bỏ vào túi bóng bịt kín, cho vào ngăn mát tủ lạnh Khi tiến hành tách tinh dầu cắt nhỏ nguyên liệu nhằm đảm bảo độ xác hàm lƣợng tinh dầu 2.2 Chƣng cất tinh dầu - Lá thân tiêu rừng (kg) dïng trùc tiÕp l¸ t-ơi để làm thí nghiệm Ch-ng cất tinh dầu từ cõy tiờu rng ph-ơng pháp lôi n-íc áp suất thƣờng theo tiêu chuẩn Dƣợc điển Việt Nam I Lắp dụng cụ nhƣ hình: 32 Hình 8: Bộ dụng cụ chưng cất tinh dầu Tinh dầu đƣợc làm khô Na2SO4 khan, đựng lọ tiêu chuẩn đậy kín, bảo quản 0-5oC trƣớc đem phân tích Xác định thành phần hóa học hóa học tinh dầu lá, thân tiêu rừng Mẫu tinh dầu thu đƣợc gửi đo MC/MS phịng phân tích Hóa họcviện Hóa học Hợp chất thiên nhiên - viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Sắc ký khí (GC): Đƣợc thực máy Agilent Technologies HP 6890N Plus gắn vào detectơ FID hãng Agilent Technologies, Mỹ Cột sắc ký HP-5MS với chiều dài 30 m, đƣờng kính (ID) = 0,25 mm, lớp phim mỏng 0,25 m đƣợc sử dụng Khí mang H2 Nhiệt độ buồng bơm mẫu (Kĩ thuật chƣơng trình nhiệt độ-PTV) 250oC Nhiệt độ Detectơ 260oC Chƣơng trình nhiệt độ buồng điều nhiệt: 60oC (2 phút), tăng 4oC/phút) 220oC, dừng nhiệt độ 10 phút Sắc ký khí-khối phổ (GC/MS): Việc phân tích định tính đƣợc thực hệ thống thiết bị sắc ký khí khối phổ liên hợp GC/MS hãng Agilent Technologies HP 6890N Agilent Technologies HP 6890N/ HP 5973 MSD đƣợc lắp với cột tách mao quản vận hành sắc ký nhƣ với He làm khí mang Việc xác định thành phần đƣợc thực sở số RI (Retention Indices), xác định với tài liệu đồng đẳng n-alkan (C4-C30), điều kiện nhƣ thử nghiệm, theo chất chuẩn (Sigma33 Aldrich, St Louis, MO, USA) thành phần tinh dầu biết đƣợc tìm kiếm thƣ viện (NIST 08 Wiley th Version) so sánh với liệu (Adam, 1995; Joulain & Koenig, 1998) Các số liệu liên quan hợp chất đƣợc tính tốn dựa diện tích chiều cao pic GC (detector FID) mà khơng sử dụng yếu tố điều chỉnh Hình 9: Máy đo phổ phương pháp GC-MS 34 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Định lƣợng tinh dầu Tinh dầu lá, thân tiêu rừng đƣợc định lƣợng theo phƣơng pháp I dƣợc điển Việt Nam Hàm lƣợng tinh dầu đƣợc tính theo cơng thức: X(%) = a x 0.9 x 100% (d1) Trong đó: a thể tích tinh dầu b khối lƣợng mẫu trừ độ ẩm tính bảng gam Kết thu đƣợc 3,5ml tinh dầu lƣợng tinh dầu cành, đạt từ tiêu rừng Hàm trọng lƣợng tƣơi Tinh dầu có màu vàng, nhẹ nƣớc Phân tích thành phần hóa học tinh dầu lá, thân tiêu rừng Phân tích thành phần hố học tinh dầu phƣơng pháp Sắc ký khí-khối phổ (GC/MS): Hồ tan 1,5 mg tinh dầu đƣợc làm khô Na2SO4 khan 1ml hexan tinh khiết loại dùng cho phân tích sắc ký phổ Sau phân tích phƣơng pháp GC/MS xác định đƣợc : 13 hợp chất chiếm 99,62% tổng hàm lƣợng tinh Các thành phần tinh dầu phenylacetonitrile ( 90.89%), β-caryophyllen (0,83%), benzaldehyt (1,64%) benzene acetaldehyde (1,15 %) Các hợp chất có tỷ lệ thấp bicycloelemen (0,27%), Phenylethyl benzoate (0,7%) 4) Từ tinh dầu cành xác định đƣợc 18 hợp chất chiếm 89,72% tổng lƣợng tinh dầu Phenylacetonitrile ( 19.65%), β-caryophyllen (10,38%), bicycloelemen (8,72%), germacren D (5,93%), Các hợp chất có tỷ lệ thấp Phenylethyl benzoate (0,7%), benzaldehyt (1,64%) benzene acetaldehyde (1,15 %) thành phần nhỏ 35 Bảng 4: Thành phần hóa học tinh dầu RI* Hợp chất TT loài tiêu rừng Tỷ lệ % (E)-Hex-3 en-1ol 854 0,11 hexanol 865 0,31 Benzandehyded 967 1,64 Benzene acetaldehyd 1050 1.15 Phenylacetonitrile 1150 90,89 Benzoic axit 1176 1,11 β-caryophyllen 1437 0,83 Bicyclogermacren 1514 0,27 Hexenyl benzoat 1583 0,19 10 Butyl benzoat 1588 0,14 11 Benzyl benzoat 1785 0,24 12 Phenylethyl benzoat 1877 0,7 13 Unknown (105, 237, RI 1954) 1954 2,04 Total 99.62 Hàm lƣợng thành phần hóa học tinh dầu thân - Kết phân tích thành phần hóa h đƣợc trình bày Bảng 36 Bảng 5: Thành phần hóa h RI* Hợp chất TT Benzaldehyde Tỷ lệ % 968 0.36 Phenylactonitrile 1147 19.65 Tridecane 1299 3.64 δ Elemene 1348 0.60 Unknown (67, 180, RI 1353) 1353 30.02 α Copaene 1390 0.34 Caryophylene (= β Caryophylene) 1437 10.38 β Gurjunene 1446 0.35 α Humulene 1472 0.60 10 Germacrene D 1499 5.93 11 Bicyclogermacrene 1514 8.72 12 β Bisabolene 1518 0.42 13 δ Cadinene 1537 0.87 14 Butyl benzoate 1588 0.54 15 Tetradecanal 1616 0.89 16 Benzyl benzoate 1785 0.98 17 Phenylethyl benzoate 1877 0.80 18 Unknown (105, 237, RI 1954) 1954 4.63 (=Calarene) Total 89.72 * RI-Retention Index (thời gian lƣu) Nhƣ vậy, kết nghiên cứu cho thấy thành phần hóa học tinh dầu có khác Ở đƣợc đặc trƣng Phenylacetonitrile , β-caryophyllen, bicycloelemen, germacren D Các hàm lƣợng có biến đổi rõ rệt Trên phận khác tích lũy tinh dầu có khác 37 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1) Đã tổng quan đầy đủ đặc điểm thực vật, trạng thái phân bố thành phần hóa học loài tiêu thuộc họ Hồ tiêu 2) Bằng phƣơng pháp cất nƣớc c 0,25 % so với trọng lƣợng tƣơi 3) Bằng phƣơng pháp sắc ký GC/MS xác định đƣợc thành phần hóa học tinh dầu: loài tiêu rừng vƣờn Quốc gia Bến en có 13 cấu tử chiếm 0,32% thành phần Phenylacetonitrile ( 90.89%), lại thành phần khác 18 hợp chất chiếm 89,72% tổng lƣợng tinh dầu Phenylacetonitrile ( 19.65%), β-caryophyllen (10,38%), bicycloelemen (8,72%), germacren D (5,93%), Các hợp chất có tỷ lệ thấp Phenylethyl benzoate (0,7%), benzaldehyt (1,64%) benzene acetaldehyde (1,15 %) α-copaen (10,2%),… thành phần nhỏ Nhƣ vậy, tỷ lệ % nhƣ thành phần khác tinh dầu lá, thân tiêu rừng biến đổi dƣới tác động yếu tố di truyền điều kiện môi trƣờng thời gian thu hái Kiến nghị - Tiếp tục điều tra nghiên cứu để bổ sung thành phần loài, đặc điểm phân bố họ Hồ tiêu (Piperaceae) VQG Bến En nói riêng tỉnh Thanh Hóa nói chung để có sở đề xuất việc khai thác sử dụng bảo tồn nguồn tài nguyên thuốc, tinh dầu họ - Tiếp tục thử hoạt tính sinh học tinh dầu lồi phân tích để xây dựng quy trình sản xuất thuốc kháng nấm men 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt (1999), Đỗ Ngọc Đài, Lê Thị Hƣơng (2010), Đa dạng thực vật bậc cao có mạch khu Bảo tồn Thiên nhiên Xuân Liên, Thanh Hố, Tạp chí Cơng nghệ Sinh học, 8(3A): 929-935 (2003), (2003), , Nghiên cứu số đặc điểm sinh học, phân bố thành phần hố học tinh dầu lồi họ Hồ tiêu (Piperaceae) Bắc Trung Bộ 2016 39