nghiên cứu xác định thành phần và cấu tạo một số hợp chất hóa học trong tinh dầu từ cây ngải cứu ở quảng nam

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO MỘT SỐ HỢP CHẤT HÓA HỌC TRONG TINH DẦU TỪ CÂY NGẢI CỨU Ở QUẢNG NAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP C

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO MỘT SỐ HỢP CHẤT HÓA HỌC TRONG TINH DẦU TỪ

CÂY NGẢI CỨU Ở QUẢNG NAM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SU PHẠM

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 4

1.1 KHÁI QUÁT VỀ HỌ CÚC & GIỚI THIỆU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VỀ CÂY NGẢI CỨU 4

1.1.1 Khái quát về họ cúc 4

1.1.1.1 Phân loại khoa học 6

1.1.1.2 Phân bố 6

1.1.1.3 Đặc tính thực vật 6

1.1.2 Giới thiệu một số đặc điểm về cây ngải cứu 7

1.1.2.1 Đặc điểm về thực vật 7

1.1.2.2 Đặc điểm về sinh thái 7

1.1.2.3 Dược tính của ngải cứu 8

1.1.2.4 Y học trong dân gian từ cây ngải cứu 9

1.2 TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU 10

1.2.1 Khái niệm 10

1.2.2 Phân loại 10

1.2.3 Vai trò 11

1.2.4 Cách sử dụng 14

1.2.5 Tính chất vật lí của tinh dầu 14

1.2.6 Thành phần hóa học chủ yếu của tinh dầu đễ bay hơi 15

1.2.7 Kiểm định và cách bảo quản tinh dầu 16

1.2.8 Định lượng tinh dầu 17

1.3 LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT 17

1.3.1 Định nghĩa 17

1.3.2 Những ảnh hưởng chính trong sự chưng cất hơi nước 17

1.3.2.1 Sự khuếch tán 17

1.3.2.2 Sự thủy giải 18

1.3.2.3 Nhiệt độ 19

1.3.3 Phân loại 19

1.3.4 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 19

1.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÍ 20

1.4.1 Định nghĩa sắc ký 20

1.4.2 Quá trình sắc ký 20

1.4.3 Các phương pháp tiến hành tách sắc ký 21

1.4.4 Các phương pháp sắc kí 21

1.4.4.1 Sắc ký khí (Gas Chromatagraphy – GC) 21

1.4.4.2 Phương pháp khối phổ (Mass Spectrometry - MS) 22

1.4.4.3 Phương pháp sắc kí khí- khối phổ GC-MS 22

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.1 NGUYÊN LIỆU 23

2.1.1 Thu mẫu cây, xác định tên khoa học 23

2.1.2 Xử lý mẫu 23

2.2 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 24

2.2.1 Hóa chất 24

2.2.2 Thiết bị thí nghiệm 24

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.3.1 Lấy mẫu và xử lý mẫu 25

2.3.2 Xác định độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng kim loại 25

2.3.2.1 Xác định độ ẩm của nguyên liệu 25

2.3.2.2 Xác định hàm lượng tro của nguyên liệu 26

2.3.2.3 Xác định hàm lượng kim loại 26

2.3.3 Nghiên cứu chiết tách một số hợp chất hóa học trong tinh dầu lá ngải cứu 27

2.3.3.1 Chiết tách tinh dầu 27

2.3.3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến lượng tinh dầu 28

2.3.3.3 Định lượng tinh dầu 29

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

3.1 XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM, HÀM LƯỢNG TRO VÀ HÀM LƯỢNG KIM LOẠI 30

3.1.1 Xác định độ ẩm 30

3.1.2 Hàm lượng tro 31

3.1.3 Hàm lượng kim loại 32

3.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TINH DẦU LÁ NGẢI CỨU 34

3.2.1 Tính chất cảm quan của tinh dầu lá ngải cứu non và lá ngải cứu già 34

3.2.2 Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu 34

3.2.2.1 Kết quả khảo sát nguyên liệu không xay và nguyên liệu xay 34

3.2.2.2 Kết quả khảo sát thời gian chưng cất 36

3.2.2.3 Kết quả khảo sát tỉ lệ khối lượng lá tươi / thể tích nước 36

3.2.2.4 Kết quả khảo sát nồng độ muối ăn NaCl 37

3.2.3 Kết quả xác định hàm lượng tinh dầu 38

3.2.3.1 Kết quả xác định hàm lượng tinh dầu lá ngải cứu non 38

3.2.3.2 Kết quả xác định hàm lượng tinh dầu lá ngải cứu già 39

3.2.4 Kết quả nghiên cứu xác định thành phần và công thức cấu tạo một số hợp chất hóa học trong tinh dầu lá ngải cứu 39

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44

1 KẾT LUẬN 44

2 KIẾN NGHỊ 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

GC: Phương pháp sắc kí khí

GC/MS: Phương pháp sắc kí khí- khối phổ

MS: Phương pháp sắc kí khối phổ

R/L: Tỉ lệ nguyên liệu rắn/ dung môi lỏng

UV-VIS: Phổ tử ngoại khả kiến

3.17 Thành phần hóa học của tinh dầu lá cây ngải cứu 41 3.18 Thành phần hóa học có hàm lƣợng cao của tinh dầu lá

2.5 Sơ đồ chiết tách tinh dầu lá ngải cứu 27

3.2 Sắc kí đồ GC của tinh dầu lá cây ngải cứu Quảng Nam 40

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Nước ta có khí hậu nhiệt đới ẩm nên thảm thực vật khá phong phú và đa dạng Dân tộc Việt nam có truyền thống sử dụng các loài thảo mộc làm thuốc chữa bệnh Theo các số liệu thống kê mới nhất thảm thực vật Việt Nam có trên 12000 loài, trong số đó có trên 3200 loài thực vật được sử dụng làm thuốc trong Y học dân gian [1], [2], [4], [10], [11]

Từ xưa đến nay, những cây thuốc dân gian vẫn đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc chăm sóc sức khoẻ cho con người Ngày nay những hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học được phân lập từ cây cỏ đã được ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp, nông nghiệp và chăm sóc sức khoẻ con người Chúng được dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm v.v Mặc dù công nghệ tổng hợp hoá dược ngày nay đã phát triển mạnh mẽ, tạo ra các biệt dược khác nhau sử dụng trong công tác phòng, chữa bệnh, nhờ đó giảm tỷ lệ tử vong rất nhiều, song những đóng góp của các thảo dược cũng không vì thế mà mất đi chỗ đứng trong Y học Nó vẫn tiếp tục được dùng như là nguồn nguyên liệu trực tiếp, gián tiếp hoặc cung cấp những chất đầu cho công nghệ bán tổng hợp nhằm tìm kiếm những dược phẩm mới cho việc điều trị các chứng bệnh thông thường cũng như các bệnh nan y Các số liệu gần đây cho thấy rằng, có khoảng 60% dược phẩm được dùng chữa bệnh hiện nay, hoặc đang thử cận lâm sàng đều có nguồn gốc từ thiên nhiên [2], [5]

Trong các loại thực vật đó, ngải cứu là một vị thuốc thông dụng trong đông y đồng thời cũng là một vị thuốc dân gian được phổ biến rộng rãi trong cả nước, nhất

là các gia đình ở nông thôn, phòng và chữa nhiều chứng bệnh Dân gian thường sử dụng ngải cứu để chế biến làm các món ăn như rán trứng gà với ngải cứu, nấu canh thịt nạc với ngải cứu, đặc biệt mọi người còn sử dụng làm thuốc chữa bệnh như đau đầu, làm thuốc điều kinh, rong kinh, động thai, sẩy thai, tăng sức khỏe cho cơ thể, thiếu máu, ho, viêm họng, huyết áp thấp,

Ngải cứu còn gọi là thuốc cứu, Ngải diệp, Nhả ngải (tiếng Tày), Quá

sú (H’mông), Cỏ linh li (Thái), tên khoa học là Artemisia vulgaris L., họ Cúc

Asteraceae Ngải nghĩa là cắt, nó có thể cắt được hết mọi bệnh tật mặc dù nó có để lâu thì lại càng tốt hơn vì vậy người ta dùng chữ ngải mà đặt tên cho nó Theo Đông

y cho rằng ngải cứu thuốc có tính ôn, vị cay, dùng điều hòa khí huyết, trục hàn thấp,

an thai, cầm máu; thường dùng trong trị liệu các chứng bệnh ở phụ nữ như đau bụng kinh, kinh nguyệt không đều, khí hư, động thai, băng huyết, thổ huyết, chảy máu cam, lỵ ra máu, nôn mửa, đau bụng, người đang mang thai, ốm lâu ngày, đau dây thần kinh, thấp khớp ghẻ lở

Để làm sáng tỏ những công dụng của cây ngải cứu, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu xác định thành phần và cấu tạo một số hợp chất hóa học trong tinh dầu từ cây ngải cứu ở Quảng Nam”

2 Mục đích nghiên cứu

- Xác định hàm lượng, chỉ tiêu hóa lý một số hợp chất hóa học trong tinh dầu

lá ngải cứu ở tỉnh Quảng Nam

- Xác định thành phần hóa học, công thức cấu tạo của một số hợp chất chính trong tinh dầu

3 Đối tượng nghiên cứu

Lá ngải cứu nghiên cứu được lấy từ cây ngải cứu ở tỉnh Quảng Nam

4 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện đề tài này, chúng tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

4.1 Nghiên cứu lý thuyết

Thu thập, tổng hợp các tài liệu, tư liệu, sách báo trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài

- Xác định thành phần hóa học của tinh dầu bằng phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ (GC/MS)

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

5.1 Ý nghĩa khoa học

- Cung cấp những thông tin khoa học về quy trình chiết tách, xác định thành

phần hóa học của một số cấu tử chính trong tinh dầu lá ngải cứu ở tỉnh Quảng Nam

- Cung cấp những thông tin, tư liệu làm cơ sở cho việc nghiên cứu sau này

6 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm 47 trang, trong đó có 18 bảng và 11 hình Phần mở đầu (3trang), kết luận và kiến nghị (2 trang), tài liệu tham khảo (2 trang) Nội dung của luận văn chia làm 3 chương

Chương 1- Tổng quan (19 trang)

Chương 2- Những nghiên cứu thực nghiệm (7 trang)

Chương 3- Kết quả và bàn luận (14 trang)

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 1.1 KHÁI QUÁT VỀ HỌ CÚC & GIỚI THIỆU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VỀ

CÂY NGẢI CỨU

1.1.1 Khái quát về họ cúc

Họ Cúc (Asteraceae) là một họ thực vật có hoa, gồm 2 phân họ Ở Việt Nam

có khoảng 125 chi và trên 350 loài [1], đƣợc nhóm trong 9 chi Chủ yếu là cỏ dại, một số đƣợc trồng làm thực vật cảnh (các loại Cúc), rau ăn (Ngải cứu, Cải cúc, Rau diếp), gia vị (Cúc tần), phẩm nhuộm (Hồng hoa)- Hình 1.1

1.1.1.1 Phân loại khoa học

1.1.1.2 Phân bố

Cây họ Cúc mọc hoang và phân bố rộng khắp thế giới chủ yếu ở các vùng

ôn đới của bán cầu Bắc và Nam bán cầu và nhiệt đới.thuộc các nước Châu Á như Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Inđônêxia, Philippin và các nước Đông Dương Ở Việt Nam, nó là một loài rất phổ biến Cây thường mọc nơi đất ẩm, trong vườn, ven đường đi hoặc trên các thửa ruộng, nương rẫy đã bỏ hoang

1.1.1.3 Đặc tính thực vật

- Các cây thuộc họ Cúc chủ yếu là cây thân cỏ, sống hằng năm hay sống dại,

số it là cây bụi leo hay gỗ nhỏ

- Lá thường mọc cách và không có lá kèm, lá đơn nguyên hoặc chia thuỳ

- Trong thân và rễ của một số loài có ống tiết nhựa mủ trắng, có chứa chất inulin

- Mạch thường có bản ngăn đơn

- Hoa của họ Cúc về cơ bản là hoa lưỡng tính, nhưng đôi khi do nhị hoặc nhụy không phát triển mà trở thành hoa đơn tính hoặc hoa vô tính, thường ở phía ngoài đầu

- Quả đóng, chứa 1 hạt, quả mang chùm lông do đài tồn tại để phát tán

- Hạt có phôi th ng và lớn, không nội nhũ

1.1.2 Giới thiệu một số đặc điểm về cây ngải cứu

Loài: Artemisia vulgris L

Ở Việt Nam, cây mọc hoang ở nhiều nơi, là cây ưa ẩm, chịu được bóng râm Phân bố rộng khắp thế giới và phát triển ở vùng ôn đới và nhiệt đới như Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Inđônêxia, Philippin và các nước Đông Dương Ở Việt Nam, nó là một loài rất phổ biến Cây thường mọc nơi đất ẩm, trong vườn, ven đường đi, bãi sông hoặc trên các thửa ruộng, nương rẫy đã bỏ hoang

1.1.2.2 Đặc điểm về sinh thái

Cây ngải cứu là cây thảo sống nhiều năm, cao từ 0.6-1m, thân có rảnh dọc, cành non có lông mọc thành khóm, lá mọc so le, không cuốn (lá phía dưới cây thường có cuống) phiến lá sẻ sâu thành thuỳ nhọn, phiến lá sẻ lông chim, mặt trên màu lục sẫm, mặt dưới có màu trắng xám có lông nhung trắng, vò ra có mùi thơm hắc Cụm hoa hình chùm kép gồm nhiều đầu nhỏ, màu vàng lục nhạt, mọc tập trung

ở đầu cành hình trứng Quả bế nhỏ dài và nhẵn Cây có mùi thơm đặc biệt Cây nở hoa vào tháng 10-12 Ngải cứu được dùng làm thuốc và thực phẩm cho con người Hầu hết các bộ phận đều dùng được (trừ gốc rễ) Hình ảnh về cây ngải cứu – hình 1.2 và 1.3

1.1.2.3 Dược tính của ngải cứu

Hiện nay Ngải cứu là một vị thuốc thường dùng trong nhân dân Việt Nam, được dùng chữa trị các bệnh như kinh nguyệt không đều bụng lạnh đau, tử cung lạnh không thể có thai, thổ huyết, nục huyết, băng lậu kinh nhiều, có thai, đới hạ ở phụ nữ Trị mụn trứng cá, mẩn ngứa, ghẻ lở, tăng sức khoẻ cho cơ thể Ngải cứu có thể tẩy tế bào chết, làm mềm da và các vết chai, giúp máu lưu thông mạnh hơn, làm dịu các cơ đang bị đau và chỗ bị sưng hay viêm Ngoài ra, nó còn là món ăn hàng ngày của người Việt

Ngải cứu là một vị thuốc rất phổ biến, thông dụng cả trong Đông y và Tây y,

nó được đưa vào sách Dược điển của nhiều nước trên thế giới và được coi là mẹ của các loại cây nhờ công dụng y học thần bí của nó

Hình 1.2 Cây ngải cứu Hình 1.3 Hoa, lá của cây ngải cứu

1.1.2.4 Y học trong dân gian từ cây ngải cứu[19], [20]

- An thai: ở phụ nữ có thai nếu xuất hiện đau bụng, ra máu thì có thể dùng lá ngải cứu 16 g, tía tô 16 g, cho 600 ml nước sắc còn 100 ml, thêm chút đường, chia 3-4 lần uống trong ngày

- Làm thuốc điều kinh: một tuần trước ngày kinh dự kiến, lấy mỗi ngày 12g (tối đa 20g) sắc với nước hoặc hãm với nước sôi như trà, chia làm 3 lần uống trong ngày Có thể uống dưới dạng bột (5-10g) hay dạng cao đặc (1-4g) Thuốc không có tác dụng kích thích với tử cung có thai nên không gây sảy thai

6 Kinh nguyệt không đều: hằng tháng đến ngày bắt đầu kỳ kinh và cả những ngày đang có kinh, lấy ngải cứu khô 10g, thêm 200 ml nước, sắc còn 100 ml, thêm chút đường chia uống 2 lần/ngày Có thể uống liều gấp đôi, cũng 2 lần/ngày Sau 1-

2 ngày thấy hiệu quả, người đỡ mệt, máu kinh đỏ và ít hơn

- Tăng sức khỏe cho cơ thể: dùng nhiều lá ngải cứu tươi hoặc khô cho vào túi lọc rồi cho nước nóng chảy qua trước khi chảy vào bồn tắm Làm theo cách này có tác dụng tẩy tế bào chết, làm mềm da và các vết chai, giúp máu lưu thông mạnh hơn, làm dịu các cơ đang bị đau và các chỗ bị sưng hay viêm

Những người kiệt sức hay các bà mẹ đang cho con bú: Lấy 5 cành lá ngải cứu tươi (hoặc khô), rửa sạch, băm nhỏ, pha với một cốc nước sôi, uống hàng ngày

sẽ mau hồi phục sức khỏe

- Làm đẹp với ngải cứu: tác dụng khôi phục và giữ ẩm, làm da trở nên mền mại Cách dùng:

+ Ngải cứu rửa sạch và chần sơ với nước sôi

+ Vớt lên rồi thái nhỏ, đun sôi lại khoảng 20 phút (với lượng nước là 500ml) + Lọc bỏ bã, nước để nguội sau đó đổ vào bình đậy kín nắp Dùng nước ngải cứu để bôi lên mặt vào các buổi sáng, trưa, và tối trước khi đi ngủ

- Trị mụn trứng cá: Lá ngải cứu tươi giã nát, đắp lên mặt, để khoảng 20 phút, rồi rửa lại mặt, làm liên tục sẽ cho bạn làn da mịn màng và trắng hồng

- Trị mẩn ngứa, ghẻ lở, rôm sảy ở trẻ: Với những trẻ nhỏ thường hay bị rôm sảy, xay nát lá ngải cứu, lọc lấy nước cốt rồi hòa vào nước tắm của trẻ Làm liên tục trong vài ngày, các nốt ngứa sẽ lặn mất

- Điều hoà khí quyết, giảm đau, mỏi cơ: lá ngải cứu khô vò nát, loại bỏ cành cuống còn lại ngải nhung đem cuốn thành từng điếu như điếu thuốc lá hoặc to hơn tuỳ theo ý định sử dụng Điếu ngải được đốt nóng đem hơ các huyệt sẽ làm khí huyết lưu thông mạnh, gây ấm nóng cơ thể, giảm đau, sưng, mỏi cơ, tiết dịch, giải độc, làm mềm chỗ cứng và tan máu tụ

- Chữa bệnh gai cột sống: lấy lá ngải cứu rửa sạch, để ráo nước, cắt nhỏ thành sợi Sau đó, trộn với dấm nuôi đun nóng Xoa đều hỗn hợp này lên dọc sống lưng ngưòi bệnh Thời gian điều trị: 3 tháng

1.2 TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU

1.2.1 Khái niệm

- Tinh dầu là một loại chất lỏng được tinh chế (thông thường nhất là bằng cách chưng cất bằng hơi hoặc nước) từ lá cây, thân cây, hoa, vỏ cây, rễ cây, hoặc những thành phần khác của thực vật Tinh dầu được ví như là nhựa sống của cây, vì vậy đã mang sức sống, năng lượng và mạnh hơn 100 lần các loại thảo dược sấy khô Hầu hết các loại tinh dầu đều trong, ngoại trừ vài loại tinh dầu như dầu cây hoắc hương, dầu cam, sả chanh thì đều có màu vàng hoặc hổ phách

- Tinh dầu được sử dụng để làm nước hoa, mỹ phẩm, sữa tắm, thêm hương liệu cho đồ uống và thực phẩm, sát trùng

1.2.2 Phân loại

Tinh dầu có hai loại: nguyên chất và tinh dầu hỗn hợp

Tinh dầu nguyên chất: Tinh dầu nguyên chất hoàn toàn không có độc tố,

không có chất bảo quản hóa học nên rất an toàn cho người sử dụng và mang lại kết quả nhanh khi điều trị

Tinh dầu không nguyên chất: Tinh dầu không nguyên chất là tinh dầu được

pha trộn với các loại tinh dầu khác nhau

1.2.3 Vai trò

a Dẫn dụ:

Ở một số loài hoa, tinh dầu của nó có khả năng dẫn dụ côn trùng đến giúp cho hoa thụ phấn Không chỉ có côn trùng bị dẫn dụ bởi tinh dầu các loài hoa mà động vật lớn như mèo nhà cũng bị dẫn dụ bởi những terpen có trong tinh dầu bạc hà (catmint, nepeta cataria)

b Bảo vệ:

Người ta nhận thấy trong một số loài cây, tinh dầu của chúng góp phần bảo

vệ cây chống lại các loài ăn cỏ (loài vật và côn trùng) như juvabion trong tinh dầu của Ocimum basilicum, có khả năng ngăn chặn chu kì sinh trưởng của một số côn trùng chuyên phá hoại các loài cây xanh

Một số tinh dầu khác bảo vệ cây chủ bằng khả năng xua đuổi loài vật ăn cỏ, như một số loài cây tìm thấy trong rừng Nam Mỹ chứa tinh dầu có một monoterpen

là β-oximen có tác dụng xua đuổi kiến, và một secquiterpen là cariophylen thì không chống trực tiếp kiến mà có tính diệt nấm cộng sinh trên mình kiến

Ngoài ra, những loài côn trùng khi đến ăn lá hoặc hút nhựa của các loài cây

có chứa tinh dầu ở các lông tiết, chúng sẽ chạm vào các lông này và bị đẩy lùi bởi những mono và secquiterpen có trong tinh dầu

c Hỗ trợ phát triển:

Tại những vùng có hệ sinh thái bán khô cằn (semi-arid ecosystem) như vùng Viễn Tây nước Mỹ, có những cây thuộc họ Lamiaceae và Asteraceae chứa rất nhiều tinh dầu Dưới điều kiện nóng khô, những tinh dầu này bay hơi, một số hơi tinh dầu

bị đất hấp thụ và giữ lại tạo thành một vùng ngăn chặn sự phát triển của các cây cùng loại (alleophathic barrier) Một số monoterpencos khả năng đó như 1,8-xineol, campho Ở Úc, cây Eucalyptus delegatensis làm cho những cây non mọc quanh nó chỉ cao 1m trong khoảng 40 năm; các cây con phát triển mãnh liệt ngay khi cây này chết hoặc ngã xuống Đây là những phát hiện về sinh thái thú vị cần có thêm nhiều chứng minh

d Hoạt tính kháng sinh

Khi các động vật ăn cỏ hoặc một nguyên nhân cơ học nào đó làm tổn hại các

cơ quan của cây, tinh dầu từ các mô thoát ra bảo vệ vết thương không cho cây bị nhiễm trùng thứ cấp Người ta đã nhận thấy ở loài sim đầm lầy (Myrica gale), nồng

độ tinh dầu chứa trong các lông tiết trên lá tăng lên khoảng hai lần trên các cây bị loài ăn cỏ phá hoại so với cây đối chứng

e Hoạt tính sinh học [1]

Từ ngàn xưa người ta đã biết dùng tinh dầu để chữa bệnh cho người và gia súc, hoặc ngăn chặn sự hư hỏng của thức ăn Trong khảo cổ, người ta nhận thấy tinh dầu được sử dụng trong việc bảo quản xác ướp

f Kháng khuẩn:

Hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu trong điều kiện phòng thí nghiệm được hiểu như là khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn (vi trùng) trong điều kiện in vitro thông qua việc đo đường kính vòng vô khuẩn (vô trùng)

Rao (1989) nhận thấy tinh dầu Limmophila gratissama có khả năng kháng khuẩn mạnh tương tự Streptomixin và Cloramphenicol đối với những vi trùng gây bệnh cho người như Bacillus cereus, Eschricha colo, Pseudomonas aeruginosa và Staphylococcus aureus

Tinh dầu nhục đậu khuẩn (Elattaria cardimomum) có chứa limonen ức chế rất hiệu quả vi khuẩn propionbacterium acne Vi khuẩn này gây bệnh viêm cơ, các vết phát ban màu xanh lợt đỏ thấy trên mặt da đầu, bàn tay dẫn đến sưng nặng thường kết hợp bệnh ung thư bên trong

Ngoài ra, trong một số báo cáo gần đây (2003), cho thấy một số tinh dầu có khả năng tiêu diệt tế bào ung thư, có hoạt tính kháng HIV

g Kháng oxi hóa:

Sự oxi hóa thường xuất hiện trong thực phẩm để lâu ngày vì trong đó chứa rất nhiều hợp chất bão hòa, và những hợp chất dễ bị oxi hóa bởi oxi không khí Sự oxi hóa này dễ đưa đến sự hư thối, mất phẩm chất của thực phẩm

Những tinh dầu có chứa các dẫn xuất phenol như hương nhu, đinh hương, sage (hoa xôn), savory (húng), thyme (cỏ xạ hương) ngoài khả năng chống oxi hóa trong thực phẩm còn có khả năng tiêu diệt vi trùng

Ở Ấn Độ, đã có những nghiên cứu nhận thấy rằng tinh dầu tỏi ức chế sự peroxy hóa lipit, tinh dầu này có chứa dẫn xuất phenol, có khả năng bắt lấy gốc tự

do, không cho phản ứng peroxy hóa xảy ra, bảo vệ các lipit

h Dược phẩm:

Tinh dầu là loại dược phẩm được sử dụng nhiều nhất trong y học cổ truyền Nhờ có chứa tinh dầu mà một số thảo dược có mùi thơm đặc trưng Tinh dầu có nhiều tác dụng điều trị khác nhau, có loại tác dụng trên hệ thần kinh trung ương, có loại kích thích dịch tiêu hóa, dịch dạ dày, dịch ruột và dịch mật làm cho chúng ta ăn ngon, giúp tiêu hóa tốt và điều hòa các chức năng của ruột Người ta dùng những dung dịch ethanol - nước ngâm với các vị thuốc có tinh dầu để xoa chống bệnh thấp khớp, chúng tác dụng bằng cách tăng sự dồn máu tại các vùng xử lý

Một số loại tinh dầu như tinh dầu râu mèo kích thích quá trình bài tiết nước tiểu, người ta dùng trị bệnh phù thủng

Tinh dầu bạc hà (Mentha sp.) có hàm lượng mentol cao, có tác dụng kích thích dây thần kinh gây cảm giác lạnh, giảm đau tại chỗ

Tinh dầu bạc hà và mentol là thành phần chính của các chế phẩm cao xoa, dầu xoa

Tinh dầu hương nhu (Ocimum gratissimum) là nguồn cung cấp eugenol Trong y học, eugenol dùng làm thuốc sát trùng, thuốc giảm đau, chất dùng trong việc trám răng tạm thời

Tinh dầu thuộc họ hồ tiêu như tinh dầu hồ tiêu được dùng làm thuốc kích thích giúp tiêu hóa tốt, tinh dầu lá lốt, lá ngải cứu dùng làm hương liệu cho các chế phẩm thuốc

Tinh dầu hương diệp (Pelaeganium roseum) có thành phần chính là geraniol

có thể làm thuốc sát trùng, hạ huyết áp

i Trong đời sống con người

- Trong công nghiệp mỹ phẩm người ta sử dụng tinh dầu để sản xuất nước hoa, phấn, sáp, các loại kem xoa,…

- Trong công nghiệp thực phẩm tinh dầu được dùng làm chất gia hương cho bánh kẹo, chè, thuốc lá, rượu bia, nước giải khát,…

- Trong công nghiệp tiêu dùng tinh dầu được sản xuất kem đánh răng, xà phòng thơm,…

1.2.4 Cách sử dụng

Tinh dầu tác động đến chúng ta qua 2 con đường chính là: hô hấp và qua da -Qua hô hấp: các phần tử tinh dầu thông qua mũi gửi tín hiệu đến não bộ và các dây thần kinh, điều chỉnh hoạt động của cơ thể qua các dây thần kinh Qua hô hấp sử dụng các loại đèn thăng dầu: Đèn xông hương, đèn xông hương tạo ẩm, các sản phẩm sử dụng tinh dầu nguyên chất…

- Qua da: bằng phương pháp massage hoặc xông hơi, các phần tử siêu nhỏ của tinh dầu sẽ dễ dàng thâm nhập và các lỗ chân lông rồi tiến sâu và các mao mạch

ở lớp trung bì thông qua nang lông và tuyến mồ hôi rồi đi dần vào máu và hệ thống tuần hoàn, đến các cơ quan trong cơ

1.2.5 Tính chất vật lí của tinh dầu

Tinh dầu nói chung có một số tính chất khác với hóa chất tổng hợp hoặc các hợp chất thiên nhiên khác, đó là:

- Đa số tinh dầu ở trạng thái lỏng, không tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ

- Tinh dầu có nhiệt độ sôi cao (150 – 2000C), rất dễ bay hơi nên cần đựng tinh dầu trong những chai nhỏ, miệng kín nút kĩ Tinh dầu hòa tan chất cao su vì vậy không nên dùng nút các chai lọ bằng nút cao su mà phải dùng nút thủy tinh

- Tinh dầu thường là những chất nhẹ hơn nước (d < 1g/ml) nhưng có một số tinh dầu lại nặng hơn nước như tinh dầu đinh hương, tinh dầu quế… Tùy theo tính chất nặng hay nhẹ hơn nước mà khi chế hóa tinh dầu ta cần dùng những dụng cụ khác nhau

- Đa số tinh dầu có mùi thơm dễ chịu, một số có mùi hắc khó chịu Tinh dầu

là những chất rất dễ bị thay đổi mùi Khi tinh chế tinh dầu bằng phương pháp chưng cất, đun đến nhiệt độ cao có thể làm thay đổi thành phần hóa học

- Từ tinh dầu thu được, có thể dựa vào một số chỉ số để đánh giá sơ bộ thành phần của tinh dầu

+ Nếu tỉ trọng tinh dầu dưới 0,9 và chỉ số khúc xạ dưới 1,47 thì tinh dầu có tỉ

lệ cao về hidrocacbon thuộc dẫn xuất terpen hoặc mạch th ng

+ Nếu tỉ trọng tinh dầu cao hơn 0,9 nhưng chỉ số khúc xạ dưới 1,47 thì tinh dầu có nhiều hợp chất mạch th ng có nhiều nhóm chứa oxi

+ Nếu tỉ trọng tinh dầu dưới 0,9 và chỉ số khúc xạ lớn hơn 1,47 thì tinh dầu

có nhiều hợp chất mạch vòng thơm hoặc có nhiều nhóm chứa oxi

- Độ hòa tan của tinh dầu trong hỗn hợp ethanol, nước tùy thuộc vào tỉ lệ các hợp chất có chứa oxi Nếu tinh dầu tan nhiều trong dung dịch KOH chứng tỏ chúng

có chứa nhiều nhóm -OH (phenol)

- Tinh dầu không phải là một chất nguyên chất mà là hỗn hợp của nhiều chất tạo nên, trong đó có một chất là chủ yếu Do đó việc phối hợp nhiều tinh dầu lại với nhau để có một chất thơm và bền là một khoa học

Tất cả những tính chất chung của tinh dầu đã được nêu ở trên, có thể dựa vào chúng để phân biệt với các chất tổng hợp hoặc các chất thiên nhiên khác

1.2.6 Thành phần hóa học chủ yếu của tinh dầu đễ bay hơi

Tinh dầu hay chất thơm có giá trị phần lớn được khai thác từ các loài thực vật khác nhau Mỗi loài thực vật cho một loại hương vị, tùy thuộc vào loại tinh dầu đặc trưng có trong cây đó Tinh dầu có trong cây thường ở dạng tự do, một số loài gặp ở dạng kết hợp với các nhóm glycozit hoặc một số chất khác

Tinh dầu thường là một hỗn hợp phức tạp bao gồm hầu hết các loại hợp chất hữu cơ thuộc mạch th ng hay mạch vòng Những cấu tử của tinh dầu mà người ta thường gặp là các hidrocacbon, rượu, andehit, xeton, ete… Tuy nhiên mỗi loại tinh dầu thì thường ngoài thành phần chính đặc trưng cho các loại thực vật, có tinh dầu còn có thêm nhiều hợp chất phụ kèm theo [11], [14]

Ví dụ: - Tinh dầu hồi ngoài anetol là thành phần chính có từ 80 - 90% còn có thêm khoảng 20 hợp chất khác nữa

- Tinh dầu bạc hà ngoài mentol là thành phần chính chiếm khoảng 65 - 75% còn có tới 30 - 40% hợp chất khác nữa

1.2.7 Kiểm định và cách bảo quản tinh dầu

+ Kiểm nghiệm tinh dầu:

Mỗi loại tinh dầu đều có những tính chất cảm quan và tính chất lý hóa đặc trưng quan trọng Muốn kiểm nghiệm tinh dầu người ta thường xác định một số hằng số vật lí như tỉ trọng, chỉ số khúc xạ, độ tan của tinh dầu trong một số dung môi khác nhau và các chỉ số hóa học như chỉ số axit, chỉ số este, chỉ số xà phòng hóa…

+ Phát hiện một số giả mạo trong tinh dầu:

- Tìm nước: Khi cất tinh dầu người ta không loại bỏ hết nước có trong tinh dầu gây khó khăn cho việc bảo quản tinh dầu Muốn phát hiện nước có trong tinh dầu người ta thêm vào tinh dầu một ít CaCl2 thì CaCl2 sẽ chảy rữa khi có nước

- Tìm dầu mỡ: Nhỏ một giọt tinh dầu lên miếng giấy thấm đợi một lúc tinh dầu bay hơi hết (hết thơm), nếu còn lại vết mỡ trên giấy thì chứng tỏ trong tinh dầu

có mỡ Có thể cất tinh dầu với nước, tinh dầu sẽ bị cuốn đi còn lại dầu mỡ

- Tìm rượu: Lấy một thể tích đã biết tinh dầu với nước nếu đo chính xác thấy thể tích tinh dầu bị giảm đi thì chứng tỏ trong tinh dầu có thể có rượu vì rượu

tan vô hạn trong nước, tinh dầu không tan trong nước

+ Bảo quản tinh dầu:

Tinh dầu dễ kết hợp với oxy không khí để biến thành chất nhựa hoặc các este trong tinh dầu dễ bị bay hơi, hơi nước trong không khí thủy phân cho ra các chất có mùi khác Những hiện tượng oxy hóa hoặc thủy phân này thường xảy ra ở môi trường có nhiệt độ quá cao, nhiều không khí, hơi nước, ánh sáng Do đó, để bảo quản tinh dầu người ta thường đựng trong các bình kín, để nơi mát, tối

Vì tinh dầu dễ bay hơi nên đựng tinh dầu trong các lọ có miệng nhỏ, phơi thật khô lọ, đong đầy (tránh còn không khí trong lọ)

Vì tinh dầu hòa tan cao su nên không dùng nút cao su để đậy lọ đựng tinh dầu

1.2.8 Định lượng tinh dầu

Định lượng theo phương pháp dược điển Việt Nam

Hàm lượng tinh dầu được xác định theo công thức:

% tinh dầu = 100%

ngl

td m V

Trong đó: Vtd: thể tích tinh dầu thu được sau khi chưng cất (ml)

mngl: khối lượng nguyên liệu tươi hoặc khô (g)

1.3 LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT

1.3.1 Định nghĩa

- Chưng cất có thể được định nghĩa là: ”Sự tách rời các cấu phần của một hỗn hợp nhiều chất lỏng dựa trên sự khác biệt về áp suất hơi của chúng” Trong trường hợp đơn giản, khi chưng cất một hỗn hợp gồm 2 chất lỏng không hòa tan vào nhau, áp suất hơi tổng cộng là tổng của hai áp suất hơi riêng phần Do đó, nhiệt

độ sôi của hỗn hợp sẽ tương ứng với áp suất hơi tổng cộng xác định, không tùy thuộc vào thành phần bách phân của hỗn hợp, miễn là lúc đó hai pha lỏng vẫn còn tồn tại Nếu vẽ đường cong áp suất hơi của từng chất theo nhiệt độ, rồi vẽ đường cong áp suất hơi tổng cộng, thì ứng với một áp suất, ta dễ dàng suy ra nhiệt độ sôi tương ứng của hỗn hợp và nhận thấy là nhiệt độ sôi của hỗn hợp luôn luôn thấp hơn nhiệt độ sôi của từng hợp chất

- Chính vì đặc tính làm giảm nhiệt độ sôi này mà từ lâu phương pháp chưng cất hơi nước là phương pháp đầu tiên dùng để tách tinh dầu ra khỏi nguyên liệu thực vật

1.3.2 Những ảnh hưởng chính trong sự chưng cất hơi nước

1.3.2.1 Sự khuếch tán

 Ngay khi nguyên liệu được làm vỡ vụn thì chỉ có một số mô chứa tinh dầu bị vỡ và cho tinh dầu thoát tự do ra ngoài theo hơi nước lôi cuốn đi Phần lớn

tinh dầu còn lại trong các mô thực vật sẽ tiến dần ra ngoài bề mặt nguyên liệu bằng

sự hòa tan và thẩm thấu Von Rechenberg đã mô tả quá trình chưng cất hơi nước như sau: “Ở nhiệt độ nước sôi, một phần tinh dầu hòa tan vào trong nước có sẵn trong tế bào thực vật Dung dịch này sẽ thẩm thấu dần ra bề mặt nguyên liệu và bị hơi nước cuốn đi Còn nước đi vào nguyên liệu theo chiều ngược lại và tinh dầu lại tiếp tục bị hòa tan vào lượng nước này Quy trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tinh dầu trong các mô thoát ra ngoài hết

 Như vậy, sự hiện diện của nước rất cần thiết, cho nên trong trường hợp chưng cất sử dụng hơi nước quá nhiệt, chú ý tránh đừng để nguyên liệu bị khô Nhưng nếu lượng nước sử dụng thừa quá thì cũng không có lợi, nhất là trong trường hợp tinh dầu có chứa những cấu phần tan dễ trong nước

 Ngoài ra, vì nguyên liệu được làm vỡ vụn ra càng nhiều càng tốt, cần làm cho lớp nguyên liệu có một độ xốp nhất định để hơi nước có thể đi xuyên ngang lớp này đồng đều và dễ dàng

 Vì các cấu phần trong tinh dầu được chưng cất hơi nước theo nguyên tắc nói trên nên thông thường những hợp chất nào dễ hòa tan trong nước sẽ được lôi cuốn trước

1.3.2.2 Sự thủy giải

 Những cấu phần ester trong tinh dầu thường dễ bị thủy giải cho ra acid

và alcol khi đun nóng trong một thời gian dài với nước Do đó, để hạn chế hiện tượng này, sự chưng cất hơi nước phải được thực hiện trong một thời gian càng ngắn càng tốt

* Tóm lại, dù ba ảnh hưởng trên được xem xét độc lập nhưng thực tế thì chúng có liên quan với nhau và quy về ảnh hưởng của nhiệt độ Khi tăng nhiệt độ,

sự khuếch tán thẩm thấu sẽ tăng, sự hòa tan tinh dầu trong nước sẽ tăng nhưng sự phân hủy cũng tăng theo

1.3.4 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Chưng cất lôi cuốn hơi nước dùng để tách biệt hỗn hợp chất, trong đó chỉ có một chất dễ bay hơi với hơi nước, để tinh chế chất khỏi chất phụ dạng nhựa, để phân tích hoàn toàn chất dễ bay hơi mà không chưng cất được dưới áp suất thấp Chưng cất lôi cuốn hơi nước có thể tiến hành ở áp suất thường hay trong chân không

Dụng cụ để cất lôi cuốn hơi nước gồm một bộ phận như chưng cất thường nhưng dùng bình cầu hai cổ để một cổ dẫn hơi vào, ống dẫn hơi được cắm vào gần sát đáy bình và nối với bình hơi nước Bình hơi nước có cắm ống thuỷ tinh dài làm ống bảo hiểm Có thể dùng bình cầu làm bình hơi nước

Sau khi đã lắp cả hệ thống, mở vòi khóa ba thông, đun nước ở bình hơi nước đến sôi, nối vòi ba cho thông hơi vào bình, đồng thời đun nhẹ bình đựng chất lỏng

Chất lỏng chứa trong bình chỉ tới 2/3 bình, cần phải dùng ống sinh hàn mạnh vì nhiệt ngưng tụ hơi nước rất lớn Tiến hành chưng cất cho tới khi nước cất ra bình hứng không còn có những giọt nhỏ chất lỏng cần chưng cất thì quá trình coi như là kết thúc Mở khoá vòi ba thông, ngừng đun Sau đó dùng phễu chiết tách lớp chất lỏng ra, dùng dung môi chiết lấy chất lỏng còn lại trong nước để tinh chế theo các phương pháp thông thường

Trong trường hợp đơn giản và chưng cất một lượng nhỏ chất thì dụng cụ đơn giản Ở đấy không dùng bình hơi nước mà dùng trực tiếp hơi nước khi đun sôi dung dịch Đối với tinh dầu từ lá cây ngải cứu ta sử dụng bộ chưng cất lôi cuốn nhẹ hơn nước (xem hình 2.4)

1.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÍ [3], [7], [18]

1.4.1 Định nghĩa sắc ký

* Định nghĩa của Mikhai S Tsvett (1906): Sắc ký là một phương pháp trong

đó các cấu tử của một hỗn hợp được tách trên một cột hấp thụ đặt trong một hệ

thống đang chảy

* Định nghĩa của IUPAC (1993): Sắc ký là một phương pháp tách trong đó các cấu tử cần tách được phân bố giữa hai pha, một trong hai pha là pha tĩnh đứng yên còn pha kia chuyển động theo một hướng xác định

1.4.2 Quá trình sắc ký

Sắc ký là một kỹ thuật tách trong đó các cấu tử cần tách trong một hỗn hợp

được vận chuyển bởi pha động đi qua pha tĩnh Mẫu đi vào pha động được mang theo dọc hệ thống sắc ký (cột, bản ph ng) có chứa pha tĩnh phân bố đều khắp

Pha động có thể là chất lỏng hoặc chất khí, pha tĩnh có thể là một lớp phim được phủ trên bề mặt của chất mang trơ hoặc một bề mặt chất rắn Sự tương tác xảy

ra giữa các cấu tử với pha tĩnh nhờ đó các cấu tử sẽ phân bố giữa pha động và pha tĩnh Do ái lực khác nhau của các chất tan trên pha tĩnh làm chúng di chuyển với những vận tốc khác nhau trong pha động của hệ thống sắc ký, kết quả là chúng được tách thành những dải trong pha động và vào lúc cuối của quá trình các cấu tử tách hiện ra theo trật tự tăng tương tác với pha tĩnh Cấu tử di chuyển chậm (tương