tìm hiểu về cây quất

Sắc kí đồ tinh dầu vỏ quả quất thu được từ phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước cổ điển.. Sắc kí đồ tinh dầu vỏ quả quất thu được từ phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước kết hợp

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ 2

DANH MỤC BẢNG 3

MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Tìm hiểu chung về cây quất 8

1.2 Tìm hiểu chung về tinh dầu 9

1.3 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 14

1.4 Ly trích bằng chiếu xạ vi sóng 16

1.5 Đánh giá chất lượng tinh dầu bằng phương pháp hóa lý 18

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất và dụng cụ 24

2.2 Nguyên liệu và xử lí nguyên liệu 26

2.3 Ly trích tinh dầu từ vỏ quả quất 26

2.4 Khảo sát các chỉ số hóa lý và thành phần hóa học của tinh dầu vỏ quả quất 29

2.5 Khảo sát thành phần hóa học ngoài tinh dầu của vỏ quả quất 31

2.6 Khảo sát thành phần hóa học của nước quả quất 32

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Độ ẩm nguyên liệu 33

3.2 Ly trích tinh dầu từ vỏ quả quất 33

3.3 Khảo sát thành phần hóa học ngoài tinh dầu của vỏ quả quất 39

3.4 Định tính sơ bộ thành phần hóa học của nước quả quất 41

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43

KẾT LUẬN 43

KIẾN NGHỊ 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

PHỤ LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Đặc điểm hình thái cây quất và quả quất 8 Hình 2.1 Quy trình chưng cất lôi cuốn hơi nước

theo phương pháp đun nóng cổ điển 27

Hình 2.2 Hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước

theo phương pháp đun nóng cổ điển 27

Hình 2.3 Quy trình chưng cất lôi cuốn hơi nước

theo phương pháp chiếu xạ vi sóng 28

Hình 2.4 Hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước

theo phương pháp chiếu xạ vi sóng 28

Hình 2.5 Quy trình ly trích các hợp chất ngoài tinh dầu của vỏ quả quất 31

Hình 2.6 Sắc kí cột hai mẫu vỏ quả quất dùng

xác định thành phần hóa học ngoài tinh dầu 32 Hình 3.1 Sắc kí đồ tinh dầu vỏ quả quất thu được

từ phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước cổ điển 36 Hình 3.2 Sắc kí đồ tinh dầu vỏ quả quất thu được từ phương pháp

chưng cất lôi cuốn hơi nước kết hợp với chiếu xạ vi sóng 36

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của tinh dầu vỏ quả quất 12

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của tinh dầu vỏ quả quất 12

Bảng 1.3 Các chỉ số hóa- lý của tinh dầu 13

Bảng 3.1 Độ ẩm của vỏ quả quất 33

Bảng 3.2 Các chỉ số hóa lý của tinh dầu 34

Bảng 3.3 Thành phần hóa học của tinh dầu vỏ quả quất qua chụp phổ GC/MS 37

Bảng 3.4 Kết quả thử hoạt tính sinh học của mẫu tinh dầu thu được từ phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước cổ điển 38

Bảng 3.5 Kết quả thử hoạt tính sinh học của mẫu tinh dầu thu được từ phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước kết hợp với chiếu xạ vi sóng 39

Bảng 3.6 Thành phần hóa học ngoài tinh dầu của vỏ quả quất qua chụp phổ GC/MS 40

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Vỏ các loài cây citrus: cam, chanh, bưởi… từ lâu đã được sử dụng để sản xuất tinh dầu ở các nước công nghiệp trên thới giới như Mỹ, Ý Tinh dầu citrus có mùi thơm dễ chịu, hàm lượng limonen cao được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm

và mỹ phẩm Trong các nghiên cứu gần đây còn cho thấy limonen còn có tác dụng tán sỏi, phá khối u…Ngoài ra theo một vài nghiên cứu mới đây cho thấy thành phần của nước quả quất đã cô lại thành cao quất có chứa flavonoid, phytostereol, steroid, carotenoid…đặc biệt có chứa ankaloit dược tính cao

Ở nước ta, đặc biệt là vùng đồng bằng sông Cửu Long trong đó có tỉnh Đồng Tháp, một loài cây thuộc loài Citrus họ Rutaceae (họ cam) khác là cây quất phổ

biến là loài citrus japonica Thumb (fortunella japonica Swing) được trồng khắp

nơi Cây quất (cây tắc, cây hạnh) trở nên quen thuộc với chúng ta với công dụng làm cây cảnh Từ xa xưa, trong dịp tết Nguyên Đán, người ta đã biết dung cây quất trang trí không phải bằng hoa mà bằng quả Những quả quất tròn trĩnh với màu đỏ cam hấp dẫn không những làm đẹp cảnh quan ngày tết mà còn là vị thuốc hay trong

y học cổ truyền và kinh nghiệm dân gian Theo Đông y quả quất vị ngọt chua, tính

ấm vào các kinh phế, vị, can Có công năng hóa đàm, trị ho, lý khí, giải uất, tiêu thực, giải rượu Vỏ quất có nhiều tác dụng như kháng khuẩn, giảm tress giúp ngủ ngon, trị đau đầu, khử mùi, trị đầy hơi, hạ đường huyết… Quả quất được thu hái quanh năm vỏ có thể ở dạng tươi, khô hay đông lạnh để tách lấy tinh dầu

Các nghiên cứu về tinh dầu quất được thực hiện khá nhiều trên thới giới nhưng tại Việt Nam còn rất hạn chế, gần đây mới có một số ít công trình nghiên cứu về tinh dầu quất Tuy nhiên tất cả chỉ tập trung nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu, các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của tinh dầu quất ít được quan tâm Đặc biệt việc nghiên cứu tách chiết các hợp chất có dược tính cao ngoài tinh dầu từ quả quất là vấn đề mới mẻ, chưa được quan tâm nghiên cứu Việc nghiên cứu tách chiết tinh dầu và các hợp chất ngoài tinh dầu có dược tính cao đồng thời thử hoạt tính sinh học của tinh dầu quất là việc làm cần thiết góp phần vào việc sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong các lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm Qua nghiên

cứu của đề tài sẽ làm tăng giá trị kinh tế của cây quất ở tỉnh Đồng Tháp, góp phần vào việc phát triển nền nông nghiệp của ở tỉnh nhà

Để góp phần xác định thành phần hóa học và khảo sát hoạt tính sinh học của quả quất chúng tôi chọn đề tài: “Khảo sát thành phần hóa học của quả quất trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu và ngoài tinh dầu của quả quất, thử hoạt tính sinh học của tinh dầu quất

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài

- Tiến hành thực nghiệm ly trích tinh dầu từ vỏ quả quất bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước và chưng cất lôi cuốn hơi nước kết hợp chiếu xạ vi sóng

- Xác định một số chỉ số hóa lý và thành phần hóa học của tinh dầu từ hai phương pháp chưng cất trên

- Chiết, sắc kí bản mỏng và sắc kí cột từ dung môi ít phân cực đến phân cực

để khảo sát thành phần hóa học ngoài tinh dầu

- Định tính sơ bộ và xác định thành phần hóa học ngoài tinh dầu có trong quả quất qua các thuốc thử hữu cơ, GCMS

- Thử hoạt tính sinh học về khả năng kháng khuẩn của tinh dầu quất từ hai phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước và chiếu xạ vi sóng

4 Các phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lí thuyết: thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu

- Thực nghiệm hóa học:

+ Các phương pháp tách chiết các hợp chất hợp cơ: Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước cổ điển và chưng cất lôi cuốn hơi nước kết hợp với chiếu xạ vi sóng

+ Các phương pháp xác định các hợp chất hữu cơ: Sắc kí bản mỏng, sắc kí cột, Phổ UV, GC-MS

+ Phương pháp sinh hóa: Thử hoạt tính sinh học của tinh dầu

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Quả quất ở Cao lãnh Đồng tháp

6 Lịch sử của vấn đề nghiên cứu

Các nghiên cứu về tinh dầu quất được thực hiện khá nhiều trên thới giới như

Mỹ Ý nhưng tại Việt Nam còn rất hạn chế, gần đây mới có một số ít công trình nghiên cứu về tinh dầu quất

1 Khảo sát tinh dầu vỏ trái giống Citrus họ rutaceae - ThS Nguyễn Minh Hoàng Đại học Mở Tp HCM -2006 Nội dung của công trình là khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu bưởi da xanh, cam sành, chanh giấy và thử hoạt tính kháng khuẩn của các loại tinh dầu này

2 Tách chiết tinh dầu và ankaloit từ quả quất- Nguyễn Thị Lý, Lê Thị Đề Oanh, Phan Thị Bảo Vy Khoa Công nghệ Hóa Học – ĐHBK TP HCM – 2009 đã tách và xác định thành phần hóa học của tinh dầu quất, bước đầu chiết và định tính ankaloit có trong nước quả quất

3 Ly trích tinh dầu vỏ trái và lá tắc- Trịnh Hoàng Hiếu, Nguyễn Thị Bảo trân, Lê Ngọc Thạch Tạp chí phát triển khoa học và công nghệ, tập 12, số 10-2009 Nhóm tác giả đã nghiên cứu ly trích tinh dầu từ lá và vỏ quả tắc bằng hai phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước và chưng cát lôi cuốn hơi nước có sự kết hợp của chiếu xạ vi sóng, thử hoạt tính sinh học của tinh dầu lá và vỏ tắc thu được từ hai phương pháp chưng cất trên

4 Duong Phuoc An, Huynh Thi Bich Tuyen, Nguyen Ngoc Khoi * Y Hoc

TP Ho Chi Minh * Vol 14 - Supplement of No 1 - 2010: 35-40

Nội dung của công trình là khảo sát thành phần hóa học và thử hoạt tính giải lo

âu của tinh dầu bưởi, cam, chanh, quýt, quất, kết quả cho thấy tinh chỉ có tinh dầu quất có hoạt tính giải lo âu là do sự khác biệt về thành phần hóa học của tinh dầu Ở tinh dầu quất có sự hiện diện của 7,7-dimethyl-2-methylen bicyclo[2.2.1]heptan (0,21%) và 1,2,3,4a,5,6,8a-octahydro-7-methyl-4-methylen-1-(methylethyl) naphthalen (1,32%) mà không phát hiện ở 4 loại tinh dầu còn lại Tuy nhiên hai chất này không tìm thấy trong thành hóa học của tinh dầu quất ở tài liệu (2) và (3)

7 Những đóng góp mới của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ bổ sung vào kết quả nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu quất và thử hoạt tính sinh học của tinh dầu quất

Tăng cường hướng nghiên cứu mới về thành phần hóa học ngoài tinh dầu của quả quất góp phần tìm ra hợp chất các hợp chất thiên nhiên có dược tính cao từ quả quất

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN

1.1 Tìm hiểu chung về cây quất

Cây quất hay còn gọi là cây tắc, cây hạnh

Cây Tắc, Quất, Hạnh thuộc họ cam Rutaceae, có tên khoa học là Citrus microcarpa (Hassk) Bunge Tiếng Anh, Pháp gọi là Kumquat, Clementine Có nguồn gốc từ châu Á nhiệt đới, Trung Quốc, Nhật Bản, được trồng từ lâu ở nước ta nhất là ở Cái Mơn, để lấy quả làm nước uống, làm mứt ăn hoặc làm cây cảnh để

trang trí vào những dịp Tết [4], [10]

1.1.1 Đặc điểm hình thái cây quất

Cây quất là cây nhỏ, cao cở 1m - 1,5m, thân dẻo màu xanh xám, phân nhiều cành nhánh, lá đơn hình bầu dục, màu xanh thẫm, cuốn có cánh rất nhỏ, có đốt ở đầu Hoa thường đơn độc, nở xòe 5 cánh màu trắng tươi, rất thơm, chùm nhụy rất ngắn Hoa đậu thành quả hình cầu, lúc còn non màu xanh bóng, khi già chín đổi thành màu vàng cam, rất đẹp Bên trong ruột có nhiều múi màu vàng nhạt, chứa nhiều nước chua gắt nên thường dùng để làm nước uống với đường rất đã khát hoặc làm mứt để ăn…

Hình 1.1 Đặc điểm hình thái cây quất và quả quất

1.1.2 Phân bố và thông dụng trong đời sống

Cây quất một loài cây thuộc loài Citrus, họ Rutaceae (họ Cam), phổ biến là loại Citrus japonica Thumb (Fortunella jabonica Swing) được trồng khắpnơi ở nước

ta nhất là ở Cái Mơn Quả quất được thu hái quanh năm, vỏ có thểởdạng vỏ khô, tươi hoặc vào mùa đông lạnh để tách lấy tinh dầu là một thuận lợi lớn trong nghiên

cứu và trong sản xuất đại trà thu tinh dầu Citrus [9] Quả quất có mùi thơm, vị ngọt,

chua và tinh dầu thơm cay của vỏ Quả quất được dùng dưới dạng quả còn non hoặc

đã chín Theo Đông y, quả quất vị ngọt chua, tính ấm, vào các kinh phế, vị, can Nó

có công năng hóa đảm, trị ho, giải uất, tiêu thực, giải rượu Vỏ có tác dụng mạnh hơn Quất để càng lâu càng tốt

Hạt q u ất có tác dụng giảm ho, cầm máu, chống nôn, lá quất có nhiều tinh dầu, có tác dụng chữa cảm mạo phong hàn rất tốt [4]

1.2 Tìm hiểu chung về tinh dầu

1.2.1 Những nét đặc trưng của tinh dầu

Tinh dầu gồm nhiều hợp chất dễ bay hơi ( chủ yếu là các tecpen và các tritecpenonit), có mùi đặc trưng tù y thuộc vào nguồn gốc cung cấp nguyên liệu tinh dầu Hệ thực vật có tinh dầu khoảng 3000 loài, trong đó có 150- 200 loài có ý nghĩa công nghiệp

Tinh dầu là hỗn hợp các chất hữu cơ tan lẫn vào nhau, có mùi đặc trưng Ở nhiệt độ thường hầu hết tinh dầu ở thể lỏng, có khối lượng riêng bé hơn 1 (trừ một vài tinh dầu như quế, đinh hương…), không tan trong nước hoặc tan rất ít, nhưng lại hòa tan tốt trong dung môi hữu cơ như ancol, ete, chất béo…Tinh dầu bay hơi với hơi nước, có vị cay và ngọt, nóng bỏng và có tính sát trùng mạnh [15]

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

Tinh dầu nguyên chất: Hoàn toàn không có độc tốkhông có chất bảo quản hóa học nên rất an toàn cho người sử dụngvà mang lại kết quả nhanh khi điều trị Tinh dầu xuất phát từ nhiều quốc gia Một trong các nhà cung cấp tinh dầu tại Việt Nam là công ty Tinh Dầu Thiên Nhiên

Tinh dầu không nguyên chất được pha trộn với các loại tinh dầu khác nhau Thành phần hóa học của tinh dầu gồm tecpen và những dẫn xuất chứa oxi của tecpen (như ancol, anđehit, xeton, ete…) Mặc dù có nhiều cấu tử như vậy nhưng thường một vài cấu tử chính có giá trị và có mùi đặc trưng cho tinh dầu đó [4]

Phương pháp phổ biến để tách tinh dầu từ cây cỏ là chưng cất bằng lôi cuốn hơi nước Nếu các chất trong tinh dầu bị phân hủy bằng chưng cất lôi cuốn hơi nước thì người ta sử dụng phương pháp chiết bằng dung môi hữu cơ (ví dụ như ete dầu hỏa, benzen…) Về mặt thực hành tinh dầu có thể xem như “một hỗn hợp thiên nhiên có mùi, phần lớn có nguồn gốc từ thực vật”, chỉ có một số ít nguồn gốc từ động vật Tinh dầu được phân bố rộng trong hệ thực vật, đặc biệt tập trung một số họ như họ hoa tán, họ cúc, họ hoa môi, họ long não, họ sim, họ cam, họ gừng…Tinh dầu được chiết từ mọi bộ phận của cây như cánh hoa, lá, cành, rễ,

vỏ trái, hạt, vỏ cây…

Tinh dầu chứa trong thực vật có thành phần không ổn định Hàm lượng tinh dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, di truyền, đất trồng, phân bón, thời tiết,

ánh sáng, thời điểm thu hoạch Trong các bộ phận của cây hàm lượng tinh dầu cũng khác nhau Cần phải hiểu biết như vậy để xác định thời gian thu hái cho hàm lượng tinh dầu nhiều nhất và chất lượng tốt nhất Tinh dầu là sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất và không được sử dụng trở lại cho hoạt động sống của cây [14]

1.2.2 Tính chất lý-hóa của tinh dầu

Đa số tinh dầu không có màu hoặc màu vàng nhạt, một số tinh dầu có màu, như tinh dầu quế có màu nâu sẫm, tinh dầu thymus có màu đỏ Tinh dầu thường có

vị cay và hắc

Tỷ trọng của tinh dầu thường khoảng 0,80 - 0,95, có một số tinh dầu nặng hơn nước như tinh dầu đinh hương, tinh dầu quế Tỷ trọng thay đổi theo thành phần hóa học Nếu tinh dầu có thành phần chủ yếu là hydrocarbon tecpenic thì tỷ trọng thấp, tinh dầu có hợp chất chứa oxi hoặc nhân thơm thì tỷ trọng cao hơn

Tinh dầu thường có chỉ số khúc xạ vào khoảng 1,45 - 1,56 Chỉ số khúc xạ cao hay thấp tùy theo thành phần các chất chứa trong tinh dầu là no, không no hoặc nhân thơm Nếu trong tinh dầu có nhiều thành phần có nhiều nối đôi thì có chỉ số khúc xạ cao Chỉ số khúc xạ bị ảnh hưởng bởi yếu tố nhiệt độ Khi đo chỉ số khúc

xạ ở những nhiệt độ khác nhau thì cho kết quả khác nhau, nhiệt độ càng lớn thì chỉ

số khúc xạ biến thiên theo hướng giảm và ngược lại

Góc quay cực (α)D của tinh dầu thể hiện khả năng hòa tan của tinh dầu trong các loại dung môi, nếu (α)D càng lớn thì có thể hòa tan tốt trong dung môi phân cực, ngược lại (α)D càng bé thì có thể hòa tan tốt trong dung môi không phân cực Nhiệt

độ ảnh hưởng tới góc quay cực, nhiệt độ khi đo góc quay cực tăng thì góc quay cực cũng tăng theo và ngược lại [15]

Vì tinh dầu là hỗn hợp nên không có nhiệt độ sôi nhất định Điểm sôi của tinh dầu thay đổi tùy theo thành phần hợp chất Ví dụ, hợp chất tecpen có điểm sôi

là 150-1600C, hợp chất sesquitecpen có điểm sôi cao hơn khoảng 250-2800C, còn các hợp chất polytecpen có điểm sôi trên 3000C Từ đó, ta có thể tách riêng các thành phần khác nhau trong tinh dầu bằng phương pháp chưng cất phân đoạn Khi

hạ nhiệt độ một số tinh dầu có thể kết tinh như tinh dầu hồi, tinh dầu bạc hà, tinh dầu xá xị…

1.2.3.2 Tính chất hóa học

Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, không khí, nước, tinh dầu dễ bị oxi hóa và có thể bị nhựa hóa một phần Ancol trong tinh dầu bị oxi hóa biến thành anđehit, anđehit biến thành axit

Các hợp chất có nối đôi dễ bị oxi hóa hoặc tham gia vào phản ứng cộng hợp Các hợp chất xeton và anđehit dễ bị ancol hóa tạo nhựa khi có mặt của kiềm Nhiều thành phần có các nhóm chức khác nhau có thể tham gia các phản ứng hóa học, làm thay đổi tính chất của tinh dầu

1.2.3 Thành phần và tính chất lý-hóa của tinh dầu vỏ quả quất

Tinh dầu vỏ quả quất là chất lỏng trong suốt, có màu vàng nhạt, có mùi thơm đặc trưng rất dễ chịu Trong tinh dầu có chứa khoảng 25 thành phần, trong đó thành phần chủ yếu của tinh dầu là D – Limomen chiếm trên 85%, bên cạnh đó còn có một số chất khác như 1R-alpha-pinen, Beta-pinen, sabinen, limonen, b-ocimen, linalol Đặc biệt là ở tinh dầu vỏ quất có sự hiện diện của 7,7-dimethyl-2-methylen bicyclo [2.2.1] heptan và 1,2,3,4a,5,6,8a-octahydro-7-methyl-4-methylen-1-(methylethyl) naphthalen mà không phát hiện ở 4 loại tinh dầu cam, chanh, bưởi, quýt Rất có thể sự khác biệt trong thành phần hóa học này góp phần vào sự khác

biệt về hoạt tính sinh học, cụ thể là tác dụng giải lo âu của tinh dầu quất

Từ công trình nghiên cứu Tách tinh dầu và alkaloid từ quả quất trong Hội nghị Khoa học và Công nghệ lần 9 đã tìm ra thành phần hóa học của tinh dầu vỏ quất

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của tinh dầu vỏ quả quất [6]

a (%): hàm lượng thành phần theo phương pháp chưng cất hơi nước

b (%): hàm lượng thành phần theo phương pháp chiếu xạ vi sóng

Từ việc khảo sát hoạt tính giải lo âu của một số tinh dầu từ vỏ quả cây chi Citrus họ Rutacece của Dương Phước An, Huỳnh Thị Bích Tuyền, Nguyễn Ngọc

Khôi cũng đã tìm ra được các thành phần trong tinh dầu vỏ quả quất

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của tinh dầu vỏ quả quất [1]

1 4-methyl-(1-methylethyl) bicyclo[3.1.0]hex-2-en C10H16 0,15

3 4-methylen-1-(1-methylethyl) cyclohexen C10H16 0,77

Tỷ lệ tinh dầu hòa tan trong cồn 900 ở 250C

Độ sôi, 0C Năng suất quay cực, [α]D30Chỉ số axit

Chỉ số xà phòng Chỉ số este Chỉ số iod

0,84 1,4673 1:4,775

176 + 92,8 0,54 6,86 6,32 56,375

1.2.4 Ứng dụng của tinh dầu vỏ quả quất

Tinh dầu cam, chanh, quất, có mùi hương thanh thản, dễ chịu Cây quất ngoài công dụng làm cảnh, tinh dầu từ quả quất có rất nhiều công dụng, rất thiết thực trong đời sống như: Chống nấm móng tay, giúp ngủ ngon, trị đau đầu, tạo cảm

giác ngon miệng, khử mùi, hạ đường huyết, giảm đầy hơi… Ngoài ra tinh dầu quất

còn giúp ngăn ngừa phát sinh ung thư gan, thực quản, đại tràng, da Các nhà khoa học Nhật Bản cho biết, ăn quất cả vỏ sẽ cho vitamin C, chất xơ rất có lợi cho tiêu hóa và hạ được cholesterol, làm vững chắc thành mạch, chữa bệnh tăng huyết áp…

Dùng vỏ quýt hay quất ngâm rượu trong một thời gian, rượu sẽ có mùi thơm

dễ chịu hơn Nếu cho vào ly nước vài miếng vỏ quýt, quất nước sẽ rất thơm ngon

Vỏ cam, quýt, bưởi, quất khô khi đốt lên giúp xua muỗi Đốt vỏ quất khô trong phòng thì mùi khó chịu sẽ biến mất

1.3 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

1.3.1 Nguyên tắc chung

Phương pháp lôi cuốn tinh dầu bằng hơi nước dựa trên nguyên lý của quá trình chưng cất một hỗn hợp không tan lẫn vào nhau là nước và tinh dầu Khi hỗn hợp này được gia nhiệt, hai chất này dều bay hơi Nếu áp suất của nước cộng với áp suất của tinh dầu bằng với áp suất của môi trường, thì hỗn hợp sôi và tinh dầu được lấy ra cùng với hơi nước

Phương pháp này có ưu điểm về năng lượng do nhiệt độ sôi của hỗn hợp thấp hơn nhiệt độ sôi của nước (1000C) trong khi nhiệt độ sôi của tinh dầu lớn hơn

1000C ở áp suất khí quyển Ví dụ, khi chưng cất lôi cuốn tinh dầu thông bằng hơi nước ở áp suất khí quyển, nhiệt độ sôi của dầu thông là 1580C nhưng nhiệt độ sôi của hỗn hợp khoảng 950C

Chưng cất lôi cuốn hơi nước không đòi hỏi nhiều thiết bị phức tạp, nhưng có khả năng cất gần như triệt để tinh dầu có trong nguyên liệu Ngoài ra, phương pháp còn cho phép phân ly các cấu tử có trong tinh dầu thành những phần riêng biệt có

độ tinh khiết cao hơn dựa vào sự khác biệt về tính chất bay hơi [15]

1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng chính trong quá trình chưng cất [4]

1.3.2.1 Sự khuếch tán

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 bề mặt nguyên liệu bằng sự hòa tan và thẩm thấu 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 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 Đồng thời những hợp chất nào dễ hòa tan trong nước sẽ được lôi cuốn trước

Như vậy, sự hiện diện của nước rất cần thiết, cho nên trong chưng cất phải sử dụng hơi nước quá nhiệt, chú ý tránh 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 dễ tan trong nước Nguyên liệu được làm vỡ vụn càng nhiều càng tốt, cần cho lớp nguyên liệu có một độ xốp nhất định nào đó để hơi nước có thể đi vào lớp này đồng đều và dễ dàng hơn

1.3.2.2 Sự thủy giải

Những cấu phần este trong tinh dầu thường dễ bị thủy giải cho ra axit và ancol khi đun nóng trong một thời gian dài với nước Do đó, để hạn chế hiện tượng này, sự chưng cất lôi cuốn hơi nước phải thực hiện trong thời gian càng ngắn càng tốt

1.3.2.3 Nhiệt độ

Nhiệt độ cao làm phân hủy tinh dầu Do đó, khi tiến hành chưng cất phải điều chỉnh nhiệt độ cho phù hợp với từng giai đoạn Sau khi cấu phần dễ bay hơi đã lôi cuốn đi hết có thể dùng hơi nước quá nhiệt (trên 1000C) để chưng cất (nên thực hiện việc này ở giai đoạn cuối cùng của chưng cất) Tuy nhiên, hầu hết các tinh dầu đều kém bền dưới tác dụng của nhiệt nên ta phải hạn chế thời gian chịu nhiệt độ cao của tinh dầu

Các yếu tố trên đều có mối liên hệ lẫn nhau khi tăng nhiệt độ thì sự khuếch tán thẩm thấu sẽ tăng, sự hòa tan tinh dầu trong nước cũng sẽ tăng nhưng sự phân hủy tinh dầu cũng sẽ tăng theo

1.3.3 Chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp

Một số chất không tan trong nước nhưng dễ bị hơi nước nóng cuốn theo, người ta lợi dụng tính chất này để tách chất ra khỏi hỗn hợp phản ứng

Cách tiến hành chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp:

Cho chất định cất lôi cuốn hơi nước vào bình cất (tối đa bằng 1/3 thể tích của bình) Nối hệ thống bình cất với bình đun hơi nước nóng Bình nước nóng

có nối với ống thủy tinh dài tận đáy để theo dõi áp suất của hệ thống cất Khi áp suất hệ thống cao thì nước ở ống thủy tinh tăng hoặc phun ra ngoài, lúc đó cần

mở khóa 3 thông để thông với áp suất khí quyển

Sau khi lắp xong hệ thống, mở khóa 3 thông để theo dõi áp suất của hệ thống, đun nước sôi ở bình nước Nước ở bình nước sôi chỉ khoảng 2/3 thể tích bình Mở nước ở ống sinh hàn để làm lành hơi Đóng khóa 3 thông để hơi nước sôi qua bình cất Theo dõi lượng chất cất ra, khi kết thúc ngừng đun, mở khóa 3 thông, lấy chất cất ra [2]

Khi chưng cất cần chú ý chất có thể đóng rắn trong sinh hàn gây tắc ống,

dễ nổ nên cần phải thận trong khi sử dụng ống sinh hàn

Những ưu nhược điểm chung của phương pháp chưng cất:

* Ưu điểm:

- Thiết bị khá gọn gàng, dễ chế tạo, qui trình sản xuất đơn giản,

- Trong quá trình chưng cất, có thể phân chia các cấu tử trong hỗn hợp bằng cách ngưng tụ từng phần theo thời gian,

- Thời gian chưng cất tương đối nhanh, nếu thực hiện gián đoạn chỉ cần 5-10 giờ, nếu liên tục thì 1 giờ đến 2 giờ 30 phút

- Có thể tiến hành chưng cất với các cấu tử tinh dầu chịu được nhiệt độ cao

* Nhược điểm:

- Không áp dụng phương pháp chưng cất vào những nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp vì thời gian chưng cất sẽ kéo dài, tốn rất nhiều hơi và nước ngưng tụ

- Tinh dầu thu được có thể bị giảm chất lượng nếu có chứa các cấu tử dễ bị thủy phân

- Không có khả năng tách các thành phần khó bay hơi hoặc không bay hơi trong thành phần của nguyên liệu ban đầu mà những thành phần này rất cần thiết vì chúng có tính chất định hương rất cao như sáp, nhựa thơm

- Tiêu tốn một lượng nước khá lớn để làm nhưng tụ hỗn hợp hơi

- Khó điều chỉnh các thông số kỹ thuật (nhiệt độ, áp suất), thời gian chưng cất kéo dài

- Nguyên liệu dễ bị cháy, khét, do bị thiếu nước, bị dính vào thiết bị

Hầu hết các lò vi sóng gia dụng đều sử dụng tần số 2450 MHz, ở tần số này

 = 12,24 cm

1.4.2 Hiện tượng làm nóng

Một số phân tử, thí dụ như nước, phân chia điện tích trong phân tử một cách bất đối xứng Như vậy các phân tử này là những lưỡng cực có tính định hướng trong chiều của điện trường Dưới tác động của điện trường một chiều, các phân tử lưỡng cực có khuynh hướng sắp xếp theo chiều điện trường này Nếu điện trường là một điện trường xoay chiều, sự định hướng của các lưỡng cực sẽ thay đổi theo chiều xoay đó Cơ sở của hiện tượng phát nhiệt do vi sóng là sự tương tác giữa điện trường và các phân tử phân cực bên trong vật chất Trong điện trường xoay chiều có tần số rất cao (2,45x109 Hz), điện trường này sẽ gây ra một xáo động ma sát rất lớn giữa các phân tử, đó chính là nguồn gốc sự nóng lên của vật chất

Với một cơ cấu có sự bất đối xứng cao, phân tử nước có độ phân cực rất lớn,

do đó nước là một chất rất lý tưởng dễ đun nóng bằng vi sóng Ngoài ra, các nhóm định chức phân cực như: -OH, -COOH, -NH2… trong các hợp chất hữu cơ cũng là những nhóm chịu sự tác động mạnh của trường điện từ

Do đó, những hợp chất càng phân cực càng rất mau nóng dưới sự chiếu xạ của vi sóng Việc này có liên quan đến hằng số điện môi của hợp chất đó Tóm lại,

sự đun nóng bởi vi sóng rất chọn lọc, trực tiếp và nhanh chóng

1.4.3 Tính chất

Vi sóng có đặc tính là có thể đi xuyên qua được không khí, gốm sứ, thủy tinh, polimer và phản xạ trên bề mặt các kim loại Độ xuyên thấu tỉ lệ nghịch với tần số, khi tần số tăng lên thì độ xuyên thấu của vi sóng giảm Đối với một vật chất

có độ ẩm 50% với tần số 2450 MHz có độ xuyên là 10 cm Ngoài ra, vi sóng có thể lan truyền trong chân không, trong điều kiện áp suất cao…

Năng lượng của vi sóng rất yếu, không quá 10-6 eV, trong khi năng lượng của một nối cộng hóa trị là 5 eV, do đó bức xạ vi sóng không phải là một bức xạ ion hóa

Có một số công trình đã khẳng định được tính vô hại của vi sóng đối với sinh vật Chẳng hạn, khi nghiên cứu sự phát triển của enzim trong điều kiện vi sóng, người ta nhận thấy rằng ảnh hưởng của vi sóng rất giống ảnh hưởng của các gia nhiệt thông thường

Vi sóng cung cấp một kiểu đun nóng không dùng sự truyền nhiệt thông thường Với kiểu đun nóng bình thường, sức nóng đi từ bề mặt của vật chất lần vào bên trong, còn trong trường hợp sử dụng vi sóng, vi sóng xuyên thấu vật chất và làm nóng vật chất ngay từ bên trong Vi sóng tăng hoạt những phân tử phân cực, đặc biệt là nước Nước bị đun nóng do hấp thu vi sóng bốc hơi tạo ra áp suất cao tại nơi bị tác dụng, đẩy nước đi từ tâm của vật đun ra đến bề mặt của nó

1.4.4 Ly trích dưới sự hỗ trợ của vi sóng

Dưới tác dụng của vi sóng, nước trong các tế bào thực vật bị nóng lên, áp suất bên trong tăng đột ngột làm các mô chứa tinh dầu bị vỡ ra Tinh dầu thoát ra bên ngoài, lôi cuốn theo hơi nước sang hệ thống ngưng tụ (phương pháp chưng cất hơi nước) hoặc hòa tan vào dung môi hữu cơ đang bao phủ bên ngoài nguyên liệu (phương pháp tẩm trích)

Lưu ý là mức độ chịu ảnh hưởng vi sóng của các loại mô tinh dầu không giống nhau do kiến tạo của các loại mô khác nhau, ngay khi nguyên liệu được làm nhỏ Kết quả này được phản ánh qua thời gian ly trích

Trong sự chưng cất hơi nước, việc ly trích tinh dầu có thể thực hiện trong điều kiện có thêm nước hay không thêm nước vào nguyên liệu (trường hợp nguyên liệu chứa nhiều nước, đây là đặc điểm của phương pháp chưng cất hơi nước dưới sự

hỗ trợ của vi sóng) Ngoài ra, nước có thể thêm một lần hoặc thêm liên tục (trường hợp lượng nước thêm một lần không đủ lôi cuốn hết tinh dầu trong nguyên liệu) cho đến khi sự ly trích chấm dứt

Ngoài việc nước bị tác dụng nhanh chóng, các cấu phần phân cực (hợp chất

có chứa oxigen) hiện diện trong tinh dầu cũng bị ảnh hưởng bởi vi sóng Ngược lại các cấu phần hidrocarbon ít chịu ảnh hưởng của vi sóng (do chúng có độ phân cực kém) nên sự ly trích chúng tựa như trong sự chưng cất hơi nước bình thường nhưng với vận tốc nhanh hơn rất nhiều vì nước được đun nóng nhanh bởi vi sóng

1.5 Đánh giá chất lượng tinh dầu bằng phương pháp hóa lý

1.5.1 Xác định chỉ tiêu cảm quan

1.5.1.1 Xác định dạng bề ngoài và màu sắc [15]

Xác định dạng bề ngoài và màu sắc của tinh dầu bằng cách quan sát một mẫu tinh dầu có thể tích là 20ml đựng trong ống nghiệm thủy tinh xem tinh dầu trong hay đục

Đặt lọ và nút đã khô, nguội lên đĩa cân bên phải của một cân phân tích cùng một số quả cân có khối lượng G đủ để cân bằng một bình cố định đã đặt ở đĩa cân bên trái G xác định chính xác đến 0,001g

Lấy lọ ra, rót nước cất vào cho đầy quá ngấn chuẩn một chút, chú ý đừng để cho bọt khí bám vào thành lọ Đặt lọ vào môi trường ổn nhiệt ở 250C ngập cho đến

cổ lọ Để trong khoảng 20 – 30 phút cho nhiệt độ của nước đạt đến 250C rồi lấy giấy lọc hay giấy thấm đã cắt thành dãy nhỏ thấm đỡ nước thừa trong lọ vừa đúng đến ngấn chuẩn Lau khô cổ lọ kể cả phần phía trên ngấn chuẩn rồi đậy nút kín rồi lấy lọ

ra khỏi môi trường đều nhiệt Lau khô bên ngoài lọ và để yên trong khoảng 15 – 20 phút cho nhiệt độ trở lại bình thường

Sau đó đặt lọ lên đĩa cân bên phải cùng với một số lượng quả cân có khối lượng G1 đủ để cân bằng với bì cố định đã đặt ở đĩa cân bên trái G1 xác định với độ chính xác như đối với G ở trên

Lại lấy lọ ra đổ hết nước đi, vẩy cho khô, tráng lại bằng axeton hay bằng cồn ete rồi làm cho khô như đã chỉ dẫn ở trên

Qua phễu có cuốn nhỏ (hoặc ống tiêm kéo dài thành phễu) đổ tinh dầu vào lọ cho đầy quá ngấn chuẩn một chút, chú ý đừng để cho tinh dầu dây vào cổ lọ và đừng để bọt khí bám vào thành lọ Đặt vào môi trường đều nhiệt ở 250C trong

khoảng 20 – 30 phút, đều chỉnh tinh dầu cho đến đúng ngấn chuẩn, lấy ra lau khô, đem cân, tất cả đều làm như chỉ dẫn ở trên Khối lượng các quả cân dung lần này là

G2 với độ chính xác như trên

Tính kết quả:

Tỷ trọng (d) tính bằng công thức:

2 1

G: khối lượng của các quả cân ứng với khi cân lọ không, tính bằng gam (g)

G1: khối lượng của các quả cân ứng với khi cân lọ có đựng nước cất, tính bằng gam (g)

G2: khối lượng của các quả cân ứng với khi cân lọ có đựng tinh dầu, tính bằng gam (g)

Sai lệch giữa hai lần xác định liên tiếp không lệch quá 0,001

Kết quả cuối cùng là trung bình cộng của kết quả hai lần xác định liên tiếp Nếu không thể xác định tỷ trọng của tinh dầu ở nhiệt độ 250C thì xác định ở nhiệt độ ghi trong bảng tiêu chuẩn về tinh dầu đó

1.5.2.2 Xác định chỉ số khúc xạ [2]

Xác định chỉ số khúc xạ ở 250C theo phương pháp đo góc giới hạn bằng khúc

xạ kế kiểu Abbe có đèn natri hay bộ phân bổ chính triệt tiêu hiện tượng tán sắc

Cách xác định:

Điều chỉnh máy: Cho một dòng nước có nhiệt độ thích hợp chảy qua bộ lăng

kính, lấy bông hút nước hay vải mềm tẩm ete hoặc axeton lau sạch mặt lăng kính Nhỏ hai đến ba giọt nước cất lên mặt lăng kính mờ bên dưới, nhanh tay và nhẹ nhàng nâng lăng kính này lên áp vào lăng kính bên trên rồi khóa lại Khi nhiệt kế chỉ đúng 250C vặn núm xoay độ lăng kính và vành chia độ cho đến khi số 1,3325 của vành chia độ trùng với vật chuẩn Nhìn vào thị kính, nếu không có đèn natri mà dùng ánh sáng thường thì sẽ có hiện tượng tán sắc, khi đo vặn núm xoay bộ phân bổ chính nhằm triệt tiêu hiện tượng đó để thấy rõ ranh giới giữa hai miền sáng và tối của thị trường Rồi xoay thị kính để nhìn thấy thật sắc nét vạch chuẩn chữ thập giữa thị trường Nếu ranh giới giữa hai miền sáng và tối của thị trường cắt đúng ngay vạch chữ thập thì máy tốt Nếu cắt chưa đúng dùng chìa khóa riêng kèm theo máy

cắm vào trụ vuông nhỏ ở sườn ống ngắm và vặn từ từ đưa ranh giưới giữa hai miền sáng và tối cắt đúng giao điểm của vạch chữ thập Rút chìa khóa cất đi

Như thế là máy điều chỉnh xong

Đo chỉ số khúc xạ:

Mở hộp lăng kính, lấy bông hút nước (hay vải mềm) lau khô mặt lăng kính rồi lại lấy bông hút tẩm ete hoặc axeton lau lại một lần nữa Rỏ 2 -3 giọt tinh dầu lên mặt lăng kính mờ bên dưới rồi lắp lăng kính này vào lăng kính bên trên như đã chỉ dẫn Khi nhiệt kế chỉ đúng 250 C thì nhìn vào thị kính, sữa hiện tượng tán sắc nếu có rồi từ từ vặn núm xoay bộ lăng kính để đưa ranh giới giữa hai miền sáng tối cắt đúng giao điểm của vạch chữ thập Nhìn sang vành chia độ và đọc chỉ số khúc

xạ ở ngang vạch chuẩn Xác định lại vị trí giữa hai ranh giới sáng và tối và đọc chỉ

số ba lần

Lấy giá trị trung bình làm kết quả

Sai số cho phép của kết quả là 0,0002

1.5.2.3 Xác định góc quay cực [2]

Góc quay cực được xác định ở nhiệt độ phòng

Cách tiến hành:

Điều chỉnh máy: Đổ nước cất vào đày ống của phân cực kế, chú ý tránh có

bọt khí bên trong Vặn chặt nắp đậy ống Đặt ống vào máng của phân cực kế đã bật đèn sáng Nhìn vành thị kính, lúc đó sẽ nhìn thấy những miền sáng không đồng đều nhau Xoay thị kính cho vừa mắt để nhìn ranh giới giữa các miền cho thật sắc nét Xoay đĩa chia độ (tức là xoay kính phân tích) cho những mền của thị trường đều sáng như nhau Xem vạch chuẩn trên vành chia độ để xác định sai lệch của điểm 00

so với điểm 0 của du xích

Đo góc quay cực: Lấy ống trong máy ra, tháo nước đi và lau ống cho thật

khô Đổ tinh dầu cho đầy ống và tiếp tục làm như khi điều chỉnh máy Sau khi đã chia dĩa chia độ cho những miền của thị trường sáng điều nhau xem vạch chuẩn trên vành chia độ và đọc kết quả Hiệu chỉnh với độ sai lệch của điểm 00 so với điểm 0 của du xích (kết quả khi điều chỉnh máy) để được trị đúng của góc quay cực

1.5.2.4 Xác định độ hòa tan trong etanol [2]

Tỷ trọng của etanol 90% (% theo thể tích) ở 250C là 0,8098 – 0,8117, etanol 96% là 0,8038 - 0,8063

Từ buret nhỏ dần dần etanol có nồng độ xác định vào ống đựng tinh dầu Ống này phải ngâm trong nước có nhiệt độ 200C Sau mỗi lần nhỏ khoảng 0,2ml vào đậy nút lại và lấy ống ra lắc đều cho đến khi tan hết tinh dầu rồi lại ngâm vào nước ở 250C Tiếp tục nhỏ etanol và làm như trên cho đến khi được một dung dịch trong suốt Ghi lượng etanol đã dùng

Để đỡ mất thời giờ có thể sử dụng sơ bộ bằng cách cho mỗi lần 0,5 hay 1ml etanol để biết độ hòa tan ở khoảng nào Sau đó làm lại để xác định độ hòa tan chính xác đến 0,2ml

Trường hợp nhiệt độ phòng trên 250C có thể hòa tan một cách bình thường nghĩa là không cần phải ngâm ống sau mỗi lần nhỏ dung môi Chỉ sau khi dung dịch trở nên trong suốt mới cần ngâm ống vào nước có nhiệt độ thích hợp để nhiệt độ của dung dịch trở về 250C Nếu không có hiện tượng đục trở lại thì coi là được và ghi thể tích etanol đã dùng

1.5.2.5 Xác định chỉ số axit [2]

Phương pháp xác định dựa trên sự trung hòa axit tự do trong chất thử dung dịch kiềm:

RCOOH + KOH RCOOK + H2O

Từ lượng kiềm đã dùng, biết khối lượng của phân tử axit, tính ra lượng axit Hàm lượng axit được biểu thị bằng chỉ số axit nghĩa là lượng mg KOH cần

để trung hòa 1g chất thử hoặc biểu thị bằng phần trăm

Cách tiến hành:

Cân chính xác 2g tinh dầu không lẫn nước cho vào một bình cầu để và phòng hóa dung tích từ 100 – 200ml có ống làm lạnh bằng không khí dài 1m, đường kính 0,1cm Cho vào 10ml etanol trung tính 96% ở 200C, nhỏ vào 10 giọt dung dịch phenolphthalein trung tính 0,2g trong 100ml etanol