NGHIÊN cứu THÀNH PHẦN hóa học TINH dầu cây cà RI (MURRAYA KOENIGII (l ) SPRENG) và cây NGUYỆT QUỚI (MURRAYA PANICULATA (l ) JACK) THUỘC họ CAM (RUTACEAE) ở bến TRE

Khảo sát sự ly trích tinh dầu, các yếu tố ảnh hưởng, phương pháp ly trích hiệnđại có sự hỗ trợ của vi sóng và phương pháp cổ điển chưng cất lôi cuốn hơi nước.. Góp phần tìm hiểu thành ph

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

- -HUỲNH NGỌC THI

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC

TINH DẦU CÂY CÀ RI (MURRAYA

KOENIGII (L.) SPRENG) VÀ CÂY NGUYỆT QUỚI (MURRAYA PANICULATA (L.) JACK)

THUỘC HỌ CAM (RUTACEAE) Ở BẾN TRE

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ

Mã ngành: 60 44 27

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

- -HUỲNH NGỌC THI

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC

TINH DẦU CÂY CÀ RI (MURRAYA

KOENIGII (L.) SPRENG) VÀ CÂY NGUYỆT QUỚI (MURRAYA PANICULATA (L.) JACK)

THUỘC HỌ CAM (RUTACEAE) Ở BẾN TRE

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ

Mã ngành: 60 44 27

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS NGUYỄN CỬU THỊ HƯƠNG GIANG

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 MÔ TẢ ĐẶC TÍNH THỰC VẬT 3

1.1.1 Cây cà ri Murraya koenigii (L.) Spreng 3

1.1.2 Cây nguyệt quới Murraya paniculata (L.) Jack 4

1.2 KHÁI QUÁT VỀ VI SÓNG VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG 6

1.3 CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU 7

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 9

2.1 NGUYÊN LIỆU 9

2.2 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG 9

2.2.1 Hóa chất 9

2.2.2 Thiết bị sử dụng 9

2.3 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT LY TRÍCH 9

2.3.1 Ảnh hưởng của độ héo nguyên liệu 9

2.3.2 Ảnh hưởng của cách xử lý nguyên liệu 10

2.3.3 Ảnh hưởng của công suất lò vi sóng khi ly trích 10

2.3.4 Ảnh hưởng của thời gian ly trích 10

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH TINH DẦU 10

2.4.1 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước cổ điển 10

2.4.2 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có sự hỗ trợ của vi sóng trong môi trường khí trơ 11

* Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có sự hỗ trợ của vi sóng có thêm nước cố định 11

* Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có sự hỗ trợ của vi sóng không

2.5 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TINH DẦU 12

2.6 THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT KIỂM ĐỊNH 12

CHƯƠNG 3: DỰ KIẾN KẾT QUẢ 13

TÀI LIỆU THAM KHẢO 14

DỰ KIẾN THỜI GIAN THỰC HIỆN LUẬN VĂN 16

MỞ ĐẦU

- -Việt Nam là một nước có điều kiện tự nhiên khá thuận lợi: khí hậu nhiệt đới giómùa, lượng mưa hàng năm và độ ẩm trung bình tương đối cao… rất thích hợp cho hệsinh thái phát triển Vì thế, nguồn tài nguyên thiên nhiên nước ta rất phong phú, đadạng Đây cũng là nguồn nguyên liệu dồi dào góp phần thúc đẩy sự phát triển củanhiều ngành kinh tế trong đó có các ngành công nghiệp thực phẩm, hương liệu  hóa

mỹ phẩm, dược phẩm Tinh dầu là nguồn nguyên liệu không thể thiếu để phát triển

và mở rộng các ngành trên

Thực tế khẳng định, từ xa xưa, ông bà ta đã biết khai thác và sử dụng nhiều loạicây có chứa tinh dầu với nhiều mục đích khác nhau: làm thuốc chữa bệnh, làm gia vị,làm hương liệu Đây là một minh chứng khẳng định: tinh dầu đóng vai trò đặc biệtquan trọng trong đời sống Ngày nay, cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật, ngànhcông nghiệp tổng hợp hóa dược, hương liệu, mỹ phẩm và các hợp chất thay thế chonguyên liệu tự nhiên chiếm vị thế đáng kể Tuy nhiên, không vì thế mà nguồn thảodược và nguyên liệu tự nhiên cho các ngành công nghiệp thực phẩm, hương liệu mất

đi giá trị Trái lại, con người ngày càng có xu hướng hòa nhập với thiên nhiên nên việc

sử dụng các nguồn thảo dược sẵn có trong tự nhiên là điều chắc chắn Vấn đề cốt lõi làlàm sao khai thác nguồn tài nguyên thực vật phong phú ấy để cung cấp cho các ngànhcông nghiệp thực phẩm, hương liệu – hóa mỹ phẩm

Với mong muốn được góp một phần nhỏ vào việc nghiên cứu thành phần hóahọc của tinh dầu; giúp tìm hiểu thêm nguồn thảo dược tự nhiên cũng như nguyên liệuphục vụ cho công nghiệp thực phẩm, hương liệu, hóa mỹ phẩm Chúng tôi chọn đề

tài: Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu cây Cà ri (Murraya koenigii (L.)

Spreng) và cây Nguyệt Quới (Murraya paniculata (L.) Jack) thuộc họ Cam

(Rutaceae) ở Bến Tre.

Mục tiêu của đề tài

Khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu cây cà ri (Murraya koenigii (L.) spreng) và cây nguyệt quới (Murraya paniculata (L.) Jack) thuộc họ cam (Rutaceae) ở

Bến Tre

Khảo sát sự ly trích tinh dầu, các yếu tố ảnh hưởng, phương pháp ly trích hiệnđại có sự hỗ trợ của vi sóng và phương pháp cổ điển chưng cất lôi cuốn hơi nước

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ứng dụng phương pháp mới trong ly trích tinh dầu bằng vi sóng

Góp phần tìm hiểu thành phần hóa học của tinh dầu cây cà ri, cây nguyệt quới

và ứng dụng của chúng trong dân gian dùng chữa bệnh, dùng làm gia vị trong thựcphẩm Từ đó góp thêm nguồn nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm, dược phẩm

Góp phần làm phong phú thêm nguồn tinh dầu của Việt Nam

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 MÔ TẢ ĐẶC TÍNH THỰC VẬT

1.1.1 Cây cà ri Murraya koenigii (L.) Spreng

Còn được gọi là cây cà ri, chùm hôi trắng, xan tróc

Tên khoa học: Murraya koenigii (L.) Spreng

Thuộc họ: cam (Rutaceae)

Mô tả: Cây bụi cao 1-2 m, có các nhánh màu tía sẫm Lá kép lông chim lẻ với17-21 dụi lá chét dài 3-5 cm, mọc so le, hình trái xoan thon, không cân xứng, nhẵn hayhơi có lông mịn, nhạt ở mặt dưới, mép có răng tròn thấp, gân phụ 4-6 cặp, lồi rõ ở mặtdưới Hoa nhỏ, màu trắng có mùi không thơm lắm, tập hợp thành ngù kép ở ngọn ngắnhơn lá Quả dạng quả mọng, dài 1 cm, màu tía sẫm, có tuyến, với 1-2 hạt bao bởi chấtnhầy

Bộ phận dùng: quả, lá, vỏ và rễ

Nơi sống và thu hái: khá phổ biến ở Campuchia, Lào, Ấn Độ, Nam TrungQuốc, Inđônêxia và Việt Nam Ở nước ta, cây mọc ở Nha Trang, Khánh Hoà, có thể làcây trồng

Thành phần hoá học: Vỏ rễ có một tỷ lệ cao tinh dầu và một glucosid koenigin Tính vị, tác dụng: Lá có vị đắng hơi chua, mùi thơm rất nổi; quả và lá đều làmsăn da Vỏ, rễ kích thích và bổ

Công dụng, chỉ định và phối hợp: Ở Ấn Độ, người ta trồng chủ yếu để lấy lá màngười ta dùng như là gia vị và làm thuốc Lá dùng phần lớn để chế bột cary Quả, ládùng để trị lỵ, tiêu chảy và sốt rét Ở Ấn Độ, người ta dùng ăn sáng để trị lỵ, nghiềnnát ra và đắp ngoài để trị phát ban da, dùng sắc với rượu bia đắng lấy nước như làthuốc hạ sốt và dùng trị rắn cắn Vỏ và rễ được dùng trị phát ban da và vết cắn củađộng vật có độc

Ở miền Trung nước ta, người ta cũng dùng lá trong ăn uống và nấu nước dùngtắm cho trẻ em bị bệnh ghẻ

Hình 1.1 Cây cà ri và hoa của cây cà ri

Hình 1.2 Quả của cây cà ri

1.1.2 Cây nguyệt quới Murraya paniculata (L.) Jack

Còn được gọi là cây nguyệt quới, nguyệt quý, nguyệt quế

Tên khoa học: Murraya paniculata (L.) Jack

Tên đồng nghĩa: Murraya exotica L.

Tên nước ngoài: Orange jessamine, honeybush, curryleaf tree (Anh); buis de Chine (Pháp)

Thuộc họ: cam (Rutaceae)

Mô tả: Nguyệt quới là loại cây gỗ nhỏ, cao từ 2-8 m, vỏ hơi trắng, lá kép lôngchim lẻ, có 5-9 lá chét mọc so le, nguyên, hình bầu dục ngọn giáo, nhọn ở gốc, bóngláng, dai, có gân chính nổi rõ Hoa lớn màu trắng, hương thơm, thành xim ít hoa ởnách lá hay ngọn cây Quả đỏ, nạc, hình cầu hay hình trứng có đài tồn tại với 1-2 hạt

Mùa quả: tháng 11-1

Bộ phận dùng: Lá, hoa, quả, rễ nguyệt quới Thu hái lá và rễ quanh năm vàomùa khô, dùng tươi hoặc phơi khô

Phân bố sinh thái: chủ yếu ở vùng nhiệt đới và Á nhiệt đới Nam Á đến các nước

ở Đông, Đông – Nam Á và xuống đến Australia Ở Việt Nam, chi này có 4-5 loài(Nguyễn Tiến Bân, 1997) Nguyệt quới là loài mọc tự nhiên rải rác ở rừng cây bụi thấpvùng ven biển miền trung Cây đã được trồng làm cảnh từ lâu, vì có tán lá đẹp, thườngxanh và hoa thơm Nguyệt quới cũng là cây mọc trong tự nhiên và được trồng ở Ấn

Độ, Thái Lan, Campuchia

Thành phần hóa học chính: Lá và vỏ có chứa tinh dầu, các bộ phận của cây nhất

là cánh hoa chứa một glycoside gọi là Murrayin, khi có mặt của các acide pha loãng vàđun sôi nó sẽ phân tích ra thành Murrayetine và glucose Cánh hoa phơi khô chứa chấtglucosid scopolin Murrayin được coi như có tính chất kích thích và làm săn da

Đông y cho rằng nguyệt quới có vị cay, đắng, tính hơi ấm có công năng giảibiểu, tiêu viêm, gây tê, trấn kinh, khứ phong hoạt lạc; lá cây cũng có tác dụng kíchthích Thường được dùng trong trị liệu các chứng phong thấp đau xương, đòn ngã tổnthương, đau răng, đau dạ dày, tiêu chảy, kiết lỵ, côn trùng và rắn cắn Ngoài ra cònđược sử dụng trị dịch viêm não hay gây tê cục bộ

Một số bài thuốc tiêu biểu: 1/ Trị chứng đau phong thấp: Nguyệt quới 15 g, rễbông ổi 15 g, rễ móng bò (Champion) 15 g Nấu thành súp với thịt gà ăn hằng ngàyhoặc ngâm rượu uống 2/ Trị đau răng: Lấy vỏ thân hoặc lá cây nguyệt quới nhai ngậmnhiều lần trong vài ngày 3/ Trị chứng ho có đờm: Lá nguyệt quới khô 8-16 g sao vàngsắc lấy nước uống trong ngày 4/ Làm bổ phổi: Lấy hoa nguyệt quới sao khô và sắcuống ngày 1 thang 5/ Trị vết thương: Lấy lá nguyệt quới khô nghiền thành bột đắp lênvết thương sưng đau Ngày làm 1 – 2 lần

Hình 1.3 Cây nguyệt quới

Hình 1.4 Hoa và quả của cây nguyệt quới

1.2 KHÁI QUÁT VỀ VI SÓNG VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA VI SÓNG

Vi sóng còn có tên gọi sóng vi ba (microwave) là sóng điện từ có tần số từ 30GHz-300 MHz tương ứng với độ dài sóng từ 1 cm đến 1 m Năng lượng của vi sóngrất thấp không quá 3.10-3 Kcal.mol-1, do đó không thể làm đứt nối cộng hóa trị của hợpchất hữu cơ (Ec-c= 83 Kcal.mol-1), cũng như hoàn toàn không có khả năng ion hóa cácphân tử vật chất

Ly trích vi sóng dựa trên kết quả các dao động của trường điện từ với tầng số

2450 MHz Các phân tử trong các hợp chất thiên nhiên thường là lưỡng cực điện, cómột đầu tích điện âm và một đầu tích điện dương Những đầu lưỡng cực này thường

có xu hướng quay sao cho nằm song song với chiều điện trường ngoài Khi điệntrường dao động các phân tử quay nhanh qua lại và được chuyển hóa thành chuyểnđộng nhiệt hỗn loạn va chạm phân tử tạo thành nhiệt trong môi trường ly trích

Dưới sự chiếu xạ của vi sóng, nước trong tế bào thực vật bị nóng lên, khi nướcsôi, áp lực hơi nước làm vỡ các mô chứa tinh dầu đồng thời hơi nước lôi cuốn theo cáchợp chất dễ bay hơi thoát ra ngoài theo hệ thống ngưng tụ Ly trích tinh dầu có thểthực hiện trong điều kiện không thêm nước hay có thêm nước vào nguyên liệu

1.3 CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU

Năm 2008, Jasim Uddin Chowdhury, Md Nazrul Islam Bhuiyan và

Mohammed Yusuf nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu lá cây cà ri (Murraya

koenigii (L.) Spreng) và nguyệt quới (Murraya paniculata (L.) Jack) từ Bangladesh,

dùng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) xác định thành phần tinh dầu lácây cà ri chứa 39 hợp chất trong đó chủ yếu là 3-carene (54,2%), caryophyllene(9,5%) Tinh dầu lá nguyệt quới có 58 hợp chất trong đó chủ yếu là caryophyllene oxit

(16,6%), β-caryophyllene (11,8%), spathulenol (10,2%), β-elemene (8,9%),

germacrene D (6,9%) và cyclooctene, 4-methylene-6-(1 propenylidene) (6,4%)

Năm 2009, Za Iskandar B Mohd Dikui nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu

lá cây cà ri (Murraya koenigii (L.) Spreng) bằng phương pháp chiết dung môi có sự hỗ

trợ của siêu âm, dùng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) xác định thànhphần chính trong tinh dầu lá cây cà ri là caryophyllene và 3-carene

Năm 2010, Manvi Malwal và Renu Sarin nghiên cứu thành phần hóa học tinh

dầu lá cây cà ri (Murraya koenigii (L.) Spreng) bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn

hơi nước trong thiết bị Clevenger, dùng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ(GC-MS) xác định thành phần chính trong tinh dầu lá cây cà ri là -pinene (32.4%),

-pinene (11.4%), -caryophyllene (12.4%), sabinene (10.2%) và limonene (6.2%)

Năm 2010, Prasant Kumar Rout, Y Ramachandra Rao và Satyanarayan Naik

đã chiết thành hóa học của hoa tươi cây nguyệt quới bằng CO2 lỏng và dùng GC-MSxác định thành phần hóa học của dịch chiết

Wu Tian shung chiết xuất và phân lập chất murrayanon (R=OMe,

R1=CH2COCHMe2) và murraculatin (R=H; R1=CH2CMe2CO2H) trong lá nguyệt quới(CA.109,1988, 167275z)

OMe R

Ito-chihiro, Furukawa Hiroshi tách được 3 coumarin từ lá cây nguyệt quới làisomurralonginol nicotinat, panial và cis osthenon (CA.108, 1988, 92069a).

Kinoshita, Takeshi cũng đã phân lập và xác định cấu trúc các dẫn xuất prenyl

coumarin từ lá nguyệt quý ở Indonexia là 5,7-dimethoxy-8-(Z)-3-dimethyl

butan-1,3-dienyl coumarin cùng với 5 loại coumarin khác là coumurrayin,5,7-dimethoxy-8-(3-methyl-2-oxo butyl) coumarin, toddalenon, toddasin vàaurapten (CA 125, 1996, 53641r)

Vỏ cành nguyệt quý cũng chứa các coumarin như8-(butenyl-3-methyl)-7-0--D-galactopyranosyl, marmesin-4-0--L-arabinopyranosid7-methoxy-8-(2-isovaleryloxy-3-butenyl-3-methyl) coumarin cùng với các flavonoid3,5,6,7,8,3,4,5-octamethoxy flavon, 7-methoxy-8-(3-butenyl-3-methyl-2-oxo)coumarin (Srivastava, Savitri D CA, 127, 1997, 133299s)

Wu Tian Shung; Liou Mexi Jen, Lin, Young Kuei; Wu Tian Shung cũng chiếtđược trong hoa nguyệt quý một số dẫn chất coumarin khác nhau yuehgesin-A, B, C;murracarpin mupanidin, 7-methoxy-8-(1-ethoxy-2-hydroxy-3-methyl-3-butenyl)coumarin umbelliferon, paniculatin, braylin, euraptenol maranzin hydrat,minumicrolin (CA, 121, 1994, 5109u)

Wu Tian Shung, C.Han, Yu, Yi còn tìm thấy trong hoa các flavonoid3,5,7,3,4,5-hexa methoxy flavonon và một alcaloid nhân indol là murrayaculatin(CA, 122, 1995, 51383x)

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM

- Diethyl ether: chưng cất phân đoạn 37oC, làm khan bằng Na2SO4

- Muối Natrisunfat (Na2SO4) làm khan trước khi sử dụng

- Muối Natriclorua (NaCl)

- Nước cất một lần

2.2.2 Thiết bị sử dụng

- Máy cô quay hiệu BUCHI – Thụy Sĩ

- Lò vi sóng – Microwave oven 2015, Electrolux  Trung Quốc

- Hệ thống sinh hàn

- Bình chiết

- Sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS)

- Hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước cổ điển

2.3 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT LY TRÍCH

2.3.1 Ảnh hưởng của độ héo nguyên liệu

Khảo sát hiệu suất ly trích tinh dầu khi để héo nguyên liệu ở các khoảng thờigian khác nhau

2.3.2 Ảnh hưởng của cách xử lý nguyên liệu

Khảo sát hiệu suất ly trích tinh dầu khi xử lý nguyên liệu bằng cách thái nhỏ vàxay nhiễn

2.3.3 Ảnh hưởng của công suất lò vi sóng khi ly trích

Khảo sát hiệu suất ly trích tinh dầu ở các mức công suất khác nhau của lò visóng

2.3.4 Ảnh hưởng của thời gian ly trích

Khảo sát hiệu suất ly trích tinh dầu theo thời gian

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH TINH DẦU

2.4.1 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước cổ điển

Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan, khuếch tán và lôi cuốn theohơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô khi tiếp xúc vớihơi nước ở nhiệt độ cao

Nước cất

Đun sôi

- Ly trích bằng Et2O

- Làm khan bằng Na2SO4

2.4.2 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có sự hỗ trợ của vi sóng trong môi trường khí trơ

* Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có sự hỗ trợ của vi sóng có thêm nước cố định

Sơ đồ 2.2 Ly trích tinh dầu theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có sự

hỗ trợ của vi sóng thêm nước cố định.

* Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có sự hỗ trợ của vi sóng không thêm nước

Nước cấtNguyên liệu

Bình chưng cất 1 lít

Đặt trong lò vi sóngChiếu xạ vi sóngMôi trường khí trơ

Hệ thống ngưng tụ

Tinh dầu và nước

Tinh dầuDiethyl ether

- Ly trích bằng Et2O

- Làm khan bằng Na2SO4

Sơ đồ 2.3 Ly trích tinh dầu theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có sự

hỗ trợ của vi sóng không thêm nước.

2.5 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TINH DẦU

Dùng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) để xác định thành phầnhóa học của các mẫu tinh dầu thu được

2.6 THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT KIỂM ĐỊNH

Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của tinh dầu cây cà ri và cây nguyệtquới

Nguyên liệu

Bình chưng cất 1 lít

Đặt trong lò vi sóngChiếu xạ vi sóngMôi trường khí trơ

Hệ thống ngưng tụ

Tinh dầu và nước

Tinh dầuDiethyl ether

- Ly trích bằng Et2O

- Làm khan bằng Na2SO4