Đề tài: Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu từ vỏ bưởi năm roi (citrus grandis (l ) osbeck var grandis) bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Mục đích nghiên cứu của đề tài là xây dựng quy trình công nghệ thích hợp cho việc chiết xuất tinh dầu từ vỏ bưởi Năm Roi bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể xem là cơ sở khoa học ban đầu của việc xây dựng quy trình sản xuất tinh dầu từ vỏ bưởi trên quy mô công nghiệp cũng như cung cấp những dẫn liệu khoa học về thành phần hóa học và tính chất lý hóa cơ bản của tinh dầu vỏ bưởi Năm Roi.

i LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô khoa Chế biến hết lòng giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức lĩnh vực công nghệ thực phẩm - hành trang quý giá cho em vững bước vào đời Em vô biết ơn giúp đỡ nhiệt tình q thầy phụ trách Bộ mơn Hóa, phịng thí nghiệm Hóa Cơ phịng thí nghiệm Cơng nghệ Thực phẩm Em xin chân thành cảm ơn TS Hoàng Thị Huệ An tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình thực đề tài Qua đây, em gởi lời cảm ơn chân thành tới anh Nguyễn Đức Tuấnchuyên viên phân tích (Trung tâm Phân tích phân loại hàng hố xuất nhập Miền Trung, số 10 Ngô Quyền, Quận Sơn Trà, Thành Phố Đà Nẵng) giúp đỡ em cung cấp kiến thức phương pháp sắc ký ghép khối phổ Xin cảm ơn gia đình bạn bè em động viên, giúp đỡ đóng góp nhiều ý kiến quý báu, giúp em hoàn thiện tốt đề tài tốt nghiệp Nha Trang, ngày 20 tháng năm 2011 Sinh viên thực NGUYỄN ĐẮC PHÁT ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANG MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU .1 Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu giống bƣởi Năm Roi 1.1.1 Nguồn gốc đặc điểm 1.1.2 Cấu tạo, thành phần hóa học cơng dụng vỏ bƣởi 1.2 Tổng quan tinh dầu 1.2.1 Khái niệm tinh dầu 1.2.2 Phân loại thành phần có tinh dầu 1.2.2.1 Phân loại theo hàm lƣợng 1.2.2.2 Phân loại theo tính chất vật lý 1.2.2.3 Phân loại theo chất hóa học 1.2.3 Tính chất vật lý hóa học chung tinh dầu 1.2.3.1 Tính chất vật lý 1.2.3.2 Tính chất hóa học 1.2.4 Quá trình sinh tổng hợp tinh dầu thể thực vật 1.2.5 Vai trò tinh dầu đời sống thực vật 1.2.6 Ứng dụng tinh dầu 10 1.2.6.1.Trong công nghệ thực phẩm 10 1.2.6.2.Trong y học 10 1.2.6.3.Trong công nghiệp sản xuất mỹ phẩm 10 1.3.Các phƣơng pháp sản xuất tinh dầu 11 1.3.1 Phƣơng pháp chƣng cất (Hydrodistillation) 11 1.3.1.1 Những yếu tố ảnh hƣởng hiệu suất chƣng cất tinh dầu 11 iii 1.3.1.2 – Ƣu nhƣợc điểm 13 1.3.1.3 Ƣu- nhƣợc điểm phƣơng pháp chƣng cất 15 1.3.2 Phƣơng pháp chiết (Extraction) 15 1.3.2.1 Yêu cầu dung môi chiết 16 1.3.2.2 Ƣu nhƣợc điểm phƣơng pháp 17 1.3.3 Phƣơng pháp ƣớp (Enfleurage) 17 1.3.4 Phƣơng pháp ngâm (Hot Maceration) 17 1.3.5 Phƣơng pháp ép (Expression hay Cold Pressing) 17 1.4 Các dạng sản phẩm trình tách chiết tinh dầu 18 1.5 Thu 19 1.5.1 Thu hoạch nguyên liệu 19 1.5.2 Bảo quản sơ chế nguyên liệu 19 1.6 Tình hình nghiên cứu tinh dầu họ Citrus 20 1.6.1 Tình hình nghiên cứu giới 20 1.6.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 22 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu .24 2.1.1 Nguyên liệu 24 2.1.2 Dụng cụ - Thiết bị - Hóa chất 24 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 25 2.2.1 Xác định thành phần khối lƣợng bƣởi Năm Roi 25 2.2.2 Chuẩn bị nguyên liệu 25 2.2.3 Đề xuất quy trình tách chiết tinh dầu từ vỏ bƣởi 25 2.2.4 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất thu hồi tinh dầu 27 2.2.4.1 Ảnh hƣởng tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu (v/w) 27 2.2.4.2 Ảnh hƣởng nồng độ NaCl dịch ngâm 28 2.2.4.3 Ảnh hƣởng thời gian ngâm muối NaCl 29 2.2.4.4 Ảnh hƣởng thời gian chƣng cất 30 2.2.5 Tối ƣu hóa quy trình tách chiết tinh dầu 31 iv 2.2.6 Thử nghiệm quy trình chƣng cất- Đánh giá hiệu suất chất lƣợng tinh dầu thu đƣợc 32 2.2.6.1 Thử nghiệm quy trình chƣng cất - Đánh giá hiệu suất thu hồi tinh dầu 32 2.2.6.2 Xác định tính chất lý- hóa tinh dầu 32 2.2.6.3 Định danh cấu tử có tinh dầu vỏ bƣởi 32 2.2.7 Xử lý số liệu 34 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Kết xác định thành phần khối lƣợng bƣởi Năm Roi 35 3.2 Kết xác định tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu thích hợp 36 3.3 Kết xác định nồng độ NaCl thích hợp .37 3.4 Kết xác định thời gian ngâm muối NaCl thích hợp 39 3.5 Kết xác định thời gian chƣng cất thích hợp .40 3.6 Kết xác định điều kiện tối ƣu để chƣng cất tinh dầu .40 3.7 Quy trình hồn thiện tách chiết tinh dầu từ vỏ bƣởi .43 3.8 Kết xác định hiệu suất tách tinh dầu 44 3.9 Kết đánh giá tính chất cảm quan xác định số lý- hóa sản phẩm 45 3.9.1 Đánh giá tính chất cảm quan 45 3.9.2 Kết xác định số lý- hóa 45 3.10 Kết xác định thành phần hóa học tinh dầu 46 3.11 Tính tốn sơ giá thành sản phẩm phịng thí nghiệm 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC v DANG MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT GC Gas chromatography Sắc ký khí GC-MS Gas chromatography-Spectroscopy Sắc ký khí ghép khối phổ H Hour Giờ Min Minute Phút R2 Correlation coefficient Hệ số tƣơng quan v/w Volume/weight Thể tích/khối lƣợng w/v Weight/volume Khối lƣợng/thể tích IA Acide Index Chỉ số acide IS Saponification Index Chỉ số xà phòng IE Esters Index Chỉ số este vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Các mức khoảng biến thiên yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất thu hồi tinh dầu 31 Bảng 3.1 Thành phần khối lƣợng bƣởi Năm Roi .35 Bảng 3.2 Thể tích tinh dầu thu đƣợc tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu khác 36 Bảng 3.3 Thể tích tinh dầu thu đƣợc ngâm nồng độ NaCl khác .37 Bảng 3.4 Thể tích tinh dầu thu đƣợc thời gian ngâm NaCl khác 39 Bảng 3.5 Sự phụ thuộc thể tích tinh dầu thu đƣợc theo thời gian chƣng cất 40 Bảng 3.6 Kết thí nghiệm khảo sát phụ thuộc lƣợng tinh dầu chƣng cất vào yếu tố ảnh hƣởng theo phƣơng án TNYT 24 41 Bảng 3.7 Hiệu suất tách tinh dầu từ vỏ bƣởi Năm Roi 45 Bảng 3.8 Tính chất cảm quan tinh dầu vỏ bƣởi .45 Bảng 3.9 Kết xác định số lý-hóa tinh dầu bƣởi 45 Bảng 3.10 Kết định danh số cấu tử tinh dầu vỏ bƣởi Năm Roi 48 Bảng 3.11 Ƣớc tính chi phí nguyên vật liệu để tách tinh dầu từ 100kg vỏ bƣởi Năm Roi .52 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Bƣởi Năm Roi Hình 1.2 Hoa bƣởi Năm Roi Hình 1.3 Cấu trúc phân tử isopren khung terpenoid Hình 1.4 Cấu trúc phân tử số hợp chất có tinh dầu Hình 1.5 Cơ quan chứa tinh dầu vỏ bƣởi dạng túi tiết Hình 1.6 Thiết bị chƣng cất nƣớc 13 Hình 1.7 Thiết bị chƣng cất nƣớc khơng có nồi riêng 14 Hình 1.8 Thiết bị chƣng cất nƣớc có nồi riêng 15 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình dự kiến tách chiết tinh dầu từ vỏ bƣởi 26 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nƣớc/ngun liệu thích hợp 27 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ muối NaCl thích hợp 28 Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm muối NaCl thích hợp 29 Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian chƣng cất thích hợp 30 Hình 2.6 Chƣơng trình nhiệt độ phân tích tinh dầu vỏ bƣởi phƣơngpháp GC/MS/MS 33 Hình 3.1 Ảnh hƣởng tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu đến lƣợng tinh dầu chƣng cất 36 Hình 3.2 Ảnh hƣởng nồng độ NaCl đến lƣợng tinh dầu chƣng cất 38 Hình 3.3 Ảnh hƣởng thời gian ngâm NaCl đến lƣợng tinh dầu chƣng cất 39 Hình 3.4 Ảnh hƣởng thời gian chƣng cất đến lƣợng tinh dầu chƣng cất 40 Hình 3.5 Bề mặt đáp ứng mơ tả phụ thuộc lƣợng tinh dầu chƣng cất vào tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu (X1) nồng độ muối NaCl (X2) 42 Hình 3.6 Bề mặt đáp ứng mô tả phụ thuộc lƣợng tinh dầu chƣng cất vào thời gian ngâm muối NaCl (X3) thời gian chƣng cất (X4) 42 Hình 3.7 Bề mặt đáp ứng mơ tả phụ thuộc lƣợng tinh dầu chƣng cất vào nồng độ muối NaCl (X2) thời gian chƣng cất (X4) 42 Hình 3.8 Bề mặt đáp ứng mô tả phụ thuộc lƣợng tinh dầu chƣng cất vào tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu (X1) thời gian ngâm muối NaCl (X3) 42 Hình 3.9 Sơ đồ quy trình tách chiết tinh dầu từ vỏ bƣởi 43 viii Hình 3.10 Sắc kí đồ GC tinh dầu vỏ bƣởi Năm Roi (RT = – 29 min) 49 Hình 3.11 Sắc kí đồ GC tinh dầu vỏ bƣởi Năm Roi (RT = 29 – 38 min) 50 Hình 3.12 Sắc kí đồ GC tinh dầu vỏ bƣởi Năm Roi (RT = 38 – 60 min) 51 MỞ ĐẦU Từ xa xƣa, tinh dầu đƣợc mệnh danh báu vật thiên nhiên Con ngƣời phát biết cách sử dụng tinh dầu vào nhiều mục đích khác nhƣ chữa bệnh, làm đẹp, chăm sóc da, giúp thƣ giãn, giảm stress Ngày nay, vai trò tinh dầu ngày trở nên thiết yếu Chúng đƣợc sử dụng rộng rãi lĩnh vực thực phẩm, mỹ phẩm, dƣợc phẩm Chúng ta dễ dàng bắt gặp diện tinh dầu nhiều sản phẩm, từ sản phẩm cao cấp nhƣ nƣớc hoa, kem dƣỡng da mặt hàng bình dân nhƣ nƣớc giải khát, nồi xông trị cảm Đặc biệt, ngƣời ngày ý ƣa chuộng tới loại tinh dầu có nguồn gốc tự nhiên tính an tồn cao chúng Trong số loại tinh dầu thực vật, tinh dầu bƣởi sản phẩm đƣợc ƣa chuộng có giá trị kinh tế cao (115.000 VNĐ/10 ml) [18] có mùi thơm nhẹ, dễ chịu có nhiều ứng dụng công nghiệp dƣợc phẩm, mỹ phẩm Việt Nam, với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, thuận lợi cho việc sinh trƣởng nhiều loài ăn có giá trị Trong số đó, bƣởi Năm Roi (Citrus grandis (L.) Osbeck var grandis) đặc sản tiếng vùng đồng sông Cửu Long Loại bƣởi đƣợc ngƣời tiêu dùng nƣớc nhƣ giới ƣa chuộng nhờ có vị thanh, mọng nƣớc Đây loại trái Việt Nam đƣợc đăng ký thƣơng hiệu thông qua doanh nghiệp chế biến rau xuất Hoàng Gia (Vĩnh Long) Hiện nay, qua doanh nghiệp Hoàng Gia, bƣởi Năm Roi đƣợc xuất sang thị trƣờng Hà Lan, Đức, Hoa Kỳ, Phần Lan, Nga, Trung Quốc… Ngoài việc xuất dƣới dạng tƣơi, bƣởi Năm Roi đƣợc đa dạng hóa sản phẩm cách chế biến nƣớc ép bƣởi đóng lon Sản phẩm đƣợc tiêu thụ rộng rãi thị trƣờng nƣớc xuất sang Đức, Tây Ban Nha, Pháp… [22] Tuy nhiên, với sản lƣợng tiêu thụ lớn, ngành công nghiệp chế biến nƣớc ép bƣởi Năm Roi hàng năm đối mặt với việc phải xử lý lƣợng lớn phế liệu vỏ bƣởi Vì vậy, việc tìm kiếm giải pháp tận dụng phế liệu vỏ bƣởi để sản xuất sản phẩm có giá trị gia tăng nhằm nâng cao hiệu kinh tế trình sản xuất, giảm thiểu rác thải môi trƣờng vấn đề đƣợc doanh nghiệp quan tâm Một sản phẩm giá trị khai thác từ nguồn phế liệu tinh dầu vỏ bƣởi Thực vậy, theo số nghiên cứu, hàm lƣợng tinh dầu lớp vỏ bƣởi cao (khoảng 1,4 - 1,6%) [3] Do vậy, việc nghiên cứu tách chiết tinh dầu từ vỏ bƣởi Năm Roi nhằm phục vụ cho nhu cầu nƣớc xuất hƣớng nghiên cứu triển vọng Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đây, đƣợc đồng ý khoa Chế Biến môn Công nghệ Thực phẩm, dƣới hƣớng dẫn TS Hoàng Thị Huệ An, em nghiên cứu thực đề tài: “Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu từ vỏ bƣởi Năm Roi (Citrus grandis (L.) Osbeck var grandis) phƣơng pháp chƣng cất lơi nƣớc” Mục đích nghiên cứu đề tài xây dựng quy trình cơng nghệ thích hợp cho việc chiết xuất tinh dầu từ vỏ bƣởi Năm Roi phƣơng pháp chƣng cất lôi nƣớc Kết nghiên cứu đề tài xem sở khoa học ban đầu việc xây dựng quy trình sản xuất tinh dầu từ vỏ bƣởi quy mô công nghiệp nhƣ cung cấp dẫn liệu khoa học thành phần hóa học tính chất lý-hóa tinh dầu vỏ bƣởi Năm Roi Do kiến thức kinh nghiệm nghiên cứu cịn hạn chế nhƣ khó khăn điều kiện thực nghiệm, nguồn kinh phí eo hẹp nên cố gắng song đề tài không tránh khỏi thiếu sót Rất mong đƣợc bảo q thầy nhƣ góp ý kiến từ bạn sinh viên để đề tài đƣợc hoàn thiện Nha Trang, ngày 20 tháng năm 2011 Sinh viên thực NGUYỄN ĐẮC PHÁT 65 Pic No.4 (xem Bảng 3.10) Phổ MS 1,4-cyclohexadien, 1-metyl-4-(1-metylenyl)Pic No.5 (xem Bảng 3.10) Phổ MS -Metyl- -[4-metyl-3-pentenyl]oxiranemetanol Pic No.6 (xem Bảng 3.10) Phổ MS cyclohexen, 1-metyl-4-(1-metyletyliden)- 66 Pic No.7 (xem Bảng 3.10) Phổ MS 1,6-Octadien-3-ol, 3,7-dimetyl- Pic No.8 (xem Bảng 3.10) Phổ MS 2,6-Octadien-1-ol, 3,7-dimetyl-, format, (E)Pic No.9 (xem Bảng 3.10) Phổ MS Limonen oxid, cis- 67 Pic No.10 (xem Bảng 3.10) Phổ MS Spiro[2.2]pentan-1-carboxylic acid, 2-cyclopropyl-2-metyl- Pic No.11 (xem Bảng 3.10) Phổ MS cyclohexanol, 5-metyl-2-(1-metyletenyl)Pic No.12 (xem Bảng 3.10) Phổ MS 3-cyclohexen-1-ol, 4-metyl-1-(1-metyletyl)- 68 Pic No.13 (xem Bảng 3.10) Phổ MS 3-cyclohexen-1-metanol, , -4-trimetylPic No.14 (xem Bảng 3.10) Phổ MS 2,6-Octadien-1-ol, 3,7-dimethyl-, (Z)Pic No.15 (xem Bảng 3.10) Phổ MS 2-Octen-1-ol, 3,7-dimetyl- 69 Pic No.16 (xem Bảng 3.10) Phổ MS bicyclo[3.1.1]hept-3-en-2-ol, 4,6,6-trimetyl- Pic No.17 (xem Bảng 3.10) Phổ MS 2,6-Octadienal, 3,7-dimetyl- Pic No.18 (xem Bảng 3.10) Phổ MS 1-cyclohexen-1-carboxaldehyd, 4-(1-metyletenyl)- 70 Pic No.19 (xem Bảng 3.10) Phổ MS cyclohexen, 4-etenyl-4-metyl-3-(1-metyletenyl)-1-(1-metyletyl)-, (3R-trans)- Pic No.20 (xem Bảng 3.10) Phổ MS E,E-6,11-Tridecadien-1-ol acetat Pic No.21 (xem Bảng 3.10) Phổ MS 2,6-octadien-1-ol, 3,7-dimetyl-, acetat 71 Pic No.22 (xem Bảng 3.10) Phổ MS trans-Z- -Bisabolen epoxid Pic No.23 (xem Bảng 3.10) Phổ MS carophyllen Pic No.24 (xem Bảng 3.10) Phổ MS -caryophyllen 72 Bảng Pic No.25 (xem Bảng 3.10) Phổ MS naphtalen, 1,2,3,4,4a,5,6,8a-octahydro-7-metyl-4-metylen-1-(1metyletyl)-, (1 , ,4a ,8a ) Pic No.26 (xem Bảng 3.10) Phổ MS -elemen 73 Phụ lục Phƣơng pháp phân tích sắc ký khí ghép khối phổ a) Nguyên lý hoạt động sắc ký khí Sắc ký khí phƣơng pháp tách chất, pha động chất khí (gọi khí mang) pha tĩnh đƣợc chứa cột dạng chất rắn dạng lỏng đƣợc phủ lên bề mặt chất mang trơ dạng rắn hay phủ lên thành phía cột, tùy thuộc vào chất pha tĩnh chia thành hai loại sắc ký khí: + Nếu pha tĩnh chất hấp phụ rắn kỹ thuật phân tích đƣợc gọi sắc ký khí -rắn + Nếu pha tĩnh chất lỏng đƣợc gắn lên bề mặt chất mang trơ đƣợc phủ dƣới dạng lớp phim mỏng lên thành cột mao quản kỹ thuật đƣợc gọi sắc ký khí-lỏng Dƣới mơ hình hệ thống sắc ký khí Hình PL7.1 Sơ đồ cấu tạo thiết bị GC Khi hoạt động khí mang (1) qua cổng tiêm mẫu (2) có nhiệt độ cao mang theo chất bay từ từ mẫu qua cột (3) Cột sắc ký đƣợc đặt buồng nhiệt độ (4) thay đổi nhiệt độ theo thời gian giúp cho trình tách chất xảy cột chúng từ đầu đến cuối cột, tƣơng tác chất với pha tĩnh cột khác thời gian chúng từ đầu đến cuối cột khác Vì mà chất khỏi cột thời điểm khác (gọi thời gian lƣu chất phân tích) Nhƣ chất đƣợc tách khỏi khỏi cột, chất sau khỏi cột đƣợc thu nhận dạng tín hiệu điện 74 detector theo nhiều chế khác tùy loại detector Sau tín hiệu đƣợc truyền đến phận ghi nhận xử lý liệu (6), liệu đƣợc hiển thị thành pic sắc ký đồ b) Thiết bị khối phổ hai lần MS/MS * Sơ đồ cấu tạo detector MS/MS (1) (2) (8) (5) (7) (3) (10) (11) (4) (6) Ion Source Analyzer (9) Detector Hình PL7.2 Sơ đồ cấu tạo detector khối phổ MS/MS GC oven (Lò chứa cột GC) Post-filter (Lọc sau cột) GC interface Hexaple Collision Cell (Điểm ghép nối GC MS) (khu phân mảnh lần 2) Removable inner source Quadrupole (Nguồn bên trong) (Bộ phân tích MS tứ cực lần 2; MS2) Isolation valve (Van cách ly) 10 Conversion Dynode (Bộ chuyển tín hiệu) Pre-filter (lọc trƣớc) Quadrupole (Bộ phân tích MS tứ cực lần 1; MS1) 11.Phosphor (Bộ dynot nhân quang phospho) 75 Nhƣ dựa vào chức hoạt động, thiết bị khối phổ chia làm khu vực chức năng: khu vực ion hóa, khu vực phân tách ion, khu vực phát * Nguyên tắc hoạt động Hỗn hợp chất phân tích sau qua cột tách GC đƣợc phân tách thành hợp chất riêng lẽ lần lƣợt vào thiết bị MS qua cổng nối (2), nhiệt độ cổng nối thƣờng 2500C, sau vào khu vực MS - Khu vực ion hóa ( Ion source) Tại chất bị ion hóa để tạo thành ion Có nhiều phƣơng pháp để tiến hành ion hóa, nhiên lần phân tích có kỹ thuật ion hóa đƣợc sử dụng (tùy vào nguồn ion hóa đƣợc lắp đặc máy) Tùy thuộc vào chất phân tích vào điều kiện chạy mà ta sử dụng kỹ thuật ion hóa khác - Cơ chế phân mảnh ion theo kỹ thuật EI (Electron Ionization): Đây kỹ thuật phân mãnh phổ biến nhất, có lẽ chuẩn Hình PL7.3 Cơ chế phân mãnh theo kỹ thuật EI Các phân tử vào nguồn, tứ cực bẫy ion có hiệu điện thể cao Khi phân tử bay vào khu vực ion hóa, khu vực chân khơng có nhiệt độ cao lên đến 2000C, phân tử bị va chạm với 76 dòng e tự đƣợc phát từ sợi filament có lƣợng lớn (70eV) dịng lên đến 50µA, va chạm mạnh làm phát sinh nhiều mãnh phân tử tích điện + - có đặc tính riêng chất có độ lặp lại cao Sau dịng ion đƣợc hƣớng phía bẫy ion (trap plate), thực điện cực có điện cao đƣợc tích điện ngƣợc dấu với mãnh ion cần thu nhận, tích điện (-) cho dịng mãnh ion (+) qua loại bỏ mãnh ion tích điện (-), gọi kỹ thuật ion hóa dƣơng (EI+) ngƣợc lại gọi kỹ thuật ion hóa âm ( EI-) Dịng ion sau đƣợc hƣớng vào phận gia tốc (acceleration plate) tập trung thành dòng lớn để vào phận phận phân tích khối MS Đây kỹ thuật ion hóa cứng sản phẩm tạo gồm nhiều mảnh phổ có tỉ lệ m/z thấp, có tồn lƣợng mảnh có khối lƣợng phân tử Ngƣợc lại với kỹ thuật ion hóa cứng kỹ thuật ion hóa mềm, phân mãnh ion dựa vào va chạm phân tử chất phân tích với phân tử khí đƣợc đƣa vào - Cơ chế phân mảnh ion theo kỹ thuật CI (Chemical Ionization): Trong kỹ thuật ion hóa hóa học tác nhân khí thƣờng methan hay amoniac đƣợc đƣa vào khối phổ Tùy vào kỹ thuật ion hóa dƣơng (PCI) hay âm (NCI) khí phản ứng với eletron, chất phân tích để tạo ion Đây kỹ thuật ion hóa mềm, sản phẩm tạo có phần lớn mãnh khối có m/z lớn so với kỹ thuật ion hóa cứng Vì vậy, ƣu điểm kỹ thuật tạo mãnh khối có khối lƣợng mãnh với khối lƣợng phân tử * Bộ phân tách ion (Ion Analyzer) Sau đƣợc khỏi khu vực nguồn ion ion vào khu vực phân tích Có nhiều kỹ thuật phân tích khối lƣợng khác đƣợc dùng thiết bị MS nhƣ sử dụng phân tích tứ cực, phân tích bẫy ion tứ cực, phân tích thời gian bay… nhƣng mục đích cuối chọn đƣợc ion cần thiết - Bộ phân tích tứ cực (Quadrupole Analyser): Tứ cực đƣợc cấu tạo điện cực song song tạo thành khoảng trống để ion bay qua Một trƣờng điện từ đƣợc tạo kết hợp dòng chiều dòng xoay chiều tần số RF Các tứ cực đƣợc đóng vai trị nhƣ 77 lọc khối Khi trƣờng điện từ đƣợc áp vào, ion chuyển động dao động phụ thuộc vào tỉ số m/z trƣờng RF Chỉ ion có tỉ số m/z phù hợp qua đƣợc lọc - Bộ phân tích bẫy ion tứ cực (Quadrupole Ion-Trap Mass Analyser) Loại thiết bị bao gồm điện cực vòng (ring electrode) với nhiều điện cực bao xung quanh, điện cực đầu cột (end-cap electrode) dƣới Trái thiết bị tứ cực trên, ion sau vào bẫy ion theo đƣờng cong ổn định đƣợc bẫy lại dòng xoay chiều tần số RF đƣợc đặt điện cực vòng Các ion có dao động phù hợp với dao động dịng xoay chiều tần số RF đƣợc định hƣớng phía detector Vì điện áp RF thay đổi đƣợc hệ thống ta thu đƣợc phổ khối lƣợng đầy đủ Các ion tồn bẫy đƣợc chọn riêng phân tích theo khác m/z, đồng thời chọn riêng thực trình bắn phá để thu đƣợc mảnh ion con, từ thực phân tích theo m/z ion (khối phổ lần) Về nguyên tắc ion tồn bẫy thời gian đủ lâu thực đến MS n lần, nhiên thực tế thƣờng có khả thực đến khối phổ lần - Bộ phân tích thời gian bay (Time of Flight Analyser) Phân tích thời gian bay dựa sở gia tốc ion tới detector với lƣợng Do ion có lƣợng nhƣng lại khác khối lƣợng nên thời gian tới detector khác Các ion nhỏ tới detector nhanh có vận tốc lớn cịn ion lớn chậm hơn, vậy, thiết bị đƣợc gọi thiết bị phân tích thời gian bay tỉ số m/z đƣợc xác định thời gian bay ion Thời gian bay ion tới detector phụ thuộc vào khối lƣợng, điện tích lƣợng động học ion Độ phân giải phân tích thời gian bay thấp nhƣng có ƣu điểm khối lƣợng ion phân tích không bị hạn chế Nhƣ sau qua tứ cực thứ (MS1) ion đƣợc chọn vào khu vực trung gian Collosion Cell Tại va đập với khí va chạm, khí Ar, 78 ion bị vỡ thành ion có khối lƣợng nhỏ Đây lần phân mãnh thứ hai trƣớc vào MS2 Nguyên tắc hoạt động MS2 hoàn toàn giống với MS1 * Bộ phận phát (Detector) Sau khỏi thiết bị phân tích khối lƣợng, ion đƣợc đƣa tới phần cuối thiết bị khối phổ phận phát ion Bộ phận phát cho phép khối phổ tạo tín hiệu ion tƣơng ứng từ electron thứ cấp đƣợc khuếch đại tạo dịng điện tích di chuyển Có hai loại phận phát phổ biến: phận phát nhân electron phận phát nhân quang Bộ phận phát nhân electron detector phổ biến nhất, có độ nhạy cao Các ion đập vào bề mặt dinot làm bật electron Các electron thứ cấp sau đƣợc dẫn tới dinot tạo electron thứ cấp nhiều nữa, tạo thành dòng electron Bộ phận phát nhân quang giống nhƣ thiết bị nhân electron, ion ban đầu đập vào dinot tạo dòng electron Khác với detector nhân electron, electron sau va đập vào chắn phơtpho giải phóng photon Các photon đƣợc phát nhân quang hoạt động nhƣ thiết bị nhân electron Ƣu điểm phƣơng pháp ống nhân quang đƣợc đặt chân không nên loại bỏ đƣợc khả nhiễm bẩn 79 Phụ lục Một số hình ảnh Hình gọt lấy vỏ chứa tinh dầu Mẫu nguyên liệu Bộ chƣng cất tinh dầu định lƣợng, có hồi lƣu kiểu Clevenger dùng cho tinh dầu nhẹ nƣớc (ISOLAB, Đức)  ... Huệ An, em nghiên cứu thực đề tài: ? ?Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu từ vỏ bƣởi Năm Roi (Citrus grandis (L. ) Osbeck var grandis) phƣơng pháp chƣng cất lôi nƣớc” Mục đích nghiên cứu đề tài xây dựng... chanh (Citrus limonia Osbeck) , bƣởi (Citrus grandis (L. ) Osbeck) , cam (Citrus sinensis (L. ) Osbeck) , quít (Citrus reticulata Blanco) Gần đây, nƣớc ta có số nghiên cứu tách chiết tinh dầu từ hay vỏ. .. VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 2.1.1 Nguyên liệu Nguyên liệu sử dụng tách tinh dầu nghiên cứu vỏ bƣởi Năm Roi (Citrus grandis L Osbeck var Grandis) có nguồn gốc từ tỉnh miền