Tiểu luận dược sĩ (dược liệu) cây sả

MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 2 TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 2.1 Phân loại khoa học 2.2 Đặc điểm thực vật, phân bố 2.2.1 Đặc điểm thực vật .3 2.2.2 Phân bố .4 2.3 Thành phần hóa học 2.4 Tính chất hóa lý nhóm tinh dầu .5 2.5 Công dụng PHẦN THỰC NGHIỆM 3.1 Chiết xuất nhóm tinh dầu tồn phần .8 3.1.1 Phương pháp chưng cất lôi nước 3.1.2 Phương pháp chiết chất lỏng quá tới hạn 3.2 Phân lập các hợp chất Citronellal Geraniola nhóm tinh dầu 10 KẾT LUẬN .13 ĐẶT VẤN ĐỀ Nhu cầu tinh dầu hương liệu (cho mỹ phẩm), thứ coi “vàng xanh”, giới tăng nhanh người dân ngày có xu hướng trở dung hợp chất tự nhiên Trong khí đó, Việt Nam nơi thuận lợi nhất để trồng số loại chiết xuất tinh dầu [1] Các thị trường nhập tinh dầu giới mấy năm gần đây: Khối 25 nước EU: 1,7 tỷ USD; Mỹ: 1,2 tỷ USD; Pháp: 0,7 tỷ USD; Anh: 0,6 tỷ USD; Nhật: 0,4 tỷ USD [1] Việt Nam nơi trồng chiết xuất tinh dầu thuận lợi nhất Với nguồn nguyên liệu chiết xuất tinh dầu khá dồi dào, như: Bạc hà, hương nhu, bạch đàn, húng quế, hoắc hương, quế, hồi sả…Đây coi nguồn cung “vàng thô” nước có Các có tinh dầu rất dể trồng, không cần nhiều công sức, không sợ bị úng lụt hay khơ hạn, mắc sâu bệnh, đặc biệt giá trị cao hẳn so với ngũ cốc [1] Hiện tại, nước ta mới có khoảng vài trăm nguyên liệu cho các nguyên liệu mới sả chanh, bạch đàn chanh, tram rải rác các tỉnh Hịa Bình, Lạng Sơn, Phú n, Hà Tĩnh…[1] Thông tin mà các chuyên gia khẳng định nguồn “vàng xanh” năm mang lại kim ngạch xuất hàng trăm triệu USD, cịn trở thành tảng cho phát triển ngành công nghiệp mỹ phẩm Việt Nam rất đáng ý [1] Chuyên đề tìm hiểu tinh dầu có nhu cầu lớn tinh dầu citronellal geraniola sả chanh thành phần, công dụng từ làm rõ lý tinh dầu ngày dung nhiều số sản phẩm thị trường 3 TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 2.1 Phân loại khoa học Sả chanh tên khoa học Cymbopogon flexuosus Stapf loài thực vật thuộc chi sả Chi Sả (danh pháp khoa học: Cymbopogon) chi chứa khoảng 55 lồi họ Poaceae, có nguồn gốc vùng nhiệt đới ôn đới ẩm Chúng loại cỏ sống lâu năm cao Tên gọi thông thường sả [2] Hình 2.1 Sả chanh - Cymbopogon flexuous Stapf 2.2 Đặc điểm thực vật, phân bố 2.2.1 Đặc điểm thực vật Sả loại cỏ sống lâu năm, mọc thành bụi, cao từ 0,8-1,5m hay Thân rễ trắng hay tím Lá hẹp, dài giống lá lúa, mép nháp Cụm hoa gồm hiều bong nhỏ khơng cuống Tồn có mùi thơm đặc biệt mùi sả Trồng làm thuốc, người ta phân biệt sả với sả khác, trồng để cất tinh dầu người ta phân biệt sả hai nhóm có tinh dầu có giá trị khác hẳn [3]: Nhóm sả cho tình dầu với thành phần chủ yếu Citronellal genariola (citronelle) Trong nhóm có lồi Cymbopogon vinterianus, Cymbopogon nardus (L.) Rendl (Andropogon nardus L.) có hàm lương tinh dầu cao chất lượng tốt nhất, sau đến sả Cymbopogon confertiflorus Stapf cho tinh dầu hơn, chất lượng [3] Nhóm sả cho tinh dầu với thành phần chủ yếu xitrala (Lemon grassVereine des Indes) làm tinh dầu có mùi chanh rất rõ Đứng đầu nhóm sả Cymbopogon flexuosus Stapf (Andropogon flexousus Nees), sau đến loài Cymbopogon citrates Stapf, (Andropogon Schoenanthus L.) [3] Ngoài hai nhón cịn có số lồi sả cho tinh dầu có thành phần khác hẳn hình thái giải phẫu rất khó phân biệt lồi sả Cymbopogon martini (Roxb.) Wats Thì thứ motia cho tinh dầu gọi essence Palma rosa hay Geranium des Indes chứa tới 75-95% geraniola, thứ sofia lại cho thứ tinh dầu khơng chứa geraniola mà lại có ancol perilic [3] 2.2.2 Phân bố Cây sả trồng khắp nước ta, diện tích trồng làm thuốc khơng nhiều, có tính chất gia đình làm người ta dung rễ toàn đào dung tươi hay phơi râm mát [3] Nhưng diện tích trồng sả để cất tinh dầu lại rất lớn: Từ trước Cách mạng tháng 8, miền Bắc nước ta diện tích trồng đồn điền Sơn Cốt (Bắc Cạn) năm cho khoảng 10 tấn tinh dầu Từ ngày hịa bình lập lại miền Bắc nước ta (1954) diện tích trồng sả để cất tinh dầu tăng dần tới hàng nghìn ham năm cung cấp hàng trăm tấn tinh dầu dùng nước xuất Nhu cầu tinh dầu sả khoảng 3.000-4.000 tấn/năm Những nước sản xuất nhiều tinh dầu sả nhất là: Inđônêxya (nổi tiếng sả Giava), Xrilanca tiếng với tên sả Xrilanca, sau đến Ấn Độ, Trung Quốc [3] 2.3 Thành phần hóa học Tùy theo lồi sả, thành phần tinh dầu thay đổi có giá trị khác Tinh dầu sả cất từ sả Cymbopogon nardus (L.) Rendl (sả Xrilanca) Cymbopogon winterianus Jowitt (sả Giava) có từ 20 đến 40% geraniola citronellola, 40 đến 60% xìtronellala Lồi thứ hai trồng nhiều Giava, Đài Loan, Trung Mỹ (Guatemala), Ghinê, Mangat Tinh dầu sả cất từ cầy sả chanh Cymbopogon flexuosus C citratus chứa từ 70 đến 80% xitral Loại sả chanh trổng nhiều An Độ, Mangat, đảo Como, Trung Mỹ (Guatemala), châu Phí ( Cơngơ, Kenya) Tinh dầu sả cất từ lồi Cymbopogon martiniì var motìa chứa 7595% geraniola cịn var sofia chứa ancol perilic [3] Hình 2.3.1 Citronellal Hình 2.3.2 Geraniol (3,7-Dimethylocta-2,6-dien-1-ol) 2.4 Tính chất hóa lý nhóm tinh dầu Trạng thái: Đa số chất lỏng nhiệt độ thường, số thành phần thể rắn: Menthol, borneol, camphor, vanilin, heliotropin Màu sắc: Không màu vàng nhạt Do tượng oxy hóa màu sẫm lại Một số có màu đặc biệt: Các hợp chất azulen có màu xanh mực Mùi: Đặc biệt, đa số có mùi thơm dễ chịu, só có mùi hắc, khó chịu (tinh dầu giun) Vị: cay, số có vị ngọt: Tinh dầu quế, hồi Bay nhiệt độ thường Tỷ trọng: Đa số nhỏ Một số lớn 1: Quế, đinh hương, hương Tỷ lệ thành phần (aldehyd cinnamic, eugenol) định tỷ trọng tinh dầu Nếu hàm lượng các thành phần thấp, tinh dầu trở thành nhẹ nước Độ tan: Không tan, hay tan nước, tan alcol các dung môi hữu khác Độ sôi: Phụ thuộc vào thành phần cấu tạo, dùng phương pháp cất phân đoạn để tách riêng thành phần tinh dầu Năng suất quay cực cao, tả tuyền hữu tuyền Chỉ số khúc xạ: 1,4500 - 1,5600 Rất dễ oxy hoá, oxy hoá thường xảy với trùng hiệp hoá, tinh dầu chuyển thành chất nhựa Một số thành phần tinh dầu cho các phản ứng đặc hiệu nhóm chức, tạo thành các sản phẩm kết tinh hay cho màu, dựa vào đặc tính để định tính định lượng các thành phần tinh dầu 2.5 Cơng dụng Sả loại gia vị vừa tạo mùi thơm, vừa kích thích tiêu hóa, chống nơn, sát trùng, khử hôi miệng, tiêu đờm, giảm đau, thông kinh lạc, chữa cảm cúm, trúng hàn, chữa cho trẻ em chứng động kinh Có thể dùng pha nước uống cho mát, chóng tiêu hóa thức ăn, thơng tiểu tiện, chữa cảm sốt (cảm cúm) Tinh dầu sả có khả hỗ trợ tiêu hóa Chữa ăn chậm tiêu, đầy bụng, buồn nơn, nơn mửa hay kích thích trung tiện Sả giải độc rượu rất nhanh Citronellal có chống trùng hiệu cao đối với muỗi [4] chất kháng nấm mạnh mẽ [5] Geraniol dùng làm hương liệu nước hoa 2.6 Một số sản phẩm thị trường Hình 2.6.1 Tinh dầu sả chanh (xuất xứ Pháp) Thành phần chính: citronellal (65-85%), geraniol (40%) Cơng dụng: Tinh dầu sả chanh giúp giảm đau rất tốt, cỏ chanh trị nấm rất hiệu quả, tốt cho xương dây chằng Giảm độ sưng tấy, tinh dầu sả chanh có tác dụng sát trùng, khử mùi, đuổi trùng, kích thích tiêu hoá, trị lạnh bụng, cảm lạnh, đau bụng kích thích tuần hồn máu Hình 2.6.2 Tinh dầu sả Java Thành phần chính: citronellal (35%), geraniol Cơng dụng:Tinh dầu sả có tác dụng sát trùng, khử mùi, đuổi trùng, kích thích tiêu hóa, trị lạnh bụng, cảm lạnh, đau đầu, đau bụng kích thích tuần hồn máu Có thể dùng tinh dầu sả thứ nguyên liệu thêm vào thực phẩm để tạo hương vị PHẦN THỰC NGHIỆM 3.1 Chiết xuất nhóm tinh dầu tồn phần 3.1.1 Phương pháp chưng cất lơi nước Quy trình sản x́t có điểm chung sau đây: - Tinh dầu thu phải có mùi thơm tự nhiên nguyên liệu - Quy trình khai thác phải phù hợp nguyên liệu - Tinh dầu phải lấy triệt để khỏi nguyên liệu, với chi phí thấp nhất Nguyên tắc ly trích tất các phương pháp nói dựa vào đặc tính tinh dầu như: - Dễ bay - Lôi theo nước nhiệt độ dưới 100oC - Hịa tan dễ dàng dung mơi hữu - Dễ bị hấp thu thể khí 3.1.2 Phương pháp chiết chất lỏng quá tới hạn Những năm gần phương pháp chiết xuất chất lỏng tới hạn (super-critical fluid extraction,SFC) áp dụng để chiết x́t định tính cơng nghiệp các hợp chất tự nhiên [6] Nguyên tắc phương pháp sau: điều kiện áp suất bình thường, nâng nhiệt độ chất lỏng tới điểm sơi nó, chất lỏng hóa Tuy nhiên, tiếp tục tăng nhiệt độ đồng thời tăng áp suất hệ lên quá nhiệt độ áp suất nhất định đó, người ta thu “chất lỏng” đặc biệt gọi chất lỏng quá tới hạn Chất lỏng không giống với trạng thái lỏng thông thường mà mang đặc tính chất khí chất lỏng [6] 9 Điểm (ứng với nhiệt độ áp suất) mà chất chuyển từ trạng thái sang trạng thái lỏng gọi điểm tới hạn (critical point) chất Điểm tới hạn nước có nhiệt độ tới hạn (tc) áp suất tới hạn (pc) tương ứng 374,20C 220,5 bar, với carbon dioxid tc = 31,10C pc = 73,8 bar, với ethanol t c = 243,40C pc = 72 bar [6] Do mang đặc tính chất khí chất lỏng nên chất lỏng quá tới hạn có khả hịa tan các chất đồng thời có độ nhớt thấp khả khuếch tán cao dùng để hịa tan các chất ứng dụng vào chiết xuất các chất dược liệu Các đặc tính chất lỏng quá tới hạn (khả hòa tan các chất, độ nhớt ) phụ thuộc vào nhiệt độ áp suất Thay đổi các điều kiện làm thay đổi đặc tính (độ phân cực, khả hịa tan) chất lỏng quá tới hạn Trong thực tế, người ta thực chiết điều kiện cao điểm tới hạn [6] Chất lỏng thơng dụng nhất CO lỏng quá tới hạn CO2 có điểm tới hạn thấp, rẻ tiền, không độc hại thân thiện với mơi trường, thu hồi, khơng làm tăng hiệu ứng nhà kính Khi chiết xuất hoạt chất từ dược liệu, CO lỏng quá tới hạn có lợi các dung mơi hữu thơng thường chỗ độc hại, nâng cao hiệu suất không để lại dư lượng dung môi cao chiết Ngồi quá trình chiết x́t tiến hành nhiệt độ thấp nên không làm biến đổi thành phần bền với nhiệt độ [6] Một nhược điểm SFE tính phân cực CO lỏng quá tới hạn Ở các điều kiện chiết thông thường, CO lỏng quá tới hạn dung mơi phân cực, dung để chiết các chất phân cực Để cải thiện khả hòa tan các chất phân cực hơn, quá trình chiết xuất, người ta thêm vào CO2 lỏng quá tới hạn lượng nhất định dung mơi phân cực (như methanol) để thay đổi tính phân cực dung môi để chiết các chất phân cực hơn.Chiết chất lỏng quá tới hạn ứng dụng nhiều ngành quy mô công nghiệp (từ năm 1978), nghiên cứu phân tích kiểm nghiệm Trong phạm vi nghiên cứu thuốc, tác giả ứng dụng nghiên cứu Stahl cộng [Planta Med , 1980, 40, 12] Các nhóm hợp chất thích hợp nhất để chiết chất 10 lỏng quá tới hạn tinh dầu, chất béo, carotenoid các chất phân cực khác Với tinh dầu, việc chiết CO lỏng quá tới hạn cho hiệu suất chiết cao, thời gian chiết ngắn không làm hư hỏng các chất nhạy cảm với nhiệt độ Tinh dầu thu có hương thơm gần với tự nhiên nhất Người ta dùng carbon dioxyd nitrogen oxyd hóa lỏng để chiết xuất nhiều loại hoạt chất alcaloid ví dụ loại cafein hạt Cà phê, chiết thành phần hoa Dương cam cúc – Matricara chamomilla, hoa Cúc trừ sâu – Pyrethrum cinerariifolium Bằng phương pháp chiết hiệu suất pyrethrin nâng lên đến 50% so với phương pháp chiết ether dầu Trong phịng thí nghiệm, SFE dùng để chiết mẫu cho phân tích dư lượng thuốc trừ sâu, các chất hữu độc hại môi trường [6] 3.2 Phân lập các hợp chất Citronellal Geraniola nhóm tinh dầu Phương pháp chưng cất phân đoạn Là phương pháp kinh điển dùng để tách các chất bay khỏi hỗn hợp dựa vào khác biệt nhiệt độ sôi các chất hỗn hợp Quá trình chưng cất thực áp suất khí hay áp suất giảm Phương pháp chưng cất phân đoạn thực với bình cất có lắp cột phân đoạn thường nối với máy hút chân không để giảm nhiệt độ chưng cất, giảm ảnh hưởng tới các chất nhạy cảm với nhiệt độ Nhiệt độ áp suất theo dõi quá trình chưng cất Phương pháp thường áp dụng để tách các chất thành phần tinh dầu [7] Chưng cất phân đoạn dùng để có độ tinh khiết cao phần cất hay để chưng cất nhiều chất khác từ hỗn hợp Nếu nhiệt độ sôi gần chưng cất dưới áp suất thấp để cải thiện bước tách nhiệt độ sơi nằm xa Nguyên tắc: dựa khác tính chất bay dung dịch sơi Đây tiến trình phân tách vật lí, khơng phải phản ứng hóa học [7] Những ảnh hưởng đến quá trình chưng cất: 11 Sự khuếch tán: nguyên liệu làm vỡ vụn có số mơ chứa tinh dầu bị vỡ cho tinh dầu thoát tự theo nước lôi Phần lớn tinh dầu cịn lại các mơ thực vật tiến dần ngồi bề mặt ngun liệu hịa tan thẩm thấu Von Rechenberg mơ tả quá trình chưng cất nước sau: “Ở nhiệt độ nước sơi, phần tinh dầu hịa tan vào nước có sẵn tế bào thực vật Dung dịch thẩm thấu dần bề mặt nguyên liệu bị nước Còn nước vào nguyên liệu theo chiều ngược lại tinh dầu lại tiếp tục bị hịa tan vào lượng nước Quy trình lặp lặp lại tinh dầu các mơ thoát ngồi hết” [7] Như vậy, diện nước rất cần thiết, trường hợp chưng cất sử dụng nước quá nhiệt, ý tránh đừng để nguyên liệu bị khô Nhưng lượng nước sử dụng thừa quá khơng có lợi, nhất trường hợp tinh dầu có chứa cấu phần tan dễ nước [7] Ngồi ra, ngun liệu làm vỡ vụn nhiều tốt, cần làm cho lớp nguyên liệu có độ xốp nhất định để nước xuyên ngang lớp đồng dễ dàng Vì các cấu phần tinh dầu chưng cất nước theo nguyên tắc nói thơng thường hợp chất dễ hịa tan nước lơi trước Thí dụ, chưng cất nước hạt caraway nghiền nhỏ không nghiền, đối với hạt khơng nghiền carvon (nhiệt độ sơi cao tan nhiều nước) trước, limonen (nhiệt độ sơi thấp, tan nước) sau Nhưng với hạt caraway nghiền nhỏ kết chưng cất ngược lại [7] Sự thủy giải: cấu phần ester tinh dầu thường dễ bị thủy giải cho acid alcol đun nóng thời gian dài với nước Do đó, để hạn chế tượng này, chưng cất nước phải thực thời gian ngắn tốt [7] Nhiệt độ:nhiệt độ cao làm phân hủy tinh dầu Do đó, cần thiết phải dùng nước quá nhiệt (trên 100oC) nên thực việc giai đoạn cuối chưng cất, sau các cấu phần dễ bay lôi hết Thực ra, hầu 12 hết các tinh dầu bền dưới tác dụng nhiệt nên vấn đề cho thời gian chịu nhiệt độ cao tinh dầu ngắn tốt [7] Tiến hành: Bước 1: Nguyên liệu củ,lá sả tươi đạt độ chín kỹ 10 cm lúc đầu lá (tính từ ngồi vào) khơ từ 5cm thu hoạch, sau cắt xong củ,lá sã phơi héo đến độ ẩm 50 % so với ban đầu Ở độ ẩm này, củ lá sã bảo quản số ngày nơi cất, nữa,khi chưng cất củ, lá sả héo giảm 35 % nhiên liệu 27 % thời gian chưng cất Trước đưa nguyên liệu vào nồi cất, cần ý loại các tạp chất cỏ rác lẫn vào quá trình thu hái Hình 3.2.1 Mơ hình tháp chưng cất Bước 2: Trong phịng thí nghiệm, lắp mơ hình bên dưới: 13 1) Nguồn nhiệt 9) Cổng hút chân khơng 2) Bình thủy tinh 10) Adapter (thiết bị kết nối) 3) Cột ngưng tụ-bay 11) Điều chỉnh nhiệt độ 4) Nhiệt kế 12) Điều chỉnh tốc độ khuấy 5) Sinh hàn 13) Thiết bị khấy gia nhiệt 6) Nước làm lạnh đầu vào 14) Dầu gia nhiệt 7) Nước làm lạnh đầu 15) Cánh khuấy (cá từ) 8) Bình chứa sản phẩm 16) Dung dịch làm lạnh Bước 3: Cho dung dịch nhóm tinh dầu chiết vào bình thủy tinh Bước 4: Gia tăng nhiệt độ đến điểm sôi tùng chất (Vd: nước 760mmHg 100o C, citronellal 201-207o C, geraniol 230o C) thu sản phẩm bình chứa sản phẩm Bước 5: Lặp lại phân đoạn đến thu các chất cần thiết Kết quả: Thu citronellal genariola với độ tinh khiết cao KẾT LUẬN Tinh dầu sả chanh có giá trị cao y học kỹ nghệ sản xuất nước hoa, hương liệu, có mùi thơm đặc trưng Cơng dụng quen thuộc các loại tinh dầu nói chung: sát khuẩn (ngồi da, đặc biệt đường hô hấp), kháng nấm Các công dụng riêng: giảm đau, diệt côn trùng, xua đuổi muỗi, giải cảm, chống nơn, hỗ trợ tiêu hóa, giải độc rượu… 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO http://hanoimoi.com.vn/newsdetail/Cong-nghe/152163/th7883-tr4327901ng-tinhd7847u-h432417ng-li7879u-b7887-quen-vang-xanh.htm http://vi.wikipedia.org/wiki/Chi_S%E1%BA%A3 GS.TS Đỗ Tất Lợi (2004), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, NXB Y học, tr.688-689 Jeong-Kyu KIM, Chang-Soo KANG, Jong-Kwon LEE, Young-Ran KIM, Yun Hye HAN, Hwa Kyung YUN (2005) "Evaluation of Repellency Effect of Two Natural Aroma Mosquito Repellent Compounds, Citronella and Citronellal" Entomological Research 35 (2): 117–120 5.Kazuhiko NAKAHARA, Najeeb S ALZOREKY1, Tadashi YOSHIHASHI, Huong T T NGUYEN and Gassinee TRAKOONTIVAKORN (2003) "Chemical Composition and Antifungal Activity of Essential Oil from Cymbopogon nardus (Citronella Grass)" JARQ 37 http://www.duoclieu.org/2012/07/chiet-xuat-phan-lap-cac-chat-tu-duoc-lieu.html http://sinhviendct.com/forum/showthread.php?t=21706 ... tiếng sả Giava), Xrilanca tiếng với tên sả Xrilanca, sau đến Ấn Độ, Trung Quốc [3] 2.3 Thành phần hóa học Tùy theo lồi sả, thành phần tinh dầu thay đổi có giá trị khác Tinh dầu sả cất từ sả. .. sả Trồng làm thuốc, người ta phân biệt sả với sả khác, trồng để cất tinh dầu người ta phân biệt sả hai nhóm có tinh dầu có giá trị khác hẳn [3]: Nhóm sả cho tình dầu với thành phần chủ yếu... trồng sả để cất tinh dầu tăng dần tới hàng nghìn ham năm cung cấp hàng trăm tấn tinh dầu dùng nước xuất Nhu cầu tinh dầu sả khoảng 3.000-4.000 tấn/năm Những nước sản xuất nhiều tinh dầu sả