Khảo sát các phương pháp chiết xuất, thành phần hóa học và tính chất hóa lý của tinh dầu hoa lài Jasminum sambac L. trồng tại An Phú Đông, quận 12 TP. HCM

Tài liệu tham khảo chuyên ngành công nghệ sinh học Khảo sát các phương pháp chiết xuất, thành phần hóa học và tính chất hóa lý của tinh dầu hoa lài Jasminum sambac L. trồng tại An Phú Đông, quận 12 TP. HCM

PHẦN 1 LỜI MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Hoa lài Jasminum sambac L thuộc họ Oleaceae là một trong các loài hoa có

hương thơm ngào ngạt, hấp dẫn, được ứng dụng nhiều trong công nghệ mỹ phẩm (nước hoa, dầu thơm, xà phòng tắm,…) và thực phẩm (ướp trà, làm gia vị,…) Hương thơm của hoa có được là nhờ thành phần các cấu tử trong tinh dầu, chúng tạo mùi thơm dịu dàng và bền lâu, là hương liệu quan trọng của các loại mỹ phẩm cao cấp

Tinh dầu hoa lài thiên nhiên rất đắt vì vậy ngày nay người ta chuyển sang sử dụng sản phẩm tinh dầu tổng hợp, tuy nhiên việc xác định thành phần tinh dầu phục vụ cho công nghệ sản xuất tinh dầu tổng hợp chưa được chú trọng

Có nhiều phương pháp ly trích tinh dầu, mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm khác nhau Chưa có phương pháp nào thỏa mãn những yêu cầu đặt ra về hiệu quả cũng như chất lượng tinh dầu hoa lài

Tinh dầu hoa lài được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ sản xuất mỹ phẩm và dược phẩm Việc xác định tính chất vật lý và hóa học của tinh dầu có ý nghĩa quan trọng

Tinh dầu hoa lài đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong nhiều thế kỷ trước, trên nhiều quốc gia ở khắp các nơi trên thế giới Riêng ở nước ta việc nghiên cứu tinh dầu hoa lài cũng như khả năng ứng dụng kết quả nghiên cứu hầu như chưa được quan tâm đúng mức

Xuất phát từ yêu cầu đó, được sự phân công của bộ môn Công Nghệ Sinh Học,

dưới sự hướng dẫn của thầy TS Phan Phước Hiền, chúng tôi thực hiện đề tài “ Khảo sát các phương pháp chiết xuất, thành phần hoá học và tính chất hoá lý của tinh

dầu hoa lài Jasminum sambac L trồng tại An Phú Đông, quận 12 Tp.HCM”

1.2 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU 1.2.1 Mục đích

Xác định phương pháp ly trích tinh dầu tối ưu đồng thời khảo sát thành phần hoá học và tính chất hoá lý của tinh dầu hoa lài trồng tại An Phú Đông, quận 12 Thành phố HCM

Khảo sát tính chất hóa lý của tinh dầu hoa lài Chỉ số vật lý: tỉ trọng, chỉ số khúc xạ

Chỉ số hóa học: chỉ số acid (IA), chỉ số savon hóa (IS), chỉ số ester (IE)

PHẦN 2 TỔNG QUAN

2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÂY HOA LÀI 2.1.1 Phân loại

Lài thuộc: Ngành Ngọc Lan: Magnoliophyta Lớp Ngọc Lan: Magnoliopsida Phân lớp Hoa môi: Lamiidae Bộ: Oleales

Họ: Oleaceae

Đặc điểm bộ Oleales: Thân to, lá mọc đối, không có lá bẹ Hoa chỉ có hai tiểu nhụy, hai tâm bì, hột không phôi nhũ Bộ Oleales chỉ có một họ Oleaceae

Đặc điểm họ Oleaceae: Thân gỗ leo hay mọc thành bụi, phân nhánh lưỡng phân

rất rõ Lá không có lá kèm, thường mọc đối hay lá kép lông chim lẽ Hoa đều mẫu 5, lưỡng tính, ít khi đơn tính, có lá bắc và hai lá bắc con Hoa ít khi mọc riêng lẻ mà xếp thành chùm kép hay xim ở ngọn Quả khi

thì là quả khô (quả nang có cánh), khi là quả thịt (mọng) [6]

Họ Oleaceae có khoảng 500 loài

trong đó có 4 loài phổ biến là:

+ Jasminum granddiflorum L + Jasminum officinale L + Jasminum odoratissnum L + Jasminum sambac L

Hoa lài ở Việt Nam chủ yếu là lài

Ở Việt Nam, hoa lài đã có mặt khoảng một thế kỷ nay ở làng hoa Ngọc Hà (Hà Nội), làng hoa Gò Vấp, Hóc Môn (TP HCM)

Ở miền Nam nước Pháp có hai loài là

Jasminum officinale và Jasminum grandiflorum Jasminum officinale là loài lài hoang dại thường sống trên các vùng núi cao, còn Jasminum grandiflorum thường gọi là lài Tây Ban Nha, được trồng để chiết xuất tinh dầu tự nhiên Jasminum grandiflorum đã có mặt ở vùng Grasse của Pháp

khoảng 200 năm, chúng được trồng để phục vụ cho công nghệ sản xuất các loại nước hoa nổi tiếng trên thế giới [10]

Jasminum officinale mọc ở chân núi Himalayas và vùng đồng bằng Ganges,

được trồng thương mại ở vùng có khí hậu ôn hòa của Ấn Độ đặc biệt là Uttar Pradesh và Andhra Pradesh Chúng đã được mang đến Trung Quốc, Pháp và Địa Trung Hải,được người Marốc mang đến Tây Ban Nha Đây cũng là loài rất nổi tiếng và phổ biến nhất ở Anh Vì có hương thơm vô cùng quyến rũ,

chúng được gọi là nữ hoàng của các loài hoa và được ưa chuộng nhất ở Châu Âu [17]

Jasminum angustifolium và Jasminum humile được trồng rộng rãi ở Ấn Độ, Jasminum fruticans mọc tự nhiên ở phía Nam châu Âu và

vùng Địa Trung Hải

Ở Trung Quốc Jasminum paniculatum được trồng khắp nơi, hoa có giá trị và được gọi là Sien-hing-hwa Jasminum nudiflorum là loài lài có hoa

vàng rực rỡ cũng được trồng ở đây [17]

2.1.3 Đặc điểm hình thái

Theo mô tả của các nhà thực vật học, cây lài Jasminum sambac thân gỗ nhỏ,

mọc thành bụi, có thể vươn dài như leo trên giá đỡ, thường cao 0,5 – 3 m Phát triển nhiều cành, lá bóng cả hai mặt, phiến lá hình bầu dục, hơi trái xoan, mọc đối, gần như không cuống Lá dài 3 – 7 cm, rộng 20 – 25 mm, ở kẽ lá có những gân phụ, mỗi bên

Hình 2.2 Jasminum officinale

Hình 2.3 Jasminum humile

5 – 6 gân phụ, lồi ở giữa, cong đột ngột ở mép, gân con hình mạng lưới Hoa màu trắng mọc thành cụm ở nách lá hay ở ngọn cây, hoa rất thơm, có nhiều vào mùa hè Phát hoa 3 – 12 hoa, vành hoa trắng thường đôi, cánh hoa tròn hay tròn dài Lá đài hẹp, có lông ở bìa, có khi không lông Lá bắc hình sợi chỉ, quả màu đen hình cầu có 2 ngăn, đường kính 6 mm bao bọc bởi đài [1] [3] [6]

Jasminum officinale là cây bụi thân leo mảnh khảnh, xanh quanh năm, có thể

phát triển đến 10 m Lá màu xanh đậm, hoa nhỏ màu trắng hình giống như ngôi sao, được hái vào buổi tối khi mùi hương tỏa ra mãnh liệt Một người có kinh nghiệm có thể hái 10.000 – 15.000 hoa trong một ngày [17]

Jasminum grandiflorum là loại cây mọc lâu năm, có nhiều cành, cành phía dưới

cứng, dạng gỗ còn ở phía trên mọc vươn dài, yếu, dạng cỏ Cành lài có thể dài từ

1,5 – 2m, lá hình bầu dục, nhọn ở phía cuối Jasminum grandiflorum là loài lài cánh

to, có giá trị về mặt hương liệu Hoa mọc ở cuối cành, có cuống hình chuông, thường 4 – 5 cánh màu trắng đục, phần dưới cánh hoa hơi hồng, nở từ tháng 6 đến tháng 10 [17]

Jasminum angustifolium là cây thân leo xanh quanh năm, cao 3 – 3,65 m, lá

rộng màu xanh sáng bóng, hoa màu trắng, tỏa hương thơm quanh năm

Jasminum fruticans có sức chịu đựng cao trong điều kiện khắc nghiệt, dạng cây

bụi xanh quanh năm, cao 3 – 3,65 m, dễ gãy, thân cây mảnh, cần phải chống đỡ Hoa có màu vàng, không tỏa hương từ mùa xuân đến mùa thu

Jasminum nudiflorum có hoa màu vàng rực rỡ vào mùa đông trước khi ra lá,

phát triển nhanh chóng trong bất cứ điều kiện nào [17]

2.1.4 Đặc điểm sinh thái

Ở nước ta cây lài ưa khí hậu nóng, đất khô giàu mùn, cần nhiều ánh nắng để ra hoa

Ở Pháp và các nước khác Jasminum grandiflorum ưa khí hậu ấm áp, nhiệt độ

5oC – 7oC cây có thể chết, cành hầu như ngừng hoạt động Lài cần ánh sáng, mọc trong bóng râm cành và lá sẽ bị hạn chế phát triển, thu hoạch thấp Nếu đất không đủ độ ẩm thì phải cung cấp nước, đất quá ẩm thì cũng không thích hợp, trong trường hợp này lượng hoa có tăng nhưng hàm lượng tinh dầu và mùi thơm của hoa sẽ giảm [8]

Ở Pháp hoa lài trồng được trên nhiều loại đất, trừ đất có nhiều sét và sạn, cần phải cung cấp đủ nước và ánh sáng mặt trời Tại đây hoa lài được trồng bằng cách

ghép loài Jasminum grandiflorum 2 hay 3 năm tuổi trên gốc ghép của loài Jasminum officinale hoang dại Hàng cách nhau 1 – 1,5 m và khoảng 50.000 cây/ha [10]

Hoa lài ở vùng Grasse và Cannes được trồng thành hàng, phải cung cấp đủ ánh sáng, đất xốp, nhạy cảm với thời tiết lạnh và bị thiệt hại bởi sương giá

Ở Ai Cập trên các cánh đồng hoa lài mỗi bụi cách nhau 1m hàng cách nhau 2 m, khoảng 5.000 cây/ha, còn ở Morocco hàng cách nhau 2,5m, cây cách nhau 1m nên chỉ khoảng 4.000 cây/ha [10]

Vì thời tiết ở Italia khác với miền Nam nước Pháp nên tại đây Jasminum grandiflorum được trồng trực tiếp bằng các cành được cắt, những đoạn cắt được phát

triển trong vườn ươm một thời gian dài để cho bộ rễ khỏe mạnh Vào năm thứ hai sau khi trồng, những bụi lài được xén tỉa những nhánh 30 – 40 cm, những cánh đồng lài được tưới nước mỗi tuần từ tháng 6 đến tháng 10 [10]

Theo Arnaud, lài rất nhạy cảm với sương giá và dễ bị bệnh thối rễ do đó cần phải được che phủ vào mùa thu để ngăn ngừa những thiệt hại do sương giá gây ra đồng thời phải làm kỹ đất khi trồng lài [17]

Một loại nấm Agaricus melleus, gây bệnh trên những cánh đồng hoa lài, tấn

công trên rễ của những cây ghép cành Khi loài nấm này xâm nhiễm tràn lan chúng rất khó ngăn chặn, những cây bị nhiễm thường bị hư rễ và gây mất mùa Những cây này sẽ bị nhổ bỏ và thay thế vào đó là cây hoa hồng hay oliu [17]

Năng suất thu hoạch trung bình của Pháp là 4 tấn/ha, còn ở Nga là 4 – 9 tấn/ha Tổng sản lượng hoa lài ở miền Nam nước Pháp đạt tối đa vào năm 1927

với khoảng 1.500 tấn Năm 1947 sản lượng thu được ở vùng Grasse lên đến 600 tấn Năm 1912 ở Ai Cập đạt 100 tấn hoa mỗi năm, còn ở Italia sản lượng hàng năm hiện nay lên đến 500 tấn hoa [10]

Ở Morocco hoa lài được thu hái vào đầu tháng 6 và kết thúc giữa tháng 12,

năng suất khoảng 6.000 kg/ha Tại Italia năng suất này chỉ khoảng 4.500 – 5.500 kg/ha [10]

2.1.6 Công dụng

Hương lài đã được ứng dụng trong việc gia hương trà: trà lài gói sản xuất thử nghiệm theo dự án Bộ Công Nghiệp nhẹ năm 1994 – 1996, trà lài túi lọc sản xuất tại TP Hồ Chí Minh năm 1997 – 1998

Hoa lài ứng dụng trong sản xuất xà phòng lài có mùi thơm dịu và bền tại nhà máy xà phòng Hà Nội năm 1994 [9]

Lá lài có vị cay tính mát, có tác dụng thanh nhiệt, hoa lài có

thể chữa cảm sốt, đầy bụng, rễ lài chữa mất ngủ và giảm đau Hoa lài 6 – 12 g phối hợp với lá dây chè, lá ngấy hương hay lá ngấy tía (mỗi thứ 20 g) sắc uống lúc thuốc còn nóng để chữa đầy bụng [6]

Ở Trung Quốc Jasminum paniculatum được sử dụng cùng với Jasminum sambac , 5 g Jasminum paniculatum với 15 g Jasminum sambac để tạo mùi hương cho

trà, 20 g hỗn hợp dùng cho 50 g trà

Người Trung Quốc, Ai Cập và Ấn Độ đã sử dụng hoa lài để làm thuốc chống suy nhược thần kinh và chất kích thích, những người Hindu xâu hoa lài thành vòng để đeo vào cổ sử dụng trong nghi lễ tôn giáo Người

Thổ Nhĩ Kỳ sử dụng thân cây lài để làm dây thừng Trà lài được người Trung Hoa rất ưa thích và ở Indonesia nó dùng để trang trí rất phổ biến [17]

Các nhà khoa học thuộc trường đại học Wheeling Jesuit, Mỹ phát hiện rằng nếu như có một ít hương lài trong phòng ngủ của bạn, bạn sẽ ngủ ngon hơn và tỉnh táo hơn khi thức dậy [6].

Hình 2.4 Trà lài

Hình 2.5 Nước hoa hương lài

Tinh dầu hoa lài được dùng để sản xuất các loại nước hoa nổi tiếng đồng thời sử dụng để pha trộn làm dầu massage hoặc pha loãng để tắm, làm giảm căng thẳng thần kinh, stress và trạng thái bồn chồn [17]

Tinh dầu hoa lài giúp cho sự sinh đẻ được dễ dàng, làm giảm co thắt dạ con và xoa dịu sự đau đớn Vì mùi thơm tự nhiên dịu dàng và dễ chịu nên tinh dầu hoa lài được sử dụng để giải quyết các vấn đề như sự bất lực và bệnh lãnh cảm

Tinh dầu hoa lài thích hợp với da khô, da nhờn, da bị kích thích và da nhạy cảm, làm gia tăng tính đàn hồi và thường được sử dụng để làm căng những vết lằn và thẹo

Giải quyết các vấn đề về hô hấp như xoa dịu cơn ho, tình trạng khàn giọng và viêm thanh quản Làm giảm sự đau nhức cơ và bong gân

Jasminum angustifolium ở Ấn Độ có rễ đắng, được trộn lẫn với rễ của Acorus calamu (cây thạch xương bồ), rất có giá trị trong việc chữa bệnh ecpet mảng tròn [17]

2.2 KHÁI QUÁT VỀ TINH DẦU 2.2.1 Sơ lƣợc về tinh dầu

Tinh dầu (còn gọi là tinh du hay hương du) là những chất có mùi thơm hoặc những chất có mùi hắc khó chịu mà ta có thể chế từ các loại thực vật như: tinh dầu hoa hồng, tinh dầu hoa lài, tinh dầu bạc hà, long não,…hay lấy từ các loài động vật như: tinh dầu cà cuống, xạ hương,… [4]

Tinh dầu là một hỗn hợp nhiều chất dễ bay hơi, có mùi đặc trưng tùy thuộc vào nguồn gốc nguyên liệu cung cấp tinh dầu Trong thiên nhiên tinh dầu ở trạng thái tự do và chỉ một số ít ở trạng thái tiềm tàng Trong thực vật tinh dầu được tạo ra và tích trữ trong các mô, những mô này có thể hiện diện ở tất cả mọi nơi trong cơ thể thực vật như rễ, thân,lá, hoa và trái…dưới những tên gọi khác nhau như tế bào, túi, lông và ống [4]

Tinh dầu có độ sôi cao (150oC – 250oC) nhưng dễ bay hơi ở nhiệt độ thấp Tinh dầu thường là những chất nhẹ hơn nước nên khi ta chưng cất hay đổ tinh dầu vào nước thì tinh dầu nổi lên trên Cũng có một số tinh dầu nặng hơn nước như tinh dầu đinh hương, tinh dầu quế…Khi chưng cất những tinh dầu này nằm ở phía dưới đáy bình chưng cất [4]

Tinh dầu không tan trong nước hay chỉ tan rất ít, cho nên khi hòa lẫn với nước tinh dầu nổi lên trên hay chìm xuống Tinh dầu tan trong một số dung môi hữu cơ như

cồn 90o, ether, chloroform, benzen, dầu mỡ,…cho nên ta có thể dùng các dung môi này để chiết lấy tinh dầu [4]

Tinh dầu thường không có màu hoặc có màu vàng nhạt, một số tinh dầu màu rất sẫm như tinh dầu ngải cứu có màu xanh lơ, tinh dầu quế có màu nâu thẫm, tinh dầu thạch xương bồ có màu đỏ sẫm [4]

Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, không khí, nước, tinh dầu dễ bị oxy hóa và một phần biến thành nhựa Tỷ lệ tinh dầu chứa trong cây không cao, có những tinh dầu tỷ lệ rất thấp nên rất đắt Tỷ lệ trung bình trong một số loại cây có tinh dầu [4]:

Bạc hà : 0,1 % (tươi) Hoa hồng: 0,03 % (tươi) Hoa lài: 0,1 – 0,35 % (tươi) Hương bài: 1,2 – 2,5 % (rễ khô) Màng tang: 3,9 – 6 % (quả khô)

2.2.2 Các dạng sản phẩm trong quá trình ly trích tinh dầu 2.2.2.1 Tinh dầu dạng cô kết (concrete)

Sản phẩm thu được từ phương pháp ngâm chiết tĩnh, chủ yếu là dùng để sản xuất nước hoa thô Đây là sản phẩm chưa loại sáp và chất béo, có dạng sệt có thể được sử dụng trực tiếp [5]

2.2.2.2 Tinh dầu tinh khiết (absolute)

Sản phẩm này được thu bằng cách chiết kiệt những sản phẩm cô kết bằng một lượng ethanol vừa đủ rồi làm lạnh đột ngột (15oC) để tủa và lọc để loại sáp và chất béo Phần dịch thu được đem cô quay chân không loại ethanol thu được tinh dầu tinh khiết [5]

2.2.2.3 Nước chưng

Là phần nước còn lại sau khi lóng, gạn thu tinh dầu trong phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước của các loại tinh dầu có giá trị cao và có thể xem như một sản phẩm trong kỹ nghệ hương liệu [5]

2.2.2.4 Nhựa dầu tự nhiên

Dạng này được thu trực tiếp từ phần gỗ của thân cây đang sống, từ nhựa này người ta chưng cất hơi nước để lấy tinh dầu [5]

2.2.2.5 Nước hoa

Là sản phẩm phối hợp đa dạng của tinh dầu thiên nhiên hay tinh dầu tổng hợp hoặc bán tổng hợp hòa tan trong cồn, ngoài ra còn có chất định hương Mỗi thành phần trong nước hoa đều được chuẩn độ rất chính xác các yếu tố như độ bay mùi, cường độ và độ bền của mùi hương [5]

2.3 TINH DẦU HOA LÀI 2.3.1 Tinh dầu hoa lài

Tinh dầu hoa lài thiên nhiên gồm 2 sản phẩm: tinh dầu hoa lài dạng cô kết (Jasmine concrete) và tinh dầu hoa lài dạng tuyệt đối (Jasmine absolute) – là nguyên liệu làm chất thơm của công nghệ sản xuất các loại trà, dược phẩm, mỹ phẩm, bên cạnh đó tinh dầu hoa lài là một trong năm thành phần quan trọng nhất không thể thiếu trong kỹ thuật phối hương

Hoa lài cho mùi hương ngọt, ấm dịu với thành phần hóa học gồm nhiều cấu tử đã chinh phục được các nhà phối hương Ở Châu Âu tinh dầu hoa lài được dùng trong ngành sản xuất nước hoa Nhà nghiên cứu C.Martin đã từng nói: “Nếu không thể phủ nhận được hoa hồng là nữ hoàng của các loại hương thơm thì hoa lài là vua của các loại này” [6]

Do sự đa dạng về thành phần hóa học mà tinh dầu hoa lài có mùi đặc trưng và phức tạp Nó là hỗn hợp nhiều đơn hương, sự tạo thành các đơn hương này phụ thuộc vào các yếu tố địa lý, khí hậu, điều kiện bảo quản cũng như kỹ thuật ly trích tinh dầu Vài đơn hương trong tinh dầu hoa lài: [6]

Hexanol và ester của hexanil: mùi cỏ

Z-jasmon và jasmonat methyl: mùi quả Cis - - jasmolacton: mùi hoa tím

Anthranilate methyl: mùi tương tự hoa cam

Ngoài ra một số chất sẽ đóng vai trò của chất định hương như phyton, ester phytil, acid béo và ester của nó Sự xuất hiện của các chất như piridin, quinolin sẽ tạo nên các mùi đặc trưng khác trong tự nhiên

2.3.2 Năng suất tinh dầu

Viện nghiên cứu Công nghiệp Thực phẩm TP HCM đã nghiên cứu chiết xuất hương lài năm 1992 ở miền Bắc và miền Nam cho thấy hương lài Việt Nam có chất lượng tương đương hương lài thế giới với hiệu suất đạt trung bình 0,2 % – 0,3 %, nếu năm nào thời tiết tốt thu hái đúng chế độ thì hiệu suất còn cao hơn nhiều [9]

Theo Naves và Mazuyer (1939), 1.000 kg hoa lài tách chiết với petroleum ether thu được 2,8 – 3,4 kg cô kết (concrete) Theo nghiên cứu của Girard (1947), năng suất cô kết của hoa lài miền Nam nước Pháp khoảng 0,28 % – 0,3 % Trong báo cáo gần đây của Face năng suất cô kết của hoa lài vùng Sicily và Calabria ít khi dưới 0,3 %, thông thường khoảng 0,33 % [10]

Năng suất cô kết phụ thuộc vào một số yếu tố như thời tiết, tháng thu hoạch và

thời gian hái hoa trong ngày Theo Rovesti (1928), năng suất này đạt tối đa vào nửa cuối tháng 8 và đầu tháng 9, hoa hái vào 6 – 10 giờ sáng năng suất cô kết gấp đôi hoa hái vào buổi chiều [10]

La Face (1948) đã theo dõi năng suất cô kết của hoa lài trong các tháng khác

2.3.3 Thành phần hóa học tinh dầu hoa lài

Đối với hoa lài Việt Nam, viện nghiên cứu Công nghiệp Thực phẩm Tp HCM sơ bộ xác định được một số thành phần hóa học chính như sau [9]:

Bảng 2.2 Hàm lượng (%) các chất trong tinh dầu hoa lài miền Bắc và miền Nam

Linalol Benzyl

acetate Geraniol Indole

Methylanthra -nilate

Linalyl Acetate Hoa lài

miền Bắc (3 tuổi)

Hoa lài miền Nam

Methyl anthranilate

6,5 15,5

7,5 6,0 3,0 2,5 0,5

Naves và Grampoloff (1942) đã xác định thành phần hóa học tinh dầu hoa lài vùng Sicily và Calabria nước Italia như sau [10]:

Bảng 2.4 Thành phần tinh dầu hoa lài vùng Sicily và Calabria

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Benzyl benzoate Nerol

l- - Terpincol d- Linalool dl- Linalool Farnesol Nerolidol

Rượu (C18H34O) Eugenol

p- Cresol Benzaldehyde Jasmone Indole

Ketone (C12H36O3) Benzoic acid

Methyl anthranilate

2.3.4 Đặc tính tinh dầu hoa lài

Cô kết (concrete) của hoa lài là một dịch đỏ nâu, chứa sáp Theo Naves và

Mazuyer, “concrete” của hoa lài từ vùng Grasse có các đặc tính lý hóa sau [10]:

Điểm đông đặc: 47oC – 51oC Điểm nóng chảy: 49oC – 52oC Chỉ số acid: 9,8oC – 12,8oC Chỉ số ester: 68oC – 105oC

Tinh dầu hoa lài tinh khiết (absolute) là chất lỏng sền sệt, màu nâu vàng, tan

trong cồn 95 % Naves và Mazuyer (1939) đã báo cáo một số tính chất của tinh dầu hoa lài tinh khiết như sau [10]:

Độ quay cực: + 2o 36’ – +4o95’ Chỉ số khúc xạ ở 20o: 1,4822 – 1,4935 Chỉ số acid: 4,2 – 17,2

Chỉ số ester: 96,4 – 147,6

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU

Tùy thuộc vào tính chất nguyên liệu và các tính chất của tinh dầu mà sử dụng các phương pháp tách chiết khác nhau Dù bằng phương pháp nào người ta phải dựa vào một số tính chất quan trọng của tinh dầu như:

 Tính bay hơi của tinh dầu

 Tính hòa tan trong trong hơi nước của tinh dầu

 Tính bay hơi theo hơi nước của tinh dầu ở các điều kiện nhiệt độ thích hợp  Tính hòa tan trong dung môi hữu cơ bay hơi và không bay hơi của tinh dầu  Dễ bị hấp thu ngay ở thể khí

Sản phẩm tinh dầu thu được phải đạt một số yêu cầu sau:

 Tinh dầu thu được có hương vị tự nhiên của nguyên liệu ban đầu

 Quy trình kỹ thuật và phương pháp ly trích tinh dầu nhằm khai thác hết tinh dầu trong nguyên liệu với chi phí đầu tư thấp nhất [5]

2.4.1 Phương pháp ly trích tinh dầu bằng dung môi dễ bay hơi

Dung môi dùng trong phương pháp này đạt được những yêu cầu sau:

 Hòa tan hoàn toàn và nhanh chóng các cấu phần có mùi thơm trong nhiên liệu  Hòa tan kém các hợp chất khác như sáp, nhựa dầu có trong nguyên liệu

 Không có tác dụng hóa học với tinh dầu  Không biến chất khi sử dụng lại nhiều lần

 Hoàn toàn tinh khiết, không có mùi lạ, không độc, không ăn mòn thiết bị, không tạo hỗn hợp nổ với không khí và có độ nhớt kém

 Điểm sôi của dung môi thấp hơn điểm sôi của cấu tử dễ bay hơi nhất trong tinh dầu

Thông thường không có loại dung môi nào phù hợp với tất cả các yêu cầu trên, người ta sử dụng dung môi không tan trong nước như petroleum ether, diethyl ether,… hay dung môi tan trong nước như ethanol, aceton,…[5]

Nguyên liệu được ngâm vào dung môi trong bình chứa và được xáo trộn đều trong suốt thời gian ly trích Giữ cho hoa chìm trong dung môi từ 12 – 48 giờ, ngâm như vậy từ 10 – 15 đợt hoa cho một lượt dung môi Sau khi quá trình tẩm trích kết thúc, dung dịch ly trích sẽ được tách nước ra khỏi dung dịch rồi làm khan bằng Na2SO4 và lọc Loại bỏ dung môi ra khỏi sản phẩm bằng phương pháp chưng cất dưới

áp suất thấp (cô quay) Sau khi thu hồi hoàn toàn dung môi, sản phẩm thu được gồm có tinh dầu và một số chất khác như nhựa, sáp, chất béo nên cần phải tách riêng tinh dầu ra Cho ethanol tinh khiết vào hỗn hợp sản phẩm và khuấy đều ở nhiệt độ phòng trong vài ngày Tinh dầu hòa tan vào ethanol cùng với một ít nhựa và chất béo, sau đó làm lạnh dung dịch ethanol ở 10oC – 15oC và lọc Ở nhiệt độ này nhựa và chất béo hòa tan vào ethanol sẽ đông đặc lại, chỉ còn lại tinh dầu hòa tan trong ethanol Chưng cất dưới áp suất kém sẽ thu được tinh dầu tuyệt đối [5]

2.4.2 Phương pháp hấp thụ

Phương pháp này được tiến hành lần đầu tiên ở vùng Grasse, miền Nam nước

Pháp, còn gọi là phương pháp “enfleurage” [17] Phương pháp này áp dụng với các

loại hoa có khả năng đặc biệt là vẫn tạo được tinh dầu sau khi thu hái khỏi cây như hoa lài, hoa huệ Người ta dùng chất béo động vật hay thực vật (ngày nay còn dùng thêm vaselin và parafin tinh khiết) hấp thụ những hợp chất dễ bay hơi, do đó hương thơm do hoa tiết sẽ được chất béo hấp thụ sau khi cho hoa tiếp xúc với các chất béo trong một khoảng thời gian nhất định

Dùng nhiều khay gỗ hình chữ nhật sâu 8 cm, rộng 60 cm, dài 100 cm Khoảng giữa chiều cao của khay có lắp một miếng kính phẳng Chất béo được trát vào cả hai bên mặt kính, lớp này dày khoảng 1 cm, khi chồng các khay lên với nhau sẽ tạo thành một hộp kín, đáy và trần là hai lớp chất béo Để gia tăng bề mặt hấp thụ người ta tạo nhiều vạch trên bề mặt lớp này Hoa tươi, sạch, ráo nước được rải đều lên Sau đó các khay được chồng lên nhau và để yên Lớp chất béo dưới đáy tiếp xúc với hoa thì hấp thụ trực tiếp tinh dầu từ hoa, còn lớp trần thì chỉ hấp thu những chất dễ bay hơi bốc lên từ lớp trên của hoa Sau đó hoa cũ được lấy ra và xếp hoa mới vào Hoa được thay liên tục cho đến khi lớp mỡ bão hòa tinh dầu Lớp chất béo bão hòa tinh dầu được gọi là sáp hoa Để thu tinh dầu tinh khiết, sáp hoa được khuấy trộn đều với ethanol ở nhiệt độ phòng, dung dịch ethanol được lấy ra và ethanol mới được thay vào cho đên khi phần chất béo không còn mùi thơm nữa Làm lạnh dịch ly trích ở -15oC và lọc bỏ chất kết tinh Chưng cất dưới áp suất thấp thu được tinh dầu tuyệt đối [17]

+ Ưu điểm: Phương pháp này cho hiệu suất ly trích cao đối với những loại hoa sau khi thu hái còn tạo thêm tinh dầu

2.4.3 Phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển

Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan, khuếch tán, lôi cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao [5]

Hoa lài và nước cho vào bình cầu chưng cất, chừa một khoảng không gian khá lớn phía trên lớp nước Đun bình tới sôi, hơi nước bay sẽ cuốn theo tinh dầu, lúc đó sẽ tồn tại hai pha tinh dầu và nước không hòa tan vào nhau Phần hơi nước chứa tinh dầu được dẫn qua thiết bị làm lạnh đọng lại thành chất lỏng, nếu tinh dầu nặng hơn nước sẽ chìm xuống dưới nước, ngược lại tinh dầu nhẹ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước [5]

Người ta dùng bình chiết (bình florentin) để gạn lấy tinh dầu, tinh dầu còn lại trong phần nước chưng cất nằm dưới hai dạng phân tán và hòa tan Tinh dầu dạng phân tán thì có thể lắng hay ly tâm, còn tinh dầu dạng hòa tan và có trọng lượng riêng gần với trọng lượng riêng của nước người ta sẽ thêm vào phần nước chưng cất một phần muối ăn để tăng tỷ trọng cho nước nhằm phân biệt rõ hai pha nước và tinh dầu hoặc có thể sử dụng một loại dung môi dễ bay hơi để chiết rồi cho dung môi bay hơi

Trong quy mô phòng thí nghiệm, để chưng cất lôi cuốn hơi nước cổ điển người ta thường sử dụng bộ dụng cụ thủy tinh Clevenger [5]

+ Ưu điểm: Qui trình kỹ thuật tương đối đơn giản, thiết bị gọn, dễ chế tạo, thời gian tương đối nhanh

+ Nhược điểm: Không thích hợp với nguyên liệu có hàm hượng tinh dầu thấp Chất lượng tinh dầu có thể bị ảnh hưởng nếu trong tinh dầu có các cấu phần dễ phân hủy Không lấy được sáp và nhựa hoa có trong nguyên liệu Những tinh dầu có độ sôi cao thường cho hiệu suất rất kém

2.4.4 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 cuối theo hơi nước sang hệ thống ngưng tụ hoặc hòa tan vào dung môi hữu cơ đang bao phủ ngoài nguyên liệu [5]

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 cả khi nguyên liệu được làm nhỏ Kết quả này được phản ánh qua thời gian ly trích

Ngoài việc nước bị tác dụng nhanh chóng, các cấu phần phân cực hiện diện trong tinh dầu cũng bị ảnh hưởng bởi vi sóng Ngược lại các cấu phần hydrocarbon ít chịu ảnh hưởng của vi sóng (độ phân cực kém) nên sự ly trích chúng giống 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 [5]

2.4.5 Phương pháp sử dụng dung môi dioxyt carbon

Hiện nay dioxyt carbon lỏng được sử dụng như một dung môi dùng để ly trích tinh dầu Phương pháp này có lợi điểm là cô lập sản phẩm rất dễ dàng vì dung môi CO2 khi ở áp suất thường sẽ bốc hơi nhanh chóng để lại tinh dầu tinh khiết Trong nhiều trường hợp tinh dầu sản xuất theo phương pháp này cho hiệu suất chiết suất và chất lượng cao CO2 được hóa lỏng trong những thiết bị đặc biệt có thể điều chỉnh nhiệt độ và áp suất Thí nghiệm cho thấy tùy theo áp suất sử dụng thành phần tinh dầu thu được khác nhau [5]

Phương pháp này chưa phổ biến trong kỹ nghệ vì giá thành thiết bị còn cao, lượng nguyên liệu sử dụng còn hạn chế, điều kiện tối ưu để ly trích còn phải khảo sát thêm

2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU HOA LÀI

Ở Việt Nam phương pháp chiết xuất tinh dầu hoa lài đã được các nhà nghiên cứu thực hiện như sau:

Hoa lài và dung môi được đưa vào bình phản ứng với tỷ lệ một phần hoa và ba phần dung môi Hỗn hợp hoa và dung môi được khuấy trộn liên tục trong thời gian từ 12 – 32 giờ (tùy theo công suất và mùa vụ) ở nhiệt độ 30oC – 32oC Nhờ áp lực khuấy trộn, các tế bào chứa tinh dầu sẽ bị phá vỡ và hòa tan trong dung môi tạo thành dịch trích Sau quá trình chưng cất phân đoạn dưới áp suất thấp sẽ thu được tinh dầu thô (sáp hoa) Sáp hoa được hòa tan trong ethanol Sau khi tiến hành lọc và chưng cất ở áp suất thấp để tách ethanol ra khỏi tinh dầu, sẽ thu được tinh dầu hoa lài tinh khiết [15]

Theo PGS TS Văn Đình Đệ tinh dầu hoa lài thu được từ phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính: một lớp than hoạt tính, một lớp hoa lài, tiếp theo một lớp than lại một lớp hoa lài, đậy kín bằng lớp giấy báo, lớp nylon giữ nhiệt thấp hơn 25o

C trong nhiều giờ (11 giờ – 60 giờ) Sau đó tách lớp than hoạt tính và dùng cồn 96o chiết lấy tinh dầu hoa lài Cũng có thể sử dụng phương pháp ly trích bằng dung môi ether etylic [2]

Trước đây phương pháp hấp thụ (enfleurage) là phương pháp duy nhất được sử dụng để tách tinh dầu hoa lài tự nhiên ở vùng Grasse, tuy cho năng suất cao nhưng toàn bộ qui trình đều thực hiện rất thủ công, chủ yếu bằng tay, do đó dịch chiết cuối cùng rất mắc tiền Vì lý do đó người ta đã chuyển qua sử dụng dung môi dễ bay hơi để ly trích tinh dầu hoa lài, đặc biệt là petroleum ether Ngày nay chỉ khoảng 15 % sản lượng hoa ở vùng Grasse thực hiện bằng phương pháp hấp thụ và 85 % còn lại thực hiện bằng dung môi [10]

Singh và More đã thu cô kết hoa lài bằng dung môi tách chiết là petroleum ether Hoa lài được hái và mang về trước khi mặt trời mọc, hoa được trải lên trên giấy lọc để thấm bớt nước Tiến hành ly trích 3 lần bằng cách ngâm hoa vào dung môi trong 30, 20 và 15 phút, sử dụng dung môi mới trong mỗi lần ly trích Dịch ly trích được trộn lại và làm khan bằng Na2SO4 Dung môi được loại bỏ dưới áp suất kém (35oC) đến khi nào khối lượng cô kết không đổi, cân khối lượng để tính % cô kết trên lượng hoa tươi [11]

2.6 GIỚI THIỆU SẮC KÝ KHÍ VÀ SẮC KÝ KHỐI PHỔ 2.6.1 Sắc ký khí (GC)

Nguyên tắc của sắc ký khí là mỗi cấu phần trong tinh dầu sẽ bị hấp thụ trên pha tĩnh của cột phân tích khác nhau nên có thời gian lưu khác nhau Trên cơ sở khác nhau về thời gian lưu này mà người ta có thể định tính và định lượng cấu tử cần nghiên cứu

Hai bộ phận quan trọng nhất của thiết bị sắc ký khí là hệ thống cột tách và detector Nhờ có khí mang, mẫu từ buồng bay hơi được dẫn vào cột tách nằm trong buồng điều nhiệt Quá trình sắc ký xảy ra ở đây, sau khi các cấu tử rời bỏ cột tách tại các thời điểm khác nhau các cấu tử lần lượt đi vào detector, tại đó chúng được chuyển thành tín hiệu điện, tín hiệu này được khuếch đại và xử lý trên hệ thống máy tính thành các peak khác nhau về cả chiều cao và diện tích [7]

Trên sắc ký đồ thu được ta có các tín hiệu ứng với các cấu tử được tách gọi là peak Thời gian lưu của peak là đại lượng đặc trưng cho chất cần tách (định tính) còn diện tích peak là thước đo định lượng cho từng chất trong hỗn hợp nghiên cứu [7]

Hình 2.6 Sơ đồ thiết bị sắc ký khí detector ion hóa ngọn lửa FID

2.6.2 Sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS)

Sắc ký khối phổ là một loại sắc ký đặc biệt, vì sau khi ra khỏi cột sắc ký, các cấu phần được lần lượt cho vào buồng MS để thực hiện việc ghi phổ của từng cấu phần Nhờ một phần mềm, các phổ MS này được so sánh với các phổ MS chuẩn chứa trong thư viện của máy tính Do đó để tăng độ chính xác cho sự dò tìm và so sánh, thư viện phổ khối lượng cần phải có nhiều phổ chuẩn Độ tương hợp giữa phổ MS của các cấu phần và phổ mẫu có tính tương đối tùy thuộc phần mềm phụ trách việc so sánh, thường thì độ tương hợp càng lớn thì xác suất định danh càng cao Kinh nghiệm về thành phần hóa học và kiến thức về phổ khối lượng quyết định rất lớn độ chính xác của kết quả định danh Đầu dò phổ khối lượng có độ nhạy cao, khoảng 10-6 – 10-9 g, do đó có thể xác định được những cấu phần có hàm lượng thấp mà các phương pháp khác không thể thực hiện được Sắc ký khối phổ có khả năng định danh cao, khả năng dò tìm nhanh, lượng mẫu sử dụng ít [5]

PHẦN 3

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM TIẾN HÀNH

 Thời gian: từ 3/2005 – 8/2005

 Địa điểm lấy mẫu: Phường An Phú Đông, quận 12, Tp HCM

 Địa điểm tiến hành thí nghiệm: phòng Hóa Lý - Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Hóa Sinh trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh và khoa Hóa trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP Hồ Chí Minh

3.2 VẬT LIỆU, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ

 Vật liệu: hoa lài 20 kg

 Hóa chất sử dụng trong chiết xuất: petroleum ether (Trung Quốc), ethanol (Trung Quốc), hexan (Trung Quốc), diethyl ether (Trung Quốc) và natrisulphate (Trung Quốc)

3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

 Khảo sát đặc điểm sinh học cây hoa lài ở An Phú Đông, Thành phố HCM  Chiết xuất tinh dầu hoa lài bằng các phương pháp và dung môi khác nhau  Xác định các cấu tử trong tinh dầu hoa lài

 Xác định tính chất vật lý và hóa học của tinh dầu hoa lài

3.3.1 Khảo sát đặc điểm sinh học cây hoa lài

Đối tượng khảo sát: hoa lài 6 năm tuổi ở An Phú Đông, quận 12, Tp HCM  Khảo sát đặc điểm hình thái, màu sắc: thân, lá, hoa,…

 Đặc điểm sinh thái: nhiệt độ, độ ẩm  Mật độ trồng cây hoa lài

 Khảo sát kinh nghiệm của các chủ vườn

 Từ các đặc điểm thu được, đối chiếu với các tài liệu phân loại để xác định đúng tên khoa học

3.3.2 Chiết xuất tinh dầu hoa lài

Tiến hành chiết xuất tinh dầu hoa lài bằng 3 phương pháp: ngâm chiết tĩnh, ngâm chiết động và chưng cất hơi nước cổ điển

3.3.2.1 Phương pháp ngâm chiết tĩnh

Thực hiện trên 2 qui trình: qui trình 1 và qui trình 2

a Qui trình 1

Thực hiện trên 3 dung môi: petroleum ether, ethanol và hexan

Sơ đồ 3.1 Phương pháp ngâm chiết tĩnh, qui trình 1

Dung dịch III

Ngâm 24 giờ Lọc

30g hoa + 120 ml dung môi - Ngâm 24 giờ - Lọc

- Ngâm 24 giờ - Lọc

Ngâm 24 giờ, lọc

Lọc

-5oC, 2 ngày Cân

3.3.2.2 Phương pháp ngâm chiết động

Thực hiện trên 3 dung môi: petroleum ether, ethanol và hexan với phương pháp lắc và

siêu âm

Sơ đồ 3.3 Phương pháp ngâm chiết động

Dung dịch III

Lắc/siêu âm 30 phút Để yên 15 phút, lọc

30g hoa + 120 ml dung môi

- Lắc/siêu âm 30 phút - Để yên 15 phút, lọc

- Lắc/siêu âm 30 phút - Để yên 15 phút, lọc

3.3.2.3 Phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển

Hoa lài 300 g cho vào bình cầu, cho vào 500 ml nước Đun bình tới sôi, hơi nước bay sẽ cuốn theo tinh dầu, hơi nước cùng tinh dầu qua hệ thống sinh hàn sẽ ngưng tụ lại Tinh dầu hoa lài nhẹ hơi nước sẽ ở phía trên, dùng bình chiết phân ly để tách nước và thu lấy tinh dầu Phần tinh dầu này vẫn còn lẫn ít nước, dùng diethyl ether trích để thấy rõ sự phân lớp giữa tinh dầu và nước Tiếp tục dùng bình chiết để tách hết nước và thu lấy tinh dầu cùng với diethyl ether, làm khan tinh dầu bằng Na2SO4 Cô quay dưới áp suất thấp (nhiệt độ phòng) loại diethyl ether ta thu được tinh dầu tinh khiết

Sơ đồ 3.4 Phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển

- Làm khan bằng Na2SO4- Thu hồi diethyl ether

Hình 3.1 Hệ thống chưng

cất hơi nước

3.3.3 Xác định các cấu tử trong tinh dầu hoa lài

Tinh dầu hoa lài được xác định thành phần trên GC/MS Chương trình nhiệt và các thông số thực nghiệm được điều chỉnh trên GC, các thông số này được tối ưu hóa và áp dụng trên GC/MS

Sau đây là các điều kiện thực nghiệm trên GC và GC/MS

3.3.3.1 Trên sắc ký khí (GC)

- Nhiệt độ lò: 50oC - Đầu dò FID 250oC

- Dòng H2: 30 ml/phút N2: 45 ml/phút

Không khí: 100 ml/phút - Tỉ lệ chia dòng 1:50

- Cột Model No: Agilent

19091J – 413 HP-5 Phenyl Methyl Siloxane 30 m 320 μm 0,25 μm

- Chương trình nhiệt: nhiệt độ đầu 50oC, tăng 4oC/phút đến 290oC kết thúc Thời gian tổng cộng 60 phút

3.3.3.2 Trên sắc ký khối phổ (GC/MS)

- Nhiệt độ lò: 50oC - Đầu dò MS 250oC

- Cột DB5-MS 30 m 0,25 mm 0,25 μm

- Tỉ lệ chia dòng 1:50

- Chương trình nhiệt: nhiệt độ đầu 50oC, tăng 4oC/phút đến 290oC kết thúc, giữ trong 5 phút Thời gian tổng cộng 65 phút

3.3.4 Xác định tính chất vật lý và hóa học của tinh dầu hoa lài 3.3.4.1 Tính chất vật lý

Sử dụng tinh dầu hoa lài ly trích từ phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển để xác định tính chất vật lý

a Tỷ trọng

Hình 3.3 Máy sắc ký khí ghép khối

phổ

Hình 3.2 Máy sắc ký khí

Tỷ trọng của tinh dầu là tỉ số khối lượng tinh dầu trên khối lượng của cùng một thể tích nước cất ở cùng nhiệt độ

Dụng cụ: Tỷ trọng kế (Việt Nam), cân phân tích 4 số nhiệt kế chia vạch 0,2oC Cho nước cất vào đầy tới cổ bình 5 ml, đậy nút, lau khô phần nước trào Cân trên cân phân tích xác định khối lượng nước (mH20) Thay nước cất bằng tinh dầu rồi cân xác định khối lượng tinh dầu (mTD) Mỗi thí nghiệm tiến hành 3 lần lặp lại, xác

Dụng cụ: Khúc xạ kế có chỉ số khúc xạ từ 1,3000 đến 1,7000 với độ chính xác 0,0002

Mỗi lần nhỏ 2 giọt tinh dầu hoa lài lên lăng kính của khúc xạ kế, chỉnh máy, ghi nhận nhiệt độ và chiết suất của tinh dầu

Thí nghiệm lặp lại 3 lần, kết quả lấy giá trị trung bình

Cân 1 g tinh dầu vào erlen 100 ml, thêm 5 ml ethanol, 5 giọt phenolphtalein Trung hòa hỗn hợp trên bằng KOH chứa trên burete cho đến khi dung dịch vừa xuất hiện màu hồng Lặp lại thí nghiệm 3 lần Từ lượng KOH sử dụng và khối lượng tinh dầu, suy ra chỉ số acid

Chỉ số acid IA =

m: khối lượng trung bình của tinh dầu (g)

V : thể tích trung bình của dung dịch KOH (ml)

5,61: số mg KOH tương ứng với 1 ml KOH 0,1 mol/l ethanol

b Chỉ số savon hóa (IS)

Chỉ số savon hóa (IS) là số mg KOH cần thiết để tác dụng với tất cả acid tự do và acid kết hợp dưới dạng ester có trong 1 g tinh dầu

Dụng cụ và hóa chất: Bình cầu 100 – 250 ml cổ nhám chịu được kiềm, có trang bị ống hoàn lưu nước, HCl (0,1N), KOH (0,1 mol/l ethanol) và thuốc thử phenolphthalein

Tiến hành: Cân 0,5 g tinh dầu vào erlen 100 ml Thêm 20 ml dung dịch KOH và vài viên đá bọt Lắp ống hoàn lưu và đun cách thủy trong một giờ Để nguội cho vào 5 giọt thuốc thử màu Trung hòa lượng KOH thừa bằng dung dịch HCl trên burete cho đến khi dung dịch vừa mất màu hồng

Thực hiện tương tự với mẫu nước cất Lặp lại thí nghiệm 3 lần

Từ lượng HCl sử dụng và khối lượng tinh dầu, suy ra chỉ số savon hóa Chỉ số savon hóa được tính bằng công thức:

IS = 5,61 * (V0 - V1) / mTD 0

V : thể tích dung dịch HCl trung bình dùng cho mẫu nước cất (ml) 1

V : thể tích dung dịch HCl trung bình dùng cho mẫu tinh dầu (ml)

mTD: khối lượng trung bình của mẫu tinh dầu (g)

c Chỉ số ester (IE)

Chỉ số ester (IE) là số mg KOH cần thiết để trung hòa lượng acid phóng thích ra khi thủy giải các ester có trong 1 g tinh dầu

Chỉ số ester: IE = IS – IA

PHẦN 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CÂY HOA LÀI 4.1.1 Đặc điểm hình thái

Lài trồng ở An Phú Đông là cây thân bụi, chiều cao trung bình của lài 6 năm tuổi khoảng 148 cm, từ thân mọc ra rất nhiều nhánh, nhánh lài dễ nhầm với thân Lài được trồng theo hàng, mỗi hàng cách nhau 0,8 – 1 m, mỗi cây trên hàng cách nhau 0,6 – 1 m Lài thường trồng vào mùa mưa và sau đó 5 – 6 tháng là có thể thu hoạch được

Lá lài thuôn, hơi nhọn, mọc

gần như đối xứng, kích thước trung bình 8,95 x 5,2 cm Cả hai mặt lá đều xanh, mặt trên bóng, cuống rất ngắn

Hoa lài màu trắng mọc lên từ nách lá, thường mọc thành phát, mỗi phát 3 – 12 hoa Hoa thường từ 8 – 9 cánh xếp thành 2 lớp Hoa lài rất thơm, nở vào khoảng 7 – 8 giờ tối, theo kinh nghiệm của các chủ vườn lài thì nhị hoa là bộ phận tỏa ra nhiều hương nhất Chính vì mùi hương ngạt ngào và

hấp dẫn đó hoa lài được ứng dụng nhiều trong công nghệ sản xuất hương liệu

Hoa ở vùng này chủ yếu trồng đề bán cho các công ty chè, vào mùa hoa lài rất rẻ khoảng vài nghìn đồng/kg nhưng đến mùa mưa thì giá lại tăng đột ngột, có khi năm mươi nghìn

Hình 4.1 Vườn lài 6 năm tuổi tại An Phú Đông

Hình 4.2 Một bông hoa lài

đồng/ký Hoa lài được hái hàng ngày, mỗi ngày hái 2 lần, sáng thường hái lúc 8 giờ, chiều hái lúc 13 giờ lúc còn ở dạng búp, một kilogam lài khoảng 5500 hoa Lài cho năng suất cao vào mùa nắng nhất là từ tháng 2 đến tháng 4, vào mùa mưa hay khi trời lạnh lài ra hoa ít hơn hẳn

Búp lài màu trắng, hình mũi mác, dài từ 0,8 – 1 cm

Bảng 4.1 Kết quả khảo sát các đặc điểm hình thái cây hoa lài 6 năm tuổi

tại phường An Phú Đông, quận 12 Chiều

cao (cm)

Đường kính thân

(cm)

Kích thước lá

(cm)

Kích thước búp

(cm)

Đường kính tán

hoa (cm)

Chiều dài cuống hoa

(cm)

Vườn 1

Cây 1 128 6,30 8,8 x 5,2 2,8 x 0,9 3,4 1,9 Cây 2 166 6,16 8,4 x 5,6 2,5 x 0,9 3,25 2,1 Cây 3 161 5,55 9,7 x 5,1 2,4 x 0,85 3,2 2,6 Vườn

2

Cây 1 127 10,16 8,9 x 5,0 2,85 x 0,8 3,2 1,95 Cây 2 147 12,4 8,9 x 5,5 2,15 x 1,0 3,85 2,5 Cây 3 157 5,35 9,2 x 5,3 2,6 x 0,9 3,9 2,1 Vườn

3

Cây 1 144 7,80 9,5 x 4,7 2,6 x 1,0 3,9 2,8 Cây 2 153 5,90 9,1 x 5,2 2,25 x 1,0 4,0 2,8 Cây 3 146 10,9 8,0 x 5,0 2,3 x 1,0 3,2 1,9

 Nhận xét: Các số liệu trong bảng 4.1 cùng với các đặc điểm mô tả trên cho thấy lài

ở An Phú Đông không có sự chênh lệch nhiều về chiều cao cũng như kích thước lá, hoa và búp Đặc điểm thân, hoa và lá giống như mô tả của Nguyễn Hữu Đảng và Phạm Hoàng Hộ

4.1.2 Đặc điểm sinh thái

Lài ở đây thích hợp với loại đất pha sét với độ ẩm trung bình 25,6 %, pH trung bình 4,64

Lài nếu được chăm sóc tốt thì sống khoảng 15 năm hoặc hơn, thường thì mỗi năm vào mùa mưa lài được cắt ngọn một lần để đạt năng suất cao hơn Lài được giâm cành trong bịch nylon sau đó đưa ra vườn trồng trong các lỗ có bón sẵn phân hữu cơ Từ đó trở đi chỉ bón phân urê mỗi tháng 2 lần

Bảng 4.2 Kết quả khảo sát độ ẩm và pH của mẫu đất trên 3 vườn lài tại

phường An Phú Đông quận 12 Thí nghiệm Độ ẩm (%) pH

Nhận xét: Các số liệu trong bảng 4.2 cho thấy lài thích nghi với đất có độ ẩm khá thấp

và pH acid Sự chênh lệch về pH của đất giữa các vườn không đáng kể

4.1.3 Phân loại

Đối chiếu các đặc điểm trên với tài liệu của Phạm Hoàng Hộ [3], ta đi đến kết

luận đối tượng nghiên cứu ở An Phú Đông là cây hoa lài Jasminum sambac L

4.2 SO SÁNH HIỆU SUẤT CÔ KẾT CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ DUNG MÔI LY TRÍCH KHÁC NHAU

Để xác định phương pháp và dung môi ly trích tối ưu, chúng tôi tiến hành:

 So sánh hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau với cùng dung môi ly trích

 So sánh hiệu suất cô kết giữa các dung môi ly trích khác nhau với cùng phương

pháp chiết xuất

4.2.1 So sánh hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau

So sánh hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau với cùng dung môi ly trích: petroleum ether, hexan và ethanol

4.2.1.1 Dung môi ly trích petroleum ether

Với mỗi phương pháp chiết xuất trên dung môi petroleum ether, thí nghiệm lặp lại 3 lần, xác định hiệu suất cô kết trung bình Sau đây là hiệu suất cô kết của 3 lần thí nghiệm lặp lại:

Bảng 4.3 Hiệu suất cô kết (%) của các phương pháp chiết xuất khác nhau với cùng

dung môi ly trích petroleum ether Thí nghiệm

Hiệu suất trung bình

Ngâm chiết tĩnh

Qui trình 1 0,3154 0,314 0,3127 0,314

Qui trình 2 0,275 0,268 0,2695 0,2708

Ngâm chiết động

Qui trình1

Qui trình2

Lắc Siêu âmPhương pháp ly trích

Biểu đồ 4.1 Hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau với cùng

dung môi ly trích petroleum ether

 Nhận xét: Các số liệu trong bảng 4.3 và biểu đồ 4.1 cho thấy qui trình 1 cho hiệu

suất cô kết cao hơn qui trình 2, phương pháp siêu âm cho hiệu suất cao hơn phương pháp lắc Qui trình 1 có hiệu quả nhất vì thời gian ly trích kéo dài, dung môi hay mới thường xuyên đã lấy kiệt được tinh dầu có trong hoa lài Hiệu suất cô kết của hoa lài

An Phú Đông tương đương với hiệu suất của hoa lài Jasminum grandiflorum ở miền Nam nước Pháp, cao hơn hiệu suất hoa lài Jasminum auriculatum ở Ấn Độ (0,2 %)

nhưng lại thấp hơn hoa lài vùng Sicily và Calabria nước Italia Có sự khác nhau này là do các loài lài khác nhau, sinh trưởng và phát triển trong điều kiện khác nhau cũng như thời điểm thu hoạch sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất cô kết Petroleum ether có nhiệt độ sôi thấp và giá rẻ nên là dung môi được sử dụng phổ biến nhất để ly trích tinh dầu, tinh dầu hoa lài thu được ít lẫn các chất khác và có hương thơm tự nhiên

4.2.1.2 Dung môi ly trích hexan

Với mỗi phương pháp chiết xuất trên dung môi hexan, thí nghiệm lặp lại 3 lần, xác định hiệu suất cô kết trung bình

Bảng 4.4 Hiệu suất cô kết (%) của các phương pháp chiết xuất khác nhau

với cùng dung môi ly trích hexan Thí nghiệm

Hiệu suất trung bình

Ngâm chiết tĩnh

Qui trình 1 0,288 0,275 0,2814 0,2815

Qui trình 2 0,265 0,2387 0,242 0,2486

Ngâm chiết động

Qui trình 1 Qui trình 2 Lắc Siêu âmPhương pháp ly trích

Biểu đồ 4.2 Hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau

với cùng dung môi ly trích hexan

 Nhận xét: Các số liệu trong bảng 4.4 và biểu đồ 4.2 cho thấy phương pháp qui trình

1 cho hiệu suất cô kết cao hơn qui trình 2, phương pháp siêu âm cho hiệu suất cao hơn phương pháp lắc Phương pháp siêu âm có hiệu quả nhất, sóng siêu âm có tác dụng làm vỡ nhanh chóng các túi tinh dầu, hexan hòa tan tốt tinh dầu làm tăng hiệu suất cô kết Sử dụng hexan làm dung môi ly trích cho hiệu suất cô kết tương đương với hiệu suất cô kết của hoa lài miền Nam nước Pháp, tuy nhiên ít khi người ta sử dụng hexan làm dung môi ly trích vì tốn kém hơn các loại dung môi khác

4.2.1.3 Dung môi ly trích ethanol

Với mỗi phương pháp chiết xuất trên dung môi ethanol, thí nghiệm lặp lại 3 lần, xác định hiệu suất cô kết trung bình

Bảng 4.5 Hiệu suất cô kết (%) của các phương pháp chiết xuất khác nhau

với cùng dung môi ly trích ethanol Thí nghiệm

Hiệu suất trung bình

Ngâm chiết tĩnh

Qui trình 1 6,509 6,435 6,317 6,42

Qui trình 2 5,045 5,062 5,123 5,08

Ngâm chiết động

Qui trình 1 Qui trình 2 Lắc Siêu âmPhương pháp ly trích

Biểu đồ 4.3 Hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau với cùng

dung môi ly trích ethanol

 Nhận xét: Các số liệu trong bảng 4.5 và biểu đồ 4.3 cho thấy qui trình 1 cho hiệu

suất cô kết cao hơn qui trình 2, phương pháp siêu âm cho hiệu suất cao hơn phương pháp lắc Qui trình 1 có hiệu quả nhất vì thời gian ly trích kéo dài, dung môi thay mới thường xuyên đã ly trích cạn kiệt tinh dầu có trong hoa lài Tuy nhiên người ta ít khi sử dụng ethanol để chiết xuất tinh dầu hoa lài vì khó thu tinh dầu tinh khiết từ cô kết, mặc khác nhiệt độ sôi của ethanol cao hơn các dung môi khác nên sẽ ảnh hưởng đến mùi hương của tinh dầu trong quá trình cô quay loại dung môi

4.2.2 So sánh hiệu suất cô kết giữa các dung môi ly trích khác nhau

So sánh hiệu suất cô kết giữa các dung môi ly trích khác nhau với cùng phương pháp chiết xuất: ngâm chiết tĩnh qui trình 1, qui trình 2, ngâm chiết động phương pháp

lắc và phương pháp siêu âm

4.2.2.1 Phương pháp ngâm chiết tĩnh qui trình 1

Với mỗi dung môi ly trích của qui trình 1, thí nghiệm lặp lại 3 lần, xác định hiệu suất cô kết trung bình Sau đây là hiệu suất cô kết của 3 lần thí nghiệm lặp lại:

Bảng 4.6 Hiệu suất cô kết (%) của các dung môi ly trích khác nhau với cùng

phương pháp ngâm chiết tĩnh qui trình 1 Thí nghiệm

Hiệu suất trung bình

Ethanol Petroleumether

HexanDung môi ly trích

Biểu đồ 4.4 Hiệu suất cô kết của các dung môi ly trích khác nhau với cùng

phương pháp ngâm chiết tĩnh, qui trình 1

 Nhận xét: Trên cơ sở số liệu trong bảng 4.6 và biểu đồ 4.4 cho thấy ethanol cho

hiệu suất cô kết lớn hơn nhiều so với các dung môi ly trích khác vì ethanol chiết xuất tốt tinh dầu đồng thời tách được nhiều sáp, chất béo và các chất khác Tuy nhiên dung môi được sử dụng phổ biến để ly trích tinh dầu không phải là ethanol mà là petroleum

ether Kết quả trên cho thấy petroleum ether cho hiệu suất ly trích cao hơn hexan vì petroleum ether là hỗn hợp nhiều dung môi khác nhau trong đó có cả hexan, hỗn hợp này tách được nhiều cấu tử có bản chất khác nhau trong tinh dầu do đó cho hiệu suất cô kết cao hơn hexan Nhìn chung hiệu suất cô kết hoa lài ở An Phú Đông tương

đương hoa lài Jasminum grandiflorum miền Nam nước pháp và cao hơn hoa lài

Jasminum auriculatum ở Ấn Độ (0,2 %)

4.2.2.2 Phương pháp ngâm chiết tĩnh qui trình 2

Với mỗi dung môi ly trích của qui trình 2, thí nghiệm lặp lại 3 lần, xác định hiệu suất cô kết trung bình Sau đây là hiệu suất cô kết của 3 lần thí nghiệm lặp lại:

Bảng 4.7 Hiệu suất cô kết (%) của các dung môi ly trích khác nhau với cùng

phương pháp ngâm chiết tĩnh qui trình 2 Thí nghiệm

Hiệu suất trung bình

Ethanol Petroleumether

HexanDung môi ly trích

Hiệu suất cô kết

Biểu đồ 4.5 Hiệu suất cô kết của các dung môi ly trích khác nhau với cùng

phương pháp ngâm chiết tĩnh, qui trình 2

Nhận xét: Trên cơ sở số liệu trong bảng 4.7 và biểu đồ 4.5 cho thấy ethanol cho hiệu

suất cô kết lớn hơn rất nhiều so với các dung môi ly trích khác vì ethanol trích ly tốt

tinh dầu đồng thời tách được nhiều sáp, chất béo và các chất khác 4.2.2.3 Phương pháp ngâm chiết động, lắc

Với mỗi dung môi ly trích của phương pháp lắc, thí nghiệm lặp lại 3 lần, xác định hiệu suất cô kết trung bình Sau đây là hiệu suất cô kết của 3 lần thí nghiệm lặp lại:

Bảng 4.8 Hiệu suất cô kết (%) của các dung môi ly trích khác nhau với cùng

phương pháp lắc Thí nghiệm

Hiệu suất trung bình

Ethanol Petroleumether

HexanDung môi ly trích

Biểu đồ 4.6 Hiệu suất cô kết của các dung môi ly trích khác nhau

với cùng phương pháp lắc

Nhận xét: Các số liệu trong bảng 4.8 và biểu đồ 4.6 cho thấy ethanol cho hiệu suất cô

kết lớn hơn nhiều so với các dung môi ly trích khác Ethanol trích ly được nhiều thành

phần trong hoa lài như tinh dầu, sáp, chất béo và một số chất khác Petroleum ether

cho hiệu suất ly trích cao hơn hexan

4.2.2.4 Phương pháp ngâm chiết động, siêu âm

Với mỗi dung môi ly trích của phương pháp siêu âm, thí nghiệm lặp lại 3 lần, xác định hiệu suất cô kết trung bình

Bảng 4.9 Hiệu suất cô kết (%) của các dung môi ly trích khác nhau với cùng

phương pháp siêu âm Thí nghiệm

Hiệu suất trung bình

Ethanol Petroleumether

HexanDung môi ly trích

Biểu đồ 4.7 Hiệu suất cô kết của các dung môi ly trích khác nhau

với cùng phương pháp siêu âm

 Nhận xét: Trên cơ sở số liệu trong bảng 4.9 và biểu đồ 4.7 cho thấy ethanol cho

hiệu suất cô kết lớn hơn nhiều so với các dung môi ly trích khác Ethanol ly trích được nhiều thành phần trong hoa lài như tinh dầu, sáp, chất béo và một số chất khác

Petroleum ether cho hiệu suất cô kết cao hơn hexan vì petroleum ether là hỗn hợp nhiều dung môi khác nhau trong đó có cả hexan, hỗn hợp này chiết xuất được nhiều

chất có bản chất khác nhau trong tinh dầu do đó cho hiệu suất cô kết cao hơn hexan

4.3 THÀNH PHẦN TINH DẦU HOA LÀI

Tinh dầu hoa lài sau khi ly trích bằng phương pháp chưng cất hơi nước, ngâm chiết tĩnh và ngâm chiết động, tiến hành phân tích thành phần trên GC và GC/MS Sau đây chúng tôi khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài trên từng phương pháp chiết xuất

4.3.1 Phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển

Tinh dầu hoa lài đầu tiên được bơm vào GC cột HP – 5, đầu dò FID 250oC với thể tích 1,2 µl, thời gian phân tích 1 mẫu 60 phút, chương trình nhiệt như sơ đồ bên cạnh

Sau đây là sắc ký đồ GC kết quả phân tích tinh dầu hoa lài ly trích từ phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển:

Sơ đồ 4.1 Chương trình nhiệt trên

GC 50

Nhiệt độ (oC)

thời gian (phút) 290

60 0

4oC/phút