STT 1 2 3 4 5 6 7 8
Công thức phân tử của các hợp chất đƣợc trình bày trong Hình 1.8
Caryophyllene (4) Camphor (5) cis-chrysanthenyl isovalerate (6)
cis-Verbenol (7) α-Pinene (8)
Hình 1.8 Công thức phân tử của một thành phần hoa cúc
1.2.4 Tình hình nghiên cứu về cúc đại đóa vàng C. morifolium1.2.1 Nghiên cứu trong nước 1.2.1 Nghiên cứu trong nước
Năm 2013, Mai Thị Hiền đã nghiên cứu “Sản xuất trà túi lọc chum ngây và hoa cúc” trong đồ án tốt nghiệp đại học. Trong nghiên cứu Mai Thị Hiền đã xác định thành phần của chum ngây, hoa cúc vàng Việt Nam và đã đƣa ra đƣợc quy trình sản xuất trà túi lọc chum ngây hoa cúc quy mô phòng thí nghiệm [18].
1.2.2 Nghiên cứu ngoài nước
Năm 2005, ZhuShunying và cộng sự đã nghiên cứu thành phần và hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu hoa cúc C. morifolium từ 3 mẫu hoa: hoa tƣơi, hoa sấy khô và hoa đã chế biến. Kết quả cho thấy thành phần chính của ba loại tinh dầu là 1,8-cineole,
camphor, borneol and bornyl acetate, nhƣng tỷ lệ các hợp chất này thay đổi rất nhiều do quá trình chế biến hoa. Hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu từ hoa sấy khô và chế biến trong không khí đƣợc đánh giá chống lại 15 loại vi sinh vật bao gồm ba loại nấm men. Kết quả cho thấy cả hai loại tinh dầu đều có tác dụng kháng khuẩn đáng kể, tuy nhiên, một số khác biệt trong hoạt động kháng khuẩn giữa hai loại dầu đã đƣợc quan sát đối với một số vi sinh vật, đƣợc cho là do sự thay đổi về tỷ lệ của các thành phần [25].
Năm 2014, Oladipupo A. Lawal và các cộng sự đã nghiên cứu về thành phần của tinh dầu hoa cúc C. morifolium ở Tây Phi. Nghiên cứu đã báo cáo về thành phần tinh dầu hoa cúc thu đƣợc từ quá trình chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc và đƣợc phân tích bằng sác ký khí kết hợp khối phổ GC-MS. Tinh dầu hoa cúc chứa 21 thành phần chiếm 93,7% bao gồm các thành phần chính cis-chrysanthenyl acetate (21,6%), octadecanoic acid (19,5%), borneol (15,5%), camphor (8,7%), α-pinene (8,3%), camphene (6,1%) và 1,8-cineole (6,7%) [26].
Năm 2018, Kuang và cộng sự đã nghiên cứu thành phần hóa học và các hoạt động kháng khuẩn của tinh dầu dễ hoa cúc C. morifolium. Tinh dầu hoa cúc đƣợc trích ly bằng phƣơng pháp lôi cuốn hơi nƣớc và các thành phần hóa học của nó đƣợc xác định bằng phƣơng pháp sắc ký khí kết hợp với khối phổ (GC–MS). Các thành phần chính trong tinh dầu hoa cúc C. morifolium là các hợp chất monoterpen và sesquiterpenes, bao gồm hydrocacbon, ester, andehyde, cetone, phenol và acid hữu cơ, α -curcumene là thành phần lớn nhất (12,55%). Tinh dầu cho thấy hoạt tính kháng khuẩn chống lại 5 chủng đƣợc chọn Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella enteritids, Pseudomonas aeruginosa và Bacillus subtilis [27].
Năm 2020, Boukhebti và cộng sự đã nghiên cứu thành phần hóa học và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của cây cúc C. morifolium. Tinh dầu thu đƣợc bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc và xác định thành phần hóa học bằng phƣơng pháp GC- MS. Trong nghiên cứu này xác định 26 hợp chất chiếm 88,40% tổng khối lƣợng tinh dầu. Hợp chất chính là verbenone (17,33%) và các thành phần khác có trong hàm lƣợng đáng kể là: chrysanthenone (9,71%), 4-epi-cubedol (7,25%) và δ-cadinol (05,29%). Tinh dầu của hoa cúc đƣợc chứng minh có tác dụng kháng khuẩn chống lại
vi khuẩn gây bệnh Staphylococcus aureus ATCC 25923 (35 ± 1,2 mm ) và
Citrobacter
freundii ATCC 8090 (21 ± 0,87 mm), tuy nhiên Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 và Kleibseilla pneumoniae ATCC 700603 [28].
CHƢƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Hóa chất, nguyên liệu và thiết bị
2.1.1 Hóa chất và nguyên liệu
2.1.1.1 Hóa chất
Hóa chất NaCl
Na2SO4
2.1.1.2 Nguyên liệu
Hoa cúc: đƣợc thu hái tại Đồng Tháp Màu sắc: vàng
Mùi: có mùi thơm nhẹ, hƣơng hoa pha chút hƣơng thảo dƣợc Trạng thái: Hoa tƣơi đƣợc thu hát vào sáng sớm
2.1.2 Thiết bị
Khi tiến hành nghiên cứu, sử dụng các thiết bị sau:
Cân kỹ thuật LS320C
Cân phân tích LS 220A
Máy sắc ký khí 6890 N của Agilent (USA) bao gồm bộ tiêm tự động, buồng tiêm, lò cột, đầu dò MS 5972.
Cột HP5 MS (30 m x 0.25 mm x 0.25µm)
2.2 Nội dung nghiên cứu
2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu
Hoa cúc
Phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc Tinh dầu hoa cúc
Xác định tính chất vật lý và thành phần hóa học của tinh dầu
Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu
Thuyết minh sơ đồ
Giai đoạn 1:Khảo sát quá trình trích ly tinh dầu hoa cúc bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước
Khảo sát quá trình chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc thông qua các điều kiện: thời gian chƣng cất, nồng độ muối (C%), tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, thời gian xay nguyên liệu, độ giảm khối lƣợng nguyên liệu
Giai đoạn 2: Xác định tính các chất vật lý của tinh dầu hoa cúc và phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa cúc
Các tính chất vật lý của tinh dầu cần xác định là tỷ trọng và chỉ số khúc xạ
Phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa cúc bằng sác ký khí kết hợp khồi phổ GC-MS đƣợc thực hiện tại Phòng thí nghiệm Đại học Khoa học Tự nhiên
2.2.2 Khảo sát quy trình chưng cất
Khảo sát độ giảm khối lƣợng nguyên liệu
Khảo sát thời gian xay Xử lý sơ bộ và tỷ lệ
dung môi:nguyên liệu Nƣớc muối NaCl Khảo sát nồng độ muối NaCl Na2SO4 Hỗn hợp tinh dầu và nƣớc Tách nƣớc và làm khan Tinh dầu
Hình 2.2 Sơ đồ khảo sát quy trình chƣng cất tinh dầu
Tinh dầu hoa cúc đƣợc tách chiết bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc theo Dƣợc Điển Việt Nam IV (2009). Sử dụng thiết bị chƣng cất KOL 2, mẫu nguyên liệu/nƣớc đƣợc gia nhiệt cho đến khi hỗn hợp sôi, hơi nƣớc tạo thành sẽ lôi cuốn tinh dầu đi lên. Hỗn hợp hơi lỏng tiếp tục vào hệ thống làm nguội và ngƣng tụ. Thu hồi
tinh dầu bằng phƣơng pháp bổ sung muối khan Na2SO4 với hàm lƣợng 5% khối lƣợng/thể tích tinh dầu.
Quá trình tách chiết tinh dầu hoa cúc đƣợc mô tả ở Hình 2.2. Mỗi thí nghiệm trong nghiên cứu sử dụng 200 g hoa cúc tƣơi, dùng dung dịch NaCl làm dung môi, thí nghiệm đƣợc tiến hành với hai lần lặp lại [47]
2.2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng độ giảm khối lượng nguyên liệu đến quá trình chưng cất tinh dầu
a) Mục đích
Khảo sát ảnh hƣởng độ giảm khối lƣợng nguyện liệu đến quá trình chƣng cất tinh dầu nhằm lựa chọn đƣợc thời gian xay tối ƣu cho hiệu suất trích ly tinh dầu cao nhất
b) Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm này, sẽ đƣợc giữ cố định các thông số thời gian chƣng cất, nồng độ NaCl, thời gian xay, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi và thay đổi thời gian sấy lần lƣợt là 60, 120, 180, 240 phút.
Bảng 2.1 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng độ giảm khối lƣợng nguyên liệu đến quá trình chƣng cất tinh dầu
Thí TT nghiệm 1 TN1-1 2 TN1-2 3 TN1-3 4 TN1-4 5 TN1-5
c) Thông số đánh giá
Đánh giá ảnh hƣởng của độ giảm khối lƣợng nguyên liệu đến hiệu suất của quá trình chƣng cất dựa vào lƣợng tinh dầu thu đƣợc.
2.2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian xay đến quá trình chưng cất tinh dầu
a) Mục đích
Khảo sát ảnh hƣởng thời gian xay đến quá trình chƣng cất tinh dầu nhằm lựa chọn đƣợc thời gian xay tối ƣu cho hiệu suất trích ly tinh dầu cao nhất
b) Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm này sẽ cố định các thông số thời gian chƣng cất, nồng độ NaCl, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, thời gian sấy và thay đổi thời gian xay lần lƣợt là không xay, 60 giây, 90 giây
Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng thời gian xay đến quá trình chƣng cất tinh dầu Thí STT nghiệm 1 TN2-1 2 TN2-2 3 TN2-3 c) Thông số đánh giá
Đánh giá ảnh hƣởng của thời gian xay đến hiệu suất của quá trình chƣng cất dựa vào lƣợng tinh dầu thu đƣợc
2.2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến quá trình chưng cất tinh dầu
Khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến quá trình chƣng cất tinh dầu nhằm lựa chọn đƣợc tỷ lệ tối ƣu cho hiệu suất trích ly tinh dầu cao nhất
b) Bố trí thí nghiệm
Bảng 2.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến quá trình chƣng cất tinh dầu
Thí
STT nghiệm
1 TN3-1
2 TN3-2
Thí nghiệm này, sẽ đƣợc giữ cố định các thông số thời gian chƣng cất, nồng độ NaCl, thời gian xay, thời gian sấy và thay đổi tỷ lệ nguyên liệu/dung môi lần lƣợt là 1:2, 1:3
c) Thông số đánh giá
Đánh giá ảnh hƣởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hiệu suất của quá trình chƣng cất dựa vào lƣợng tinh dầu thu đƣợc
2.2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ muối NaCl đến quá trình chưng cất tinh dầu
a) Mục đích
Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ muối NaCl đến quá trình chƣng cất tinh dầu nhằm lựa chọn đƣợc nồng độ tối ƣu cho hiệu suất trích ly tinh dầu cao nhất.
b) Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm này, sẽ đƣợc giữ cố định các thông số thời gian chƣng cất, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, thời gian xay, thời gian sấy và thay đổi nồng độ NaCl (%) lần lƣợt là 0, 5, 10, 15, 20.
Bảng 2.4 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ muối NaCl đến quá trình chƣng cất tinh dầu
Thí STT nghiệm 1 TN4-1 2 TN4-2 3 TN4-3 4 TN4-4 5 TN4-5 c) Thông số đánh giá
Đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ NaCl đến hiệu suất của quá trình chƣng cất dựa vào lƣợng tinh dầu thu đƣợc
2.2.2.5 Khảo sát thời gian chưng cất tinh dầu hoa cúc
a) Mục đích
Khảo sát thời gian chƣng cất tinh dầu nhằm lựa chọn đƣợc thời gian tối ƣu cho hiệu suất trích ly tinh dầu cao nhất
b) Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm này, sẽ đƣợc giữ cố định các thông số nồng độ NaCl, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, thời gian xay, thời gian sấy và thay đổi thời gian chƣng cất lần lƣợt là 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300 phút.
Bảng 2.5 Bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian chƣng cất tinh dầuSTT Thí