Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
2.2. Phƣơng pháp xác định thành phần hóa học của tinh dầu hoắc hƣơng
2.2.1. Thử nghiệm sản xuất lót giày khử mùi
Có rất nhiều nguyên nhân gây mùi khi mang giày: do cơ địa từng loại da; do tuyến mồ hôi hoạt động mạnh; do yếu tố thần kinh; do bệnh gây ra; hoặc cũng có thể do yếu tố vệ sinh chƣa tốt…
Để loại khử mùi hôi ở giày, có rất nhiều cách nhƣ: rửa sạch chân; sử dụng dấm; sử dụng thuốc; …, sử dụng tinh dầu là một trong số những phƣơng
Công thức NNL1 NNL2 NNL3 NNL4
pháp hiệu quả. Tinh dầu đƣợc sử dụng là tinh dầu hoắc hƣơng có khả năng khử trùng và khử mùi tốt.
2.2.1.1 Nguyên vật liệu
Hóa chất: vaseline, sáp ong, tinh dầu hoắc hƣơng. Nguyên liệu: Vải, xơ mƣớp, kéo, keo dính, kim, chỉ … Thiết bị: máy khuấy từ, cân phân tích.
2.2.1.2 Quy trình chế tạo tấm lưới khử mùi từ tinh dầu hoắc hương
Tấm lƣới khử mùi từ tinh dầu hoắc hƣơng đƣợc chế tạo theo quy trình Hình 2.2:
Hình 2.2. Quy trình chế tạo tấm lƣới khử mùi từ tinh dầu hoắc hƣơng hƣơng
Thuyết minh quy trình:
Bƣớc 1: Chuẩn bị nguyên liệu, cân theo đúng tỷ lệ: 15 g sáp ong, 5 g vaseline, 2 g tinh dầu hoắc hƣơng.
Bƣớc 2: Đun chảy hỗn hợp sáp ong, vaseline trên máy khuấy từ gia
nhiệt, nhiệt độ 60oC, trong 20 phút => tạo dung dịch trong suốt.
Bƣớc 3: Bổ sung 2g tinh dầu hoắc hƣơng vào dung dịch trên.
Bƣớc 4: Nhúng tấm lƣới đã chuẩn bị vào dung dịch, để nguội thu đƣợc tấm lƣới khử mùi (tấm lƣới sáp tinh dầu hoắc hƣơng).
2.2.1.3 . Chế tạo lót giày khử mùi
Lót giày khử mùi đƣợc chế tạo theo quy trình Hình 2.3:
Hình 2.3. Quy trình chế tạo lót giày khử mùi Thuyết minh quy trình: Thuyết minh quy trình:
Bƣớc 1: Chọn quả mƣớp già, xử lý ngay sau khi hái, tách vỏ, bỏ hột, lấy xơ, bỏ ruột mƣớp.
Bƣớc 2: Rửa nhiều lần qua nƣớc sạch để loại bỏ nhớt và vụn thịt mƣớp còn xót lại. Phơi khô, cán mỏng.
Bƣớc 3: Gia công, định hình lót giày (theo kích cỡ hợp lý).
Bƣớc 4: Thêm tấm lƣới khử mùi, gia công => lót giày khử mùi (lót giày xơ mƣớp phủ tấm lƣới sáp tinh dầu hoắc hƣơng).
2.2.2 Phương pháp ủ phân hữu cơ
Tận dụng sản phẩm loại bỏ sau quá trình chiết tách tinh dầu đó là bã lá hoắc hƣơng làm nguyên liệu ủ phân không gây lãng phí mà còn làm cho môi trƣờng trở nên xanh hơn. Phân hữu cơ là hợp chất hữu cơ có chứa các chất dinh dƣỡng đa, trung, vi lƣợng đƣợc dùng trong sản xuất nông nghiệp, hình thành chủ yếu từ các nguồn nguyên liệu hữu cơ có thể phân giải, khiến cây trồng dễ hấp thu chất dinh dƣỡng mà không làm ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời.
Ứng dụng của phân hữu cơ: bón phân hữu cơ cho đất có tác dụng nâng cao độ phì nhiêu và làm đất tơi xốp; bổ sung kịp thời các chất dinh dƣỡng cho cây trồng một cách kịp thời, bón phân hữu cơ cho đất có tác dụng giảm sâu và bệnh hại, an toàn với môi trƣờng, bón phân hữu cơ cho đất có tác dụng hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật.
Việc sử dụng bã lá hoắc hƣơng làm phân hữu cơ là một trong những phƣơng pháp đƣợc coi là tối ƣu bởi nguyên liệu hoàn toàn tự nhiên, không chứa hóa chất. Tiến hành ủ bã với chế phẩm vi sinh là một phƣơng pháp đơn giản, hiệu quả nhƣng không phải vậy mà hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong phân không đảm bảo [11].
2.2.2.1 Nguyên vật liệu:
- 01 Thùng nhựa hoặc thùng gỗ qua sử dụng (đã đƣợc làm sạch) có nắp đậy kín, có thể tích tƣơng đối lớn, từ 20 – 120 lít, 01 van xả
- Bã thải lá hoắc hƣơng từ các thí nghiệm 2.2.2, vỏ dứa. - Chế phẩm vi sinh xử lý rác thải hữu cơ EMIC (gói 200gr). - Dụng cụ đảo trộn, nilong, lƣới đen …
2.2.2.2 Quy trình ủ phân hữu cơ
Bã lá hoắc hƣơng sau khi chƣng cất tinh dầu đƣợc tận dụng để ủ phân hữu cơ. Quy trình đƣợc trình bày tại Hình 2.4:
Hình 2.4. Quy trình ủ phân hữu cơ từ bã lá hoắc hƣơng (2; 14) Thuyết minh quy trình:
Khối lƣợng mỗi lần ủ: 50kg nguyên liệu.
Hòa tan 20g chế phẩm EMIC với 10 lít nƣớc sạch => dịch EMIC.
Bƣớc 1: Chế tạo thùng Vật liệu đƣợc lựa chọn làm thùng ủ phân hữu cơ thùng nhựa hoặc thùng gỗ qua sử dụng (đã đƣợc làm sạch) có nắp đậy kín, có thể tích tƣơng đối lớn, từ 20 – 120 lít. Gắn 01 van xả vào đáy thùng.
Bƣớc 2: Trộn đều 40 kg bã lá hoắc hƣơng với 10 kg vỏ dứa. Cho 1/3 nguyên liệu vào thùng, bổ sung 3 lít dịch chế phẩm EMIC, đảo đều. Tiến hành tƣơng tự với phần nguyên liệu còn lại.
Bƣớc 3: Phủ nilong kín nguyên liệu đã trộn, đậy kín nắp thùng, để nơi thoáng khí.
Bƣớc 4: Nguyên liệu đƣợc đảo 3 lần trong thời gian bảo quản vào các mốc thời gian 10 – 20 – 30 ngày (chú ý đảo từ trong ra ngoài, từ ngoài vào trong để nguyên liệu đƣợc trộn đều).
Nhiệt độ đƣợc kiểm tra vào lúc 9h các mốc thời gian 10 - 20 - 30 ngày. Sau khoảng 30 ngày, nguyên liệu sẽ phân hủy thành phân hữu cơ.
Bƣớc 5: Sử dụng phân ủ: Lấy nƣớc rỉ rác vào các mốc thời gian 10 – 20 – 30 ngày thông qua van xả.
Sau khoảng 30 ngày thành phẩm là phân hữu cơ có đặc điểm: tơi xốp, mịn, không có mùi hôi thối, ngả màu đen. Sử dụng nƣớc rỉ rác và phân hữu cơ thành phẩm tƣới, bón cho rau màu.
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Thu hái, xử lý mẫu 3.1 Thu hái, xử lý mẫu
Lá cây hoắc hƣơng đƣợc thu hái tại Vƣờn thực nghiệm, Khoa Khoa học Tự nhiên, trƣờng Đại học Hùng Vƣơng. Lá hoắc hƣơng đƣợc thu hái lúc trời khô ráo, lá đƣợc lựa chọn là lá không quá già, không quá non, sau đó phơi lá trong râm mát. Để đảm bảo chất lƣợng, lá hoắc hƣơng sau khi phơi khô đƣợc để nơi khô ráo, tránh nơi ẩm thấp hoặc nhiệt độ cao.
Hình 3.1. Thu hái mẫu 3.2 Xây dựng quy trình chiết tách tinh dầu hoắc hƣơng 3.2 Xây dựng quy trình chiết tách tinh dầu hoắc hƣơng
3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chưng cất
Tiến hành nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian chƣng cất đến quá trình tách chiết tinh dầu hoắc hƣơng đƣợc thực hiện theo thí nghiệm đã đƣợc trình
bày ở mục 2.2.2. Kết quả đƣợc trình bày ở Bảng 3.1vàHình 3.2:
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian chƣng cất tới thể tích tinh dầu thu đƣợc
Công thức NL1 NL2 NL3 NL3
Thời gian (phút) 30 60 90 120
Hình 3.2.Kết quả khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian chƣng cất tới thể tích tinh dầu thu đƣợc
Từ Bảng 3.1 và Hình 3.2.Kết quả khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian
chƣng cất tới thể tích tinh dầu thu đƣợc cho thấy thời gian chƣng cất có ảnh
hƣởng tới thể tích tinh dầu hoắc hƣơng thu đƣợc. Tại thời điểm 30 phút thể tích tinh dầu thu đƣợc là 4,0 ml. Thể tích này tăng mạnh từ trong khoảng thời gian từ 30 – 90 phút (tăng 18,4 ml), từ khoảng thời gian 90 phút đến 120 phút thể tích thu đƣợc có sự thay đổi không đáng kể (chỉ tăng 2,6 ml).
Phần lớn các chất trong tinh dầu đều không bền với nhiệt, khi nhiệt độ cao và thời gian chƣng cất càng lâu làm phân hủy tinh dầu. Do đó, để hạn chế hiện tƣợng này và tiết kiệm năng lƣợng, nhóm nghiên cứu lựa chọn thời gian tối ƣu tiến hành chƣng cất tinh dầu từ lá hoắc hƣơng là 90 phút.
3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ NaCl
Tiến hành nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ NaCl đến quá trình tách chiết tinh dầu hoắc hƣơng đƣợc thực hiện theo thí nghiệm đã đƣợc trình bày ở
mục 2.2.2. Kết quả đƣợc trình bày ở Bảng 3.2vàHình 3.3:
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát sự ảnh hƣởng của nồng độ NaCl tới thể tích tinh dầu thu đƣợc
Công thức NĐ1 NĐ2 NĐ3 NĐ4 Nồng độ NaCl (%) 0 5 10 15 0 5 10 15 20 25 30 0 50 100 150 Th ể t íc h tinh d ầu (m l) Thời gian (phút) thể tích tinh dầu (ml)
Thể tích tinh dầu (ml) 22,4 1,0 5,0 4,0
Hình 3.3. Kết quả khảo sát sự ảnh hƣởng của nồng độ NaCl tới thể tích tinh dầu thu đƣợc
Từ Bảng 3.2 và Hình 3.3 cho thấy nồng độ NaCl có ảnh hƣởng tới thể
tích tinh dầu hoắc hƣơng thu đƣợc. Công thức đối chứng không ngâm lá hoắc hƣơng với NaCl có thể tích tinh dầu thu đƣợc là lớn nhất. Khi tăng nồng độ NaCl 5%, thể tích tinh dầu thu đƣợc không đáng kể (thu đƣợc 1,0 ml), khi tăng nồng độ muối đến 10% thì lƣợng tinh dầu chƣng cất tăng (5,0 ml), nhƣng nếu nồng độ natri clorua vƣợt quá 10% thì lƣợng tinh dầu thu đƣợc lại giảm (4,0 ml).
Điều này có thể đƣợc giải thích do khi ngâm lá hoắc hƣơng vào NaCl gây ra hiện tƣợng màng tế bào của lá hoắc hƣơng bị co rút lại làm giảm kích thƣớc các lỗ xốp trên màng tế bào (hiện tƣợng co nguyên sinh), do đó quá trình khuếch tán các phân tử tinh dầu ra khỏi tế bào sẽ trở nên khó khăn hơn, từ đó giảm hiệu suất tách chiết tinh dầu. Do đó, nhóm nghiên cứu lựa chọn nồng độ muối NaCl để thực hiện các thí nghiệm sau là 0%.
3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ nước/nguyên liệu.
Tiến hành nghiên cứu ảnh hƣởng của tỷ lệ nƣớc/ nguyên liệu đến quá trình tách chiết tinh dầu hoắc hƣơng đƣợc thực hiện theo thí nghiệm đã đƣợc trình bày ở mục 2.2.2. Kết quả đƣợc trình bày ở
Bảng 3.3vàHình 3.4: 0 5 10 15 20 25 0 10 20 Th ể t íc h tinh d ầu (m l) Nồng độ muối (%) Thể tích tinh dầu thu được
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ nƣớc/ nguyên liệu tới thể tích tinh dầu thu đƣợc
Công thức NNL1 NNL1 NNL3 NNL4
Nƣớc/lá hoắc hƣơng (w/w) 1/1 1,5/1 2/1 4/1
Thể tích tinh dầu (ml) 4,0 9,1 17,2 22,4
Hình 3.4. Kết quả khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu tới thể tích tinh dầu thu đƣợc
Từ
Bảng 3.3 và Hình 3.4 cho thấy tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu có ảnh hƣởng tới
thể tích tinh dầu hoắc hƣơng thu đƣợc. Thể tích tinh dầu thu đƣợc lớn nhất khi tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu là 4/1 (22,4 ml), ít nhất khi tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu là 1/1 (4,0 ml).
Tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu cần đủ lớn để có thể chiết tách hết hàm lƣợng tinh dầu trong nguyên liệu. Nếu lƣợng nƣớc quá nhỏ, không thể tách đƣợc hoàn toàn tinh dầu Nếu lƣợng nƣớc quá lớn, đồng nghĩa với lƣợng năng lƣợng cần thiết để đun sôi cũng tăng, thời gian chƣng cất tăng.
Do đó, để hạn chế hiện tƣợng chƣa chiết tách hết tinh dầu và tiết kiệm năng lƣợng, nhóm nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu là 4/1 trong các thí nghiệm tiếp theo.
0 5 10 15 20 25 0 5 Th ể t íc h tinh d ầu (m l) Tỷ lệ nước/nguyên liệu thể tích (ml)
3.2.4 Quy trình chiết tách tinh dầu từ lá hoắc hương
Từ kết quả nghiên cứu mục 3.2, chúng tôi đã hoàn thiện quy trình tách chiết tinh dầu từ lá hoắc hƣơng trồng tại Phú Thọ, quy trình đƣợc trình bày tại Hình 3.5:
Hình 3.5. Quy trình chiết tách tinh dầu từ lá hoắc hƣơng Thuyết minh quy trình: Thuyết minh quy trình:
Bƣớc 1: Chuẩn bị nguyên vật liệu, hóa chất.
Nguyên liệu đƣợc lựa chọn là lá hoắc hƣơng không quá già, không quá non (có màu xanh đậm), không bị dập nát.
Hóa chất sử dụng: Na2SO4 khan.
- Làm sạch tạp chất: Lá hoắc hƣơng đƣợc loại bỏ rác, lá dập nát.
- Phơi héo: nguyên liệu cần có độ héo thích hợp, điều kiện tốt nhất là rải mỏng phơi trong bóng dâm.
Bƣớc 3: Nạp nguyên liệu
Cho nguyên liệu đã đƣợc vào thiết bị chƣng cất, tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu = 4/1
Bƣớc 4: Chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc
Tiến hành chƣng cất trong thời gian 90 phút. Sau 90 phút chƣng cất, hỗn hợp tinh dầu và nƣớc sẽ đƣợc tách ra bằng thiết bị phân li, phần bã ở lại trong thiết bị chứa.
Bƣớc 5: Tháo bã
Cần để thiết bị chƣng cất nguội hẳn sau đó mới tiến hành tháo bã và làm sạch thiết bị. Do tinh dầu dễ bị hấp thụ mùi lạ nên thiết bị chƣng cất phải đƣợc làm vệ sinh sạch sẽ, đặc biệt khi thay đổi nguyên liệu cần vệ sinh thật kỹ lƣỡng.
Bƣớc 6: Tinh chế tinh dầu
Tinh dầu thô đƣợc để lắng để tách tạp chất lớn và đƣợc làm khô bằng NaSO4 khan, sau đó lọc tách NaSO4.
3.2.5 Tách chiết tinh dầu theo quy trình đã xây dựng
Tiến hành tách chiết tinh dầu từ lá hoắc hƣơng theo quy trình tách chiết đã đƣợc trình bày hình 3.5. Kết quả đƣợc trình bày ở Hình 3.6
Hình 3.6. Kết quả chiết tách tinh dầu từ lá hoắc hƣơng
Tinh dầu sau đó đƣợc tách nƣớc bằng muối Na2SO4 khan, và đựng vào
lọ thủy tinh tối màu, lƣu trữ ở nhiệt độ thƣờng để xác định chỉ số lý hóa, xác định thành phần hóa học và khả năng kháng khuẩn.
Mẫu tinh dầu hoắc hƣơng sau khi tách nƣớc có màu vàng, đồng nhất, mùi thơm dễ chịu, đƣợc đựng trong lọ tối màu để gửi phân tích thành phần hóa học.
3.3 Xác định thành phần hóa học của tinh dầu hoắc hƣơng
Tiến hành xác định thành phần hóa học của mẫu tinh dầu hoắc hƣơng đã đƣợc chiết tách tại mục 3.2, theo phƣơng pháp đã trình bày tại 2.2.3 4. Một
Bảng 3.4. Một số cấu tử chính trong tinh dầu từ lá hoắc hƣơng STT Cấu tử chính Thành phần (%) STT Cấu tử chính Thành phần (%) 1 d-Elemene 0.19 12 Germacrene D 0.73 2 β-Patchoulene 2.44 13 d-Selinene 0.63
3 Cis-β-elemene 1.08 14 Aciphyllene 4.49
4 Cycloseychellene 0.65 15 α-Bulnesene 23.38
5 E-Caryophyllene 3.47 16 Nootkatene 0.17
6 α-Guaiene 16.79 17 7-epi-α- Selinene 0.32
7 Seychellene 6.62 18 Nor patchoulenol 0.68
8 α-Humulene 0.65 19 Caryophyllene oxide 0.46
9 α-Patchoulene 5.06 20 Pogostol 2.31
10 d- Patchoulene 1.84 21 Patchoulol 22.61
11 g-Patchoulene 0.93 22 E,E-Farnesol 0.35
Tổng 95.67
Từ Bảng 3.4cho thấy bằng phƣơng pháp GC-MS đã xác định đƣợc 22
hợp chất khác nhau (chiếm 95,67%) trong tinh dầu từ lá hoắc hƣơng trồng tại Phú Thọ có, trong đó thành phần chính là α-Bulnesene (23,38 %), Patchoulol (22.61 %), α-Guaiene (16.79 %). Ba hợp chất này có dƣợc lý mạnh, có ứng dụng lớn trong y học, tính kháng khuẩn, kháng nấm cao, sử dụng nhiều trong mỹ phẩm. Kết quả trên có nhiều điểm tƣơng đồng với các kết quả của tác giả Trần Huy Thái (2006) khi nghiên cứu thành phần hóa học của tinh dầu hoắc hƣơng trồng tại 5 địa phƣơng ở Việt Nam, tác giả chỉ ra rằng thành phần hóa học tinh dầu hoắc hƣơng tại Việt Nam có 17 cấu tử trong đó các chất chủ yếu
là Patchoulol, α-Guaiene và α-Bulnesene [12,13].
Thành phần chính α-Bulnesene (23,38 %) trong tinh dầu hoắc hƣơng trồng tại Phú Thọ là một sesquiterpenoid, một số nghiên cứu đã đƣợc phân lập
đƣợc hợp chất này từ tinh dầu hoắc hƣơng, đồng thời chứng minh rằng α- Bulnesene có tác dụng đối kháng thụ thể với yếu tố kích hoạt tiểu cầu (PAF) và ức chế đối với axit arachidonic (AA) gây kết tập tiểu cầu ở thỏ [18,23].
So sánh hàm lƣợng một số cấu tử chính của tinh dầu hoắc hƣơng trồng tại Phú Thọ và tinh dầu hoắc hƣơng trồng tại Hà Nội, với cùng cách xử lý nguyên liệu và cùng sử dụng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc, kết
quả đƣợc trình bày tại Bảng 3.5vàHình 3.7:
Bảng 3.5. So sánh một số cấu tử chính trong tinh dầu từ lá hoắc hƣơng trồng tại Phú Thọ và Hà Nội [12,13]
Thành phần (%) Phú thọ Hà Nội α-Bulnesene 23.38 14.7 Patchoulol 22.61 37.8 α-Guaiene 16.79 13.5 α-Patchoulene 5.06 8 Aciphyllene 4.49 - seychellene 6.62 7.5
Hình 3.7. So sánh một số cấu tử chính trong tinh dầu từ lá hoắc