Kết quả xác định các chỉ số hóa- lý của tinh dầu lá Quất thu từ qui trình đề xuất được thể hiện ở bảng 3.4 (xem các bảng PL4.1, bảng PL4.2, bảng PL4.3, bảng PL4.4). Bảng 3.4. Kết quả xác định các chỉ số hóa- lý của Tinh dầu lá Quất Sản phẩm Tỷ trọng (d25) Tỷ lệ Tinh dầu hòa tan trong
cồn 900,ở 250C(v/v) Chỉ số acid (IA) Chỉ số xà phòng hóa (IS) Chỉ số este (IE) Tinh dầu lá 0,936 1,5/2 3,6465 34,5 30,8535
Từ kết quả bảng 3.4 chúng tôi có một vài nhận xét như sau:
Giá trị tỷ trọng của tinh dầu lá Quất ở 250C nhỏ hơn 1, điều này chứng tỏ nó nhẹ hơn nước và trong thành phần tinh dầu Quất có chứa nhiều hợp chất kém phân cực và dễ bay hơi (có thể là alcol, andehyt, xeton…). Như vậy, tinh dầu lá Quất cũng như đa số các loại tinh dầu khác đều kém bền nhiệt, do đó cần bảo quản chúng ở nhiệt độ thấp để hạn chế các biến đổi xấu ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu thành phẩm. Ngoài ra, tinh dầu chiết từ lá có tỷ trọng lớn và gần bằng 1(d25 = 0,936) có thể chứng minh trong thành phần tinh dầu lá có chứa các hợp chất kém phân nên dễ hòa tan trong môi trường nước chưng cất. Điều này cũng góp phần giải thích tại sao lượng tinh dầu thu được từ lá lại ít (0,71ml).
Tỷ lệ tinh dầu hòa tan trong Cồn 900, ở 250C(v/v) của lá Quất cao, điều đó chứng tỏ trong thành phần tinh dầu lá có chứa nhiều hợp chất phân cực nên dễ tan trong nước và đặc biệt dễ bị tổn hao trong môi trường chưng cất có bổ sung muối, vì muối sẽ làm tăng tính phân cực của hỗn hợp. Do đó, khi chưng cất nguyên liệu có NaCl không những lượng tinh dầu thu được không tăng lên mà còn giảm đi đáng kể ( từ 0,71ml xuống còn 0,3ml ở nồng độ 10%).
Chỉ số acid (IA) của tinh dầu Quất thấp chứng tỏ tinh dầu khá bền, khó bị nhựa hóa hay biến chất. Tuy nhiên, khi so sánh các chỉ số IA, IS, IE của tinh dầu Quất so với tinh dầu từ các loại Citrus khác thì giữa chúng có sự khác biệt lớn. Điều này có thể được lý giải là do sự khác biệt về mặt thành phần hóa học sẽ được phân tích sau đây.
Chỉ số xà phòng hóa (IS) và chỉ số este (IE) của tinh dầu lá cao chứng tỏ tinh dầu lá có chứa nhiều hợp chất este có thể sôi và bay hơi ở nhiệt độ thấp. Nếu nhiệt độ cao nó sẽ bị phân hủy tạo các sản phẩm phụ và làm tổn thất tinh dầu thu hồi, đặc biệt khi chưng cất có muối vì khi có muối thì sẽ làm tăng nhiệt độ sôi của hỗn hợp.
3.9. Kết quả xác định thành phần hóa học của tinh dầu
Thành phần hóa học của tinh dầu lá Quất được xác định bằng phương pháp sắc kí khí, ghép khối phổ GC/MS. Kết quả phân tích mẫu tinh dầu được thể hiện trong bảng 3.5 (phổ MS của một số cấu tử chính trong tinh dầu lá Quất, (phụ lục 7))
Kết quả xác định thành phần hóa học của tinh dầu lá Quất được thể hiện dưới bảng 3.5. Bảng 3.5.Kết quả phân tích GC/MS tinh dầu lá Quất STT Tên % 1 alpha-Phellandrene 0,12 2 á-cis-Ocimene 1,19 3 Bicyclo 4.1.0 heptane,7-(1-methylethylidene) 0,12 4 beta-Pinene 3,25 5 2-Cyclohexen-1-ol,4-ethyl-1,4-dimethyl 6,39 6 beta-Myrcene 0,55 7 Tricyclene 0,59 8 Limonene 1,73 9 Eucalyptol 1,84 10 Camphene 2,37 11 Terpinen 0,16
12 á-Linalool 7,74 13 1,3,8-P-Menthatriene 0,35 14 p-Menth-1-en-4-ol 0,30 15 p-Menth-1-en-8-ol 0,46 16 Decanal 0,39 17 p-Menth-3-ene,2-isopropenyl-1-vinyl- 0,30 18 p-Menth-1-en-4-ol, acetate 1,91 19 p-Menth-1-en-8-ol, acetate 0,12 20 Xem phổ 0,07 21 Cyclobuta[1,2:3,4]dicyclopentene,1,2,3,3a,3bá… 0,13 22 Cyclohexane,2,4-diisopropenyl-1-methyl-1-vinyl- 1,45 23 Bycyclo[7.2.0]undec-4-ene,4,11,11-trimethyl-8- methylene- 3,19 24 1,5-Cycloundecadiene,8,8-dimethyl-9-methylene- 0,57 25 Cadinene 0,28 26 alpha-Caryophyllene 0,57 27 Germacrene D 8,47 28 Eudesma-4(11),11-diene 2,80 29 Germacrene B 2,19 30 Cadia-3,9-diene 0,20 31 o-Menth-8-ene-4-methenol, à, à-dimethyl-1-vinyl- 0,83 32 Nerolidol 18,80 33 1H-Cycloprop e azulen-4-ol,decahydro-1,1,4,7- tetramethyl 0,71 34 Spathulenol 1,02 35 Guai-1(10)-en-11-ol 1,02 36 Eudesma-4(14)-en-11-ol 0,47
37 Linalyl propanoate 0,51 38 Eudesmol 3,41 39 Hinesol 4,01 40 Xem phổ 4,93 41 Guaiol 12,48 42 Kauran-18-al,17-(acetyloxy)-,(4beta)- 1,17 43 5-Azulenemethanol,1,2,3,4,5à,6,7,8-octahydro- à,à,3á,8á-tetramethyl-,acetate 0,26 44 Phytol 0,57 100,00
Từ kết quả phân tích ở bảng 3.5 ta có thể phân loại các cấu tử trong hỗn hợp ra thành các nhóm sau:
Thành phần tinh dầu lá Quất có chứa rất nhiều cấu tử (44 cấu tử), chiếm diện tích lớn nhất là Nerolidol, tiếp theo là Guaiol và các hợp chất như Linalool; Cyclohexane,2,4- diisopropenyl-1-methyl-1-vinyl-; Bycyclo[7.2.0]undec-4-ene,4,11,11-trimethyl-8-methylene-; 1,5-Cycloundecadiene,8,8-dimethyl-9-methylene-,đây là các hợp chất thuộc nhóm ancol.
Ngoài ra, còn có nhiều este như p-Menth-1-en-4-ol, acetate; p-Menth-1-en-8-ol, acetate, Cadia-3,9-diene… và có chứa nhiều nhóm terpen như Limonene; Cadinene; Terpinen và các nhóm acid, aldehyt khác.
Như vậy, tinh dầu lá Quất có chứa nhiều thành phần phân cực nên khi sử dụng dung môi nước hay nước có bổ sung muối để chưng cất thì dễ tổn hao các cấu tử trong đó.
Do vậy, cần tiến hành nghiên cứu thử nghiệm chiết rút tinh dầu lá Quất với nhiều phương pháp khác và đánh giá hiệu suất thu được để có sự đánh giá chính xác hơn về thành phần cũng như đặc tính của nó.
3.10. Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm trong phòng thí nghiệm
Bảng 3.6. Ước tính chi phí nguyên vật liệu để tách tinh dầu từ 10 kg lá Quất trong phòng thí nghiệm
STT Nguyên vật liệu Lượng sử dụng Đơn giá (VNĐ) Thành tiền (VNĐ) 1 Lá Quất 10kg 15.000 150.000 2 Na2SO4 công nghiệp 0,5kg 75.000 37.500 3 Nước cất 0,6m3 3.000 1.800 4 Nước máy 2m3 1.500 3.000 5 Lọ sẫm màu10ml 8 chiếc 2.000 16.000 Tổng cộng 208.300
Lượng tinh dầu chiết từ 10kg lá Quất là 71ml. Như vậy, chi phí sản xuất 10ml tinh dầu lá Quất ước tính là:
(208.300/71)*10 =29.338 VNĐ
So với giá bán các loại tinh dầu khác trên thị trường hiện nay thì chi phí sản xuất với sản phẩm tinh dầu lá Quất là tương đối rẻ. Tuy nhiên, sản phẩm tinh dầu lá Quất có giá thành tương đối cao do đề tài được tiến hành vào thời điểm khan hiếm nguồn nguyên liệu nên giá mua nguyên phẩm khá cao.
Trên thực tế, để đi vào sản xuất quy mô lớn ta sẽ thực hiện phương án khép kín nên sẽ giải quyết các vấn đề tồn tại như trên. Đồng thời, có thể tái sử dụng nước chưng chứa NaCl, thu hồi Na2SO4 và nước máy làm mát ống sinh hàn nên sẽ tiết kiệm được lượng nước dùng.
Ngoài ra, có thể tận dụng phần nước ngưng để vận dụng trong công nghệ sản xuất nước hoa tắm… do còn một số lượng tương đối các cấu tử tinh dầu hòa tan nên sẽ mang đến thơm dễ chịu đặc trưng cho sản phẩm sau này, nhờ đó góp phần làm giảm giá thành sản phẩm.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Qua một thời gian nghiên cứu, chúng tôi đưa ra các kết luận sau:
a. Điều kiện thích hợp để tách chiết tinh dầu lá Quất bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước như sau:
- Tỷ lệ nước/nguyên liệu là 6/1 (v/w). - Không dùng NaCl.
- Thời gian ngâm nước là 3h (giờ ). - Chưng cất trong thời gian 80 phút.
- Tỉ lệ khối lượng tinh dầu lá Quất tách chiết được, tương ứng là 0,66%(w/w). b. Tinh dầu lá Quất thu được có một số tính chất sau: Trong suốt, màu vàng nhạt, mùi thơm nồng, hấp dẫn, vị đắng đặc trưng của tinh dầu lá Quất.
c. Các chỉ số vật lý và hóa học của tinh dầu lá Quất nằm trong khoảng giá trị tương ứng của tinh dầu họ Citrus đã được công bố.
- Tỷ trọng (d25) : 0,936.
- Tỷ lệ tinh dầu hòa tan trong cồn 900,ở 250C(v/v): 1,5/2. - Các chỉ số hóa-lý: + Chỉ số acid(IA): 3,6465.
+ Chỉ số xà phòng hóa(IS): 34,5. + Chỉ số este(IE): 30,8535.
d. Bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) đã xác định được 44 cấu tử chính trong tinh dầu lá trong đó hợp chất thuộc nhóm ancol chiếm tỉ lệ cao nhất.
2. Kiến nghị
1/ Tiếp tục nghiên cứu chiết tinh dầu lá Quất bằng các phương pháp hiện đại hơn ( hỗ trợ bằng vi sóng, chiết bằng CO2 siêu tới hạn,…)
2/ Nghiên cứu thử hoạt tính sinh học của tinh dầu lá Quất trên các chủng vi sinh vật khác nhau, từ đó kết luận về khả năng ứng dụng của sản phẩm trong công nghiệp thực phẩm, y học, mỹ phẩm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1. Phan Thị Trân Châu, Nguyễn Thị Hiên, Phùng Gia Tường (1997), “Thực hành hóa sinh học”, NXB Giáo Dục.
2. Nguyễn Minh Hoàng (2006), “Khảo sát tinh dầu vỏ trái giống Citrus họ
Rutaceae”, khoa Công nghệ Sinh học, Đại học Mở thành phố Hồ Chí Minh.
3. Nguyễn Thị Lý, Lê Thị Đề Oanh, Phan Thị Bảo Vy, Huỳnh Mai Thảo, “Tách tinh dầu và alkaloid từ quả Quất (Citrus japonica Thumb.)”, Hội nghị khoa học và công nghệ lần 9, Khoa công nghệ hóa học-Đại học Bách Khoa TP. HCM.
4. Nguyễn Văn Minh, “Các phương pháp sản xuất tinh dầu”, Báo điện tử http://www.ioop.org.vn/vn/ - Viện nghiên cứu dầu và cây có dầu - Bản tin khoa học công nghệ.
5. Nguyễn Đắc Phát (2010), “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”, Khoa Chế Biến, Đại học Nha Trang.
6. Nguyễn Thị Thảo Trân, Trịnh Hoàng Hiếu, Lê Ngọc Thạch,”Khảo sát tinh dầu vỏ
trái và lá tắc”(Fortunella japonica, Thumb), Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 12, Số 10 – 2009, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM.
TIẾNG ANH
7. Atti-Santos, A. C., Serafini, L. A., Moyna, P., (2005), Extraction of Essential Oils from Lime (Citrus latifolia Tanaka) by Hydrodistillation and Supercritical Carbon Dioxide, Brazilian Archives of Biology and Technology, Vol.48 (1), p. 155-160. 8. Ahmad, M. M., Salim-ur-rehman, Anjum, F. M., Bajwa, E. E. (2006), Comparative
physical examination of various Citrus pell essential oil, Int. J. Agri. Biol., Vol. 8, No. 2, p.186-190.
9. AOAC International CD-ROM (2000), AOAC Official Method 945.06, Specific Gravity (Apparent) of Distilled Liquors, Pycnometer Method .
10. Dharmawan, J., (2008), Characterization of Volatile Compounds in selected Citrus Fruits from Asia, Doctor Thesis, Dept. Chemistry, NUS, Singapore.
11. Gentry, T. (2002), Analysis of Citrus Oils, Current Protocols in Food Analytical Chemistry , G1.5.1-G1.5.24
12. Handa, S. S., Khanuja, S. P. S., Longo, G., Rakesh, D. D. (2008), Extraction technologies for Medicinal and Aromatic Plants, United Nations Industrial Development Organization and the International Centre for Science and High Technology.
13.Sun, J., (2007), D-Limonene: Safety and Clinical Applications, Alt. Med. Review, Volume 12, No.3, p.259-264.
14.Thavanapong, N. (2006), The essential oil from peel and flower or Citrus Maxima, Master Thesis, Dept. Pharmacology, Silpakorn University.
INTERNET 15.http://tinhdau.vn 16.http://www.ioop.org.vn/vn/NCTK/Thanh-Tuu-Cua-Vien/Ban-Tin-Khoa-Hoc-Cong- Nghe/Vai-Tro-Cua-Tinh-Dau-Trong-Doi-Song-Thuc-Vat/. 17. http://www.thuocvuonnha.com/c/tac-dung-chua-benh-cua-cay-quat/hoi-dap 18. http://baigiang.violet.vn/present/showprint/entry_id/2067899 19. http://vi.wikipedia.org/wiki/Qu%E1%BA%A5t ------
PHỤ LỤC
Phụ lục1. Phương pháp xác định hàm lượng ẩm trong nguyên liệu Quất
a) Nguyên tắc :
- Dùng nhiệt độ cao để làm bay hơi nước hết trong mẫu phân tích.
- Dựa vào hiệu khối lượng của mẫu trước và sau khi sấy để tính hàm lượng
nước có trong mẫu phân tích.
b) Tiến hành:
- Chuẩn bị cốc sấy: Đem cốc đi rửa để ráo, sau đó sấy ở 105÷110C trong vòng
30 phút. Để nguội trong bình hút ẩm rồi đem cân.
- Chuẩn bị mẫu: Nguyên liệu được băm nhỏ rồi cân chính xác G (g) mẫu (khoảng 2g) cho vào 3 cốc sấy (đã được xác định khối lượng ban đầu). Cân cốc có chứa mẫu (khối lượng G1). Rồi đưa cốc có chứa mẫu sấy ở 60÷700C trong vòng 2h,
sau đó nâng nhiệt độ lên 105÷1100C và sấy trong vòng 2h (thỉnh thoảng trộn đều). Lấy mẫu ra, để nguội trong bình hút ẩm và đem cân (khối lượng G2). Lặp lại quá trình sấy vài lần đến khi chênh lệch khối lượng giữa 2 lần cân liên tiếp không quá 0,2mg. Ghi khối lượng cuối cùng (G2).
Hàm lượng nước trong nguyên liệu tính theo công thức: %H2O = (G1 – G2)/ G*100%
Trong đó:
G: khối lượng mẫu (g).
G1: khối lượng mẫu trước khi sấy (g). G2: khối lượng mẫu sau khi sấy (g).
Phụ lục 2. Phương pháp xác định chỉ số lý-hóa của tinh dầu
1. Xác định tỷ trọng tinh dầu
Nguyên tắc: 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 (thường xác định ở 250C).
Cách xác định:
- Bình đo tỷ trọng (pycnometer) được rửa sạch bằng metanol, sấy nhẹ cho khô rồi cho vào tủ điều nhiệt ở 250C trong 30 phút. Sau đó lấy ra cân nhanh ta được khối
lượng của bình là m0 .
- Cho tinh dầu (đã được làm lạnh ở 250C) vào đầy tới cổ bình, đậy nút, lau khô phần tinh dầu tràn, sau đó cho vào tủổn nhiệt ở 250C trong 30 phút. Sau đó lấy ra cân
nhanh ta được khối lượng là m1.
- Làm tương tự như trên nhưng thay tinh dầu bằng nước cất, sau đó đem cân ta được khối lượng là m2.
Khi đó tỷ trọng của tinh dầu ở 250C được xác định như sau:
d25 = (m1- m0)/(m2- m0)
2. Xác định chỉ số acid (IA) (1)
Nguyên tắc: Chỉ số axit là số mg KOH cần thiết để trung hòa các axit tự do có trong 1gam tinh dầu.
RCOOH + KOH RCOOK + H2O Cách tiến hành:
- Lấy 1g tinh dầu cho vào bình nón 100 ml, thêm 10 ml etanol 960 và lắc cho tinh dầu tan hoàn toàn.
- Sau đó cho vào bình 3 giọt phenolphtalein 1%, chuẩn độ bằng KOH 0,1N đến xuất hiện màu hồng bền trong 30 giây. Thực hiện 3 lần, ghi thể tích dung dịch KOH
0,1N đã dùng.
Tính kết quả:
Trong đó:
IA : chỉ số acid (mg KOH/g).
V : số ml KOH 0,1N đã dùng để chuẩn độ.
5,61: số miligam KOH tương đương với 1ml KOH 0,1N. G : khối lượng tinh dầu đem phân tích (gam).
3. Xác định chỉ số xà phòng hóa (IS)
Nguyên tắc: Chỉ số xà phòng là số mg KOH cần thiết để trung hòa tất cả các acid tự do và acid kết hợp dưới dạng este có trong 1 gam chất béo. Tiến hành xác định
lượng KOH cần dùng theo nguyên tắc chuẩn độ ngược.
Bước 1: Thêm dư KOH để xà phòng hóa este và trung hòa acid tự do: RCOOR’ + KOH RCOOK + R’OH
RCOOH + KOH RCOOK + H2O
Bước 2: Chuẩn độ lượng KOH còn dư bằng dung dịch chuẩn HCl: KOH + HCl KCl + H2O
Cách tiến hành: Lấy 2 bình nón 100 ml
- Cho vào bình 1: (bình kiểm tra) 1ml nước cất và 15ml KOH 0,5 N. - Cho vào bình 2: (bình thí nghiệm) 1g tinh dầu và 15ml KOH 0,5 N.
- Đun cách thủy các bình 1 và 2 (có lắp ống hoàn lưu) trong 50 phút, sau đó để
nguội. Thêm vào mỗi bình 15ml nước cất và 3 giọt phenolphtalein 1%, lắc đều, dung dịch có màu hồng. Chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,5N đến khi mất màu hồng. Ghi thể tích HCl đã dùng để chuẩn độ. Cách tính kết quả: IS= (V2- V1)*28,05/G Trong đó: IS : chỉ số xà phòng (mg KOH/g). V2 : thể tích HCl 0,5 N chuẩn độ bình kiểm tra (ml). V1 : thể tích HCl 0,5 N chuẩn độ bình thí nghiệm (ml). G : khối lượng tinh dầu đem phân tích (gam).
4. Xác định chỉ số ester (IE) (900)
Nguyên tắc:
Chỉ số este là số mg KOH cần thiết để trung hòa lượng axit béo liên kết với
glyxerol được giải phóng khi xà phóng hóa 1gam dầu. Do đó, chỉ số este được tính bằng hiệu giữa chỉ số xà phòng và chỉ số acid.
Tính kết quả:
IE= IS- IA