Bài giảng tinh dầu và dược liệu chứa tinh dầu TS nguyễn viết kình

Cách định tính, định lượng được tinh dầu / dược liệu 6.. Trình bày được các phương pháp kiểm nghiệm tinh dầu, & kiểm nghiệm dược liệu chứa tinh dầu.. Tinh dầu là một hỗn hợp gồm - cá

TS Nguyễn Viết Kình

Bộ môn Dược liệu-2006

1 Tinh dầu là gì ? Trong tinh dầu gồm có gì ?

2 Tính chất lý, hóa của tinh dầu

3 Tinh dầu thường gặp ở đâu, trong cơ quan nào ?

4 Cách chiết, tách tinh dầu từ dược liệu

5 Cách định tính, định lượng được tinh dầu / dược liệu

6 Cách phân tích thành phần hóa học của tinh dầu

7 Tác dụng, công dụng của tinh dầu

8 Các dược liệu chứa tinh dầu thông dụng

1 Định nghĩa và phân biệt được tinh dầu

2 Tr.bày được công thức 16 thành phần chính của tinh dầu

3 Trình bày được 4 phương pháp chiết xuất tinh dầu

4 Trình bày được các phương pháp kiểm nghiệm tinh dầu, & kiểm nghiệm dược liệu chứa tinh dầu

5 Trình bày được 16 dược liệu giàu các thành phần trên

(tên Việt nam, tên kh.học, đặc điểm thực vật-phân bố́,

Tinh dầu là

- một hỗn hợp gồm nhiều thành phần

- chủ yếu từ thực vật

- thường có mùi thơm

- không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ

- bay hơi được ở nhiệt độ thường, điểm sôi thấp

- có thể điều chế từ thảo mộc bằng ph.pháp cất kéo hơi

nước

nhưng từng thành phần của tinh dầu lại có điểm sôi rất cao

A Nhóm hợp chất cơ bản : glucid, lipid, protid

B Nhóm hợp chất thứ cấp :

phenylpropanquinon

flavonoidtanninxanthonlignan

steroid đơn giản

TINH DẦU

tinh dầu chất béo

bị savon hóa / KOH không *** +

Tinh dầu là một hỗn hợp gồm

- các hydrocarbon terpen (mạch hở, vòng, ∆’ có Oxy)

- các ∆’ thơm ít vòng (aldehyd, phenol, phenylpropanoid)

- các hợp chất có N, S (sulfit, isothiocyanat)

- các ester mạch ngắn (Δ’ formic, acetic, butyric, valeric)

hiện diện với tỷ lệ khác nhau  tính chất rất khác nhau

phần đặc (stearopten) mentholborneol

camphorlàm lạnh

gồm 5 nhóm chính :

2.1 ∆’ monoterpen (10 C)2.2 ∆’ sesquiterpen (15 C)2.3 ∆’ vòng thơm (C6 – C3) 2.4 ∆’ chứa N, S

2.5 các thành phần khác



2.1.1 monoterpen mạch hở

b có Oxy : được quan tâm nhiều

- các alcol (nerol, geraniol, citronellol, linalol)

neral geranial citronellal

monoterpen mạch hở, có Oxy

citral-b citral-a

2.2 Các Δ’ từ sesquiterpen

2.2.1 sesquiterpen không chứa Oxy

farnesen zingiberen curcumen2.2.2 Các hợp chất azulen

Me iPr

Me

- không bay hơi ở to thường

- không cất kéo được bằng hơi nước

- chiết xuất được bằng dung môi hữu cơ

- không được coi là tinh dầu chính danh2.2 Các Δ’ từ sesquiterpen

2.3 Các dẫn chất có vòng thơm

OMe

CHO

OH COOMe

2.3 Các dẫn chất có vòng thơm (t.t)

Đại hồi Quế Long nãotrans

anethol cinnamicaldehyd salicylatmethyl

S-propyl cystein sulfoxid S-methyl cystein sulfoxid

- Thể chất : Lỏng (nếu lẫn chất béo → thể đặc)

- Màu sắc : không màu → vàng nhạt (oxy-hóa → sậm màu)(xanh: camomille, đỏ: thymus, nâu sậm: quế, hương nhu)

- Mùi vị : thơm – (tinh dầu Giun);

cay – (tinh dầu Quế, Hồi)

- Tỷ trọng : thường < 1; – (Quế́, Đinh hương, Hương nhu)

- Độ tan : ít tan / nước (1 số tan / sulfit, bisulfit, resorcin) tan / ROH và nhiều dung môi hữu cơ khác

- D: cao; n = 1,450 – 1,560

 kém bền (nhiệt, hט, oxy-hóa : alcol → aldehyd → acid)

 dễ trùng hợp (→ nhựa), cộng hợp (với halogen)

 dễ bay hơi, độ sôi tùy thành phần cấu tạo

 nhiệt độ sôi thường thấp hơn các cấu tử thành phần

-∆’ monoterpen : bp ≈ 150 – 180oC -∆’ sesquiterpen : bp > 250oC

-∆’ nhân thơm : bp > 300oC

 một số tinh dầu : để lạnh → kết tinh các cấu tử thành phần (menthol, borneol, camphor, cineol, anethol )

 Trong thực vật

Apiaceae Araceae Asteraceae

Illiciaceae Lamiaceae Lauraceae

Myrtaceae Pinaceae Piperaceae

Rutaceae Scrophulariaceae Zingiberaceae

Trong động vật

Hươu xạ Cà cuống Bọ xít

 Tinh dầu được chứa trong

khí sinh : Lamiaceae vỏ quả : Citrus

lá : Myrtaceae vỏ thân : Quế

hoa : Hồng gỗ : Long não

nụ hoa : Đinh hương nhựa : Thông

quả : Amomum thân rễ : Zingiber

Tinh dầu được tạo trong

ống tiết : Apiaceae túi tiết : Rutaceae, Myrtaceae

lông tiết : Lamiaceae tế bào tiết : Hồng, Quế, Gừng

Coleus aromaticus

Coleus aromaticus

Kinh-06’

 thành phần hóa học của tinh dầu trong một cây

- có thể giống nhau

vỏ thân và lá C cassia : aldehyd cinnamic

- có thể khác nhau

vỏ thân C zeylanicum : aldehyd cinnamic

lá của C zeylanicum : Eugenol

 hàm lượng tinh dầu

- thường : 0.1% – 2%

- đôi khi : 10% (Đại hồi); 20% (Đinh hương)

5.1 Nguyên tắc

Phương pháp : Cất lôi cuốn theo hơi nước

Dụng cụ : Tiêu chuẩn hóa theo Dược điển

Các thông số : Quy định tùy dược liệu cụ thể

- ống dẫn hơi - ống sinh hàn

- nhánh hồi lưu - ống hứng

2 phần chính Bình đun (500 - 1000 ml)

Bộ định lượng5.2 Dụng cụ :

a PP thể tích

BỘ ĐỊNH LƯỢNG

TINH DẦUsinh hàn

ống hứng tinh dầu(1 ml; 0.01 ml)

D

ỐNG HỨNG TINH DẦU

5.3 Công thức tính hàm lượng tinh dầu (V/P)

Tinh dầu có d < 1

a = ml tinh dầu cất được

b = gam dược liệu khô

c = ml xylen thêm vào

X% = 100  a

b

Tinh dầu có d > 1

(a  c)bX% = 100 

Nguyên tắc

- Cất lôi cuốn theo hơi nước  nước no

- Làm giảm độ tan của tinh dầu trong nước no

- Tách tinh dầu bằng 1 d.môi có điểm sôi thấp

- Bay hơi dung môi ở nhiệt độ thấp

- Cân lượng tinh dầu còn lại

 Hàm lượng tinh dầu (p/p)

b Phương pháp cân

6.1 Phương pháp cất kéo theo hơi nước

Nguyên tắc

- Thành phần : gồm những cấu tử không tan trong nước,

- Nhiệt độ sôi : hỗn hợp sôi ở điểm hằng phị

- Tỷ lệ ngưng tụ : [tỷ lệ sau] > [tỷ lệ trước]

Trong nghiên cứu : Sử dụng kết hợp lò vi ba (microwave)

tinh dầu thông : sôi ở # 160 oChằng phị/nước : sôi ở ≈ 95 – 96 oC

vào bộđịnh lượng nhiệt kế + tiếp nước

bộ cung cấp hơi bình cất

dược liệu

1 kiểu nồi cất tinh dầu quy mô lớn

1 kiểu nồi cất tinh dầu quy mô lớn

bộ ngưng tụ (quy mô lớn)

bình hứng

Bộ phận hứng và tách tinh dầu

X X

Chú ý : khi cất tinh dầu có hàm lượng thấp

→ Tinh dầu tan / nước nóng tạo “nước thơm”

Tận thu tinh dầu trong “nước thơm” bằng cách :

- đưa nước thơm trở lại nồi cất

- đẩy tinh dầu ra khỏi nước thơm bằng muối NaCl

- cho tinh dầu / nước thơm hấp phụ vào C*, sấy,

- chiết tinh dầu từ C* (chưng cất, phản hấp phụ)

Sản phẩm : loại 2 !

6.2 Phương pháp chiết bằng dung môi

Dùng chiết xuất 1 thành phần nhất định, tinh dầu từ hoa

a Dung môi dễ bay hơi (ether petrol, xăng công nghiệp)

6.2 Phương pháp chiết bằng dung môi

b Dung môi không bay hơi (dầu béo, parafin)

dược liệu tinh dầu / dm

lớp

6.4 Phương pháp ép

áp dụng đối với vỏ Citrus (tinh dầu / túi tiết ở vỏ ngoài)

pectin đông cứng bởi nhiệt.

phá = xay, acid, enzym

6.5 Phương pháp lên men

áp dụng đối với mẫu chứa tinh dầu ở dạng kết hợp

amygdalin ald benzoic + HCN + glc

emulsinalinase

Trên thị trường, các loại tinh dầu có oxy thường được chưng cất áp suất giảm để loại các monoterpen đơn giản (dễ bị oxy-hóa) → tinh dầu có giá trị hơn, bền hơn

Hiện nay, hầu hết các tinh dầu đều đã được tổng hợp

nhưng tính chất vật lý, giá trị vẫn còn kém tinh dầu tự nhiên

7.1 Xác định tinh dầu trong cây

7.2 Mô tả cảm quan (thể chất, màu, mùi, vị )

7.3 Xác định các chỉ số vật lý (d, D, nD, độ tan )

7.4 Xác định các chỉ số hóa học (acid, ester, acetyl )7.5 Định tính các thành phần trong tinh dầu

7.1 Xác định tinh dầu trong cây

Dùng phản ứng hóa mô

- tinh dầu + cồn orcanet → đỏ tươi

- tinh dầu + acid osmic → oxyt osmic ( đen)

- tinh dầu + → đỏ tươi

Dùng phương pháp chiết

- chiết bằng dung môi (ether ethylic), bốc hơi dung môi, ngửi mùi

dd Soudan III/ chloral hydrat

tinh dầu thử

tinh dầu khan

PHỔ UV

Quan trọng trong việc

• định danh các thành phần của tinh dầu,

• lập tiêu chuẩn kiểm nghiệm cho tinh dầu

Ví dụ :

- ald cinnamic / Quế - anethol / Hồi

- menthol / Bạc hà - cineol / Tràm

- citral / Sả - eugenol / Hương nhu,

Đinh hương

7.5.1 Định tính bằng SKLMTinh dầu : kém phân cực → cơ chế : hấp phụ

dung môi : kém phân cực (n-6, EP, Bz, Tol, Cf, DCM, EA)hiện màu : - th2 chung: VS, AS, H2SO4, hơi Brom,

monoterpen UV màu với thuốc thử

Dung môi : Tol – EA (93 : 7) hay Bz – EA (9 : 1)

Hiện màu : VS / AS Lớp mỏng : Si-gel F 254

safrol anethol menthyl acetat citronelal thymol eugenol

LƯU Ý KHI SKLM TINH DẦU

Tinh dầu gồm các thành phần kém phân cực

- Bản mỏng phân cực (Si-gel )

- Dung môi kém phân cực (n6, EP, Bz, Tol, EA, Cf , DCM )

- Hiện vết : AS, VS, acid sulfuric (không đặc hiệu)

Nên chấm thành băng, di chuyển # 10 cm

7.5.2 Định tính bằng sắc ký khí (GC)

647.5.2 Định tính bằng sắc ký khí (GC)

7.5.2 Định tính bằng sắc ký khí (GC)

66Rtmảnh có m/z khác nhauGC-MS

Mentha piperita

KIỂM NGHIỆM TINH DẦU BẰNG SẮC KÝ KHÍ

c Phương pháp tạo dẫn chất (chuyển dịch đỉnh)

a Phương pháp trực tiếp

b Phương pháp thêm chuẩn

7.5.3 Định tính bằng HPLC

a nhóm chức alcol : Tinh dầu + CS2 + KOH hạt

- nếu có màu vàng, tủa vàng : dương tính

- nếu không có màu vàng hay tủa vàng : cho tiếp

ammoni molybdat 1% + H2SO4 + CHCl3 lớp CHCl3 có màu tím : dương tính

c Nhóm chức aldehyd

khử dung dịch Tollens (bạc nitrat/NaOH)

Cho màu đỏ với thuốc thử Schiff

d Nhóm chức ester

ester + (hydroxylamin kiềm) + (FeCl3/HCl) → màu mận tía

e Nhóm chức phenol

∆’ phenol + (FeCl3/EtOH) màu →

(trừ eugenol, isoeugenol, vanillin)

f Phản ứng màu chung (không đặc hiệu)

VS, AS, acid sulfuric, khí Brom

7.5.4 Định tính hóa học

Nguyên tắc : Dùng phản ứng đặc hiệu của nhóm chức.

• alcol (toàn phần, ester, tự do)

7.6.1 Định lượng nhóm alcol

b alcol dạng ester : phương pháp savon-hóa

c alcol dạng tự do :

- bằng hiệu [alcol toàn phần] – [alcol ester]

- bằng 1 phương pháp khác :

V2 acid (mẫu đo)V1 acid (mẫu trắng)

V × MGTD% = × 100

(G gam)

∆V

V2 V1

ROAc

C O

R

R

C R

7.6.2 Định lượng nhóm aldehyd và ceton

a Phương pháp sulfit / bisulfit

H +

kết tinhph.pháp cân

thường dùng định lượng các hợp chất có ∆-β

CHO

CHO



định lượng bằng kiềm

carbonyl / tinh dầu

hydroxylamin.HClHCl tự do được giải phóngkiềm chuẩn

hydroxylamin.HCl

7.6.2 Định lượng nhóm aldehyd và ceton

c phương pháp 2,4 dinitrophenyl hydrazin

7.6.3 Định lượng các hợp chất oxyd (cineol )

a phương pháp xác định điểm đông đặc

b ortho-cresol

c resorcin

2,4-DNPH + carbonyl hydrazon tủa (da cam)

cân, so màu

Nguyên tắc

[cineol] càng cao → càng dễ kết tinh,

[cineol] càng thấp → càng khó kết tinh (phải thật lạnh)

Áp dụng : Ít áp dụng, yêu cầu [cineol] > 64%

7.6.3.a Phương pháp xác định điểm đông đặc

- đơn giản (nhất là khi [cineol] > 39%) : Tra bảng.

- nếu [cineol] < 39% : phải thêm chuẩn cineol

82 thử nghiệm sơ bộ thử nghiệm xác định

7.6.3.c Phương pháp resorcin

Nguyên tắc

Dùng bình Cassia,

đọc phần tinh dầu không tham gia phản ứng cộng hợp

 [cineol] có trong tinh dầu

+ cineol

dung dịch resorcin bão hòa

chất kết tinh, tan / resorcin thừa

2.0 1.0 0.0

(tinh dầucineol)

resorcin + cineol

tinh dầu bị hụt (= cineol)

2 ml tinh dầu

+ resorcin

PHƯƠNG PHÁP RESORCIN / BÌNH CASSIA

7.6.3.d Phương pháp acid phosphoric

t.dầu khác

và acid dư+

0oC

H3PO4 CINEOL

7.6.4 Định lượng các hợp chất phenol (ascaridol )

Nguyên tắc : Tạo phenolat tan trong nước

Ar–OH + NaOH Ar–ONa + H2O

(tan trong nước)

đọc thể tích ph.pháp cân ph.pháp so màu

(bình cassia) (tạo lại Ar – OH) (tạo màu)

Ar–ONa + H+ Ar–OH + Na+

tách bằng dung môi hữu cơ

cân

7.7 Kiểm tạp chất & giả mạo

nhỏ nước vào tinh dầu (có cồn : làm đục)

SKLM, SKK.

8 TÁC DỤNG SINH HỌC, CÔNG DỤNG

chiết xuất các thành phần (cineol,

Xuất xứ : Viện Ung thư Quốc gia Hoa Kỳ

(National Cancer Institute – NCI)Phương pháp : Xác định LD50 (pha loãng)

Mục đích : Tìm chất độc đ/v ấu trùng thuốc→

Quy mô : Sàng lọc lưu lượng cao

(High Throughput Screening – HTS)Dụng cụ : Khay 96 giếng

Sinh vật thử : Ấu trùng Artemia salina (Brine Shrimp)

Môi trường : Nước biển nhân tạo

Ấu trùng Artemia salina (Brine Shrimp)

Ấu trùng Artemia salina (Brine Shrimp)

Ấu trùng Artemia salina (Brine Shrimp)