Luận văn tốt nghiệp Đại học tìm hiểu về thành phần hóa học của một số loại tinh dầu

Vì thế việc nghiên cứu thành phần hóa học cây Bạc hà để tìm những hợp chất có cấu trúc mới hoặc những chất có tác dụng chính để sử dụng dưới dạng tinh khiết cũng như trong điều trị bệnh

ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

(MENTHA ARVENSIS)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Ngành: Hóa học MSSV: 2096740

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TS NGUYỄN TRỌNG TUÂN ThS PHẠM QUỐC NHIÊN

Cần Thơ, 6/2013

ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

(MENTHA ARVENSIS)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Ngành: Hóa học MSSV: 2096740

Cần Thơ, 6/2013

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Năm học 2012-2013

Đề tài:

LY TRÍCH VÀ KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC

CỦA TINH DẦU BẠC HÀ (MENTHA ARVENSIS L.)

LỜI CAM ĐOAN

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 Luận văn tốt nghiệp đại học ngành: Hóa Học Đã bảo vệ và được duyệt Hiệu trưởng………

Trưởng khoa………

Ts Nguyễn Trọng Tuân Ths Phạm Quốc Nhiên

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Cần Thơ, ngày……tháng… năm 2013

PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Năm học: 2012 – 2013

1 Cán bộ hướng dẫn: TS Nguyễn Trọng Tuân và ThS Phạm Quốc Nhiên

2 Tên đề tài: “Ly trích và khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu Bạc hà

4 Số lượng sinh viên thực hiện: 01

5 Họ và tên sinh viên: Tôn Long Dày MSSV: 2096740

Lớp: Cử nhân Hóa học Khóa: K35

6 Mục tiêu của đề tài:

+ Khảo sát điều kiện tối ưu khi ly trích tinh dầu Bạc hà bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

+ Xác định các chỉ số hóa – lý của tinh dầu Bạc hà

8 Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài: Thiết bị, hóa chất, kinh phí và một số dụng cụ cần thiết khác

9 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 5.000.000 đồng

Sinh viên thực hiện (Ký tên và ghi rõ họ tên)

Tôn Long Dày

……… TS Nguyễn Trọng Tuân ThS Phạm Quốc Nhiên

Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV VÀ TLTN

………

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN HÓA HỌC - -

Cần Thơ, ngày……tháng… năm 2013 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 Cán bộ hướng dẫn: TS Nguyễn Trọng Tuân và ThS Phạm Quốc Nhiên 2 Tên đề tài: “Ly trích và khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu Bạc hà (Mentha arvensis L.)” 3 Sinh viên thực hiện: Tôn Long Dày MSSV: 2096740 Lớp Cử nhân Hóa học 4 Nội dung nhận xét: a Nhận xét về hình thức của luận văn tốt nghiệp:

b Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

 Những vấn đề còn hạn chế:

c Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:

d Đề nghị và điểm:

Cần thơ, ngày tháng năm 2013

Cán bộ hướng dẫn

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN HÓA HỌC - -

Cần Thơ, ngày……tháng… năm 2013 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1 Cán bộ hướng dẫn: TS Nguyễn Trọng Tuân và ThS Phạm Quốc Nhiên 2 Tên đề tài: “Ly trích và khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu Bạc hà (Mentha arvensis L.)” 3 Sinh viên thực hiện: Tôn Long Dày MSSV: 2096740 Lớp Cử nhân Hóa học 4 Nội dung nhận xét: a Nhận xét về hình thức của luận văn tốt nghiệp:

b Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

 Những vấn đề còn hạn chế:

c Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:

d Đề nghị và điểm:

Cần thơ, ngày tháng năm 2013 Cán bộ phản biện ………

LỜI CẢM ƠN

- - Được ngồi trên giảng đường của trường Đại học Cần Thơ học tập trong suốt bốn năm qua là niềm vinh dự đối với em Từng buổi học, từng bài giảng, từng kinh nghiệm

mà các thầy, các cô truyền đạt lại luôn là nguồn kiến thức quý báu cho em Những kiến thức ấy giờ đây đã trở thành kinh nghiệm vô cùng quý giá giúp em thực hiện tốt luận văn tốt nghiệp, cũng như là nền tảng vững chắc cho em bước đi những bước trên đường đời sau này Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:

TS Nguyễn Trọng Tuân và ThS Phạm Quốc Nhiên đã luôn quan tâm hướng dẫn

và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành tốt luân văn của mình

Quý Thầy Cô của trường Đại học Cần Thơ, những người đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu và bổ ích để làm hành trang vào đời

Quý Thầy Cô Bộ môn Hóa học và Bộ môn Sinh học – Khoa Khoa học Tự nhiên, trường Đại học Cần Thơ đã tạo mọi điều kiện và tận tình giúp đỡ để em hoàn thành tốt luận văn

Cở sở giống cây trồng Bình Châu (24, Điện Biên Phủ, quận Bình Tân, TP HCM)

đã nhiệt tình giúp đỡ em có được nguồn nguyên liệu tốt nhất để em hoàn thành quá trình thực nghiệm

Cảm ơn các anh chị và các bạn phòng thí nghiệm Hóa sinh đã giúp đỡ và cho lời khuyên quý báu trong quá trình em thực hiện luận văn

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và các bạn trong lớp Cử nhân Hóa K35 Những người đã luôn bên em, động viên, ủng hộ và giúp đỡ em cả về vật chất lẫn tinh thần để em có thể hoàn thành tốt luận văn của mình

Em xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người!

Cần thơ, ngày tháng năm 2013

Kí tên

Tôn Long Dày

MỤC LỤC

- -LỜI CAM ĐOAN i

PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ii

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN iv

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN v

LỜI CẢM ƠN vi

MỤC LỤC vii

PHỤ LỤC HÌNH ix

PHỤ LỤC BẢNG x

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT xi

LỜI MỞ ĐẦU xii

CHƯƠNG I 1

TỔng quan 1

I.1 GIỚI THIỆU HỌ LAMIACEAE 1

I.1.1 Phân loại học[1,2] 2

I.1.2 Mô tả[1,2] 3

I.1.3 Phân bố và thu hái[1,2] 3

I.1.4 Công dụng của Bạc hà 4

I.2 TINH DẦU 5

I.2.1 Khái quát về tinh dầu 5

I.2.2 Quá trình tích lũy[3,4,5] 5

I.2.3 Tinh dầu Bạc hà[3] 6

I.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TINH DẦU BẠC HÀ 7

I.3.1 Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu Bạc hà Mentha piperita L.[13] 7

I.3.2 Thành phần tinh dầu của Bạc hà Mentha arvensis L và Bạc hà Mentha piperita L ở những giai đoạn sinh trưởng khác nhau trong vùng Kumaon thuộc phía tây Himalaya .9

I.3.3 Tách và tổng hợp menthol 12

I.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH TINH DẦU BẠC HÀ 12

I.4.1 Phương pháp cơ học[5,6] 13

I.4.2 Phương pháp dùng dung môi hòa tan[5,6] 13

I.4.3 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước[4,5,6] 14

I.4.4 Phương pháp chiết Soxhlet[5] 15

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 16

II.1 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, THIẾT BỊ, NGUYÊN LIỆU VÀ HÓA CHẤT 16

II.1.1 Địa điểm và thời gian 16

II.1.2 Thiết bị, nguyên liệu, dụng cụ và hóa chất 16

II.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

II.2.1 Xử lý nguyên liệu 18

II.2.2 Ly trích tinh dầu bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước[7] 18

II.2.3 Xác định một số chỉ tiêu hóa – lý của tinh dầu Bạc hà 19

II.2.4 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng và thành phần tinh dầu

Bạc hà 22

II.2.5 Xác định thành phần hóa học chính của tinh dầu Bạc hà bằng phương pháp sắc ký ghép khối phổ (GC – MS) [4,6,7,8] 23

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26

III.1 XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU HÓA LÝ CỦA TINH DẦU BẠC HÀ 26

III.1.1 Đánh giá cảm quan 26

III.1.2 Xác định chỉ số acid (IA) 26

III.1.3 Xác định chỉ số savon hóa (IS) 27

Bảng 7: Kết quả chuẩn độ xác định chỉ số savon và chỉ số ester 27

III.2 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT VÀ THÀNH PHẦN TINH DẦU BẠC HÀ TRONG QUÁ TRÌNH LY TRÍCH 27

III.2.1 Thời gian ly trích 27

III.2.2 Khảo sát nhiệt độ ly trích 29

III.2.3 Khảo sát lượng dung môi ly trích 30

III.1.4 Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian, nhiệt độ và thể tích dung môi đến thành phần hóa học tinh dầu Bạc hà 31

III.3 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TINH DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP gc – ms 34

III.3.1 Thành phần hóa học 34

III.3.2 So sánh kết quả nghiên cứu 37

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39

IV.1 KẾT LUẬN 39

IV.2 KIẾN NGHỊ 39

PHỤ LỤC PHỔ GC – MS 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

PHỤ LỤC HÌNH

- -

Hình 1: Vị trí trong phân loại thực vật của Bạc hà Mentha arvensis L 2

Hình 2: Lá và cây Mentha arvensis L .3

Hình 3: Thân và hoa Mentha arvensis L .3

Hình 4: Tinh dầu Bạc hà 6

Hình 5: Hệ thống Soxhlet 12

Hình 6: Mẫu Bạc hà khô 17

Hình 7: Mẫu Bạc hà đã cắt nhỏ 17

Hình 8: Sơ đồ các bước thực hiện ly trích tinh dầu Bạc hà bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 19

Hình 9: Chương trình nhiệt độ của GC - MS chạy phân tích thành phần hóa học tinh dầu Bạc hà 24

Hình 10: Điều kiện chạy của MS 24

Hình 11: Điều kiện Injecter 25

Hình 12: Tinh dầu bạc hà 26

Hình 13: Đồ thị biểu diễn thời gian ly trích theo hàm lượng tinh dầu Bạc hà thu được 28

Hình 14: Đồ thị biểu diễn nhiệt độ ly trích theo hàm lượng tinh dầu Bạc hà thu được 30 Hình 15: Đồ thị biểu diễn thể tích dung môi ly trích theo hàm lượng tinh dầu Bạc hà thu được 31

Hình 16: Công thức của một số thành phần chính trong tinh dầu Bạc hà 34

Hình 17: Phổ đồ phân tích thành phần tinh dầu Bạc hà bằng GC - MS 34

Hình 18: Khối phổ của menthol 35

Hình 19: Khối phổ của menthol cung cấp tử thư viện phổ NIST 35

Hình 20: Sơ đồ phân mảnh của phân tử menthol 36

PHỤ LỤC BẢNG

- -

Bảng 1: Các chỉ số lí – hóa của tinh dầu Bạc hà 6

Bảng 2: Thành phần hóa học chính của tinh dầu Mentha piperita L xác định bằng phương pháp GC – MS .8

Bảng 3: Kết quả hoạt tính kháng khuẩn (MIC, mg/ml) 8

Bảng 4: Thành phần hóa học của Bạc hà Mentha arvensis L [15] 10

Bảng 5: Thành phần hóa học của Bạc hà Mentha piperita L [15] 11

Bảng 6: Kết quả chuẩn độ xác định chỉ số acid 26

Bảng 7: Kết quả chuẩn độ xác định chỉ số savon và chỉ số ester 27

Bảng 8: Kết quả khảo sát thời gian ly trích tinh dầu bạc hà bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 28

Bảng 9: Kết quả khảo sát nhiệt độ ly trích tinh dầu bạc hà bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 29

Bảng 10: Kết quả khảo sát thể tích dung môi ly trích tinh dầu bạc hà bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 30

Bảng 11: Bảng so sánh thành phần hóa học của 4 mẫu TIME – TU, VOL – TU, TEM – TU và MAU – KS tinh dầu bạc hà bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 32 Bảng 12: Thành phần chính trong tinh dầu Bạc hà 36

Bảng 13: So sánh kết quả nghiên cứu thành phần Bạc hà Mentha arvensis L Việt Nam và Mentha arvensis L Himalaya 37

Bảng 14: Kết quả điều kiện tối ưu cho quá trình ly trích 39

Bảng 15: Các chỉ số hóa học của tinh dầu Bạc hà 39

LỜI MỞ ĐẦU

- - Trước chiến tranh thế giới thứ nhất, Nhật Bản được xem là nước dẫn đầu trong sản suất các sản phẩm thương mại từ cây Bạc hà như: dược phẩm, kem đánh răng, nước xúc miệng, kẹo thuốc lá, mỹ phẩm,… trên thị trường thế giới Thời gian này

được xem là thời kỳ thịnh vượng của cây Bạc hà Mentha arvensis ở Nhật Bản và nó

còn được gọi là Japani mint Sau chiến tranh thế giới thứ hai, Nhật Bản chuyển sang trồng cây Bạc hà để phục thương mại và xuất khẩu sang Brazin và Bắc Mỹ Cùng thời gian này, Ấn Độ, Trung Quốc, Mỹ, và nhiều nước khác cũng có những thành tựu nổi bật trong sản suất các sản phẩm từ Bạc hà Năm 1960, Ấn Độ là nước sản suất tinh dầu Bạc hà lớn nhất thế giới Trung Quốc lúc này cũng được xem là nguồn cung cấp menthol chính cho thị trường thới giới

Bên cạnh những giá trị kinh tế mang lại, thì Bạc hà còn có một vai trò quan trọng trong Đông Y là chữa trị các bệnh như cảm sốt, đau nhức bàn chân, vết côn trùng cắn[1],… Nhưng đa phần Bạc hà dùng để chữa trị là sử dụng hỗn hợp toàn phần hoặc theo kinh nghiệm dân gian Vì thế việc nghiên cứu thành phần hóa học cây Bạc hà để tìm những hợp chất có cấu trúc mới hoặc những chất có tác dụng chính để sử dụng dưới dạng tinh khiết cũng như trong điều trị bệnh là việc làm cần thiết

Chính vì cây Bạc hà có nhiều công dụng như vây nên rất sớm đã có nhiều công trình nghiên cứu về cây này nhưng đa số là ở ngoài nước Nhằm góp phần làm rõ hơn thành phần hóa học của cây Bạc hà, nên em chọn đề tài “Ly trích và khảo sát thành

phần hóa học của tinh dầu Bạc hà (Mentha arvensis L.)” để góp phần giúp cho việc

bào chế và sử dụng được thuận lợi hơn Đồng thời nâng cao giá trị sử dụng của cây Bạc hà Trong giới hạn nghiên cứu của đề tài em tiến hành nghiên cứu một số vấn đề sau:

Nghiên cứu điều kiện ly trích tối ưu của tinh dầu Bạc hà bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Xác định các chỉ tiêu hóa – lý của tinh dầu Bạc hà

Xác định thành phần hóa học chính trong tinh dầu Bạc hà bằng phương pháp

GC – MS

CHƯƠNG I TỔNG QUAN

I.1 GIỚI THIỆU HỌ LAMIACEAE

Họ Hoa môi (danh pháp khoa học: Lamiaceae hay Labiatae), còn được gọi bằng nhiều tên khác như họ Húng, họ Bạc hà [1,2]… là một họ thực vật có hoa Nó từng được coi là có họ hàng gần với họ Verbenaceae nhưng một số nghiên cứu phát sinh loài gần đây đã chỉ ra rằng một loạt các chi được phân loại trong họ Verbenaceae thực chất là thuộc về họ Lamiaceae, trong khi các chi cốt lõi của họ Verbenaceae thì không có quan hệ họ hàng gần với Lamiaceae mà là có quan hệ họ hàng gần hơn với các thành viên khác của bộ Lamiales Họ Lamiaceae có khoảng 200 chi và khoảng 3500 loài (theo hệ thống phân loại APG III)[1]

Trong hầu hết các phần của thực vật trong họ này đều có hương thơm và bao gồm nhiều loài cây thân thảo được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực, như húng quế, Bạc hà, hương thảo, xô thơm, hương Bạc hà, ô kinh giới, ngưu chí, bách lí hương, oải hương, tía tô, hương nhu Một số loài là cây bụi hay cây gỗ, hiếm gặp hơn là các dạng dây leo Nhiều loài được gieo trồng rộng rãi, không chỉ vì hương thơm của chúng mà còn vì dễ gieo trồng, dễ nhân giống nhất bằng các giâm cành Bên cạnh những loài lấy lá để ăn, làm gia vị còn một số loài được trồng làm cảnh như húng chanh Một số loài khác được trồng vì mục đích lấy hạt (chứ không phải lá) làm thực phẩm, như hạt cây Chia[1,2]

Tên gọi nguyên gốc của họ này là Labiatae, do hoa của chúng thông thường có các cánh hoa hợp thành môi trên và môi dưới Tên gọi này hiện nay vẫn là hợp lệ, nhưng phần lớn các nhà thực vật học hiện tại thích sử dụng tên gọi "Lamiaceae" hơn khi nói về họ này

I.1.1 Phân loại học[1,2]

Hình 1: Vị trí trong phân loại thực vật của Bạc hà Mentha arvensis L

Bạc hà là cách gọi của người Việt ta Ở một số địa phương khác còn có cách gọi

khác là Bạc hà nam Đây là loài phổ biến nhất ở nước ta Có tên khoa học là Mentha

arvensis L Tùy theo từng khu vực khí hậu ở mỗi nước cũng như mỗi châu lục mà Bạc

hà có đặc điểm và thành phần tinh dầu khác nhau Do đó, chi Bạc hà (Mentha) được

phân loại với hơn hàng trăm loài, với các loài phổ biến như:

+ Mentha piperita L (Bạc hà âu) cho tinh dầu với tên thương phẩm là

peppermint oil (Oleum Menthae piperita), thành phần chính của tinh dầu là menthol (50-68%)

+ Mentha arvensis L (Bạc hà á) cho tinh dầu với tên thương phẩm là Cornmint

oil (Oleum Menthae arvensis), thành phần chính của tinh dầu là menthol (>70%)

+ Mentha spicata L (Bạc hà bông) cho tinh dầu với tên thương phẩm là Native

Spearmint, thành phần chính của tinh dầu là carvon (>50%)

+ Mentha cardiaca Gérard ex Baker (Bạc hà bông) cho tinh dầu với tên thương

phẩm là Scotch Spearmint, thành phần chính của tinh dầu là carvon (>50%)

+ Mentha citrate Ehrh., (Bạc hà chanh) cho tinh dầu với tên thương phẩm là

Bergamot mint oil, thành phần chính của tinh dầu là linalyl acetat (33-74%) và linalool (25-52%)

+ Mentha pulegium L (Bạc hà bông) cho tinh dầu với tên thương phẩm là

Pennyroyal oil, thành phần chính của tinh dầu là pulegon (80%)

I.1.2 Mô tả[1,2]

Hình 2: Lá và cây Mentha arvensis L Hình 3: Thân và hoa Mentha arvensis L

(Nguồn: http://blog.daum.net)

Bạc hà (Mentha arvensis L.) là một loại cây thảo sống lâu năm Thân mềm, hình

vuông Loại thân ngầm mang rễ mọc bò lan, loại thân đứng mang lá, cao từ 0,40m, có thể cao tới 1m, màu xanh lục hoặc tím tía, đôi khi phân nhánh Lá mọc đối, cuốn ngắn, phiến lá hình trứng hoặc hình bầu dục, mép có khía răng đều, mặt trên và mặt dưới đều có lông che chở và lông bài tiết

Hoa mọc vòng ở kẽ lá, cánh hoa hình môi màu tím hay hồng nhạt có khi màu trắng, tràng có ống ngắn, phiến tràng chia làm bốn phần bằng nhau, có một vòng lông

ở phía trong Bốn nhị bằng nhau chỉ nhị nhẵn Ít khi thấy có quả và hạt

Toàn thân có lông che chở và lông tiết tinh dầu và có mùi thơm Mùa hoa quả vào tháng 7-10

I.1.3 Phân bố và thu hái[1,2]

Cây Bạc hà ở nước ta thường mọc hoang, và một số được trồng để lấy lá và cây làm thuốc Gần đây, Bạc hà được trồng nhiều để lấy tinh dầu như ở làng Nghĩa

Trai – Hưng Yên; Đại Yên, Gia Lâm– Hà Nội; Đại học Dược Hà Nội; Sơn La, Sapa, Phú Quốc, Tam Đảo, Tp – Hồ Chí Minh…

Có hai mùa trồng Bạc hà cho năng suất cao là vào mùa xuân (tháng 2-3) và mùa thu (tháng 8-9) Tốt nhất là trồng vào mùa xuân cho năng suất cao nhất Sau 3-4 tháng giâm trồng có thể thu hoạch đợt đầu Sau đó cần vun xới, bón phân và tưới nước thường thì những đợt thu hoạch tiếp theo cứ cách 2 tháng một lần[1]

I.1.4 Công dụng của Bạc hà

Từ xa xưa, cây Bạc hà đã được biết đến là một vị thuốc rất hữu hiệu dùng để chữa trị các bệnh tiêu hóa và chữa trị các bệnh đường ruột Bạc hà còn chữa tốt các bệnh cảm sốt, giúp long đờm, thông mũi, mát họng, giảm căng thẳng và mất ngủ Ngoài ra, tinh dầu Bạc hà còn được sử dụng để làm đẹp da, giảm các vết thẹo và các vết thâm mụn, rồi cả tác dụng trị gàu nữa[1] Do menthol trong tinh dầu Bạc hà gây ra cảm giác mát lạnh, nên giúp lưu thông máu làm tinh thần thông thoáng và sảng khoái, tăng cường hệ miễn dịch Nhưng nếu dùng với một lượng nhiều nó có thể gây tê, do đó tinh dầu Bạc hà còn được sử dụng như một chất gây mê, làm giảm đau[1]

Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, Bạc hà và tinh dầu Bạc hà còn được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau như:

Trong thực phẩm, lá bac được dùng để trang trí trên thức ăn hay được dùng như

một loại rau ăn kèm thay thế rau thơm, rau húng nhũi Lá Bạc hà còn có thể được xây nhuyễn để lấy nước làm nước sốt Bạc hà Ngoài ra, Bạc hà có thể dược nấu để lấy phần nước màu xanh dùng làm xi rô, nước giải khát vị Bạc hà, làm bánh kem, kẹo…

Trong mỹ phẩm, tinh dầu Bạc hà rất có giá trị trong việc điều trị da bị mụn, nhờ

tính kháng khuẩn cao Đồng thời lại làm mát da và làm sáng các vùng da bị sậm màu Đối với da nhờn, thì Bạc hà còn có tác dụng làm da bớt bóng nhờn, săn chắc mà lại không bị khô da Một nghiên cứu gần đây nghiên cứu của trường Đại học Wheeling Jesui còn cho thấy rằng những người hít tinh dầu Bạc hà trong vòng hai tiếng sẽ “nạp” lượng calorie ít hơn những người không ngửi hương Bạc hà 23% Do đó, tinh dầu Bạc

hà còn có tác dụng làm giảm cân Ngoài ra, chất menthol trong tinh dầu Bạc hà còn là thành phần chính trong các sản phẩm kem đánh răng, dầu gọi và một số loại nước hoa

Trong dược phẩm, tinh dầu Bạc hà được sử dụng chủ yếu để kết tinh thu menthol

Từ đó điều chế những dược phẩm mà dựa vào công dụng của menthol mang lại như:

miếng dán giảm đau, giảm sốt, thuốc thoa trị trật khớp, bong gân, thuốc nhỏ mắt, thuốc trị ho, đau họng và dầu gió…

Trong thuốc diệt côn trùng, tinh dầu Bạc hà đóng vai trò như chất ức chế đối với

một số loại côn trùng như: muỗi, kiến, gián, ong bắp cày Do đó, tinh dầu Bạc hà được ứng dụng để xua đuổi chúng

I.2 TINH DẦU

I.2.1 Khái quát về tinh dầu

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 Phần lớn tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật

và số ít từ động vật Trong thiên nhiên tinh dầu ở trạng thái tự do, chỉ có một số ít ở trạng thái tiềm tàng, nghĩa là tinh dầu không có sẵn trong nguyên liệu mà chỉ xuất hiện trong những điều kiện gia công nhất định trước khi tiến hành ly trích hay dưới tác dụng cơ học Còn ở trạng thái tự do, tinh dầu có sẵn trong nguyên liệu có thể thu hái ly trích trong điều kiện bình thường[3]

I.2.2 Quá trình tích lũy[3,4,5]

Trong thực vật tinh dầu được tạo ra và tích lũy trong các mô Hình dạng các mô này thay đổi tùy theo vị trí của chúng trong cây Những mô này có thể hiện diện ở tất

cả các bộ phận của cây như rễ, thân, lá, hoa và cả trái…với những tên gọi khác nhau như:

Tế bào tiết: tinh dầu được tiết ra rồi chúng được giữ trong tế bào (mô tiết) ví dụ trong cánh hoa hồng, trong củ gừng…

Lông tiết: cũng là tế bào tiết nhưng nằm nhô ra ngoài thực vật, thường bắt gặp ở các loài hoa môi, cúc, cà…

Túi tiết: tế bào tiết ra tinh dầu nhưng không chứa lại bên trong mà dốn chung chứa vào một xoan trống, tạo ra bởi cơ chế ly bào hay tiêu bào Túi tiết thường nằm bên dưới lớp biểu bì Thường có ở các giống Cirtrus, eucalyptus…

Ống tiết: cách tạo ra tinh dầu cũng giống như túi tiết nhưng nằm sâu trong phần

gỗ và chạy dài theo sớ gỗ, thường bắt gặp trong các giống Dipterocarpi, Artemisia…

I.2.3 Tinh dầu Bạc hà[3]

Hình 4: Tinh dầu Bạc hà (Nguồn: http://tinhdauthomtv.com)

Là một chất lỏng có màu vàng nhạt, mùi Bạc hà, thanh mát và có vị tê Thu được bằng cách chưng cất lôi cuốn hơi nước lá Bạc hà

Thành phần, tính chất của tinh dầu Bạc hà tùy thuộc vào giống, đất đai, khí hậu Trên thế giới hiện nay có các giống Bạc hà chính như sau: Nga, Anh, Mỹ, Pháp, Trung Quốc và Nhật Bản Loại tinh dầu Bạc hà tốt nhất hiện nay là từ Bạc hà

Nhật Bản (Mentha arvensis L.)

Các chỉ số lí – hóa của tinh dầu Bạc hà Mentha arvensis L như sau:

Bảng 1: Các chỉ số lí – hóa của tinh dầu Bạc hà Thông số

n : chiết suất của tinh dầu Bạc hà

[α]D : độ quay cực của tinh dầu Bạc hà

IA : chỉ số acid của tinh dầu Bạc hà

IS : chỉ số savon (chỉ số xà phòng hóa) của tinh dầu Bạc hà

IE : chỉ số ester của tinh dầu Bạc hà

Thành phần chủ yếu là menthol (69 – 92%), menthone (3 – 6,9%) Ngoài ra còn chứa menthyl acetate, L-limonene, piperitone, pulegone

Chất lượng của tinh dầu phụ thuộc vào phương pháp xử lí sau khi chưng cất và chia làm 3 loại:

- Tinh dầu thô là tinh dầu không qua xử lí

- Tinh dầu tinh luyện một lần

- Tinh dầu tinh luyện hai lần

Tinh dầu tinh luyện hai lần có chất lượng tốt nhất và còn gọi là menthol thô

I.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TINH DẦU BẠC HÀ

I.3.1 Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu Bạc hà Mentha

piperita L.[13]

Công trình được đăng trên tờ báo Journal of Agricultural and Food Chemistry do nhóm nghiên cứu thuộc Trường Đại học Anadulo – Thổ Nhĩ Kỳ

Công trình nghiên cứu được thực hiện trên loài Bạc hà Mentha piperita L Nhóm

nghiên cứu tiến hành xác định thành phần của tinh dầu Bạc hà trên cùng một loài được

trồng ở 4 địa điểm khác nhau: (A) Mentha piperita oil (Evcin company, Turkey), (B)

Mentha piperita oil (Jet – Farms, Yakima), (C) Mentha piperita oil (Mari – Linn Farms,

Oregon), (D) Mentha piperita oil (Erdoğmus Perfume Industry, imported from India)

bằng sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS) Sau đó tiến hành khảo sát hoạt tính sinh học của 4 loại tinh dầu này và so sánh kết hợp với hoạt tính sinh học của menthol và

menthone bằng kỹ thuật in vitro Kết quả thu được như sau:

Thành phần hóa học chính trong tinh dầu Bạc hà Mentha piperita L

Bảng 2: Thành phần hóa học chính của tinh dầu Mentha piperita L xác định

Hoạt tính sinh học của tinh dầu Bạc hà Mentha piperita L

Bảng 3: Kết quả hoạt tính kháng khuẩn (MIC, mg/ml)

Xanthomonas

campestrispv.phaseoli 0,625 0,312 0,625 0,156 0,625 2,5 Pseudomonas

syringaepv.phaseolicola 2,5 1,25 1,25 0,625 1,25 2,5 Pseudomonas

syringaepv.tomato 0,07 0,07 0,625 0,312 0,07 1,25 Pseudomonas

syringaepv.syringae 0,312 0,156 0,312 0,312 0,156 2,5 Xanthomonas

campestrispv.campestris 0,156 0,156 0,312 0,156 0,156 1,25 Candida albicans 0,625 0,625 0,312 0,625 0,625 2,5

Trong đó:

M1 : (-)-menthol

M2 : (-)-menthone

I.3.2 Thành phần tinh dầu của Bạc hà Mentha arvensis L và Bạc hà

Mentha piperita L ở những giai đoạn sinh trưởng khác nhau trong vùng

Kumaon thuộc phía tây Himalaya

Thí nghiệm được tiến hành khảo sát trên hai loại giống: Bạc hà Mentha arvensis L

ở các khu vực Kosi, Saksham, Alka và Himalaya; loại thứ hai là Bạc hà Mentha

piperita L trồng ở khu vực Kukrail, CIM-Madhurus và CIM-Indus Giống Bạc hà Mentha arvensis L được trồng vào tháng ba và giống Bạc hà Mentha piperita L

được trồng vào tháng giêng Các giống được thu hái sau khi được 90 ngày tuổi (tính

từ lúc bắt đầu gieo trồng) Tiến hành ly trích tinh dầu trên mẫu tươi sau khi được thu hái bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Sau đó tinh dầu của hai giống Bạc hà thu được sẽ được phân tích thành phần hóa học bằng phương pháp sắc ký khí sử dụng đầu dò FID Cột sử dụng là cột mao quản silica (30 m x 0.25 mm x 0.25 µm), pha tĩnh là BP-20, khí mang sử dụng là khí hidro Kết quả thành phần tinh dầu thu được như sau:

Bảng 4: Thành phần hóa học của Bạc hà Mentha arvensis [15]

Bảng 5: Thành phần hóa học của Bạc hà Mentha peppermint [15]

Thành phần Kukrail CIM-Madhurus CIM-Indus

sơ đồ sau

I.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH TINH DẦU BẠC HÀ

Dựa trên cách thực hành, các phương pháp sản xuất tinh dầu được chia ra làm 4 loại: cơ học, tẩm trích, hấp thụ và chưng cất hơi nước

Nhưng dù có tiến hành theo bất cứ phương pháp nào, quy trình sản xuất đều có những đặc điểm chung sau đây[4,5]

Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên như nguyên liệu

Quy trình khai thác phải phù hợp với nguyên liệu

Tinh dầu phải được lấy triệt để khỏi nguyên liệu, với chi phí thấp nhất

Nguyên tắc ly trích của tất cả các phương pháp nói trên đều dựa vào những đặc điểm của tinh dầu như:

Dễ bay hơi

Lôi cuốn theo hơi nước ở nhiệt độ phù hợp

Hòa tan dễ dàng trong dung môi hữu cơ

Các phương pháp cơ học này, có ưu điểm là tinh dầu có mùi thơm tự nhiên do không dùng đến sức nóng và dung môi, nhược điểm là tốn nhiều nhân công và đòi hỏi cây trồng tập trung, hiệu suất không cao, tinh dầu lấy ra không triệt để, do đó phải dùng phương pháp khác để lấy lượng tinh dầu còn lại

I.4.2 Phương pháp dùng dung môi hòa tan[5,6]

Phương pháp này phải dùng một số dung môi thích hợp như ethanol, ether dầu hỏa dễ hòa tan tinh dầu có trong nguyên liệu

Cho nguyên liệu vào bình có nút kín, thêm dung dịch vào ngâm trong 8 ngày Trong thời gian ngâm thỉnh thoảng lắc bình cho đều, sau đó lọc và ép Ta sẽ có dung dịch mùi của nguyên liệu thiên nhiên Với loại tinh dầu này ta có thể pha chế nước hoa, kẹo, bánh…

Ưu điểm của phương pháp này là thu được tinh dầu có mùi thơm tự nhiên, có hiệu suất cao

Nhược điểm phương pháp này là không mang tính kinh tế, dung dịch ethanol thu được thường có lẫn màu xanh của diệp lục tố nên khi pha kẹo hoặc nước uống màu sắc cũng bị ảnh hưởng

I.4.3 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước[4,5,6]

I.4.3.1 Phương pháp cổ điển

Nguyên liệu được cho vào nồi cất Sau đó, cho chạy qua nguyên liệu một luồng hơi nước, hoặc cho nước trực tiếp vào nguyên liệu rồi đun sôi Hơi nước và hơi tinh dầu được kéo sang bình làm lạnh, đọng lại thành chất lỏng, chỉ một phần rất nhỏ tinh dầu tan trong nước Tiếp theo dùng một bình riêng gọi là florentin để gạn lấy tinh dầu Phần tinh dầu thu được có lẫn nước sẽ được chiết lại với diethyl ether, sau đó làm khan nước bằng N2SO4 khan Cô quay đuổi dung môi ta thu được tinh dầu cần lấy Phương pháp này tương đối kinh tế hơn, ít tốn công, hiệu suất thu hồi tinh dầu cao Nhưng tinh dầu có mùi không tự nhiên và không thể áp dụng cho những loại tinh dầu dễ bị biến tính bởi nhiệt độ

I.4.3.2 Phương pháp ly trích kết hợp vi sóng[4,6]

Một số phân tử, trong đó có nước, phân chia điện tích trong phân tử một cách bất đối xứng Do đó, khi đặt trong điện trường một chiều, các phân tử này chuyển động như những lưỡng cực định hướng theo chiều của điện trường Nếu là điện trường xoay chiều, thì sự định hướng của các lưỡng cực sẽ thay đổi theo chiều của điện trường đó Phân tử nước có độ phân cực lớn, nên nước là một chất rất lý tưởng để đun nóng bằng vi sóng Vi sóng được áp dụng trong hóa học chủ yếu là khai thác hiện tượng làm nóng lên của vật chất Những phân tử này có lưỡng cực định hướng theo chiều của từ trường, nên điện xoay chiều có tần số cao sẽ gây một xáo động rất lớn lên các phân tử trên khiến chúng bị ma sát mạnh, đây chính là sự nóng lên của vật chất

Tóm lại: vi sóng cung cấp một phương pháp duy nhất về sự đun nóng không dùng sự truyền nhiệt bình thường, tức là sức nóng đi từ bề mặt của vật chất vào bên trong, làm nóng vật chất từ bên trong nó Sự đun nóng này rất hiệu quả, thời gian nhanh và đặc biệt bảo vệ được các hợp chất dễ bị phân hủy nhiệt

Ứng dụng của vi sóng vào ly trích tinh dầu thực vật

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 cuốn theo hơi nước sang

hệ thống ngưng tụ (phương pháp chưng cất hơi nước)

hoặc hòa tan vào dung môi hữu cơ đang bao phủ bên

ngoài nguyên liệu

I.4.4 Phương pháp chiết Soxhlet[5]

Hệ thống máy Soxhlet gồm ba bộ phận chính được

nối với nhau là: bình cầu chứa dung môi được nung trên

bếp điện có thể điều chỉnh nhiệt độ; phần ở giữa là bộ

phận chứa mẫu bột cây, bộ phận này gồm ba ống thủy tinh thông với nhau; phần trên cùng là hệ thống ngưng tựu hơi

Mẫu được cho vào túi và để vào ống D Sau đó cho dung môi vào, dung môi sẽ thấm ướt bột cây rồi chạy xuống bình cầu theo ống thông nhau E Lưu ý để dung môi vào bình cầu không được quá 2/3 thể tích bình Lúc này mở nước chảy hoàn lưu và tiến hành đun Hơi dung môi bốc lên sẽ theo ống B, gặp lạnh hơi sẽ bi ngưng tựu xuống ống D Dung môi thấm vào bột cây và chiết những chất hữu cơ nào có thể hòa tan vào dung môi Khi dung môi ngưng tựu đến mức cao nhất trong ống E thì toàn bộ dung môi bị rút hết xuống bình cầu Các chất được hút xuống nằm lại tại đó và chỉ có dung môi bay hơi lên để tiếp tục quá trình chiết Sau khi hoàn tất đuổi dung môi ta thu được cao chiết

Hình 5: Hệ thống Soxhlet

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM

II.1 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, THIẾT BỊ, NGUYÊN LIỆU VÀ HÓA CHẤT

II.1.1 Địa điểm và thời gian

Việc tiến hành nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Hóa sinh, Bộ môn Hóa học, Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Cần Thơ

Thời gian thực hiện: từ 01/12/2012 đến 30/05/2013

II.1.2 Thiết bị, nguyên liệu, dụng cụ và hóa chất

II.1.2.1 Thiết bị và dụng cụ

Bộ chưng cất tinh dầu nhẹ Clevenger

Cân điện tử SARTORRIUS 210 g  0,0001 g