SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP TRỒNG CÂY BẠC HÀ (Mentha arvensis L.) VÀ TINH SẠCH TINH DẦU BẠC HÀ BẰNG SẮC KÍ CỘT

Hồ Chí Minh; so sánh hàm lượng tinh dầu, hàm lượng nước, hàm lượng menthol và menthone trong cây bạc hà trồng chậu đất và trồng thủy canh, xác định hàm lượng menthol và menthone trong nư

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

******

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP TRỒNG CÂY BẠC HÀ

(Mentha arvensis L.) VÀ TINH SẠCH TINH DẦU BẠC HÀ

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

******

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP TRỒNG CÂY BẠC HÀ

(Mentha arvensis L.) VÀ TINH SẠCH TINH DẦU BẠC HÀ

BẰNG SẮC KÍ CỘT

KS TRỊNH THỊ PHI LY

Tháng 9/2008

LỜI CẢM TẠ

Tôi xin chân thành cảm tạ:

 Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm Bộ Môn Công nghệ Sinh học, cùng tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tại trường

 TS Trần Thị Lệ Minh, KS Trịnh Thị Phi Ly đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp

 Các anh chị tại Vườn Ươm Bộ môn Công nghệ Sinh học đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực tập tốt nghiệp

 Các anh chị phụ trách phòng Hóa Lý, Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Hóa Sinh trường Đại học Nông Lâm Tp HCM đã giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài tốt nghiệp

 Các bạn Nguyễn Trung Tính, Nguyễn Phương Vỹ, Nguyễn Văn Non, Đinh Hải

An đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực tập tốt nghiệp

 Toàn thể các bạn trong lớp DH04SH đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và làm đề tài tốt nghiệp

Con thành kính ghi ơn ba mẹ cũng những người thân trong gia đình đã luôn tạo điều kiện và động viên con trong suốt quá trình học tập

Chân thành cảm ơn

Tháng 09 năm 2008

Trương Vũ Phong

TÓM TẮT

Đề tài “SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP TRỒNG CÂY BẠC HÀ (Mentha

arvensis L.) VÀ TINH SẠCH TINH DẦU BẠC HÀ BẰNG SẮC KÍ CỘT” được thực

hiện tại trường Đại học Nông Lâm TP HCM Tháng 9/2008

Giáo viên hướng dẫn:

TS TRẦN THỊ LỆ MINH

KS TRỊNH THỊ PHI LY

Đề tài tiến hành trồng và khảo sát các chỉ tiêu sinh trưởng về số lá, số cành, chiều cao của cây bạc hà trồng trong chậu đất và trồng trong hệ thống thủy canh tại nhà lưới thuộc Bộ môn Công nghệ Sinh học, trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh; so sánh hàm lượng tinh dầu, hàm lượng nước, hàm lượng menthol và menthone trong cây bạc hà trồng chậu đất và trồng thủy canh, xác định hàm lượng menthol và menthone trong nước thơm sau khi chưng cất cây bạc hà, tinh sạch tinh dầu sau khi ly trích với dung môi bằng sắc ký cột silica gel

Những kết quả nhận được:

 Bạc hà trồng trong hệ thống thủy canh tăng trưởng về số lá, số cành, chiều cao cây nhanh hơn so với trồng trong chậu đất Bạc hà thủy canh có sinh khối lớn hơn bạc hà trồng trong chậu đất

 Cây trồng chậu đất và cây trồng thủy canh tương đương nhau về hàm lượng tinh dầu, hàm lượng nước, hàm lượng menthol và menthone trong cây

 Lượng menthol và menthone còn lại trong nước thơm sau khi chưng cất 100g bạc

hà tươi với 600ml nước cất lần lượt là 0.2230mg và 0.0401mg

 Phương pháp sắc ký cột silica gel theo quy trình cải thiện tiết kiệm được hóa chất

và thời gian hơn quy trình ban đầu nhưng vẫn cho cùng kết quả

 Phương pháp sắc ký cột silica gel thu được nhiều menthone ở phân đoạn 2, thu nhiều menthol ở phân đoạn 3

SUMMARY

Subject “COMPARATIVE ANALYSIS OF TWO METHOD OF

CULTIVATING MINT (Mentha arvensis L.) AND PURIFYING ESSENTIAL OIL

BY COLUMN CHROMATOGRAPHY” was carried out at Nong Lam University, Ho Chi Minh city 9/2008

Supervisors:

Dr Tran Thi Le Minh

Ing Trinh Thi Phi Ly

The goal of experiment: Planting and studying growth quotient about the number

of leaves, branches, height of mint planted in the soil pot and the hydroponic system cultivated in nursery garden, Derpartment of Biotechnology, Nong Lam University,

Ho Chi Minh city; comparison essential oil, water, menthol and menthone content in mint planted in two ways; quantitative analysis of menthol and menthone in waste water discharges from distillation mint; purifying essential oil extracted with solvent

by using column silica gel chromatogaphy

 By using column silica gel chromatogaphy, we get the most menthone content in fraction 2, the most menthol content in fraction 3

MỤC LỤC

Tiêu đề Trang Trang tựa

LỜI CẢM TẠ iii

TÓM TẮT iv

MỤC LỤC vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ x

DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ xi

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 1

1.3 Yêu cầu đề tài 2

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Giới thiệu chung về bạc hà 3

2.1.1 Nguồn gốc 3

2.1.2 Phân loại 3

2.1.3 Đặc điểm thực vật học 4

2.1.4 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển 6

2.1.5 Điều kiện sinh thái 7

2.1.6 Công dụng của tinh dầu bạc hà 8

2.2 Trồng cây bạc hà 8

2.2.1 Giống và chất lượng giống 8

2.2.2 Thời vụ 9

2.2.3 Bón phân 9

2.2.4 Phương pháp trồng cây thủy canh 10

2.3 Phương pháp chưng cất hơi nước 11

2.3.1 Phương pháp chưng cất bằng nước 11

2.3.2 Phương pháp chưng cất bằng nước và hơi nước 11

2.3.3 Phương pháp chưng cất bằng hơi nước 12

2.4 Phương pháp sắc ký 13

2.4.1 Phương pháp sắc ký cột 13

2.4.2 Phương pháp sắc ký khí 14

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

3.1 Đối tượng thí nghiệm .15

3.2 Thời gian và địa điểm tiến hành 15

3.3 Hóa chất và thiết bị 15

3.4 Nội dung nghiên cứu 15

3.4.1 Khảo sát đặc điểm sinh học cây bạc hà khi trồng trong chậu đất và trong thủy canh 16

3.4.1.1 Phương pháp trồng chậu đất 16

3.4.1.2 Phương pháp trồng thủy canh 17

3.4.2 Xác định hàm lượng nước trong cây bạc hà trồng chậu đất và thủy canh 18

3.4.3 Xác định hàm lượng tinh dầu bạc hà 19

3.4.4 Xác định hàm lượng menthol và menthone trong cây bạc hà trồng chậu đất và trồng thủy canh 19

3.4.5 Định lượng menthol và menthone còn lại trong nước thơm sau chưng cất hơi nước 20 3.4.6 Tinh sạch tinh dầu bạc hà sau khi ly trích bằng dung môi 20

3.4.6.1 Chuẩn bị mẫu sắc ký cột 20

3.4.6.2 Tiến hành sắc ký (quy trình 1) 21

3.4.6.3 Cải thiện quy trình (quy trình 2) 23

3.5 Xử lý số liệu 23

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24

4.1 Đặc điểm sinh học của cây bạc hà 24

4.2 So sánh đặc điểm sinh học cây bạc hà khi trồng trong chậu đất và trồng trong thủy canh 25

4.3 So sánh hàm lượng nước trong cây bạc hà trồng chậu đất và thủy canh 28

4.4 So sánh hàm lượng tinh dầu, hàm lượng menthol và menthone trong cây bạc hà trồng chậu đất và trồng thủy canh 28

4.4.1 So sánh hàm lượng tinh dầu 28

4.4.2 So sánh hàm lượng menthol và menthone 29

4.5 Xác định hàm lượng menthol và menthone còn lại trong nước thơm sau chưng

cất hơi nước 31

4.6 Tinh sạch tinh dầu bạc hà sau khi ly trích bằng dung môi 32

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 35

5.1 Kết luận 35

5.1.1 Đặc điểm sinh học của cây bạc hà 35

5.1.2 So sánh cây bạc hà trồng chậu đất và trồng thủy canh 35

5.1.3 Hàm lượng menthol và menthone còn lại trong nước thơm sau chưng cất hơi nước 35

5.1.4 Tinh sạch tinh dầu bạc hà sau khi ly trích bằng dung môi 35

5.2 Đề nghị 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng Trang

Bảng 4.1 Kết quả theo dõi chỉ tiêu sinh trưởng của bạc hà trồng chậu đất và thủy canh 25

Bảng 4.2 Kết quả trắc nghiệm thống kê so sánh về chỉ tiêu chiều cao, số lá và số cành của cây bạc hà trồng chậu đất và thủy canh ngày thứ 70 27

Bảng 4.3 Hàm lượng nước (%) trong cây bạc hà trồng chậu đất và thủy canh 28

Bảng 4.4 Kết quả hàm lượng tinh dầu trong cây bạc hà trồng chậu đất và thủy canh 28

Bảng 4.5 Kết quả đường chuẩn menthol bằng sắc ký khí 29

Bảng 4.6 Kết quả đường chuẩn menthone bằng sắc ký khí 29

Bảng 4.7 Kết quả hàm lượng % menthol trong cây bạc hà trồng chậu đất và thủy canh 30

Bảng 4.8 Kết quả hàm lượng % menthone trong cây bạc hà trồng chậu đất và thủy canh 30

Bảng 4.9 Lượng menthol và menthone còn lại trong nước thơm 31

Bảng 4.10 Kết quả hàm lượng menthol (g/l) trong các phân đoạn thu từ sắc ký cột mẫu bạc hà theo quy trình 1 32

Bảng 4.11 Kết quả hàm lượng menthol (g/l) trong các phân đoạn thu từ sắc ký cột mẫu bạc hà theo quy trình 2 32

Bảng 4.12 Kết quả trắc nghiệm thống kê so sánh hàm lượng menthol (g/l) giữa các quy trình và giữa các phân đoạn 33

Bảng 4.13 Kết quả hàm lượng menthone (g/l) trong các phân đoạn thu từ sắc ký cột mẫu bạc hà 33

Bảng 4.14 Kết quả trắc nghiệm thống kê so sánh hàm lượng menthone (g/l) của phân đoạn 2 giữa các quy trình 33

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình Trang

Hình 2.1 Mentha arvensis L .3

Hình 2.2 Sơ đồ thiết bị sắc ký khí detector ion hóa ngọn lửa FID 14

Hình 3.1 Khung giâm bạc hà trồng chậu đất 16

Hình 3.2 Chậu trồng cây bạc hà 17

Hình 3.3 Khung giâm bạc hà trồng thủy canh 17

Hình 3.4 Hệ thống thủy canh trồng cây bạc hà 18

Hình 3.5 Sắc ký cột silica gel mẫu tinh dầu bạc hà 22

Hình 4.1 Thân ngầm cây bạc hà trồng thủy canh 24

Hình 4.2 Hoa bạc hà 24

Hình 4.3 Các phân đoạn sắc ký cột 34

DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ Trang Sơ đồ 3.1 Chương trình nhiệt sắc ký khí 20

Sơ đồ 3.2 Chuẩn bị mẫu sắc ký cột 21

Sơ đồ 3.3 Quy trình sắc ký cột (quy trình 1) 22

Sơ đồ 3.4 Cải thiện quy trình sắc ký cột 23

DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ Trang

Biểu đồ 4.1 Chỉ tiêu tăng trưởng về số lá của cây bạc hà trồng chậu đất và thủy canh 26

Biểu đồ 4.2 Chỉ tiêu tăng trưởng về số cành của cây bạc hà trồng chậu đất và thủy canh 26

Biểu đồ 4.3 Chỉ tiêu tăng trưởng về chiều cao của cây bạc hà trồng chậu đất và

thủy canh 27

Biểu đồ 4.4 Đường chuẩn sắc ký khí menthol 29

Biểu đồ 4.5 Đường chuẩn sắc ký khí menthone 30

Biểu đồ 4.6 So sánh hàm lượng tinh dầu, menthol và menthone của cây trồng chậu đất

và trồng thủy canh 31

Biểu đồ 4.7 Kết quả phân tích các phân đoạn thu từ sắc ký cột 34

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Tinh dầu là những hợp chất có hương thơm được chiết tách chủ yếu từ thực vật

và một số ít từ động vật trên thế giới Tinh dầu xuất hiện và phát triển theo nền văn minh nhân loại Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng trực tiếp các loại cây, cỏ, hoa, lá

có hương thơm trong các nghi lễ tôn giáo Ngày nay, trong đời sống của con người, tinh dầu dần có vai trò như là một nhu yếu phẩm, là nguồn nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp trên thế giới Tinh dầu được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: thực phẩm, dệt, dược phẩm, hóa mỹ phẩm, … với những công dụng khác nhau

mà không có nguyên liệu nào thay thế được

Một số loại tinh dầu đang được sử dụng nhiều hiện nay là: tinh dầu hoa hồng, tinh dầu cam chanh, tinh dầu sả, tinh dầu hoa lài, tinh dầu bạc hà,… Trong đó, tinh dầu

bạc hà từ cây bạc hà Châu Á (Mentha arvensis L.) đang rất được quan tâm do những

ứng dụng của nó trong một số lĩnh vực như thực phẩm, dược phẩm…và vấn đề bảo vệ sức khỏe của con người Hàm lượng tinh dầu cùng với các hợp chất có trong tinh dầu phụ thuộc vào các giai đoạn phát triển của cây, vật liệu trồng, phương pháp trồng, điều kiện ngoại cảnh, thu hoạch, bảo quản, phương pháp chiết xuất thích hợp… Trong các yếu tố đó, điều kiện canh tác của cây có ảnh hưởng rất nhiều đến thành phần hóa học

và hàm lượng tinh dầu Khi khảo sát tinh dầu của một loài thực vật, chúng ta phải luôn chú ý đến nơi trồng và nơi mọc của chúng Do đó việc khảo sát phương pháp trồng cây góp phần rất lớn trong việc khảo sát tinh dầu bạc hà

Vì lý do đó, được sự đồng ý của Bộ môn Công nghệ sinh học, trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh và với sự hướng dẫn của cô Trần Thị Lệ Minh, chúng tôi

tiến hành đề tài “So sánh hai phương pháp trồng cây bạc hà (Mentha arvensis L.) và

tinh sạch tinh dầu bạc hà bằng sắc ký cột”

1.2 Mục tiêu đề tài

So sánh hàm lượng tinh dầu, hàm lượng nước, hàm lượng menthol và menthone giữa cây trồng thủy canh với cây trồng đất; đồng thời xác định hàm lượng menthol và menthone trong nước thơm sau chưng cất hơi nước; xác định phân đoạn cho nhiều

menthol và menthone sau khi sắc ký cột từ tinh dầu cây bạc hà trồng tại nhà lưới thuộc Bộ môn Công nghệ Sinh học, trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

1.3 Yêu cầu đề tài

 Theo dõi sự sinh trưởng và phát triển của cây bạc hà trồng đất và trồng thủy canh (tại nhà lưới thuộc Bộ môn Công nghệ sinh học, trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh)

 Xác định hàm lượng tinh dầu, hàm lượng nước, hàm lượng menthol và menthone trong cây bạc hà trồng đất và trồng thủy canh

 Xác định hàm lượng menthol và menthone trong nước thơm sau chưng cất hơi nước

 Tinh sạch tinh dầu bạc hà bằng phương pháp sắc ký cột

Chương 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu chung về bạc hà

đã di thực nhiều chủng có năng suất cao hơn như: bạc hà 974, 975, 976 và bạc hà Đài Loan Riêng chủng loài 974 được trồng nhiều ở cả 2 miền Nam Bắc vì chủng này có

ưu điểm: chịu hạn, chịu rét, chịu sâu bệnh [7]

 Bạc hà Châu Âu: trồng nhiều ở Anh (vùng Mitsam), Pháp điển hình là giống bạc hà

có nguồn gốc Mitsam (Anh) đây là giống lai như vẫn giữ nguyên được tính chất từ thế

kỷ XIX đến nay (theo Emperrot) [8]

2.1.2 Phân loại

Hình 2.1 Mentha arvensis L

Loài: Mentha arvensis

Bạc hà gồm nhiều chủng loại khác nhau: bạc hà Âu, Á, húng lũi, húng dổi, húng láng, húng quế Hiện nay bạc hà được phân theo 2 nhóm lớn:

* Nhóm bạc hà và tinh dầu bạc hà Âu: bạc hà Âu là kết quả của sự lai tạp từ 3 loài

khác nhau (Mentha Sylves, Mentha Rotundifolia và Mentha Aquatica) do đó dễ bị tác

động của ngoại cảnh, bao gồm:

 Dạng thân tím: gân lá tím, thân có viềm tím đỏ, cụm hoa ở cành bên có màu đỏ nâu Lá khô chứa 2.5% tinh dầu, hàm lượng menthol 48 – 68% Cần ít dinh dưỡng, sản xuất nhiều tại Bungari và một số nước châu Âu

 Dạng thân xanh: lá dài, gân xanh, răng cưa sâu, đỉnh ngọn có nhiều lông, thân màu xanh hoa trắng Tinh dầu thơm mát chất lượng tốt, đòi hỏi dinh dưỡng cao hơn loại bạc

hà tím nhưng năng suất thấp hơn – thế giới gọi là bạc hà trắng (White Mint)

* Nhóm bạc hà Á (bạc hà Nhật): Có hai dạng: tím và xanh

Chất lượng tinh dầu không cao nhưng hàm lượng menthol lớn (70 – 90%) Hiện nay sản lượng tinh dầu và menthol lấy từ bạc hà này là nguồn cung cấp chủ yếu cho toàn thế giới [8]

2.1.3 Đặc điểm thực vật học

 Rễ: Cấu tạo từ thân ngầm dưới đất Phân bố lớp đất 30 – 40 cm phân nhánh như rễ phụ, từ các đốt ngầm mọc thân kí sinh Thân ngầm không chứa nhiều tinh dầu, khi bộ phận khí sinh tàn lụi, thân ngầm vẫn sống qua đông Mùa xuân ấm áp tiếp tục phát triển thành rễ và cho cây bạc hà mới Khi cây và rễ mới hình thành xong, thân ngầm cũ héo và chết Tuy cây bạc hà có thời kỳ sinh trưởng 1 năm, song sinh trưởng của thân ngầm và thân ký sinh lệch pha nhau

Thân ngầm không có thời kỳ ngủ nghỉ rõ rệt, thời kỳ ngừng tạm thời vào tháng

11 Thân ngầm là đối tượng nhân giống và vị trí giữ cho tỉ lệ sống sót cao nhất

 Thân: thân chính và cành cấp I, II,… tạo thành bộ khung tán cây Giữa thân chính

và tán tạo thành hình dạng chóp nón cho cây bạc hà Tán càng lớn sản lượng càng cao Thân thảo, tiết diện hình vuông, sinh sản bằng phân nhánh ở phần gốc thân ngay trên hoặc dưới mặt đất

Nếu mọc ở gốc thân trên mặt đất tạo thành dải bò màu tím có mang lá Tại các phần đốt sát đất sinh các bó rễ con giữ chặt dải thân với đất Tại các dải thân nơi không tiếp xúc với đất mọc lên các cành thẳng mang lá

Thân chính cao 0.4 – 0.8 m rỗng ruột khi già Trên thân có đốt, mỗi đốt mọc 2 mầm đối xứng nhau và các rễ bất định Giữa 2 đốt là các lóng, độ dài ngắn phụ thuộc vào các giống trồng trọt Thân chứa tinh dầu với hàm lượng thấp

 Lá bạc hà: lá là cơ quan dinh dưỡng quan trọng nhất làm nhiệm vụ quang hợp, hô hấp, thoát hơi nước và mang tinh dầu Lá là nguyên liệu chính để cất tinh dầu Chiếm

40 – 50 % khối lượng khí sinh, tùy chủng lượng tinh dầu biến đổi từ 2 – 6 %

Lá đơn: mọc đối chéo chữ thập, cuống lá ngắn, lá hình trứng màu xanh thẫm có thể đỏ tím, xẻ răng cưa không đều, dài từ 4 – 8 cm, rộng 2 – 4 cm Hai phía mặt lá là túi tinh dầu, mặt trên số lượng nhiều hơn mặt dưới Qua giải phẩu hình thái lá thấy có

2 loại lớp lông đặc biệt:

+ Lông thẳng nhọn gồm 3 – 4 tế bào gọi là lông che chở (lông đa bào)

+ Lông ngắn hơn, tù, có tinh dầu gọi là lông tiết tinh dầu (túi dầu) Cấu tạo một túi dầu gồm 9 tế bào, một tế bào đáy, còn 8 tế bào xếp tròn trên đáy tạo thành một khoang trống Khi chứa đầy tinh dầu thì có màng phủ căng và dễ dàng bị vỡ dưới tác động cơ giới Do đó khi thu hoạch phải thu hoạch đúng lúc và tránh tác động bên ngoài để giảm năng suất tinh dầu thu hoạch được

Tế bào tiết tinh dầu trên lá tăng từ đầu lá đến cuống lá và từ mép lá vào giữa lá

Số lượng tùy thuộc vào giống và môi trường trồng trọt

Trên thân có 13 – 15 đốt tại đốt lá thứ 8 (từ gốc lên) có nhiều tinh dầu nhất

 Hoa: cụm hoa bồng hình chóp Trên hoa có cuống ngắn, 5 đài cánh hợp lại tạo thành chuông Mặt ngoài đài hoa có lông bao phủ Hoa ở Việt Nam và một số nước khác không kết hạt Ở Liên Xô và một số cơ sở nghiên cứu trên thế giới, bằng phương pháp đa bội thể đã làm cho hoa bạc hà kết hạt Quả bạc hà là quả bế 4 ngăn, hạt bé có trọng lượng: 1000 hạt = 0.06 – 0.07 gr [8]

2.1.4 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển

Cây bạc hà có 4 giai đoạn sinh trưởng: mọc – phân cành – làm nụ – nở hoa

 Thời kì mọc mầm: Từ khi cây con mọc đến khi định rõ hàng trồng, quá trình mọc khoảng 10 – 15 ngày Sau khi trồng các đốt thân ngầm bắt đầu mọc rễ phụ và mầm Để bạc hà ra rễ và nẩy mầm tốt cần chú ý đến độ ẩm của đất, thiếu ẩm (40% –50%) rễ không phát triển và sau đó không kích thích được phát triển mầm Do đó việc xác định thời vụ trồng là vấn đề quan trọng giúp cho bạc hà mới trồng có đủ ẩm để phát triển

 Thời kì phân cành: Sau khi mọc khoảng 45 – 55 ngày, thời kỳ này khi bộ rễ phát triển đầy đủ cây con bắt đầu phát triển mạnh về chiều cao, các mầm nách bắt đầu phát triển cành lá mới Đó là là quá trình phân cành theo trình tự sau:

Tại đốt gốc thân chính, đôi lá có mầm mọc lên và tiếp dần lên ngọn, các cành gần ngọn ra muộn và độ dài cành ngắn dần – tạo hình nón Thời gian này tốc độ sinh trưởng và khối lượng chất xanh của cây tăng mạnh, quyết định năng suất của bạc hà (cần chú ý cung cấp đủ dinh dưỡng, ánh sáng, nước… để cây phát triển hết mức về thân cành lá, tạo năng suất cao)

 Thời kì làm nụ: Kéo dài từ 10 – 15 ngày, tốc độ ra lá của cây ở giai đoạn này chậm lại và sau đó ngừng hẳn; tuy nhiên cây vẫn tiếp tục tăng lên về mặt kích thước của thân

lá và trọng lượng cũng như tỷ lệ tinh dầu

Tại điểm sinh trưởng xuất hiện mầm hoa cụm bông, giai đoạn này yêu cầu về đạm có giảm, nhưng lại cần nhiều lân, lúc này do khối lượng chất xanh và tích lũy tinh dầu tiếp tục tăng lên nên các điều kiện ngoại cảnh nhất là độ ẩm, ánh sáng ở thời kỳ này là cao nhất trong các thời kỳ sinh trưởng

 Thời kỳ hoa nở: Hoa bạc hà nở kiểu vô hạn Hoa cành chính nở trước sau đó theo thứ tự cành nào ra trước nở trước và đi từ gốc lên ngọn

Thời kỳ hoa nở là thời kỳ bạc hà đạt tới khối lượng chất xanh và tinh dầu cao nhất Một ngày của thời gian này có thể tạo ra 280 kg chất hữu cơ/ha Hoa nở 50%, hàm lượng tinh dầu đạt tới cao nhất, bạc hà ngừng sinh trưởng Đây là thời điểm thu hoạch Nếu thu muộn (100 % hoa đã nở), lá đã rụng nhiều làm giảm năng suất và hàm lượng tinh dầu

Các điều kiện ngoại cảnh như: nhiệt độ, ẩm độ có ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ tinh dầu và hàm lượng menthol trong tinh dầu

+ Nếu nhiệt độ cao (28 – 30°C) làm tăng tỷ lệ tinh dầu và hàm lượng tinh menthol trong tinh dầu

+ Nhiệt độ cao >30°C và gió nhiều sẽ làm giảm tỷ lệ tinh dầu và chất lượng thay đổi

Hạn úng làm lá rụng nhiều năng suất thu hoạch giảm [8]

2.1.5 Điều kiện sinh thái

 Về nhiệt độ: sinh trưởng ở nhiệt độ 18 – 25°C ; thời kỳ nụ và ra hoa 28 – 30°C Giai đoạn ngừng sinh trưởng (ngủ nghỉ) có thể chịu nhiệt độ –10°C Thân rễ bắt đầu phát triển ở nhiệt độ 2 – 3°C Cây con nhạy cảm với nhiệt độ thấp và chết ở nhiệt độ –

7 đến – 8°C

Tổng tích ôn hữu hiệu của thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng (từ nảy mầm đến lên hoa) là 1500 – 1600°C thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng của bạc hà từ 80 – 200 ngày, tùy thuộc vào nhiệt độ: nếu điều kiện nhiệt độ trung bình/ngày mà thấp và kết hợp với điều kiện ngày ngắn cây sẽ không ra hoa (mùa xuân)

Nhiệt độ trung bình ngày đêm cao, cây nở hoa càng nhanh

 Về ẩm độ: Bạc hà là cây không đòi hỏi nhiệt độ đặc biệt về nhiệt độ Bộ rễ bạc hà phân bố nông và kém phát triển, sức hút và giữ nước kém, mẫn cảm với hạn hán, gặp hạn liên tục sẽ bị thất thu

Suốt thời kì sinh trưởng nếu độ ẩm cao bạc hà đạt tới năng suất chất xanh cực đại, nhưng hàm lượng tinh dầu lại giảm Cần chú ý trước khi thu hoạch 7 – 10 ngày cần làm giảm độ ẩm đất < 50% có tác dụng làm giảm chất xanh tăng tỷ lệ tinh dầu trong lá

 Về ánh sáng: Bạc hà là cây trồng ngày dài, ưa ánh sáng và phát triển tốt Để phát triển bình thường cây yêu cầu ánh sáng ban ngày khoảng bằng hoặc hơn 12 giờ

Càng lên phía bắc thời gian sinh trưởng cây bạc hà càng ngắn lại do thời gian chiếu sáng trong ngày dài hơn

Điều kiện ngày dài (14 – 16 giờ) cây chuyển từ sinh trưởng sinh dưỡng sang sinh thực và nở hoa Thời gian sinh trưởng từ nụ đến hoa kéo dài 34 – 40 ngày và nở hoa sớm Thời gian chiếu sáng từ 8 – 10 giờ làm cây không chuyển giai đoạn được, cành gốc trở thành thân ngầm, năng suất chất xanh giảm, tỷ lệ thân ngầm tăng lên

Tóm lại yêu cầu của bạc hà với ánh sáng là cao, nên khi trồng bạc hà cần chú ý chế độ ánh sáng hợp lý cho cây, không nên trồng xen khi có sự cạnh tranh về ánh sáng Trồng quá dầy thiếu ánh sáng làm rụng lá, năng suất chất xanh và tinh dầu giảm

Ngoài ra 2 yếu tố nhiệt độ và độ dài ngày có tác dụng ảnh hưởng tổng hợp đến hình thái bên ngoài của cây và sự khác nhau trong cụm hoa

 Đất đai và dinh dưỡng

Bạc hà ưa đất xốp, có thành phần cơ giới nhẹ, giàu dinh dưỡng, thoát và giữ hơi nước tốt Các loại đất phù sa ven sông, đất đen đất có tầng canh tác dày, mực nước ngầm thấp… đều phù hợp với sinh trưởng của bạc hà Các loại đất không có cấu tượng

dễ bị hạn, đất sét nặng làm bạc hà ung bí, đất cát giữ ẩm kém cũng không thích hợp Yêu cầu đất có độ pH = 6 – 7.5 Đất trồng bạc hà cần cày bừa kỹ, bón phân đầy đủ, nhất là đạm, lân và có điều kiện chủ động tưới tiêu tốt Không nên trồng bạc hà liên canh 2, 3 năm, vì như vậy sâu bệnh sẽ phát triển mạnh, năng suất giảm rõ rệt Cần chú

ý hàm lượng kali trong đất quá cao sẽ thúc đẩy quá trình oxy hóa khử làm giảm tích lũy tinh dầu, giảm năng suất [8]

2.1.6 Công dụng của tinh dầu bạc hà

Cây bạc hà, tinh dầu và hoạt chất menthol trong cây bạc hà được người ta sử dụng với nhiều cách khác nhau, như:

 Lá bạc hà giúp cho tiêu hóa, trừ co thắt, trị nôn (do có tinh dầu) Các flavonid có tác dụng lợi mật Dạng dùng là chè thuốc Trong y học cổ truyền người ta dùng bạc hà làm thuốc chữa cảm nóng, nhức đầu, ho, viêm khí quản, mụn nhọt, lở ngứa

 Tinh dầu bạc hà là thành phần của cao Sao Vàng và các cao, dầu xoa khác để chữa cảm lạnh, nhức đầu, chóng mặt, say tàu xe… Nó còn là chất thơm dùng trong công nghiệp thuốc lá, thuốc đánh răng, kẹo, mỹ phẩm…

 Menthol có tính sát khuẩn, tiếp xúc với da gây cảm giác mát và tê tại chỗ (do hiện tượng bay hơi)

 Thuốc bôi chữa đau răng (có tên là thuốc lỏng Bonain) gồm có một phần menthol, một phần phenol và một phần cocain

 Nhu cầu hàng năm trong nước khoảng 50 tấn tinh dầu [7]

2.2 Trồng cây bạc hà

2.2.1 Giống và chất lượng giống

Chọn hom giống: bạc hà có thể trồng bằng đoạn thân, thân dải bò và thân ngầm,

để có năng suất cao nên chọn thân ngầm để trồng Ngoài ra tuổi phát dục của hom có ảnh hưởng đến năng suất và hàm lượng tinh dầu của bạc hà

Nói chung hom trắng (đoạn gốc) cho năng suất chất xanh và hàm lượng tinh dầu cao nhất Hom ngọn cây mọc không đều, yếu – năng suất chất xanh và hàm lượng tinh dầu thấp

Đoạn hom trồng, tốt nhất là dùng cả hom để trồng, nhưng sẽ tốn lượng giống, nên người ta thường cắt đoạn để trồng, cần chú ý chăm sóc tốt để có tỷ lệ sống cao Nếu thiếu hom có thể dùng đoạn cây non cao 15 – 20 cm tách đem trồng (giữ giống tháng 11, 12, trồng giậm, tháng 4, 5, tỷ lệ nhân 1 : 10) [8]

 Vùng ngập nước, ven sông, đất bãi cắt 2 lứa trong năm tháng 5, 10

 Vùng núi bắc bộ: trồng 5/3 – 20/4 thu hoạch tháng 7 và tháng 10

 Vùng núi khu Bốn (cũ) trồng sớm 1/1 – 10/2

 Các tỉnh phía nam trồng tháng 11, 12

Thời vụ trồng bạc hà không khắt khe lắm, bạc hà là cây chịu rét tốt, nên tranh thủ trồng sớm để cây có thời gian sinh trưởng dài cho năng suất cao (110 ngày sinh trưởng) Trồng muộn cây có thời gian sinh trưởng ngắn (80 – 90 ngày) nên năng suất thấp

Mật độ trồng: Cần trồng với mật độ dày hợp lý để có năng suất tinh dầu cao nhất

 Hàng x hàng 30 – 50 cm, cây x cây 10 – 15 cm lượng hom là 250000 - 300000 hom/ha, tương đương với 1000 – 1500 kg/ha Tỷ lệ nhân giống là 1:10 (1 sào trồng được 10 sào đại trà)

 Cách trồng: Cắm chếch 1/3 thân trên mặt đất, còn 2/3 thân dùi trong đất từ 3 – 4

 Yêu cầu về đạm: Là cây lấy thân lá nên cần đạm để tăng cường khối lượng chất xanh, tăng năng suất tinh dầu Đạm bón đủ làm kéo dài thời gian sinh trưởng, tăng chiều cao cây, số cành, lá và trọng lượng lá Có thể nói đạm là yếu tố tăng sản lớn nhất Lượng thích hợp 250 – 300 kg/ha

 Yêu cầu về lân: Hiệu quả gần bằng đạm, làm tăng cường chuyển hóa tích lũy chất hữu cơ, 300 – 400 kg/ha

 Yêu cầu về kali: Cần thận trọng khi bón kali, vì tuy làm tăng năng suất chất xanh song làm giảm năng suất tinh dầu, khoảng 400 kg/ha [8]

2.2.4 Phương pháp trồng cây thủy canh

Thủy canh là kỹ thuật trồng cây không dùng đất mà trồng trực tiếp vào dung dịch dinh dưỡng hoặc các giá thể mà không phải là đất Các giá thể đó có thể là cát, trấu, rán, vỏ xơ dừa,than bùn, vermiculite perlite…

Kỹ thuật thủy canh là một trong những kỹ thuật tiến bộ của nghề làm vườn hiện đại Chọn lựa môi trường tự nhiên cần thiết cho cây phát triển là sự sử dụng những chất thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây tránh được sự phát triển của cỏ dại, côn trùng và bệnh tật lây nhiễm từ đất

Ưu điểm của kỹ thuật trồng thủy canh hiện đại:

 Không cần đất, chỉ cần không gian để đặt hộp dụng cụ trồng, do vậy có thể triển khai ở những vùng đất cằn cỗi như hải đảo, vùng núi xa xôi, cũng như tại gia đình trên sân thượng, balcon

 Không phải làm đất, không có cỏ dại, không cần tưới

 Trồng được nhiều vụ, có thể trồng trái vụ

 Không phải sử dụng thuốc trừ sâu bệnh và các hóa chất độc hại khác

 Năng suất cao, vì có thể trồng liên tục

 Sản phẩm hoàn toàn sạch, đồng nhất, giàu dinh dưỡng và tươi ngon

 Không tích lũy chất độc, không gây ô nhiễm môi trường

 Không đòi hỏi lao động nặng nhọc, người già, trẻ em đều có thể tham gia hiệu quả Tuy nhiên kỹ thuật thủy canh cũng có những điểm yếu sau:

 Chỉ trồng các loại cây rau quả, hoa ngắn ngày

 Giá thành sản xuất còn cao [10]

2.3 Phương pháp chưng cất hơi nước

Phương pháp chưng cất hơi nước dựa trên sự khuếch tán, thẩm thấu, hòa tan và lôi cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao [1]

2.3.1 Phương pháp chưng cất bằng nước

Cho nước phủ kín nguyên liệu, nhưng phải chừa một khoảng không gian tương đối lớn phía bên trên lớp nước để tránh khi nước sôi mạnh làm văng chất nạp qua hệ thống hoàn lưu Nhiệt cung cấp có thể đun trực tiếp bằng củi lửa hoặc đun bằng hơi nước dẫn từ nồi hơi vào (sử dụng bình có hai lớp đáy) Trong trường hợp chất nạp quá mịn lắng chặt xuống đáy nồi gây hiện tượng cháy khét nguyên liệu ở mặt tiếp xúc với đáy nồi, lúc đó nồi phải trang bị những cánh khuấy trộn đều bên trong suốt thời gian chưng cất

Sự chưng cất này thường không thích hợp với những tinh dầu dễ bị thủy giải Những nguyên liệu xốp và rời rạc rất thích hợp cho phương pháp này Những cấu phần

có nhiệt độ sôi cao, dễ tan trong nước sẽ khó hóa hơi trong khối lượng lớn nước phủ đầy, khiến cho tinh dầu sản phẩm sẽ thiếu những hợp chất này Vì thế người ta chỉ dùng phương pháp này khi không thể sử dụng các phương pháp khác [8]

2.3.2 Phương pháp chưng cất bằng nước và hơi nước

Nguyên liệu được xếp trên một vỉ đục lỗ và nồi cất được đổ nước sao cho nước không chạm đến vỉ Nhiệt cung cấp có thể là ngọn lửa đốt trực tiếp hoặc dùng hơi nước

từ nồi hơi dẫn vào lớp bao chung quanh phần đáy nồi Ta có thể coi phương pháp này là một trường hợp điển hình của phương pháp chưng cất bằng hơi nước với hơi nước ở áp suất thường Như vậy chất ngưng tụ sẽ chứa ít sản phẩm phân hủy hơn trường hợp chưng cất bằng hơi nước trực tiếp, nhất là ở áp suất cao hay hơi nước quá nhiệt

Việc chuẩn bị nguyên liệu trong trường hợp này quan trọng hơn nhiều so với phương pháp trước, vì hơi nước tiếp xúc với chất nạp chỉ bằng cách xuyên qua nó nên phải sắp xếp thế nào cho chất nạp tiếp xúc tối đa với hơi nước thì mới có kết quả tốt Muốn vậy thì chất nạp nên có kích thước đồng đều không sai biệt nhau quá

Nếu chất nạp được nghiền quá mịn, nó dễ tụ lại vón cục và chỉ cho hơi nước đi qua một vài khe nhỏ do hơi nước tự phá xuyên lên Như vậy phần lớn chất nạp sẽ không được tiếp xúc với hơi nước Ngoài ra, luồng hơi nước đầu tiên mang tinh dầu có thể bị ngưng tụ và tinh dầu rơi ngược lại vào lớp nước nóng bên dưới gây hư hỏng thất

thoát Do đó việc chuẩn bị chất nạp cần được quan tâm nghiêm túc và đòi hỏi kinh nghiệm tạo kích thước chất nạp cho từng loại nguyên liệu

Tốc độ chưng cất trong trường hợp này không quan trọng như trong trường hợp chưng cất bằng hơi nước Tuy nhiên tốc độ nhanh sẽ có lợi vì ngăn được tình trạng quá ướt của chất nạp và gia tăng vận tốc chưng cất Về sản lượng tinh dầu mỗi giờ, người

ta thấy nó khá hơn phương pháp chưng cất bằng nước nhưng vẫn còn kém hơn phương pháp chưng cất bằng hơi nước

So với phương pháp chưng cất bằng nước, ưu điểm của nó là ít tạo ra sản phẩm phân hủy Do đó dù với thiết bị loại nào đi nữa thì ta phải đảm bảo là chỉ có phần đáy nồi được phép đốt nóng và giữ cho phần vỉ chứa chất nạp không tiếp xúc với nước sôi Phương pháp này cũng tốn ít nhiên liệu, tuy nhiên nó không thể áp dụng cho những nguyên liệu dễ bị vón cục

Khuyết điểm chính của phương pháp là do thực hiện ở áp suất thường nên những cấu phần có nhiệt độ sôi cao sẽ đòi hỏi một lượng rất lớn hơi nước để hóa hơi hoàn toàn và như thế sẽ tốn rất nhiều thời gian Về kỹ thuật, khi xong một lần chưng cất, nước ở bên dưới vỉ phải được thay thế để tránh cho mẻ sản phẩm sau có mùi lạ [8]

2.3.3 Phương pháp chưng cất bằng hơi nước

Hơi nước tạo ra từ nồi hơi thường có áp suất cao hơn không khí được đưa thẳng vào bình chưng cất Trong kỹ nghệ ngày nay, phương pháp này thường dùng để chưng cất tinh dầu từ các nguyên liệu thực vật

Điểm ưu việt của phương pháp này là người ta có thể điều chỉnh áp suất, nhiệt độ như mong muốn để tận thu sản phẩm, nhưng phải giữ nhiệt độ ở mức giới hạn để tinh dầu không bị phân hủy

Việc sử dụng phương pháp này cũng lệ thuộc vào những điều kiện hạn chế như

đã trình bày đối với hai phương pháp chưng cất trên cộng thêm 2 yếu tố nữa là yêu cầu hơi nước không quá nóng và quá ẩm Nếu quá nóng nó có thể phân hủy những cấu phần có nhiệt độ sôi thấp, hoặc làm chất nạp khô quăn khiến hiện tượng thẩm thấu không xảy ra Do đó trong thực hành nếu dòng chảy của tinh dầu ngưng lại sớm quá, người ta phải chưng cất tiếp bằng hơi nước bão hòa trong một thời gian cho đến khi sự khuếch tán hơi nước được tái lập lại, khi đó mới tiếp tục dùng lại hơi nước quá nhiệt Còn trong trường hợp hơi nước quá ẩm sẽ đưa đến hiện tượng ngưng tụ, phần chất nạp phía dưới sẽ bị ướt Trong trường hợp này người ta phải tháo nước ra bằng một van xả

dưới đáy nồi Trong công nghiệp, trước khi vào bình chưng cất, hơi nước phải đi ngang qua bộ phận tách nước

Với hơi nước có áp suất cao thường gây ra sự phân hủy quan trọng nên tốt nhất là bắt đầu chưng cất với hơi nước ở áp suất thấp và cao dần cho đến khi kết thúc Không

có một quy tắc chung nào cho mọi loại nguyên liệu vì mỗi chất nạp đòi hỏi một kinh nghiệm và yêu cầu khác nhau

Hiệu suất và chất lượng tinh dầu phụ thuộc vào đặc tính cả tinh dầu và cách chọn phương pháp chưng cất Thông thường các loại tinh dầu có tỷ trọng lớn hơn nước, khi chưng cất hơi nước trong thiết bị áp suất cao cho hiệu suất ly trích cao trong thời gian chưng cất ngắn [8]

Nguyên tắc của sắc ký cột là mẫu thử được nạp lên trên đầu một cột chứa chất hấp phụ (thường là silica gel, nhôm oxit…) Cột chứa chất hấp phụ này đóng vai trò là một pha tĩnh Một dung môi khai triển (pha động) di chuyển dọc theo cột sẽ làm di chuyển các cấu tử của mẫu thử, do các cấu tử này có độ phân cực khác nhau nên ái lực của chúng đối với pha tĩnh cũng khác nhau, vì vậy chúng sẽ bị giải hấp và di chuyển theo vận tốc khác nhau tạo thành các băng có vị trí khác nhau, ra khỏi cột tại các thời điểm khác nhau [5]

Sắc ký cột cung cấp những phân đoạn có độ tinh khiết cao hơn phương pháp chưng cất, nhưng khối lượng mỗi phân đoạn thu được thấp hơn vì khối lượng tinh dầu

sử dụng ít hơn Phương pháp này đòi hỏi phải biết chọn hệ dung môi (pha động) thích hợp cho từng loại phân đoạn Có thể kiểm soát thành phần các phân đoạn bằng phương pháp sắc ký bản mỏng hoặc phương pháp sắc ký khí kèm theo

Phương pháp sắc ký cột nếu làm kỹ và phân đoạn nhiều lần thì có thể cô lập riêng ra được một số cấu phần có thành phần bách phân cao trong tinh dầu [1]

2.4.2 Phương pháp sắc ký khí

Hình 2.2 Sơ đồ thiết bị sắc ký khí detector ion hóa ngọn lửa FID

Hiện nay sắc ký khí là một thiết bị không thể thiếu được trong việc nghiên cứu về tinh dầu Có hai loại cột được sử dụng trong các máy sắc ký khí là cột nhồi (paked column, colonne remplir) và cột mao quản (capillary column, colonne capillaire) Cột mao quản cho độ phân giải tốt hơn

Nguyên tắc của sắc ký khí là mỗi cấu phần trong tinh dầu sẽ bị hấp thụ trên pha tĩnh của cột phân tích khác nhau Trên cơ sở khác nhau về thời gian lưu này mà người

ta có thể định tính và định lượng cấu tử cần nghiên cứu

Hai bộ phận quan trọng nhất của thiết bị sắc ký khí là hệ thống cột tách và detector Nhờ có khí mang, mẫu từ buồng bay hơi được dẫn vào cột tách nằm trong buồng điều nhiệt Quá trình sắc ký xảy ra ở đây, sau khi các cấu tử rời bỏ cột tách tại các thời điểm khác nhau các cấu tử lần lượt đi vào detector, tại đó chúng được chuyển thành tín hiệu điện, tín hiệu này được khuếch đại và xử lý trên hệ thống máy tính thành các peak khác nhau về cả chiều cao và diện tích

Trên sắc ký đồ thu được ta có các tín hiệu ứng với các cấu tử được tách gọi là peak Thời gian lưu của peak là đại lượng đặc trưng cho chất cần tách (định tính) còn diện tích peak là thước đo định lượng cho từng chất trong hỗn hợp nghiên cứu [9]

Chương 3

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng thí nghiệm

 Thí nghiệm được tiến hành trên giống bạc hà Châu Á (Mentha arvensis L.)

3.2 Thời gian và địa điểm tiến hành

+ Cân điện tử BP 210S – Sartorius AG Gottingen (Đức)

+ Máy lắc Orbital shaker SO1 – Stuart Scientific (Anh)

+ Bồn siêu âm Power sonic 510 – Hwashin Technology Co (Hàn Quốc)

+ Bộ chưng cất hơi nước Clevenger (Việt Nam)

+ Bộ dụng cụ xác định độ ẩm (Đức)

+ Máy cô quay chân không Buchi Rotavapor R – 200 – Buchi (Thụy Sĩ)

+ Máy sắc ký khí HP 6890 N (G1540N) – Agilent Technologies (Mỹ)

3.4 Nội dung nghiên cứu

 Khảo sát đặc điểm sinh học cây bạc hà khi trồng bằng chậu đất và bằng thủy canh

 Chiết xuất tinh dầu bạc hà

 Xác định hàm lượng tinh dầu, hàm lượng menthol và menthone trong cây bạc hà trồng chậu đất và trồng thủy canh

 Xác định hàm lượng nước trong cây bạc hà trồng chậu đất và thủy canh

 Xác định hàm lượng menthol và menthone còn lại trong nước thơm sau chưng cất hơi nước

 Tinh sạch tinh dầu bạc hà sau khi ly trích bằng dung môi

3.4.1 Khảo sát đặc điểm sinh học cây bạc hà khi trồng trong chậu đất và trong thủy canh

Có 2 nghiệm thức, được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại Nghiệm thức 1 gồm tổng cộng 144 cây bạc hà được trồng trong chậu đất Nghiệm thức

2 gồm tổng cộng 144 cây bạc hà được trồng trong hệ thống thủy canh Tiến hành theo dõi các chỉ tiêu về số lá, số cành, chiều cao cây từ lúc bắt đầu trồng cho đến lúc hoa tàn

3.4.1.1 Phương pháp trồng chậu đất

Đất được trộn theo tỷ lệ 1:1:1 (1 đất : 1 phân trùn : 1 tro trấu) Đất được cho vào các khay gỗ (Hình 3.1) với kích thước khay khoảng 1m x 1m x 0.03m Rễ bạc hà từ các vụ trước được thu thập và cắt thành từng đoạn nhỏ khoảng 5 – 7cm, được rải đều vào khay đất, sau đó phủ bởi một lớp đất mỏng Tưới nước cho khay hằng ngày

Hình 3.1 Khung giâm bạc hà trồng chậu đất

Sau khoảng 3 tuần giâm, cây con có độ cao từ 2.8 – 5.7cm được trồng vào các chậu tròn có đường kính 20cm, cao 20cm với mật độ 3 cây/chậu phân bố theo hình tam giác đều Bón phân urê sau 14 ngày và 28 ngày trồng, sau đó bón phân N – P – K sau 42 ngày và 56 ngày trồng

Các chậu được che nylon trắng để tránh mưa

Hình 3.2 Chậu trồng cây bạc hà 3.4.1.2 Phương pháp trồng thủy canh

Dùng dao lam rạch trên mút xốp mềm có kích thước 60cm x 50cm x 5cm tạo thành những rãnh sâu khoảng 3.5cm cách nhau từ 1 – 2cm Rễ bạc hà từ các vụ trước được thu thập, rửa sạch và cắt thành từng đoạn nhỏ khoảng 5 – 7cm, được cho vào các rãnh với độ sâu khoảng 0.5 – 1cm Mút mềm được đặt trong khay bằng nhựa có kích thước 80cm x 50cm x 6cm và chìm trong dung dịch C (phụ lục 2) khoảng 3.5cm Thêm nước hằng ngày để giữ mực nước của dung dịch C và thay môi trường sau mỗi tuần

Hình 3.3 Khung giâm bạc hà trồng thủy canh

Hệ thống thủy canh theo loại hình thủy canh không hồi lưu: là 2 khung gỗ hình hộp chữ nhật có kích thước 2.1 x 0.6 x 0.3m, bên trong khung gỗ có lót lớp xốp dày 5cm ở mặt đáy và lót xốp dày 2cm ở mặt bên, trong cùng là miếng nhựa đen không thấm nước Hệ thống được che bởi tấm nylon trắng để tránh mưa

Sau khoảng 3 tuần giâm, cây con có độ cao từ 1.4 – 4.3cm được trồng vào các khay xốp 7 x 12 lỗ tròn với mật độ 18 – 24 cây/khay phân bố xen kẽ nhau Các khay

này được cho vào hệ thống thủy canh với môi trường dinh dưỡng là 50 lít dung dịch

C /khung Thêm nước hằng ngày để giữ mực nước ổn định Thay dung dịch dinh dưỡng sau mỗi 2 tuần

Hình 3.4 Hệ thống thủy canh trồng cây bạc hà 3.4.2 Xác định hàm lượng nước trong cây bạc hà trồng chậu đất và thủy canh

Có 2 nghiệm thức, được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại Nghiệm thức 1 là mẫu cây bạc hà tươi trồng trong chậu đất Nghiệm thức 2 là mẫu cây bạc hà tươi trồng trong hệ thống thủy canh Xác định hàm lượng nước bằng bộ xác định độ ẩm

Cho 200ml toluen vào bình cầu có sẵn 5g bạc hà tươi đã được cắt nhỏ Cho đúng 2ml nước cất vào ống hứng Tiến hành đun liên tục trong khoảng 2 giờ Dùng 5ml toluen tráng lòng ống sinh hàn và cất tiếp 5 phút nữa rồi ngưng cất Để nguội ống hứng tới nhiệt độ phòng rồi dùng đũa thủy tinh đẩy những giọt nước bám trên ống hứng rơi xuống lớp nước phía dưới Đọc thể tích nước trong ống hứng (V1) Tính ra thể tích nước trong mẫu

3.4.3 Xác định hàm lượng tinh dầu bạc hà

Có 2 nghiệm thức, được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại Nghiệm thức 1 là mẫu bạc hà tươi được trồng trong chậu đất Nghiệm thức 2 là mẫu bạc hà tươi được trồng trong hệ thống thủy canh Tiến hành chiết xuất tinh dầu bằng phương pháp chưng cất hơi nước

100g mẫu bạc hà tươi gồm cả thân và lá được cắt nhỏ rồi cho vào bình cầu 2 lít, thêm 600ml nước cất vào bình cầu, đun sôi liên tục Sau khoảng 3 giờ chưng cất, tắt bếp và để hệ thống nguội trong khoảng 15 phút Dùng petroleum ether để lấy toàn bộ tinh dầu ra khỏi phần nước trong ống thu hồi Cân bình cầu rồi cô quay dung dịch để thu hồi tinh dầu Sau đó cân bình cầu có tinh dầu và xác định khối lượng tinh dầu Tinh dầu được bảo quản trong tủ lạnh

% tinh dầu = (khối lượng tinh dầu/khối lượng mẫu)*100%

3.4.4 Xác định hàm lượng menthol và menthone trong cây bạc hà trồng chậu đất

 Nhiệt độ buồng tiêm mẫu: 220°C