Tách chiết tinh dầu từ vỏ cam và bưởi, ứng dụng làm dung môi thân thiện chiết tách các hợp chất trong chè dây

Tách chiết tinh dầu từ vỏ cam và bưởi, ứng dụng làm dung môi thân thiện chiết tách các hợp chất trong chè dây ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Đà Nẵng, 5/2017... Tách chiết tinh

Tách chiết tinh dầu từ vỏ cam và bưởi, ứng dụng làm dung môi thân thiện chiết tách các hợp chất trong chè dây

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Đà Nẵng, 5/2017

Tách chiết tinh dầu từ vỏ cam và bưởi, ứng dụng làm dung môi thân thiện chiết tách các hợp chất trong chè dây

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp

đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt 5 năm học tại giảng đường trường Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng, em đã nhận được rất nhiều

sự quan tâm giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý thầy cô của bộ môn Công nghệ Sinh học đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong thời gian học tập tại trường

Em xin chân thành cảm ơn TS Đặng Đức Long đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đề tài Giúp đỡ em vượt qua thời kì khó khăn nhất của đề tài Nếu không có những giúp đỡ, chỉnh sửa tận tình của thầy thì em nghĩ bài báo cáo này rất khó

có thể hoàn thành được Đồng thời, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô cán bộ phòng thí nghiệm bộ môn là ThS Võ Công Tuấn và ThS Phạm Thị Kim Thảo đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ Sinh học Em đặc biệt cảm ơn ThS Võ Công Tuấn đã tận tình giúp đỡ, hỗ trợ

và hướng dẫn em thực hiện thao tác với các thiết bị phục vụ nghiên cứu Bên cạnh đó, em cũng xin cảm ơn NCS Nguyễn Thị Xuân Thu đã hỗ trợ hóa chất phục vụ cho đề tài này

Con cảm ơn gia đình đã tài trợ tài chính và động viên trong suốt quá trình học tập, cũng như quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp

Bước đầu đi vào nghiên cứu khoa học, kiến thức của em còn hạn chế và không ít

bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được sự thông cảm cùng những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô để đề tài của

em được hoàn thiện hơn

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình, quý báu của các thầy

cô, gia đình và bạn bè

Đà Nẵng, ngày 25 tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Đan Huyền

Tách chiết tinh dầu từ vỏ cam và bưởi, ứng dụng làm dung môi thân thiện chiết tách các hợp chất trong chè dây

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan số liệu và kết quả tính toán trong đồ án tốt nghiệp này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ bởi một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố

Đà Nẵng, ngày 25 tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Đan Huyền

Tách chiết tinh dầu từ vỏ cam và bưởi, ứng dụng làm dung môi thân thiện chiết tách các hợp chất trong chè dây

MỤC LỤC

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Lời nói đầu i

Lời cam đoan liêm chính học thuật ii

Mục lục iii

Danh mục bảng biểu v

Danh mục hình ảnh vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 2

1.2 Tổng quan về dung môi tự nhiên thân thiện 3

1.2.1 Dung môi tự nhiên thân thiện môi trường 3

1.2.2 Sơ lược về tinh dầu 4

1.2.3 Nguồn gốc, cấu trúc và tên của D – limonene 5

1.2.4 Tính chất của D - limonene 6

1.2.5 Ứng dụng của limonene 6

1.2.6 Một số loại tinh dầu có chứa hàm lượng limonene cao ở Việt Nam 8

1.3 Một số quy trình tách chiết sử dụng dung môi thân thiện 10

1.4 Tổng quan về chè dây 11

1.4.1 Mô tả 12

1.4.2 Phân bố 13

1.4.3 Sinh thái 13

1.4.4 Tác dụng dược lý 13

1.5 Tổng quan về phương pháp sắc ký bản mỏng 14

1.5.1 Sắc ký 14

1.5.2 Sắc ký bản mỏng 14

Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 17

2.1 Vật liệu 17

2.1.1 Nguyên liệu 17

2.1.2 Hóa chất 17

2.1.3 Dụng cụ 17

2.2 Phương pháp nghiên cứu 17

2.2.1 Tách chiết tinh dầu bằng hệ thống chưng cất kết hợp siêu âm 17

Tách chiết tinh dầu từ vỏ cam và bưởi, ứng dụng làm dung môi thân thiện chiết tách các hợp chất trong chè dây

2.2.2.Tách chiết tinh dầu bằng hệ thống cô quay chân không kết hợp siêu âm 18

2.2.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của mức độ siêu âm đến hàm lượng tinh dầu thu được 19

2.2.4 Khảo sát tính năng làm dung môi của tinh dầu thu được 19

2.2.5 Pha dung dịch thuốc thử vani 20

2.3 Phương pháp phân tích số liệu 20

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21

3.1 Tách chiết tinh dầu bằng hệ thống chưng cất kết hợp siêu âm 21

3.2 Tách chiết tinh dầu bằng hệ thống cô quay chân không kết hợp siêu âm 22

3.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của mức độ siêu âm đến hàm lượng tinh dầu thu được 23

3.4 Khảo sát tính năng làm dung môi của tinh dầu 23

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 26

4.1 Kết luận 26

4.2 Kiến nghị 26

TÀI LIỆU THAM KHẢO 27

PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined.

Tách chiết tinh dầu từ vỏ cam và bưởi, ứng dụng làm dung môi thân thiện chiết tách các hợp chất trong chè dây

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của limonene 5

Hình 1.2 Cấu trúc không gian của limonene 6

Hình 1.3 Tinh dầu cam 9

Hình 1.4 Quy trình chiết mẫu có kết hợp siêu âm 10

Hình 1.5 Tách chất sử dụng chiết Soxhlet, kết hợp chiết Clevenger 11

Hình 1.6 Cây chè dây 12

Hình 1.7 Chè dây khô 13

Hình 1.8 Sắc ký bản mỏng 16

Hình 2.1 Sơ đồ tách chiết tinh dầu vỏ quả họ Cam 18

Hình 2.2 Sơ đồ phương pháp cô quay chân không 19

Hình 3.1 Tinh dầu vỏ cam 21

Hình 3.2 Tinh dầu vỏ bưởi 21

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn thể tích tinh dầu cam, bưởi thu được theo khối lượng mẫu vỏ quả đem chưng cất 22

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lượng tinh dầu thu được vào biên độ siêu âm 23

Hình 3.5 Bản mỏng với tỉ lệ dung môi n-hexan : etylaxetat là 6:4 (v/v) trước và sau nhuộm thuốc thử 24

Hình 3.6 Bản mỏng với tỉ lệ dung môi n-hexan : etylaxetat là 5:5 (v/v) trước và sau nhuộm thuốc thử 24

Hình 3.7 Bản mỏng với tỉ lệ dung môi n-hexan : etylaxetat là 4:6 (v/v) trước và sau nhuộm 25

MỞ ĐẦU

Việt Nam là đất nước có khí hậu nhiệt đới, gió mùa, thích hợp cho sự phát triển,

đa dạng sinh thái Với sự đa dạng đó, Việt Nam mọc rất nhiều loại dược liệu quý Hiện nay, hợp chất thiên nhiên đang là chủ đề được nhắc đến ở nhiều nơi, trong đó có Việt Nam Từ đây, việc tìm các loại dược liệu và nghiên cứu về các hợp chất thiên nhiên, hợp chất quan trọng trong những loại dược liệu đó là một hướng nghiên cứu được nhiều người tìm đến Chè dây cũng là một loài cây dược liệu mọc tự nhiên ở các vùng núi Việt Nam Gần đây, chè dây được biết đến phổ biến nhờ khả năng chữa một số bệnh, đặc biệt là bệnh loét dạ dày – hành tá tràng Trong quá trình nghiên cứu về loại cây này và các hợp chất bên trong, người nghiên cứu phải tiếp xúc với các dung môi như n – hexan, ethylacetate, toluen, Các dung môi đó đều là dung môi độc hại, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người thao tác thí nghiệm, người hướng dẫn, cũng như những nhân viên làm việc gần đó

Mặt khác, trong một số thí nghiệm tại môi trường học đường, việc sử dụng những dung môi độc hại có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe học sinh – sinh viên Đặc biệt,

ở những trường có điều kiện cơ sở hạ tầng còn hạn chế thì đây là vấn đề cấp bách

Vì vậy, việc tìm ra những dung môi thân thiện để thay thế những dung môi độc hại là vấn đề cần được quan tâm và chú trọng Dung môi thay thế phải là dung môi dễ tìm, không gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, thân thiện với môi trường và phải có tính chất tương đương với dung môi được thay thế

Từ những yếu tố thực tiễn đó, em xin đề xuất đề tài:

“Tách chiết tinh dầu từ vỏ cam và bưởi, ứng dụng làm dung môi thân thiện chiết tách các hợp chất trong chè dây”

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Trên thế giới, quá trình chiết tách các chất hầu hết đều sử dụng những dung môi độc hại, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của người thực hiện thao tác thí nghiệm Trong trường học, đặc biệt là những trường có điều kiện vật tư cơ sở còn hạn chế, việc dùng các dung môi độc hại trong các bài thí nghiệm gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của giáo viên, học sinh, cũng như những người làm việc gần đó Về tính tạm thời, người tiếp xúc với các dung môi thường đau đầu, chóng mặt, đau bụng, buồn nôn,

Về tính lâu dài, hít nhiều dung môi độc hại có thể xảy ra việc tích tụ độc tố trong cơ thể và dẫn đến một số bệnh lý khác Vì vậy, việc tìm ra những dung môi thân thiện môi trường vừa dễ tìm, không gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, ít gây hại đến môi trường và vừa phải có tính chất tương đương với dung môi truyền thống, để thay thế những dung môi độc hại là vấn đề luôn được quan tâm trong khoa học

Từ trước đến nay, việc khai thác các hợp chất tự nhiên có tính chất quý hay khả năng phòng trừ bệnh luôn là đề tài được các nhà khoa học quan tâm Với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, Việt Nam là đất nước thích hợp cho sự phát triển của rất nhiều loài cây dược liệu quý Từ đây, việc nghiên cứu và khảo sát các hợp chất trong cây dược liệu, cũng như hoạt tính sinh học của các chất đó được quan tâm và chú trọng Trong quá trình thực hiện các nghiên cứu và tách chiết các hợp chất thiên nhiên đó, các nhà nghiên cứu thường phải sử dụng các dung môi như n – hexan, ethylacetate, toluene, Những dung môi sử dụng trên là những dung môi độc hại đối với sức khỏe con người, cần được hạn chế sử dụng hoặc thay thế dung môi khác ít độc hại hơn

Dung môi n – hexan là một thành phần trong xăng và là sản phẩm từ dầu mỏ Dung môi n – hexan được sử dụng để chiết tách dầu thực vật như dầu đậu nành, dầu lanh, dầu đậu phộng, dầu hướng dương Tuy nhiên, n – hexan là chất vô cùng độc hại đối với sức khỏe con người Theo một vài nghiên cứu trên thế giới, D – limonene (có chủ yếu trong tinh dầu vỏ quả họ Cam) có thể dùng làm dung môi chiết tách các hợp chất thiên nhiên từ thực vật [14 – 19] Bên cạnh đó, D – limonene cũng đã được xác định là có thể thay thế được dung môi n – hexan trong việc chiết tách các chất dầu

từ tự nhiên [13, 16] Hơn nữa, các loại vỏ quả cam, vỏ quả bưởi là phế liệu của ngành công nghiệp nước trái cây, giải khát Việc tận dụng nguồn phế liệu của ngành nước giải khát làm nguyên liệu để sản xuất tinh dầu, cũng như D – limonene vừa giúp giảm lượng chất thải ra môi trường, vừa có thể tạo ra một lượng dung môi lớn để có thể thay

thế n – hexan trong ứng dụng chiết tách dầu

Đối tượng cụ thể được sử dụng để thử nghiệm khả năng làm dung môi của D – limonene trong đề tài này chính là chè dây Cũng nằm trong số những cây dược liệu, chè dây được biết đến là vị thuốc hỗ trợ điều trị các bệnh lý liên quan đến đường tiêu hóa Chè dây mọc hoang trong rừng sâu, nổi tiếng như Sa Pa, Cao Bằng, Lâm Đồng… Thời gian gần đây, chè dây được người đi rừng lấy về phơi khô pha nước uống hàng ngày Vì một điều đơn giản là nước Chè dây rừng có mùi hương tự nhiên và đậm chất thiên nhiên, không thuốc trừ sâu, không hóa chất độc hại Nhưng sau khi uống loại Chè dây rừng này người cảm thấy thèm ăn, ăn ngon miệng hơn, một điều nữa là sau khi uống khoảng vài ngày những ai đang bị mất ngủ sẽ thèm ngủ, ngủ ngon hơn, giấc ngủ sâu hơn, có tinh thần sảng khoái hơn và làm việc có hiệu quả hơn Đặc biệt, những người bệnh đau dạ dày thuyên giảm nhanh chóng không ngờ Theo Vũ Nam (Đánh giá tác dụng của chè dây trong điều trị loét dạ dày – hành tá tràng trên lâm sàng, nội soi và giải phẫu bệnh, Tạp chí nghiên cứu khoa học 59(6) – 2008, 54 -57), chè dây có tác dụng cắt cơn đau do loét dạ dày – hành tá tràng, làm liền sẹo ổ loét dạ dày qua kiểm

tra nội soi đạt 79,55%, làm sạch Helicobater pylori với tỉ lệ 42,5%, làm hết viêm niêm

mạc dạ dày, viêm dạ dày giảm rõ rệt

Chính vì những lý do đó, việc chiết tách tinh dầu để thu D – limonene dùng làm dung môi thân thiện để thay thế n – hexan trong các công đoạn chiết tách chất tự nhiên, với đối tượng nghiên cứu cụ thể là chè dây, là vấn đề cấp thiết hiện nay

1.2 Tổng quan về dung môi tự nhiên thân thiện

1.2.1 Dung môi tự nhiên thân thiện môi trường

Mục đích của hóa học xanh là giảm các tác động liên quan đến hóa chất tới sức khoẻ con người và hầu như loại bỏ ô nhiễm môi trường thông qua các chương trình phòng ngừa bền vững Hóa học xanh tìm kiếm môi trường phản ứng thay thế, thân thiện với môi trường và đồng thời cố gắng tăng tỷ lệ phản ứng và giảm nhiệt độ phản ứng thấp hơn

Dung môi thân thiện là những dung môi vừa dễ tìm, vừa không gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và ít gây tác hại với môi trường Dung môi tự nhiên đã được quan tâm để thay thế các dung môi hữu cơ độc hại hiện tại và đã được áp dụng cho nhiều quá trình chế biến hóa học như chiết và tổng hợp

Dung môi thân thiện đang nhận được nhiều sự chú ý như năng lượng xanh Điều này có thể được gán cho một lượng lớn dung môi thường được sử dụng trong một phản ứng (đặc biệt ở giai đoạn làm sạch) hoặc trong một công thức Mặc dù vậy, dung môi không trực tiếp chịu trách nhiệm về thành phần của một sản phẩm phản ứng, cũng

không phải là thành phần hoạt động của một công thức Do đó việc sử dụng dung môi độc hại, dễ cháy, hoặc gây hại môi trường có vẻ như không cần thiết vì những đặc điểm này không ảnh hưởng đến thành phần phản ứng Tuy nhiên những hậu quả không may của việc sử dụng dung môi thường liên quan đến các thuộc tính có ích của dung môi cần thiết cho ứng dụng Sự biến động của dung môi cho phép thu hồi và tinh chế dung môi bằng cách chưng cất, nhưng cũng tạo ra lượng khí thải không mong muốn và nguy cơ tiếp xúc của người lao động Các dung môi có độ phân cực cao cần thiết để hòa tan một lượng lớn chất nền và đẩy nhanh phản ứng, nhưng chức năng này thường gây ra độc tính [15]

Các dung môi thân thiện – dung môi xanh được thu từ tự nhiên (nước và CO2) hoặc các chất phế liệu nông nghiệp (terpene) hoặc các nguồn dầu mỏ có tính chất hòa tan tốt như các dung môi thông thường Những tiến bộ gần đây về phương pháp tiếp cận "xanh" có động lực lớn trong ngành công nghiệp dầu nhờ các dung môi xanh, terpene (d-limonene, p-cymene và α-pinen) Terpene là các đơn vị isoprene (C5H8) thu được từ các nguồn nông nghiệp Ví dụ, d – limonene có nguồn gốc từ vỏ quả họ cam

và được sử dụng trong nhiều ứng dụng Tương tự, p-cymene và α-pinene có nguồn gốc

từ dầu cây và rừng thông Thật thú vị, những dung môi này có tính chất hòa tan tốt các phân tử giống nhau Hansen đã đề xuất ba thuộc tính gọi là đặc tính Hansen dựa trên năng lượng của các lực phân tán (δd), dipolar (δd) và liên kết hydro (δh) giữa các phân

tử Trong một nghiên cứu, terpenes được tìm thấy có các đặc tính của n – hexan chứng minh khả năng hòa tan các phân tử tương tự Hơn nữa, terpene không chỉ an toàn hơn

do có điểm tán xạ cao hơn mà còn có công suất phân ly cao hơn một chút do sự khác biệt nhỏ trong hằng số điện môi so với n-hexan [16]

Tinh dầu khảo sát là một trong những chất đáp ứng được những yếu tố trên và là một dung môi thân thiện môi trường

1.2.2 Sơ lược về tinh dầu

Tinh dầu là một loại chất lỏng chứa các hợp chất thơm dễ bay hơi tan lẫn vào nhau được chiết xuất bằng cách chưng cất hơi nước hoặc ép lạnh, từ lá cây, thân cây, hoa, vỏ cây, rễ cây, hoặc những bộ phận khác của thực vật Ở nhiệt độ thường, tinh dầu thường ở thể lỏng, có khối lượng riêng bé hơn 1 (trừ tinh dầu quế, đinh hương, ), không tan trong nước hoặc rất ít, nhưng tan tốt trong một số dung môi hữu cơ Tinh dầu bay hơi với nước, có vị cay và ngọt, nóng, bỏng, có tính sát trùng mạnh

Thành phần hóa học của tinh dầu gồm các terpen và những dẫn xuất chứa oxy của terpen (ancol, andehyte, ceton, este, ) Mặc dù có nhiều cấu tử trong thành phần tinh dầu, song chỉ có một vài cấu tử có giá trị và tạo nên mùi đặc trưng của tinh dầu đó

Tinh dầu chứa trong thực vật có thành phần và hàm lượng không ổn định mà luôn thay đổi theo thời kỳ sinh trưởng của cây, hoặc cũng biến đổi theo điều kiện khí hậu, thời tiết, thổ nhưỡng Trong từng bộ phận của cây, hàm lượng tinh dầu cũng khác nhau

Một số tinh dầu phổ biến:

• Tinh dầu hoa nhài

• Tinh dầu hoa hồng

• Tinh dầu bạc hà

• Tinh dầu hương nhu

• Tinh dầu hồi

• Tinh dầu quế

• Tinh dầu khuynh diệp

• Tinh dầu bưởi

• Tinh dầu cam

• Tinh dầu chanh

Trong các loại tinh dầu làm dung môi thì D – limonene là một loại thông dụng

Do đó, em tập trung nghiên cứu tiếp vào D – limonene

1.2.3 Nguồn gốc, cấu trúc và tên của D – limonene

Limonene là hợp chất phổ biến trong tự nhiên Limonene là thành phần chính trong tinh dầu từ vỏ các loại quả họ Cam và một lượng nhỏ trong nhiều loại trái cây rau củ Limonene có công thức phân tử là C10H16 , thuộc loại monoterpen đơn vòng

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của limonene

Do nguyên tử cacbon thứ 4 là cacbon bất đối nên limonene có hai đồng phân quang học dạng D và L - limonene (còn gọi là (R)- và (S)-limonene) Các đồng phân

quang học này có thể tồn tại riêng rẽ hay ở lẫn với nhau tạo thành hỗn hợp racemic

Những tinh dầu từ vỏ quả họ Cam thường chứa phần D – limonene Trong tự nhiên, D – limonene cũng phổ biến hơn dạng L – limonene

Hình 1.2 Cấu trúc không gian của limonene [21]

Tên theo IUPAC: (R)-1-methyl-4-prop-1-en-2-ylcyclohexene

Một số tên thông dụng khác: (R)-4-isopropenyl-1-methylcyclohexene, limonene; (-)-limonene; (4R)-1-methyl-4-(1-methylethenyl)cyclohexene; (4S)-1-methyl-4-isopropenylcyclohex-1-ene; (R)-(+)-limonene; AISA 5203-L (+)limonene; (R)-4-isopropenyl-1-methylcyclohexene; 1-methyl-4-(1-methylethenyl)cyclohexene; 4-mentha-1,8-diene; cyclohexene; 1-methyl-4-(1-methylethenyl)-, (4R)-; dipentene; limonene, (+-)-isomer; limonene, (R)-isomer; limonene, (S)-isomer [21]

(+)-1.2.4 Tính chất của D - limonene

Khối lượng phân tử: 136.234 g/mol (W M Haynes, 2014-2015) [11];

Ở nhiệt độ phòng, D – limonene là dầu, thể lỏng, trong suốt, không màu, có mùi đặc trưng;

Chỉ số khúc xạ: 1.4730 ;

Hằng số điện môi: 2,3746 (W M Haynes, 2014-2015) [11];

Tính ổn định, độ bền: bảo quản ở nơi tránh ánh sáng và không khí ở -18oC (Ranganna et al., 1983)

1.2.5 Ứng dụng của limonene

Limonene là thành phần chính tạo nên mùi thơm của tinh dầu vỏ quả họ cam, vì

thế từ lâu người ta đã sử dụng nó như một hương liệu trong nhiều lĩnh vực của ngành chế biến thực phẩm và mỹ phẩm Có thể thấy sự hiện diện của limonene trong thành phần của nhiều loại hương liệu, nước hoa, xà phòng thơm, kem đánh răng, nước xịt phòng, nước rửa chén với mùi hương chủ đạo là mùi cam, chanh Tuy nhiên, nhìn chung đây là những tổ hợp hương rẻ tiền, chưa mang lại giá trị như mong muốn Vì thế, người ta cũng đã thực hiện nhiều chuyển hóa để chuyển limonene thành các dẫn xuất

có giá trị kinh tế cao hơn nhiều, dùng trong các tổ hợp hương cao cấp Chẳng hạn người ta đã thực hiện chuyển hóa limonene thành Carvone Carvone tạo thành là một hương liệu có giá trị cao hơn nhiều so với limonene ban đầu Cũng với mục đích này, người ta đã tổng hợp p-mentha-l,8(10)-dien-9-ol

Bên cạnh giá trị tạo mùi thơm, từ lâu người ta đã phát hiện ra limonene có những hoạt tính sinh học đáng chú ý Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy limonene

có hoạt tính kháng khuẩn Limonene cũng là tác nhân gây độc với một số loài bọ gậy

là trung gian truyền bệnh sốt xuất huyết, bệnh viêm não Nhật bản, ngay ở hàm lượng khá thấp: 0,2ml/ lít

Một dẫn xuất của limonene là terpine hydrat đã được sử dụng làm thuốc ho Tác giả Igrini còn phát hiện ra limonene có tác dụng làm tan sỏi mật và đã phát minh ra một số chế phẩm dùng trị bệnh này với hàm lượng limonene chiếm từ 70 - 99,8% Các nhà nghiên cứu ở Trung tâm Ung bướu thuộc Trường Đại học Winsconsin ở Madison (USA) đã chứng minh được rằng limonene có khả năng phá hủy khối u ở động vật thí nghiệm Họ cũng đã tiến hành thử nghiệm và thấy rằng d-limonene có khả năng chống được ung thư tuyến tụy, dạ dày, da và gan Một số dẫn xuất của limonene như trans-p-menth-8-en-1-ol-2-di-metylamino-p-clorobenzylclorides; trans- p-menth-8-en-l-ol,2-di-metylamino-benzylclorides;trans-p-menth-8-en-1-ol-2-dimetylaminobenzylclorides-2,4-diclorobenzyl chlorides; 2,4-diclo-benzyldimethyl (l-hydroxy-p-meníh-2-yl) ammoni được thấy có tác dụng điều hòa sinh trưởng thực vật, có tác dụng rất tốt đến khả năng phát triển của hạt đậu

Trong dược học, D – limonene có tác dụng kháng lại việc tạo mạch và có tính chất của tiền chất gây chết theo chương trình ở tế bào ung thư dạ dày người [9]

Trong một số quá trình tách chiết, D – limonene được sử dụng làm dung môi chiết các hợp chất từ thực vật, tương đương n – hexan [13 – 17]

Ngoài ra trong nhiều lĩnh vực như tổng hợp vật liệu polime, chế tạo dầu bôi trơn cũng đề cập đến sự sử dụng limonene như là một nguyên liệu có giá trị

1.2.6 Một số loại tinh dầu có chứa hàm lượng limonene cao ở Việt Nam

1.2.6.1 Tinh dầu vỏ bưởi

Tên khoa học : Citrus maxima (Burm.) Merr

Họ Cam (citrus, family Rutaceae)

Bưởi là cây thân gỗ to, cây cao 10-13m, phân cành nhiều ngay từ gốc Cành có gai nhỏ mọc đứng ở kẽ lá Lá hình trứng đến hình bầu dục, kích thước 5-10cm x 2-5cm; phía đáy hình tim hoặc tròn, chóp là tù hoặc nhọn; cuống lá có cánh to, dài tới 7cm Hoa bưởi trắng,to, dài 2-3cm, mọc thành chùm 8-10 hoa Quả bưởi hình cầu hoặc hình trái lê, đường kính 10 - 20cm, màu vàng xanh, lớp vỏ qua dày 1-3cm, vỏ ngoài có nhiều tuyến chứa tinh dầu Bưởi ra hoa vào tháng 2-3, cho quả vào tháng 8 – 12 Bưởi được trồng phổ biến ở khắp nơi, từ Bắc tới Nam Bưởi rất đa dạng về hình thái cũng như về chất lượng quả, hàm lượng và thành phần của tinh dầu Nước ta có nhiều giống bưởi quý, nổi tiếng là một số giống: Bưởi Phúc Trạch (Hương Khê, Hà Tĩnh), bưởi Đoan Hùng (Vĩnh Phú), bưởi đỏ Mê Linh (Vĩnh Phú), bưởi đường Hương Sơn (Hà Tĩnh), bưởi Thanh Trà (Thừa Thiên Huế), bưởi Biên Hòa (Đồng Nai), bưởi Năm Roi (Tiền Giang) Ở nước ta chưa có thông tin chính thức về năng suất, hiệu quả kinh tế của cây bưởi (Các thông tin từ Thái Lan cho biết, bưởi có thể có trung bình 70 - 100 quả/ cây/ năm Đây cũng là mức năng suất cao ở Malaixia) Bưởi là cây ăn trái có giá trị Cứ l00g tép bưởi ăn được có chứa 89g nước, 0,5g chất đạm, 0,4g chất béo, 9,3g chất đường và carbohydrat, 49IU vitamin A, 0,07mg vitamin B1, 0,02mg vitamin B2, 0,4mg niacin và 44mg vitamin C

Hàm lượng tinh dầu trong vỏ quả tương đối cao (từ 0,3% đến 0,9%), tùy thuộc vào từng giống Tinh dầu vỏ bưởi có các chỉ số lý học sau:

Hiện nay ở Việt nam, bưởi được trồng chủ yếu để lấy quả Việc chiết tách tinh dầu, đặc biệt là tinh dầu từ vỏ quả hầu như chưa được quan tâm (có lẽ một phần là do việc sử dụng còn quá đơn giản và chưa đem lại hiệu quả kinh tế) Đây là một lãng phí lớn, cần được quan tâm khắc phục để tận dụng tổng hợp các sản phẩm từ cây bưởi Có

sử dụng toàn diện và tổng hợp đối với cây bưởi nói riêng và cây trồng khác nói chung

thì mới nâng cao được giá trị kinh tế của sản phẩm, góp phần tăng thu nhập cho người nông dân

1.2.6.2 Tinh dầu vỏ quả cam

Tên khoa học: Citrus sinensis (L.) Osbeck

Họ Cam (citrus, family Rutaceae)

Cam thuộc loại cây gỗ nhỏ, cao 6-l0m, phân cành nhiều, tạo thành tán dạng hình cầu Cành non thường chứa nhiều gai nhọn Lá đơn, mọc cách, hình bầu dục hoặc trứng, gốc lá tròn, chóp lá nhọn, kích thước 5-15 x 2-8cm, cuống lá dài l-3cm, có cánh mảnh men theo 2 bên cuống Hoa mọc đơn độc dưới nách lá, đôi khi mọc thành chùm với vài ba hoa; hoa có đường kính 2-3cm, đài hoa có 5 thùy, 5 cánh hoa màu trắng Quả mọng, hình gần cầu, đường kính 4-12cm Các múi chứa tép mọng nước màu vàng

Vỏ ngoài màu vàng lục hay vàng da cam tươi với nhiều tuyến chứa tinh dầu Thời gian

từ khi hoa thụ phấn đến lúc quả chín cho thu hoạch thường vào khoảng từ 6 đến 9 tháng

Năng suất cam ở các nước Đông Nam Á đạt khoảng 7-14 tấn/ ha Trung bình trong mỗi quả cam, phần ăn được thường chiếm 40-50% khối lượng Trong 100 g phần ăn được thường chứa 80-90g nước, 0,7-l,3g chất đạm, 0,1-0,3g chất béo; 12-12,7g cacbonhiđrat, 0,5g chất xơ, 200IU vitamin A, 45-61g vitamin C, 0,5-2,0g axit citric [7]

Vỏ cam tươi, chín vàng thường cho hiệu suất tinh dầu cao (1,3-3,5% so với khối lượng vỏ và 0,3-0,6% so với khối lượng quả) Như vậy, mỗi tấn quả sau khi ăn tươi hoặc chế biến còn có thể tận thu được 3 đến 6 kg tinh dầu - đây cũng là một nguồn lợi đáng kể [7]

Hình 1.3 Tinh dầu cam

Tinh dầu vỏ cam trong suốt, có màu vàng nhạt

• Tỷ trọng d (15oC) = 0,8382-0,8584;

• Chỉ số chiết quang = 1,4725-1,4755; góc quay cực = +980 - +99°

• Tinh dầu vỏ cam gồm 19 thành phần trong đó các thành phần chính là limonen (91%), các ancol (2,6%) các andehit (1,19%) [7, 13]

Ở nước ta hiện nay, mặc dù tinh dầu cam đã được chiết tách và mua bán thương mại, song nhìn chung vẫn ở quy mô nhỏ, manh mún và chưa mang lại giá trị kinh tế xứng đáng

Ngoài bưởi và cam là 2 loại cây cho tinh dầu có hàm lượng limonene cao, nhiều loài cây khác ở Việt Nam cũng là nguồn cung cấp limonene có giá trị Dưới đây là một

số cây mà tinh dầu chứa limonene với hàm lượng đáng kể:

Bảng 1.1 Một số tinh dầu có chứa hàm lượng limonene đáng kể [7]

1.3 Một số quy trình tách chiết sử dụng dung môi thân thiện

Quy trình dùng dung môi thân thiện cho các quy trình chiết tách tương tự như quy trình sử dụng các dung môi truyền thống Quy trình thường được sử dụng phổ biến là ngâm chiết hoặc dùng siêu âm để tách chiết Tùy theo sự khảo sát từng dung môi thân thiện mà tìm hiểu quy trình tách chiết phù hợp

Hình 1.4 Quy trình chiết mẫu có kết hợp siêu âm [18]

Hầu hết các quá trình chiết tách hợp chất thiên nhiên đều sử dụng các phương pháp sắc ký như sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC, sắc ký cột, sắc ký bản mỏng Một

số trường hợp có kết hợp phổ khối, UV – Vis để xác định các thành phần trong các hợp chất phân tách được [19]

Với những chất có nhiệt độ bay hơi không quá cao, người ta tiến hành chưng cất

để thu hợp chất hoặc chiết soxhlet, hoặc hệ thống chiết Clevenger (thường dùng để chiết dầu) với dung môi sử dụng là dung môi thân thiện môi trường Trong một số quy trình chiết tách khác, người ta có kết hợp các loại enzyme để thủy phân, phá vỡ tế bào, sau đó chưng cất để thu hợp chất

Ngoài ra, với một số chất tan tốt trong dung môi người nghiên cứu có còn tiến hành siêu âm lắc hoặc dùng phương pháp lắc bằng máy lắc để tăng sự hòa tan của các hợp chất trong mẫu phân tích

Hình 1.5 Tách chất sử dụng chiết Soxhlet, kết hợp chiết Clevenger [13]

* Phân lớp: Magnoliidae Novák ex Takht

* Bộ: Vitales Juss ex Bercht & J Presl

* Họ: Vitaceae Juss