Nghiên cứu chiết suất, tổng hợp và thử nhiệm họat tính sinh học của 2 methoxy 4 (1 propenil) phenoxyacetic

Hồ Chí Minh 8/2003 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Công nghệ Chế biến Thực phẩm

Mã số: 2 – 11 - 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tp Hồ Chí Minh 8/2003

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Công nghệ Chế biến Thực phẩm

Mã số: 2 – 11 - 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Hướng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG

Tp Hồ Chí Minh 8/2003

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên: PHAN VĨNH HƯNG Phái: Nam

Ngày tháng năm sinh: 28 – 05 – 1971 Nơi sinh: Phú Thọ

Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Biên Thực Phẩm

I – TÊN ĐỀ TÀI:

“NGHIÊN CỨU CHIẾT SUẤT, TỔNG HỢP VÀ THỬ NGHIỆM HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA 2-METHOXY-4-(1-PROPENIL)-PHENOXYACETIC”

II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1- Xác định hàm lượng tinh dầu có trong lá trầu theo độ tuổi

2- Xác định thành phần hoá học của tinh dầu lá trầu

3- Chiết suất và tổng hợp 2-methoxy-4-(1-propenil)-phenoxyacetic

từ tinh dầu lá trầu

4- Khảo sát hoạt tính điều hoà sinh trưởng thực vật của

2-methoxy-4-(1-propenil)-phenoxyacetic

III – NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Tháng 2 năm 2003

IV – NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Tháng 8 năm 2003

V - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

PGS TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG

PGS TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

VII - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2

TS TỐNG VĂN HẰNG

Cán bộ hướng dẫn Cán bộ chấm nhận xét 1 Cán bộ chấm nhận xét 2

PGS TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN TS TỐNG VĂN HẰNG

NỘI DUNG VÀ ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN ĐÃ ĐƯỢC THÔNG QUA NỘI DUNG HỘI ĐỒNG CHUYÊN NGÀNH

Ngày 10 tháng 02năm 2003

Phòng QLKH.SĐH Chủ nhiệm ngành

PGS TS PHẠM VĂN BÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: PGS TS NGUYỄN XÍCH LIÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: TS TỐNG VĂN HẰNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐƯỢC BẢO VỆ TẠI HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Tháng 09 năm 2003

Em xin chân thành cảm ơn

Chủ nhiệm bộ môn Công Nghệ Sinh Học Trường Đại Học Bách Khoa Tp HỒ CHÍ MINH

Đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn

Cô: TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Giảng viên bộ môn Hóa Thực phẩm Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh

Đã tận tình góp y , hướng dẫn em trong qúa trình

thực hiện luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy , các cô Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh đã giảng dạy chúng em trong thời gian học tại trường

Cảm ơn các bạn học cùng lớp đã giúp đỡ nhiệt tình NhơØ vậy mà tập luận án này hoàn thành đúng thời gian quy định

Mến chúc các bạn thành công trên những bước đường tương lai

Thành phố Hồ Chí Minh 8 - 2003

Nhằm góp phần tìm kiếm các chất mới có hoạt tính điều hoà sinh trưởng thực vật từ nguồn gốc thiên nhiên, chúng tôi tiến hành chiết suất

2-Methoxy-4-(1-propenil)–phenon từ tinh dầu lá trầu không sau đó tổng

hợp thành 2-Methoxy-4(1-propenil)-phenoxyacetic Để thăm dò hoạt tính điều hoà sinh trưởng thực vật của 2-Methoxy-4(1-propenil)-

phenoxyacetic chúng tôi tiến hành khảo sát trên hai đối tượng là hạt

đậu xanh (thực vật hai lá mầm) và hạt lúa (thực vật một lá mầm) Chỉ tiêu khảo sát là tỉ lệ nảy mầm của hạt và tốc độ sinh trưởng của mầm cây

Sau khi khảo sát chúng tôi đi đến kết luận

2-Methoxy-4(1-propenil)-phenoxyacetic có tác dụng điều hoà sinh trưởng thực vật

SUMMARY

To search for new agents that having active growth regulator

from natural plants, we extract 2-methoxy-4-(1-propenil)-phenol from attar of betel, then synthetize 2-methoxy-4-(1-propenil)-

phenoxyacetic Additionally, In order to explore the activity of plant growth regulator of 2-methoxy-4-(1-propenil)-phenoxyacetic we

investigate two objects: green bean seed (two-gemma-plant) and rice seed (one-gemma-plant) The target of this investigation is the sprout proportion of seed and the growth speed of sprout

After investigating, we conclude that

2-methoxy-4-(1-propenil)-phenoxyacetic has got an effect in plant growth regulator

PHẦN I: MỞ ĐẦU

PHẦN II: TỔNG QUAN

1 – Giới thiệu về cây trầu

1.1 - Phân loại I.2 - Mô tả thực vật I.3 - Phân bố, thu hái và chế biến I.4 – Tính vị và tác dụng

I.5 - Thành phần hoá học của cây trầu

I.5.1 – Lá trầu I.5.2 – Thân cây trầu I.5.3 – Rễ cây trầu I.5.4 – Hoa và cây trầu

1.6 - Tinh dầu cây trầu không

1.6.1 – Những nghiên cứu khoa học về tinh dầu cây trầu

1.6.2 - Các phương pháp trích ly tinh dầu

1.6.2.1- Chưng cất lôi cuốn hơi nước

1.6.2.2 – Chưng cất bằng vi sóng

1.6.2.3 – Phương pháp dùng dung môi để hoà tan

2 – Một số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân

trưởng của cây

3.2 – Gibberellin

3.2.1 - Lịch sử phát triển 3.2.2 - Vai trò sinh lí của gibberellin 3.2.3 - Cơ chế tác động của GA

3.3 – Xytokinin

3.3.1 - Lịch sử phát triển 3.3.2 - Vai trò sinh lí 3.3.3 - Cơ chế tác dụng

3.4 - Các chất ức chế sinh trưởng

3.4.1 - Acid absxixic (AAB)

4 – Các dẫn xuất từ 2 – methoxy – 4 – (1-propenil)

phenol

PHẦN III:NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 – Nguyên liệu, hoá chất và thiết bị

1.1 – Nguyên liệu 1.2 – Hoá chất 1.3 – Thiết bị

2 – Phương pháp nghiên cứu

2.1 – Sơ đồ nghiên cứu

2.4 - Tổng hợp 2-Metoxy–4–(1-propen)

2.5 – Phương pháp khảo sát hoạt tính sinh học của 2-Metoxy – 4 – ( 1-propen) phenoxyacetic

PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

1 – Chiết tách tinh dầu

2 - Thành phần hoá học của tinh dầu lá trầu

3 - Hàm lượng tinh dầu có trong lá trầu theo độ tuổi

4 – Tách 2–metoxi – 4 – (1-propenil) phenol c10h12o2 từ tinh

dầu trầu không

5 – Tổng hợp 2–metoxi – 4 – (1-propenil) phenoxyaxetic

6 –Thử hoạt tinh sinh học

PHẦN IV: KẾT LUẬN

PHẦN V: TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN VI: PHỤ LỤC

Bảng 1: Phân loại các chất điều chỉnh sinh trưởng thực vật

Bảng 2: Thành phần hoá học của tinh dầu Trầu theo các

phương pháp trích ly được xác định bằng phương pháp GC –

MS

Bảng 3: Thể tích tinh dầu thu được của từng loại lá

Bảng 4: Tỷ lệ nảy mầm của hạt đậu xanh dưới ảnh hưởng

của

2–methoxy – 4 – (1-propenil) phenoxyaxetic

Bảng 5: Aûnh hưởng của 2–methoxy – 4 – (1-propenil)

phenoxyaxetic đến chiều cao của hạt đậu xanh

Bảng 6: Aûnh hưởng của 2–methoxy – 4 – (1-propenil)

phenoxyaxetic đến trọng lượng của cây đậu xanh

Bảng 7: Aûnh hưởng của 2–methoxy – 4 – (1-propenil)

phenoxyaxetic đến tỷ lệ nảy mầm của hạt lúa

Bảng 8: Aûnh hưởng của 2–methoxy – 4 – (1-propenil)

phenoxiaxetic đến sinh trưởng của cây mạ

Trang 27

Trang 80 Trang 83 Trang 86

Trang 89 Trang 91 Trang Trang

Hình 1: Cấu tạo acid β - indolyaxetic

Hình 2: Một số đại diện của các chất auxin tổng hợp

Hình 3: Sơ đồ quá trình trao đổi chất của auxin trong cây

Hình 4: Lý thuyết bơm proton giải thích hoạt động của AIA

trong việc cảm ứng sự giãn của thành tế bào

Hình 5: Thí nghiệm của Kurosawa

Hình 6: Công thức của GA3 ( acid gibberellic)

Hình 7: Một số xytokinin

Hình 8: Công thức hóa học của acid absxixc (AAB)

Hinh 9: Sự hình thành etilen trong cây

Hình 10: Một số chất phenol trong cây

Hình 11: Công thức của Clo colin clorit

Hình 12: Công thức của Malein Hidrazit

Hình 13: Sự hình thành etilen từ ACEP trong cây

Hình 14: Công thức của Acid dimetyl hidrazit suxinic

Hình 15: Lá trầu già

Hình 16: Lá trầu bánh tẻ

Hình 17: Lá trầu non

Hình 18: Công thức cấu tạo của 2–methoxy – 4 – (1-propenil)

phenol

Hình 19: Hạt đậu xanh nảy mầm sau 36 giờ

Hình 20: Chiều cao mầm cây đậu xanh sau 4 ngày ủ ở các

nồng độ khác nhau

Hình 21: Chiều cao của mầm cây đậu xanh ở nồng độ 50 mg/l

và DC

Hình 22: Sự sinh trưởng của cây mạ ở các nồng độ khác nhau

Hinh 23: Sự sinh trưởng của cây mạ ở mẫu DC và 50 mg/l

Trang 29 Trang 30 Trang 32

Trang 37 Trang 39 Trang 40 Trang 46 Trang 53 Trang 55 Trang 58 Trang 59 Trang 60 Trang 61 Trang 62 Trang 68 Trang 69 Trang 69

Trang 84 Trang 87

Trang 90

Trang 90 Trang Trang

Biểu đồ 1: Biểu đồ hàm lượng tinh dầu trong lá trầu

Biểu đồ 2: Tỷ lệ nảy mầm của hạt đậu xanh sau thời gian ủ

24 giờ

Biểu đồ 3: Chiều cao của phần cây dưới lá mầm sau 6 ngày

ủ

Biểu đồ 4: Trọng lượng của cây sau 6 ngày ủ

Biểu đồ 5: Tỷ lệ nảy mầm theo thời gian ủ

Trang 83

Trang 87 Trang 89 Trang 91 Trang

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1: Sơ đồ nghiên cứu

Sơ đồ 2: Trích ly tinh dầu bằng lôi cuốn hơi nước

Sơ đồ 3: Trích ly có sự hỗ trợ của vi sóng

Trang 71 Trang 73 Trang 74

PHẦN I

MỞ ĐẦU

Các chất điều chỉnh sinh trưởng, phát triển của thực vật là những chất hoá học có bản chất hoá học rất khác nhau nhưng đều có tác dụng điều tiết các quá trình sinh trưởng phát triển của cây từ lúc tế bào trứng thụ tinh thành phôi cho đến khi cây ra hoa kết quả, hình thành cơ quan sinh sản, dự trữ và kết thúc chu kỳ sống của mình

Các chất điều chỉnh sinh trưởng của thực vật bao gồm các

phytohoocmon và các chất điều chỉnh sinh trưởng nhân tạo

Phytohoocmon là các chất hữu cơ có bản chất hoá học rất khác

nhau được tổng hợp với một lượng rất nhỏ ở các cơ quan, bộ phận nhất định của cây và từ đấy vận chuyển đến tất cả các cơ quan, các bộ phận khác để điều tiết hoạt động sinh lí, các quá trình sinh trưởng, phát triển của cây và để đảm bảo mối quan hệ hài hoà giữa các cơ quan, bộ phận trong cơ thể

Song song với các phytohoocmon được tổng hợp trong cơ thể

thực vật, ngày nay bằng con đường hoá học con người đã tổng hợp nên hàng loạt các chất khác nhau có hoạt tính sinh lí tương tự với các

chất điều chỉnh sinh trưởng tự nhiên (phytohoocmon ) để làm phương

tiện hoá học điều chỉnh sự sinh trưởng, phát triển của cây nhằm cho năng suất cao và phẩm chất thu hoạch tốt

Các chất điều chỉnh sinh trưởng tổng hợp nhân tạo ngày càng phong phú và đã có những ứng dụng rộng rãi để điều hoà sinh trưởng tăng năng suất cây trồng, cũng như việc sử dụng các chất có hoạt tính

sinh học nhằm ức chế sự phát triển của các vi sinh vật không có lợi trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm

Để góp phần tìm kiếm thêm các chất mới có hoạt tính điều hoà

sinh trưởng thực vật, chúng tôi tiến hành chiết suất (1-propenil)–phenon từ lá trầu không, tổng hợp và thăm dò hoạt tính sinh học của 2-Methoxy-4(1-propenil)-phenoxyacetic

2-Methoxy-4-PHAÀN II

TOÅNG QUAN

1 – GIỚI THIỆU VỀ CÂY TRẦU :

1.1 - PHÂN LOẠI:

Cây trầu rất đa dạng và có nhiều loài khác nhau Chúng tôi có thể nêu một số loài

Ư Cây trầu không có tên thông thường là Trầu

Tên khoa học Piper – Betle L

Thuộc họ Hồ tiêu (Piperaceae)

Ư Cây trầu bà vàng

Tên khoa học epipermnum pinnatum L Thuộc họ Araceae

Ư Cây trầu nước

Tên khoa học Saururus chinensis Lour Thuộc họ Saururaceae

Ư Cây trầu rừng

Tên khoa học Piper choudicanum C.D.C Thuộc họ Piperaceae

Ư Cây trầu tiên

Tên khoa học Asarum maximum H Thuộc họ Aristochiaceae

Cây trầu mà chúng tôi khảo sát lá cây trầu không có tên thông thường là Trầu, tên khoa học Piper – Betle L Thuộc họ Hồ tiêu

(Piperaceae), ngoài ra nó còn có các tên gọi khác như Trầu nhược

tương, Trầu cay, Trầu lương, Thổ lâu đằng, Trầu mò – lu

(Campuchia), Hure – Ehang (Ban Mê Thuột) {8]

I.2 - MÔ TẢ THỰC VẬT

Trầu không: là loại cây mọc leo, thân nhẵn, có khía dọc Cây

trầu leo được là nhờ rễ phụ mọc ra từ các mấu, cành không lông, lá mọc so le cách nhau, cuống có bẹ, dài 1,5 – 3,5 cm, phiến lá hình trái xoan, dài 10 – 13 cm, rộng 4,5 – 9 cm, phía cuống hình tim, đầu lá nhọn Khi soi lên thấy rất nhiều điểm chứa tinh dầu rất nhỏ, có từ 7 đến 9 gân lồi ở mặt dưới, không có lông ở cả hai mặt, gân lá hình chân vịt Hoa mọc thành bông hình đuôi sóc, cuống hoa dài bằng cuống lá, hoa đơn tính, mọc thõng xuống gồm hoa đực và hoa cái Hoa đực dài bằng phiến lá, trục bông có phủ lông, lá bắc không cuống, không có lông, hình tròn hoặc hình trứng ngược Nhị hai bao phấn hình bầu dục, mở bằng bốn mảnh nhỏ, chỉ nhị ngắn Hoa cái ngắn hơn, trục phủ lông, lá bắc giống ở hoa đực, bầu nằm sâu trong trục, cùng lớn lên với trục, phủ lông ở đỉnh, có một bầu, một ô với hai đầu nhụy Quả mọng, hình cầu, không mang vòi và phủ lông ở đỉnh

[8],[21]

Trầu rừng: có tên khoa học là Piper choudicanum C.D.C thuộc

họ hồ tiêu Piperaceae Cây có dây leo, dây leo có nhánh, đen lúc

khô, lá không lông, có đốm trong nhỏ, gân rẽ từ gốc Cây có hoa khác gốc, bông đực dài chừng 6 cm, rộng 1mm, hoa đực có 3 nhị, lá bắc dính gần nhọn vào trục, bông cái dài 13,5 cm Quả gần tròn [8],[21]

Trầu nước: có tên khoa học Saururus chinensis Lour Thuộc họ Saururaceae Là cây thảo sống dai, có thân rẽ ngầm, rễ ở đốt,

phần thân mọc thẳng đứng cao khoảng 30 đến 80 cm Thân phân đốt, có gờ ở xung quanh Lá mọc so le, phiến lá hình trứng, gốc đầu nhọn

hay hình tim dài khoảng 8 đến 12 cm, rộng 4 – 5 cm có 5 gân từ gốc, cuống lá dài 3 – 6 cm, gốc cuống có bẹ Hoa nhỏ màu trắng, mọc thành bông dài 3 – 6 cm thõng xuống [8],[21]

Trầu tiên: tên khoa học Asarum maximum H Thuộc họ Aristochiaceae Là cây thảo mọc quanh năm, nằm ngang dưới đất,

chia nhiều đốt Ở mỗi đốt thường có hai lá, lá lớn, hình tim dài, đầu nhọn, nhẵn, dài 16 – 20 cm, rộng 8 – 10 cm, cuống lá dài 14 – 20 cm Hoa lớn hình ống, đường kính 6 cm, màu xám nâu [8],[21]

I.3 - PHÂN BỐ, THU HÁI VÀ CHẾ BIẾN:

Cây trầu không được trồng ở khắp nơi trong nước ta để lấy lá ăn trầu, nhất là vùng nông thôn Ơû thành phố Hồ Chí Minh, trầu được trồng nhiều tại Bà Điểm Hoc Môn (mười tám thôn vườn trầu) Trầu cũng được trồng tại nhiều nước khác ở châu Á, vùng nhiệt đới như Malaixia, Inđonexia, Philipin…

Người ta thường trồng cây trầu vào mùa xuân, bằng cách làm giàn cho nó leo Cây trầu ưa ẩm và chất vôi nên ngừơi ta thường trồng cây trầu sát tường, cạnh bể nước [8]

I.4 – TÍNH VỊ VÀ TÁC DỤNG:

Trầu có vị cay, nồng, tính ẩm, chủ yếu dùng lá, ngoài ra cũng có thể sử dụng thân, rễ nhưng không dùng tươi

Trong dân gian, lá trầu được dùng như một vị thuốc để chữa một số bệnh thông thường Lá trầu giã nhuyễn đắp lên ngực để chuyên trị ho Nước pha lá trầu còn được dùng làm thuốc nhỏ mắt chữa viêm két mạc, chữa bệnh chàm mắt của trẻ em [22]

Lá trầu thường dùng để trị hàn thấp nhức mỏi, đau dạ dày, ăn uống không tiêu, bụng đầy hơi, vết thương nhiễm trùng có mủ sưng đau, hen suyễn khi thời tiết thay đổi, nhức đầu, khó thở Một số nơi còn nấu lá trầu thành cao để chữa bệnh viêm cận răng Lá trầu hơ nóng đắp tại chỗ có thể chữa bệnh đau đầu, đau bụng, sưng vú, đầy hơi, nấc cục Sử dụng lá kết hợp với vôi, quế, gừng uống trong và đắp ngoài có thể trị được rắn cắn [22]

Giã nát lá trầu rồi thêm mội ít rượu có thể chữa phỏng, đánh gió chữa cảm mạo Nước ép lá trầu nhỏ vào tai để chữa bệnh đau tai

Đặc biệt ở những người lớn tuổi việc ăn trầu với cau, vỏ cây và vôi có thể tránh được hôi miệng, làm cho răng chắc khoẻ, đỡ sâu răng, giúp nhuận tràng, dễ tiêu Aên trầu có thể làm cơ thể ấm lên …

I.5 - THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA CÂY TRẦU:

I.5.1 – LÁ TRẦU: [8],[9],[26]

Lá là bộ phận được sử dụng rộng rãi nhất và có nhiều công dụng Trong lá trầu có nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ

Trong lá trầu không có 0,8 – 1,8%, có khi đến 2,4% tinh dầu Tinh dầu trầu không có tỷ trọng 0,958 – 1,057, thơm mùi creozot, vị nóng Trong tinh dầu có chứa sesquiterpen ( cadinen, caryophylen), hợp chất phenol ( chavicol, chavibetol, allylpyrocatecol ….), các aminoacid ( acid aspartic, acid glutamic, phenylalanin ), các loại đường ( glucose, fructose, maltose), các loại hydrocacbon ( α và β sitosterol, β- caroten và α - tocopherol )

I.5.2 – THÂN CÂY TRẦU:

Trong thân cây trầu có chứa acid ursonic, acid 3-β-acetyl ursonic va triterpen Nhưng thành phần chủ yếu vẫn là piperin [28],[32]

I.5.3 – RỄ CÂY TRẦU:

Trong rễ cây trầu, người ta đã tìm thấy được β - sittosterol palmitat, đồng thời người ta cũng tìm thấy diosgenin Dân ta còn dùng gốc rễ của cây trầu phối hợp với các vị thuốc khác có thể chữa bệnh phong thấp, nhức mỏi, đau bụng, đầy hơi và nấc cục.[26]

I.5.4 – HOA VÀ CÂY TRẦU:

Thành phần hoá học của hoa rất đa dạng, nhưng chủ yếu gồm 7 hợp chất phenol: safrol, flavon, hydroxychavicol, eugenol, metyleugenol, isoeugenol, quercetin Trong đó safrol là thành phần chủ yếu

1.6 - TINH DẦU CÂY TRẦU KHÔNG:

1.6.1 – NHỮNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VỀ TINH DẦU CÂY TRẦU:

Theo ông Võ Văn Chi thì lá trầu chứa từ 0,8 – 1,8% tinh dầu, có khi lên đến 2,4% Tác dụng chủ yếu của tinh dầu là làm giảm huyết áp, thuốc kích thích trợ tim Tinh dầu có mùi thơm, có vị nồng, cay chủ yếu là hai phenol: Betel phenol và Chavibetol, kèm theo nhiều chất phenolic khác Chúng có tác dụng kháng sinh rất mạnh với các loại vi khuẩn, liên cầu khuẩn hoặc khuẩn Subtilis và trực trùng Coli [2]

1.6.2 - CÁC PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY TINH DẦU:

Tuỳ theo mục đích, tính chất của nguyên liệu và tinh dầu ta có

thể áp dụng các phương pháp trích ly khác nhau

1.6.2.1- Chưng cất lôi cuốn hơi nước:

Đây là phương pháp được áp dụng nhiều nhất Nguyên liệu được cắt nhỏ, cho vào nồi cất Sau đó có thể chưng cất trực tiếp bằng nước hoặc chưng cất bằng hơi nước

Nguyên tắc:

Dựa trên sự khuếch tán, hoà tan của tinh dầu trong môi trường hơi nước Khi đó sẽ tồn tại hai pha: nước và tinh dầu không tan vào nhau hoặc tan rất ít Hơi nước chứa tinh dầu được dẫn sang thiết bị

ngưng tụ ngưng tụ thành các giọt lỏng, dùng phễu chiết chiết tách tinh dầu ra khỏi nước

Ưu điểm:

Phương pháp này tương đối đơn giản nhưng lấy được triệt để tinh dầu trong nguyên liệu Ngoài ra phương pháp này dễ áp dụng ở quy mô công nghiệp

Nhược điểm:

Không có lợi đối với những nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp Những nguyên liệu có thành phần không bền ở nhiệt độ cao hay có thành phần khó bay hơi

1.6.2.2 – Chưng cất bằng vi sóng

Vi sóng được xem như một công cụ rất mới trong việc trích ly tinh dầu từ nguồn gốc thực vật Các hợp chất càng phân cực càng rất mau nóng dưới tác dụng của vi sóng

Vì tinh dầu chủ yếu nằm trong các tuyến tiết của tế bào nên dưới tác dụng của vi sóng, nước trong các tế bào bị nóng lên, áp suất bên trong tăng lên đột ngột làm các tuyến bị vỡ Tinh dầu thoát ra ngoài, được lôi cuốn theo hơi nước sang hệ thống làm lạnh trong phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước hoặc hoà tan vào dung môi đang bao phủ bên ngoài nguyên liệu [12]

Ưu điểm:

⊗ Hiệu suất có thể bằng hiệu suất tách tinh dầu của những phương pháp khác nhưng thời gian chỉ mất vài phút

⊗ Mùi tinh dầu thu được có mùi tự nhiên ban đầu

⊗ Thu được sản phẩm không lẫn dung môi

⊗ Tiết kiệm thời gian, năng lượng và dung môi

⊗ Có thể tận dụng lượng nước có sẵn trong mẫu mà không cần phải thêm nước vào để tiến hành chưng cất trừ khi lượng nước này không đủ để lôi cuốn hoàn toàn tinh dầu ra khỏi mẫu

Nhược điểm:

⊗ Chỉ áp dụng được với nguyên liệu là các loại cây cho tinh dầu mà các hạch tinh dầu nằm ngay trên bề mặt lá như sả, bạch đàn chanh, cỏ hôi, húng quế, lá trầu, bạc hà ……

⊗ Chưa triển khai ở quy mô công nghiệp, mới chỉ triển khai ở quy mô phòng thí nghiệm

1.6.2.3 – Phương pháp dùng dung môi để hoà tan

Phương pháp này được sử dụng nhiều trong công nghệ nước hoa đối với các loài hoa có mùi thơm dễ bay hơi như hoa hồng, hoa lan … mà người ta chỉ thu được rất ít khi dùng phương pháp cất

Nguyên tắc của phương pháp này là dùng ete dầu hoả đã tinh chế (đã khử mùi và có độ sôi thấp) để ngâm nguyên liệu trong các thiết bị chuyên dùng Thu hồi dung môi bằng cách cất chân không, phần còn lại là hỗn hợp tinh dầu và sáp được gọi là “concret” Khi dùng etanol tác dụng lên “concret” để loại một phần sáp ta thu được cao hoa, sau khi loại bỏ người ta thu được một chất gọi là “tinh dầu tuyệt đối”, thực chất là một hỗn hợp gồm chất thơm, sáp và nhựa [10]

1.6.2.4 – Phương pháp ép

Phương pháp này áp dụng cho các loại dược liệu có hàm lượng tinh dầu cao và tế bào chứa tinh dầu ở phần vỏ thuộc chi Citrus như chanh, cam, bưởi …

Người ta cho phần vỏ chứa tinh dầu đã loại bỏ bớt cùi trắng vào các máy ép dùng vít vô tận hoặc các cối ép dùng nêm ép như ép các loại dầu béo, ép ở nhiệt độ thường Phần thu được là một hỗn hợp gồm tinh dầu và dịch cùi có thể dễ dàng tách bằng cách cho thêm nước muối bão hoà, tinh dầu sẽ nổi lên trên có kéo theo một phần sáp và nhựa Dùng etanol để hoà tan tinh dầu, để lạnh, loại bỏ sáp

Sau khi loại bỏ etanol bằng cách cất ở áp suất thấp ta sẽ có tinh dầu sản phẩm có lẫn một phần nhỏ nhựa Phương pháp này cho hiệu suất trên 90%.[10]

2 – MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHỔ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC PHÂN TỬ: [1], [18], [33]

2.1 - PHỔ HỒNG NGOẠI: (IR: Infrared pecerometry)

Nguyên tắc:

Khi bức xạ hồng ngoại ( tần số 4000 cm- 1 đến 660 cm- 1 ) chiếu vào phân tử hữu cơ, nó được hấp thụ và chuyển thành năng lượng dao động của phân tử Phổ hấp thụ hồng ngoại chính là phổ dao động quay vì khi hấp thụ bức xạ hồng ngoại thì cả chuyển động dao động và chuyển động quay đều bị kích thích

Năng lượng chuyển động quay của phân tử hai nguyên tử được cho bởi biểu thức :

8 π chứa mô men quán tính I của phân tử, gọi là hằng

số quay, kí hiệu là B khi đoa ta có

ΔE qy = hBJ'(J'+1)−hBJ(J +1)=hB[J'(J'+1)−J(J +1)] khi đó tần số của vach hấp thụ tương ứng sẽ là:

vqy

π

Với J = 0, 1, 2, 3,… Ta thu được các giá trị tần số tương ứng v = 2B, 4B, 6B….phổ quay của phân tử hai nguyên tử là một dãy vạch phân bố cách đều nhau, khoảng cách giữa hai vạch là:

I

h B

8

2 2

π

=

= Δ

Nguyên lý máy đo phổ hồng ngoại:

Nguồn bức xạ phát ra chùm tia hồng ngoại với mọi tần số trong vùng cần đo Chùm tia này được tách làm hai phần đi qua mẫu và đi qua môi trường đo rồi đến bộ đơn sắc Bộ đơn sắc tách từng tần số để đưa qua bộ phận phát hiện gọi là dêtector Detetor sẽ so sánh cường độ 2 chùm tia để cho ra những tín hiệu điện có cường độ tỉ lệ với phần bức xạ bị hấp thu bởi mẫu Bút tự ghi được chỉ huy bởi tín hiệu điện detector cung cấp sẽ ghi lại sự hấp thụ bức xạ của mẫu

Ơû máy phổ hồng ngoại thế hệ mới người ta không dùng bộ tạo đơn sắc mà bộ tạo giao thoa vì vậy làm khe sáng rộng hơn do đó lượng ánh sáng thu được trên giao thoa kế sẽ lớn hơn làm tăng tín hiệu và giảm nhiễu

2.2 - PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN

(NMR: nuclear magnetic resonance spectrometry)

Hạt nhân được xem như một nam châm nhỏ và được đặc trưng bằng một đại lượng gọi là số lượng tử spin ( I ) I có thể có những giá trị 0, ½, 1, 3/2 … Tùy thuộc bậc số nguyên tử Z và số khối A Những hạt nhân không có spin ( I = 0 ) không gây ra momen từ (μ = 0) tức không có từ tính, ta nói hạt nhân không đó không hoạt động từ hay không có cộng hưởng từ hạt nhân Những hạt nhân có I ≠ 0 gây ra momen từ μ ≠ 0, hạt nhân đó có hoạt động từ và có cộng hưởng từ hạt nhân

Khi đặt hạt nhân có I ≠ 0 trong một từ trường H0 thì vecto momen từ hạt nhân được định hướng trong trường H0 theo số lượng tử momen góc của spin hạt nhân, số lượng tử momen góc sẽ nhận mọt trong 2I +1 giá trị, đó là các số I, I – 1,…., -I + 1, -I giả sử hạt nhân có spin = ½ như 1H, 13C, 19F…dược đặt trong từ trường H0 thì các hạt nhân sẽ phân bố ở hai mức năng lượng với hiệu số năng lượng được tính bởi công thức

π

γ

.2

h H0

γ: tỉ số hồi chuyển, đặc trưng cho mỗi loại hạt nhân

H0 cường độ từ trường

h: hằng số plank

v: tần số

vì ΔE = hv nên π

γ

2

H0

v =

nếu chiếu vào mẫu sóng vô tuyến có tần cố xác định bởi công thức ΔE = hv thì các hạt nhân ở mức năng lượng thấp sẽ hấp thu năng

lượng chuyển lên mức cao hơn Ta nói lúc đó xảy ra cộng hưởng từ hạt nhân Quá trình các hạt nhân ở mức năng lượng cao chuyển về mức năng lượng thấp gọi là sự hồi phục

Nguyên lý hoạt động của máy cộng hưởng từ hạt nhân:

Dịch nghiên cứu được đặt giữa từ trường của một nam châm mạnh Một máy phát cung cấp sóng radio, một máy thu sóng radio

“theo dõi” sự hấp thụ năng lượng thông qua cuộn cảm bao quanh mẫu Tín hiệu cộng hưởng được khuếch đại, phân tích và truyền sang bút tự ghi để vẽ phổ

Dung môi dùng trong NMR không được chứa những hạt nhân cho tín hiệu che lấp tín hiệu chính như CCl4 , CDCl3 CD2Cl2, D2O … việc lựa chọn dung môi tuỳ thuộc vào tính tan của chất nghiên cứu

2.3 - PHỔ KHỐI LƯỢNG: (MS Mass spectrometry )

Nguyên tắc:

Nếu như trong các phương pháp phổ hồng ngoai, phổ cộng hưởng từ hạt nhân, người ta giữ nguyên phân tử để nghiên cứu thì ở phương pháp phổ khối lượng người ta lại phá huỷ phân tử để nghiên cứu Đầu tiên mẫu được làm bay hơi, sau đó các phân tử ở thể khí bị bắn phá bởi chùm electron với năng lượng cao và các ion được sinh ra từ phân tử hoá chất ban dầu Sự bắn phá bởi các electron sẽ làm gãy các liên khết hoá học trong phân tử theo một quy luật nhất định

Các ion này được tách ra tùy theo khối lượng và điện tích của ion và dược hướng bằng một hệ thống vật lý thích hợp về một bộ thu ion Dòng điện sinh ra từ các ion được khuếch đại và được nghi nhận dưới dạng mũi ion trên một giản đồ cường độ mũi theo m/z, m là khối lượng và z là điện tích ion Khi z = 1 thì đó là giản đồ tập hợp của các mũi theo khối lượng

Các biểu diễn phổ khối lượng thông thường nhất là dùng vạch thẳng đứng có độ cao tỉ lệ với cường độ( cường độ tương đối) và có vị trs trên trục nằm ngang tương ừng với tỉ số m/z của mỗi ion Người ta chọn pic mạnh nhất làm pick cơ bản và quy cho nó cường độ 100/100 cường độ các pic khác được tính ra % so với pic cơ bản

Nguyên lý máy phổ khối lượng:

Máy phổ khối lượng được chế tạo để thực hiện ba nhiệm vụ cơ bản:

◊ chuyển chất nghiên cứu thành thể khí (làm bay hơi mẫu ở áp suất thấp và nhiệt độ thích hợp)

◊ tạo ra các ion từ các phân tử khí đó

◊ phân tách các ion đó rồi ghi lại tín hiệu theo tỉ số m/z xác định khối lượng của chúng

Ưùng dụng của phương pháp phổ khối lượng:

◊ xác định khối lượng nguyên tử ( chủ yếu là các đồng vị) và khối lượng phân tử

◊ xét đoán cấu trúc phân tử Việc thiết lập một cấu trúc phân tử chưa biết còn cần phải phối hợp với các phương pháp khác như phổ UV-Vis, phổ IR, phổ NMR

◊ tính nhiệt thăng hoa, việc này dựa trên sự biến đổi của cường độ các pic trên phổ khối lượng

◊ xác định thế ion hoá và thế phân mảnh

2.4 – PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ GHÉP KHỐI PHỔ

(GC– MS)

Dựa trên sự “nối ghép” máy sắc kí khí với máy phổ khối lượng Việc phân tách các thành phần trong một hỗn hợp vốn là sở trường của phương pháp sắc kí khí Phương pháp phổ khối lượng với độ nhạy cao và tốc độ nghi nhanh sẽ cho những thông tin xác định những lượng chất rất nhỏ tách ra được nhờ phương pháp sắc kí

Hỗn hợp hoá chất được bơm vào máy sắc kí khí, hỗn hợp được tách ra khi qua cột sắc kí khí, thông dụng nhất là cột mao quản, mỗi cấu tử ra khỏi cột sẽ đi vào khối phổ kế, nơi đây xảy ra sự ion hoá và các ion được nghi nhận

3 – CÁC CHẤT ĐIỀU HOÀ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA THỰC VẬT [3], [5], [11], [15], [16], [17]

Các chất điều chỉnh sinh trưởng, phát triển của thực vật là

những chất hoá học có bản chất hoá học rất khác nhau nhưng đều có tác dụng điều tiết các quá trình sinh trưởng phát triển của cây từ lúc

tế bào trứng thụ tinh thành phôi cho đến khi cây ra hoa kết qủa, hình thành cơ quan sinh sản, dự trữ và kết thúc chu kỳ sống của mình

Các chất điều chỉnh sinh trưởng của thực vật bao gồm các

phytohoocmon và các chất điều chỉnh sinh trưởng nhân tạo

Phytohoocmon là các chất hữu cơ có bản chất hoá học rất khác

nhau được tổng hợp với một lượng rất nhỏ ở các cơ quan, bộ phận nhất định của cây và từ đấy vận chuyển đến tất cả các cơ quan, các bộ phận khác để điều tiết hoạt động ysinh lí, các quá trình sinh

trưởng, phát triển của cây và để đảm bảo mối quan hệ hài hoà giữa các cơ quan, bộ phận trong cơ thể

Song song với các phytohoocmon được tổng hợp trong cơ thể

thực vật, ngày nay bằng con đường hoá học con người đã tổng hợp nên hàng loạt các chất khác nhau có hoạt tính sinh lí tượng tự với các

chất điều chỉnh sinh trưởng tự nhiên (phytohoocmon ) để làm phương

tiện hoá học điều chỉnh sự sinh trưởng, phát triển của cây nhằm cho năng suất cao và phẩm chất thu hoạch tốt Các chất điều chỉnh sinh trưởng tổng hợp nhân tạo ngày càng phong phú và đã có những ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp

Về đại cương thì các chất điều chỉnh sinh trưởng, phát triển của thực vật được chia thành hai nhóm có tác dụng đối kháng về sinh lí:

- Các chất kích thích sinh trưởng (stimulator )

- Các chất ức chế sinh trưởng ( inhibitor )

Bảng 1: Phân loại các chất điều chỉnh sinh trưởng thực vật [17]

Chất điều hoà sinh trưởng tự nhiên Chất điều hoà sinh trưởng tổng hợp

A – chất kích thích sinh trưởng

Auxin ( AIA, IAN, APA )

Gibberellin ( A1, A2, …… A54 )

Xitokinin ( zeatin, zeatin ribozit,

AOP, diphenyl ure )

Auxin tổng hợp ( auxinoit ) AIB, ANA, 2,4D, 2,4,5T, ACMP… Xitokinin tổng hợp ( kinetin, BA, PBA )

B – Chất ức chế sinh trưởng

AAB, các chất phenol, acid

jasnomic…

Retardant ( MH, CCC, ATIB, B9, photphon D, anximidol…

Danh pháp quốc tế

AIA: acid β - indol axetic

IAN: β - indolyl axetonitril

APA: acid phenyl axetic

AIB: acid β - indol butiric

α - ANA: acid α - naphtyl axetic

2,4D: acid 2,4–diclo phenoxiaxetic

ACMP: acid 4clo – 2metyl -

phenoxiaxetic

IPA: izopentenyl adenin

BA: benzyl adenin PBA: tetrahidro piranyl benzyl adenin

AAB: acid absxixic MH: malein hidrazit CCC: clo colin clorit ATIB: acid 2,3,5 – triot benzoic

B9, B995: acid aminosucxinamic

N-dimetly-ACEP: acid 2-clo etyl photphoric

Các chất điều chỉnh sinh trưởng mà ở nồng độ sinh lí có ảnh hưởng kích thích đến quá trình sinh trưởng của cây được gọi là các chất kích thích sinh trưởng Còn các chất điều chỉnh sinh trưởng nhìn chung có ảnh hưởng ức chế lên quá trình sinh trưởng của cây được gọi là các chất ức chế sinh trưởng

3.1 – AUXIN:

3.1.1 - Lịch sử phát triển:

Năm 1880 Darwin qua quan sát sự ảnh hưởng của ánh sáng đến bao lá mầm của cây lúa, ông cho rằng đỉnh ngọn bao lá mầm là nơi tiếp nhận kích thích của ánh sáng [17]

Năm 1919 Paal đã cắt đỉnh bao lá mầm và đặt trở lại trên chỗ cắt nhưng lệch sang một bên và để vào trong tối Hiện tượng uốn cong xảy ra như trường hợp chiếu sáng một chiều Oâng kết luận rằng đỉnh ngọn đã hình thành một chất sinh trưởng nào đấy còn ánh sáng xác định sự phân bố của chất đó về hai phía của bao lá mầm [17]

Năm 1928 Went đã đặt đỉnh ngọn tách rời của bao lá mầm đó lên các bản agar để cho các chất sinh trưởng nào đấy khuếch tán xuống agar Sau đấy ông đặt các bản agar đó lên mặt cắt của bao lá mầm thì cũng gây nên hiện tượng sinh trưởng uốn cong như thí nghiệm của Paal với đỉnh sinh trưởng cắt rời Went gọi chất đó là chất sinh trưởng và hiện nay chính là auxin [17]

Năm 1934 giáo sư Kogl và các cộng sự đã tách ra một chất từ

1935 Thimann cũng tách được chất này từ nấm Rhysopus Đó chính là

β - acid indolaxetic ( AIA ) Tiếp sau đó người ta lần lượt chiết tách được AIA từ các thực vật bậc cao khác nhau và đã khẳng định rằng AIA là dạng auxin chủ yếu, quan trọng nhất của tất cả các thực vật [17]

N

CH2-COOH

H

Hình1: cấu tạo acid β - indolyaxetic (AIA)

Năm 1977 Wightman đã phát hiện ra một hợp chất auxin khác có hoạt tính kém hơn nhiều so với AIA là acid phenylaxetic ( APA )

Oû một số thực vật thì hoạt tính auxin là của hợp chất β - indolylaxetonitril ( IAN )… [17]

Bằng con đường hoá học, người ta đã tổng hợp nên nhiều hợp chất khác nhau có hoạt tính sinh lí của auxin như AIB, α - ANA, 2,4D

N H

Hình 2: Một số đại diện của các chất auxin tổng hợp

3.1.2 - Sự trao đổi chất của auxin:

Sự trao đổi chất thường xuyên ở trong cây bao gồm sự tổng hợp mới, sự phân giải làm mất hoạt tính và sự chuyển hoá thuận nghịch giữa dạng auxin tự do và dạng auxin liên kết

Sự tổng hợp AIA: AIA được tổng hợp ở tất cả các thực vật bậc cao, tảo, nấm và cả ở vi khuẩn Oû thực vật bậc cao, AIA được tổng hợp chủ yếu ỏ đỉnh chồi ngọn và từ đó được vận chuyển xuống dưới Sự vận chuyển của auxin trong cây có tính chất phân cực rất nghiêm ngặt, tức là chỉ vận chuyển theo hướng gốc Chính vì vậy mà càng xa đỉnh ngọn, hàm lượng auxin càng giảm dần Ngoài đỉnh ngọn ra auxin còn được tổng hợp ở các cơ quan còn non khác như lá non, qủa non, phôi hạt đang sinh trưởng

Sự tổng hợp auxin diễn ra thường xuyên và mạnh mẽ trong cây Quá trình này được xúc tác bởi hàng loạt các enzyme đặc hiệu Chất