1 Trờng đại học vinh Khoa Sinh Học Lâm thị ngọc nga Nghiên cứu thành phần hoá học tinh dầu hoa, quả màng tang (litsea cubeba (lour.)pers) thuộc họ long não(lauraceae) mọc hoang ở hà tĩnh. Luận văn tốt nghiệp cử nhân s phạm nghành sinh học Vinh 5/2003. Mở đầu Nớc ta có diện tích khoảng 330.000 km 2 , nằm ở trung tâm Đông Nam Châu á và có chiều dài trên 1.650 km, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình hàng năm khá cao (trên 22 0 C), lợng ma hàng năm lớn (trung bình 1.200-2.800 mm), độ ẩm tơng đối cao (trên 80 %) [3]. Những đặc thù về môi trờng nh vậy đã tạo cho nớc ta một hệ thực vật phong phú và đa dạng. Theo số liệu thống kê gần đây hệ thực vật Việt Nam có trên 100.000 loài trong đó có khoảng 3.200 loài cây đợc sử dụng trong y học dân tộc và 600 loài cây cho tinh dầu [1]. Đây là nguồn tài nguyên thiên nhiên rất quý báu của đất nớc. Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đóng một vai trò hết sức quan trọng trong đời sống con ngời. Chúng đợc dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm, hơng liệu và mỹ phẩm . Ngày nay thảo dợc vẫn đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong việc sản xuất dợc phẩm nh là nguồn nguyên liệu trực tiếp, gián tiếp hoặc cung cấp những chất dẫn đờng cho việc tìm kiếm các biệt dợc mới. Các số liệu cho thấy rằng, khoảng 60% các loại cây thuốc đang lu hành hiện nay hoặc đang trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng cuối cùng có nguồn gốc từ các hợp chất thiên nhiên [17]. Tuy vậy, do diện tích rừng bị suy giảm nhanh chóng, nguồn tài nguyên thực vật ở nớc ta đang đứng trớc nguy cơ bị cạn kiệt nghiêm trọng về số lợng và tính đa dạng của sinh học, nhiều loài cây đã trở nên khan hiếm, trong đó có nhiều cây làm thuốc. Nhiều loài đã bị tuyệt chủng hoặc đang có nguy cơ tuyệt chủng. 2 Việc nghiên cứu thành phần hoá học, hoạt tính sinh học của những cây cỏ nớc ta trong những thập kỷ qua còn có nhiều hạn chế.Vì vậy cha đáp ứng đợc yêu cầu điều tra tài nguyên thiên nhiên cũng nh đóng góp vào việc định hớng sử dụng, bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật một cách hợp lý. Trớc sự phát triển vợt bậc của ngành sinh học phân tử, ngày nay các nhà khoa học trên thế giới lại tập trung nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên. Nhiều hoạt tính sinh học quý báu của các hợp chất quen biết từ lâu lại mới đ- ợc phát hiện. Thảm thực vật của rừng ma nhiệt đới của khu vực Đông Nam á, trong đó có Việt Nam là vùng đợc rất nhiều nhà khoa học trong và ngoài nớc quan tâm, nghiên cứu. Họ Long Não (Lauraceae) ở Việt Nam đợc xếp vào các nhóm cây cho tinh dầu có giá trị ( đặc biệt các loài thuộc chi Cinamomum và chi Litsea cho loại tinh dầu quý), cho dầu béo ( loài Litsea cubeba) Các cây thuộc họ Long Não trong đó phải kể đến cây Màng tang đợc trồng và mọc hoang nhiều ở Hà Tĩnh, đợc sử dụng nhiều trong dân gian, nh- ng cha đợc nghiên cứu nhiều về thành phần hoá học. Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài "Nghiên cứu thành phần hoá học tinh dầu cây Màng tang(Litsea cubeba (Lour.) Pers) thuộc họ Long não(Lauraceae) mọc hoang ở Hà Tĩnh. Đề tài đợc thực hiện với mục đích nghiên cứu hàm lợng và thành phần hoá học tinh dầu cây Màng tang (Litsea cubeba (Lour.) Pers) thuộc họ Long Não (Lauraceae) ở Hà Tĩnh. Trong luận văn này chúng tôi có nhiệm vụ: 1- Định lợng tinh dầu bằng phơng pháp cất kéo hơi nớc. 3 2- Xác định thành phần hoá học tinh dầu quả và hoa của cây Màng tang(Litsea cubeba (Lour.) Pers) mọc hoang ở Hà Tĩnh. Trên cơ sở đó củng cố, nâng cao những kiến thức đã học và làm quen với phơng pháp nghiên cứu khoa học . 4 Chơng 1 Tổng quan 1.1. Vài nét chung về tinh dầu. 1.1.1. Trạng thái tự nhiên và phân bố. Trong thiên nhiên tinh dầu ở trạng thái tiềm tàng hay tự do. Tinh dầu ở trạng thái tiềm tàng vốn không phải là thành phần bình thờng trong cây, mà chỉ xuất hiện trong những điều kiện nhất định. Tinh dầu ở trạng thái tự do trong cây có thể đợc tạo thành và tập trung ở những tế bào trông giống nh những tế bào bình thờng của cây hoặc tế bào lớn hơn (cây thuộc họ Long Não), nhng thờng tinh dầu ở trạng thái tự do đợc tập trung ở những cơ quan bài tiết của cây: lông bài tiết ở những cây thuộc họ Hoa môi (Lamiales), họ Cúc(asteracae ); túi bài tiết liệt sinh trong họ Sim (Myrtaceae); ống bài tiết ở những cây thuộc họ Thông (Pinaceae), họ Hoa tán (Umbelliferae) . [6]. Về phân bố,tinh dầu có trong toàn bộ giới thực vật nhng đặc biệt nhiều trong một số họ nh: họ Thông (Pinaceae), họ Cam (Rutaceae), họ Sim (Myrtaceae), họ Long não (Lauraceae), họ Gừng (Zingiberaceae), họ Cúc (Compositae), họ Hoa tán (Umbelliferae) . Tất cả các cơ quan trong cây đều có thể có tinh dầu, nhiều nhất ở ngọn mang hoa (Bạc hà) nhng cũng có cả trong rễ, trong thân rễ (Gừng, Nghệ, H- ơng bài .), trong vỏ cây (Quế), trong gỗ ( Long não), trong quả (Hồ tiêu, Cam, Chanh .), trong hạt (Nhục đậu khấu . ). Điều đặc biệt là trong cùng một loài cây, thành phần tinh dầu của những bộ phận khác nhau có thể khác nhau tuỳ theo điều kiện sinh sống, thu hái . 5 Trong các vùng khí hậu nhiệt đới, hàm lợng tinh dầu của thực vật th- ờng cao hơn ở những vùng khí hậu khác [6]. 1.1.2. Tính chất vật lý của tinh dầu. ở nhiệt độ thờng, tinh dầu thờng ở dạng lỏng, có mùi thơm đặc trng, thờng ít khi có màu (tuy nhiên những tinh dầu có chứa Azulen có màu xanh). Tỷ trọng của tinh dầu thờng thấp hơn tỷ trọng của nớc nh tinh dầu H- ơng nhu, tinh dầu Quế, tinh dầu Đinh hơng Chỉ số khúc xạ cao và thờng có năng suất quay cực. Tinh dầu bay hơi đợc và lôi kéo đợc bằng hơi nớc. Tinh dầu rất ít tan trong nớc song một hàm lợng nhỏ của chúng cũng làm cho nớc có mùi thơm. Tinh dầu tan trong cồn, ete, tan trong phần lớn dung môi hữu cơ, tan trong dầu béo . Có những tinh dầu có một phần đặc và một phần lỏng nh tinh dầu Đại bi, tinh dầu Long não . Vì tinh dầu là một hỗn hợp cho nên không có nhiệt độ sôi nhất định. Khi chng cất phân đoạn có thể lấy riêng các thành phần khác nhau trong tinh dầu [6]. Tinh dầu cháy với ngọn lửa nhiều khói [6]. 1.1.3. Thành phần hoá học của tinh dầu. Tinh dầu của mỗi loài thực vật là một hỗn hợp bao gồm nhiều hợp chất thuộc các nhóm chất hữu cơ khác nhau [7]. Tỷ lệ của các thành phần riêng lẻ có thể thay đổi rất lớn ở các điều kiện sinh trởng khác nhau, ở các pha sinh trởng khác nhau, hoặc ở các bộ phận khác nhau của cây. Nhng số lợng của các thành phần là không hề thay đổi trong phạm vi loài (Bugaenco, 1985) [7]. 6 Thµnh phÇn trong tinh dÇu chia lµm 2 nhãm chÝnh :Tecpenoit vµ dÉn xuÊt Phenol [4]. 1.1.3.1. Tecpenoit. Monotecpen Dùa vµo sè vßng cña cÊu tróc, ngêi ta chia Monotecpen lµm 3 nhãm: Monotecpen kh«ng vßng, Monotecpen 1 vßng, Monotecpen 2 vßng. Mét sè c«ng thøc Monotecpen. Kh«ng vßng: Mét vßng: Hai vßng: 7 Myrxen Citronellol CH 2 OH CH 3 CH 3 Nerol CH 2 OH CH 3 Citral H CH 3 CHO Cittronellal CHO Geraniol OH Linalool OH Myrxen Oxymen Men thol OH Cacvon O Men thon O α - Pinen Thujon O ∆ 3 -Caren Camphor O Bocneol O Sabinen Sabinol OH Fenchon O Sesquitecpen. Các Sesquitecpen luôn luôn có mặt cùng với Monotecpen ở trong cây và có cùng một nguồn gốc sinh tổng hợp. Trong cây, Sesquitecpen chiếm một vị trí quan trọng nhng về mặt tinh dầu, nhất là các tinh dầu thu đợc bằng cách cất thì lợng Sesquitecpen trong đó không bao nhiêu so với Monotecpen bởi vì chúng có độ sôi cao (>200 0 c ) [4]. Một số công thức Sesquitecpen: 1.1.3.2. Dẫn xuất phenol. Nhóm này là thành phần chủ yếu của các tinh dầu trong họ Umbelliferae nh : Tiểu hồi, Mùi, Thì là . Một số dẫn xuất phenol là thành phần của tinh dầu: 8 - Cadinen Caryophyllen - Selinen Curcumen I Anatol C = C C 3 C 3 Estragol CH= CH 2 C 3 CH 2 Anison C 3 CH 2 - CO - CHO Ơgiênol C 3 CH 2 - CH = CH 2 Đặc điểm của các phenol - là thành phần của tinh dầu, khác với phần lớn các hợp chất phenol khác là chúng tan đợc trong dầu béo [4]. Thành phần hoá học của tinh dầu tuy khác nhau nhng thờng có nguồn gốc sinh tổng hợp từ một số tiền chất nhất định, vì vậy mỗi loại tinh dầu đều có một thành phần chủ yếu và một thành phần phụ có cấu trúc tơng tự. Ví dụ: tinh dầu Bạc hà có 50 - 70 % Menthol ngoài ra còn có Menthon, Limonen, Pinen, Mentofuran, Cadinen . đều là dẫn xuất Tecpenoit . 1.1.4 Sinh tổng hợp tinh dầu trong cơ thể thực vật. Tinh dầu đợc loài ngời khai thác và sử dụng từ rất sớm, những nghiên cứu về thành phần hoá học của tinh dầu đợc các nhà khoa học tập trung nghiên cứu ngay từ thế kỷ XVIII - XIX; nhng cơ chế của sự tổng hợp chúng trong cây mới chỉ đợc quan tâm vào những năm đầu thế kỷ XX. Vào đầu thế kỷ XX, hầu hết các nhà nghiên cứu quan niệm rằng tinh dầu là sản phẩm đợc hình thành trong quá trình trao đổi chất, nhng nó không 9 Iso ơgiênol C 3 CH = CH - CH 3 Miristixin C 3 CH 2 - CH = CH 2 Anis aldehit C 3 CHO Vanilin CHO C 3 có vai trò trong quá trình chuyển hoá mà tồn tại nh một dạng chất tiết, trong một số ít trờng hợp đợc sử dụng nh một nguồn năng lợng dự trữ cho quá trình nở hoa và chín quả (Charabot, 1905, 1907) [7]. Khi nghiên cứu sự thay đổi hàm lợng và thành phần tinh dầu ở các cơ quan trong quá trình phát sinh cá thể của thực vật Charabot (1903) nhận thấy rằng tinh dầu xuất hiện lần đầu tiên trong những tế bào có Chlorophyl. Những cây nào có sự tổng hợp Chlorophyl mạnh thì có nhiều tinh dầu. Theo tác giả này , chất xuất hiện đầu tiên là chất rợu . Sau đó rợu bị khử nớc để cho một chất Tecpen , este hoá cho Este , oxy hoá cho Alđêhyl và Xêton. Sự este hoá tiến hành mạnh ở những bộ phận chứa nhiều Chlorophyl. Giả thuyết này đợc chứng minh trên thực tế bằng các thành phần tinh dầu thay đổi tuỳ theo điều kiện khí hậu , đất đai , quá trình phát triển của cây , vị trí của tinh dầu ở những bộ phận xảy ra sự đồng hoá Chlorophyl mạnh hoặc sự oxy hoá mạnh [6]. Theo Guirs thì căn cứ vào Tecpen là thành phần chủ yếu của một số lớn tinh dầu và tinh dầu là sản phẩm của sự chuyển hoá những axit amin để giải thích cho sự tạo thành tinh dầu trong cây [6]. 1.1.5. Vai trò của tinh dầu trong đời sống thực vật. Vấn đề về vai trò của tinh dầu trong đời sống của cây đã đợc đề cập tới trong rất nhiều công trình nghiên cứu. Theo quan niệm đợc trình bày trong các công trình khác nhau, vai trò của tinh dầu đợc quy về trong các nội dung sau ( Theo PH.X.Tanaxienco, 1985) [7]. - Bảo vệ cây khỏi các tác động của sâu bệnh - Che phủ các vết thơng của cây gỗ - Ngăn chặn các bệnh do nấm 10 . đại học vinh Khoa Sinh Học Lâm thị ngọc nga Nghiên cứu thành phần hoá học tinh dầu hoa, quả màng tang (litsea cubeba (lour. )pers) thuộc họ long não( lauraceae). đề tài " ;Nghiên cứu thành phần hoá học tinh dầu cây Màng tang( Litsea cubeba (Lour.) Pers) thuộc họ Long não( Lauraceae) mọc hoang ở Hà Tĩnh. Đề tài