Xác định thành phần hoá học của tinh dầu thân củ cây gừng (zingiber officinale(w) rose) ở đắc lắc và nghệ an

Xuất phát từ tình hình thực tế trên và tầm quan trọng của các hợp chất tựnhiên nói chung, của tinh dầu nói riêng, chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần hoá học của tinh dầu cây gừ

LOI CAM ƠN

Để hoàn thành luận văn này tôi xin bày tỏ lòng bíêt ơn sâu sắc đến :

-Thầy giáo Lê Quý Bảo đã giao đề tài , tận tình hớng dẫn , tạo mọi điều kiện

và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm luận văn

- PGS.TS.NGƯT Lê Văn Hạc , TS Hoàng Văn Lựu, PGS.TS –Nguyễn XuânDũng , ThS Nguyễn Thị Chung , ThS – Trần Đình Thắng và các thầy cô trong

tổ hoá hũ cơ đã có nhiều ý kiến đóng góp quí báu cho tôi hoàn thành luận vănnày

- Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Hoá Tr ờng ĐHVinh cùng gia đình và bạn bè đã quan tâm, động viên giúp đỡ tôi trong quá trìnhhọc tập và hoàn thành luận văn

Vinh 5/2004 Trịnh Xuân Thủy

PHần I: mở đầu

Từ xa xa, loài ngời đã biết khai thác, gây trồng, sử dụng các cây chứa tinhdầu làm thuốc chữa bệnh, làm gia vị trong chế biến thức ăn, làm chất thơm đểtắm gội Rất nhiều loại tinh dầu thảo mộc đã đợc tìm thấy trong các xác ớpcách đây hàng ngàn năm tại Ai Cập và Trung Quốc

Trong y học cổ truyền ở Trung Quốc, Nhật Bản, Inđônêxia và ở nớc ta,cây tinh dầu đã đợc dùng để chữa nhiều bệnh khác nhau

Nhiều nghiên cứu, thử nghiệm đã cho thấy, tinh dầu đã có tác động rõ rệt

đến hoạt động tâm sinh lý của cơ thể, có ảnh hởng trực tiếp đến hoạt động của hệtuần hoàn, hệ hô hấp và hệ thần kinh của con ngời

Trong công nghệ chế biến thực phẩm và dợc phẩm, tinh dầu hơng liệu giữmột vai trò rất quan trọng Tuy với một lợng rất nhỏ và dới những dạng khácnhau, tinh dầu hơng liệu đã có tác dụng kích thích làm cho các sản phẩm thêm

đồng thời với việc chuyển hoá, tổng hợp để taọ thành các sản phẩm mới

Công nghệ điều hơng phối hơng trong sản xuất hoá mỹ phẩm đã

nâng cao thêm giá trị và thêm khả năng ứng dụng ngày càng rộng rãi của

tinh dầu trong kinh tế và đời sống xã hội

Nớc ta nằm trong vùng nhiệt đới ẩm, có gió mùa, địa hình đa dạng, ởnhiều khu vự núi cao khí hậu mạng sắc thái cận nhiệt đới nên hệ thực vậy phongphú và đa dạng Đến nay theo ớc tính của nhiều nhà thực vật thì số loài thực vậtbậc cao có mặt ở nớc ta khoảng 12.000 loài Trên cơ sở những loài đã biết, chúngtôi * đã thống kê đợc 657 loài thực vật có chứa tinh dầu thuộc 357 chi và 114 họ(chiếm khoảng 6,3% tổng số loài, 15,8% tổng số chi và 37,8% tổng số họ) Tuytiềm năng về nguồn tài nguyên thực vật có chứa tinh dầu rất lớn, song đến naychúng ta mới khai thác tự nhiên hoặc đa vào gây trồng khoảng trên dới 20 loài(chiếm khoảng 3% số loài đã biết) để lấy tinh dầu

Xuất phát từ tình hình thực tế trên và tầm quan trọng của các hợp chất tựnhiên nói chung, của tinh dầu nói riêng, chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu thành

phần hoá học của tinh dầu cây gừng (Thân củ) –Zingiber officinale (w) Rose ở

Nghệ An và Đắc Lắc”

Với mục đích :- Xác định hàm lợng tinh dầu từ bộ phận thân củ cây Gừng

- Xác đinh thành phần hoá học của cây Gừng ở những vùng khácnhau với điều kiện khí hậu, thổ nhỡng khác nhau để định hớngcho việc quy hoạch sau này

- Tìm ra nguồn nguyên chất thơm mới từ những cây họ Gừng cógiá trị kinh tế cho nghành hơng liệu, mỹ phẩm và thực phẩm

phần II: tổng quanII.1.Vài nét về thực vật và hoá học các cây thuộc họ Gừng (Zingiberaceae)

Họ gừng có nhiều chi và gồm nhiều loài khác nhau Các cây thuộc họGừng chủ yếu phân bố hầu hết ở các nớc vùng Đông Nam á, Trung Quốc, ấn

Độ và Nhật Bản

Theo tác giả Võ văn Chi, Dơng Đức Tiến [4] đã tổng kết họ Gừng có 45chi gồm hơn 1300 loài đã phân bố ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, chủ yếu ởNam Bộ và Đông Nam á, ở nớc ta hiện biết 12 chi và 61 loài

Theo phân loại tổng quát của Lê Khả Kế [15,16] họ Gừng gồm 8 chi :Stahlianthus (Tam Thất)

Kampferia (Địa liền)

Zingiberaceae, Hedychieae; và Globbeae

Tông Zingiberaceae gồm 11 chi : Zingiber, Alpinia, Cenolophon,Catimbium,

Languas, Achasma, Nicolaia, Elettaria, Elettariopri, Geostachya, Amomum Tông Hedychieae gồm các chi : Curcuma, Hedychium, Stahlianthus,Kaempferia, Siliquamomum và Boesenbergia

Cũng theo tác giả Phạm Hoàng Hộ [12] và H.Lecomte đã tổng kết ở ViệtNam có 11 loại Gừng sau :

- Gừng –Zingiber oficinale Rose [11,76]:

Cây cao 0,5 –1m Thân rễ vàng, thơm, cay Phát hoa ở đất, hình bầu dục trên

1

cọng dài 5-10cm Lá hoa xanh ngả sang đỏ Hoa vàng, cánh môi to 2 cm, có sọc

đỏ Noãn sào không lông

Cây Gừng đợc trồng khắp cả 3 miền Bắc, Trung, Nam Việt Nam

- Gừng gió –Zingiber zerumbet (1 )Sm [12,76]

Cây cao chừng 1m hoặc hơn, thân rễ dạng củ, có nhánh, màu vàng nhạt, vị đắng,thơm nồng Cụm hoa mọc ở gốc, hình trứng hay hình trụ Lá bắc hợp lên nhau,hình mắt chim, có màu lục, khi già chuyển sang màu hồng

Cây Gừng gió mọc hoang dại ở nhiều nơi khắp nớc ta.

- Gừng nhọn –Zingiber accuminatum Valeton [12]

Cây cao chừng 3.5 m Phát hoa ở gốc, hình thoi nhọn trên một cọng ngắn Cây mọc hoang ở rừng miền Trung và cao nguyên

- Gừng Nam Bộ-Zingiber Cochinchinensis Gagn [12,76]

Cây cao 0,2-0,4 m Thân rễ nằm ngang màu vàng, phát hoa ở gốc, hình bắp Láhoa kết hợp, xanh Cây có ở Côn Sơn

- Gừng Eberhardt-Zingibereberhardii Gagnep [12,76]

cây cao 1m, thân rễ có u Phát hoa hình thoi dài trên 1 trục ngắn, lá hoa đỏ Cây

có ở thác Angkroet, Đà Lạt

- Gừng lúa – Zingiber gramineum BI [12,76]

Cây cao 1,5 m Dạng vừa gừng vừa trúc Thân rễ vàng, thơm, rễ to Phát hoa ở trục hình chuỳ tròn Lá hoa dài 6 cm, có lông tơ dày, xanh rồi đỏ

Cây đợc trồng ở Biên Hoà, Châu Đốc

- Gừng tía-Zingibber purpureum Rose [12,76]

Cây cao đến 2 m.Thân rễ màu vàng, vị nóng, đắng, thơm Phát hoa ở gốc, lá hoa

đỏ

- Gừng đỏ : Zingiber rubens Roxb [12]

Cây cao 0,6 - 1 m.Thân rễ dày Phát hoa trên một cọng nằm Lá hoa đỏ t ơi phân

bố ở vùng Đà Lạt

- Gừng một lá : Zingiber monophylum Gapnep [12,76 ]

Cây cao đến 1,1 m Gần nh không thân Lá thờng có một, hiếm khi hai

Phát hoa hình chuỳ giữa các bẹ lá, lá bắc lợp lên nhau, dày đặc Hoa màu

trắng hồng Cây có ở Hà Nam Ninh, Rừng Ba Vì, Cúc Phơng

- Gừng bọc da : Zingiber pellium Gapnep [12,76]

Cây cao đến 1 m Phát hoa ở ngang ngọn Lá hoa có lông tơ, cây có ở An Lộc,

Bà Rịa –Vũng Tàu

- Gừng lông hung :Zingiber rufopilosum Gagnep [12,7]

Cây cao đến 1- 1,3 m Lá có phiến thon, to cứng, bìa và đáy có lông hung Pháthoa hình thoi ở ngọn Lá hoa dới có lông Cây có ở Ba Vì

2.2 Cây Gừng : Zingiber officinale (w)Rose

2.2.1 Nghiên cứu về thực vật học:

Gừng có tên khoa học là Zingiber officinale Rose Thuộc họ Gừng

(Zingiberaceae) Còn có tên gọi là Khơng, Can khơng

Khơng (Rhizoma Zingiberis) là thân rễ của cây gừng tơi hoặc khô Tuỳ theo tơihay khô, vị thuốc mang tên khác nhau :

Sinh Khơng là củ ( thân rễ ) tơi.

Can Khơng là thân rễ phơi khô

Gừng là cây thảo cao tới 1 m; Thân rễ nạc và phân nhánh xoè ra nh hìnhbàn tay gần nh trên cùng một mặt phẳng, màu vàng có mùi thơm Lá mọc so le,không cuống, hình mác, có gân giữa hơi trắng nhạt, khi vò có mùi thơm Cán hoadài cỡ 20 cm, mang cụm hoa hình bông, gồm nhiều hoa mọc sít nhau Hoa cótràng hoa màu vàng xanh, có thuỳ gần bằng nhau, nhọn Cánh môi ngắn hơn cácthuỳ của tràng, màu tía với những chấm vàng Nhị hoa màu tím Qủa mọng.Gừng trồng ít khi ra hoa Gừng đợc trồng ở khắp nơi trong nớc ta để lấy củ ăn vàlàm thuốc Gừng tái sinh dễ dàng bằng những đoạn rễ có nhú mầm, có thể trồngquanh năm

Gừng đợc tìm thấy hầu hết phân bố ở vùng nhiệt đới và rải rác ở vùng ôn đới

2.2.3 Nghiên cứu về thành phần hoá học :

Theo một số tài liệu cổ, tinh dầu Gừng (Zingiber officinale) đã đợc xác

định gồm 1 số hợp chất : n –decy landehit, n- nonylandehit, d- camphen, phellandren, metylheptenon, cineol, d- borneol, geraniol, linalol, các axetat vàcaprylat, citra, chavlcol, Zingiberen và Zingiberol [63]

Theo Đỗ Tất Lợi ,trong Gừng có 2 – 3 % tinh dầu Ngoài ra còn có chấtnhựa dầu (5%),chất béo (3,7%), tinh bột và các chất cay nh Zingeron, Zingerola

và Shogaola

Tinh dầu Gừng có tỷ trọng là 0,878, tả tuyền, năng suất quay cực ở -5C

là -25C, độ sôi là 153 - 300C Ttong tinh dầu có  -camphen, -phelandren,zingiberen (C15H24) Một rợu sesquitecpen, một ít Xitralabocneola và geraniola Theo Võ Văn Chi, trong củ gừng có 1-3% tinh dầu mà thành phần chủ yếu

là -camphen,  -phelandren, một carbur là zingiberen, một ancol sesquiterpen,các phenol (cineol , citral , borneol , geraniol , zingiberol ) Ngoài ra còn có cácchất cay nh zingeron, zingerol, shogaol

Năm 1987 – Hoàng Văn Phiệt và các cộng sự đã xác định đợc thành phần

hoá học của tinh dầu Gừng (Zingiber offcinale Rose) ở Việt Nam gồm 61 hợp

chất, trong đó geraniol (15,0%), camphen ( 12,6%), zingiberen (9,2%),

neral (8,1% ) là thành phần chính {87}

Tinh dầu rễ của loài Gừng (Zingiber officinale Roscoe) ở Trung Quốc

đợc xác định có đến 87 hợp chất với thành phần chính là 1,8-cineol(6,2%),

geranial(9,9%), -terpineol(5,6%), borneol(5,4%), -zingberen(21,8%), bisabolen (7,9%), nerol (7,1%) và geraniol (9,4) {87}

Nhóm Nguyễn Xuân Dũng và các cộng sự đã xác định đợc trong loàiGừng ở Lạng Sơn 39 hợp chất trong tinh dầu thân rễ Các hợp chất chính là :camphen ( 11,7%),  -phelandren ( 11,4% ), neral ( 5,7% ), geranlal ( 8,0%),geranyl axetat ( 23,4%) và zingiberen ( 7,7% ) {38}

Năm 1991, từ thân rễ của loài Gừng (Zingiber officinale Rose )

II.KiKuzaKi và các cộng sự đã tách đợc hai diaryheptanolt mới :

meso-3,5-điacetoxi-1,7 –bis (4-hiđroxi-3-metoxiphenyl ) heptan và 1,5-điacetoxi –1( 4- hiđroxi – 3,5 - đimetoxi phenyl ) –7-( 4-hiđroxi –3- metoxi phenyl )heptan {73}

Gừng gió – Zingiber zerumbet ( L.)S m

Cây Gừng gió là một trong những cây mọc hoang phổ biến ở các nớc vùng

Đông Nam á và đã đợc nghiên cứu nhiều về mặt hoá học

Tinh dầu thân rễ cây Gừng gió ởFiji có thành phần hoá chính là zerumbonchiếm tỷ lệ đến 58,7%[59]

Trong khi đó hàm lợng zerumbon trong tinh dầu thân rễ Gừng gió ở ấn Độchỉ có 37,5% [36]

M.B.Oliveros và M.C.Cantor đã xác định đợc các chỉ số vật lý và hoá học cũng

nh thành phần định tính và định lợng của tinh dầu thân rễ cây Gừng gió ởPhilipin nh sau [85]

Bảng 1 Các chỉ số vật lý và hoá học của tinh dầu thân rễ cây Gừng gió PhilipinChỉ số khúc xạ , n26

D 1,5000Năng suất quay cực, 26

Từ dịch chiết trong diclometan,CH2Cl2 của thân rễ cây Gừng gió (Zingiberzerumbet Smith), N Hakatani, A.Jltoe, Matsuda và S Yonemorl, (1990) đã phânlập đợc hai flavanolt glucozit, và hai flavonol cùng với zerumbon, zerumbonepoxit và curcumln[84].

Dịch chiết từ rễ một loài Gừng dại ở Nhật bản có chứa các hợp chất :zerumbon, zerumbodlenon, lumnulen epoxit I và humulen epoxit II[62]

H.W.Mathes và các cộng sự cũng xác định đợc sự có mặt của các hợp chấtzerumbon, zerumbon epoxit, diferuloymetan, feruloy - p – diacetylafzerin trongtinh dầu thân rễ loài Gừnggió Trung Quốc[79]

ởThái Lan, cây Gừng gió cũng đã đợc nghiên cứu về thành phần hoá học Trongthân rễ loài này có các hợp chất : aflin, camphen, caryophylen, - caryophylen,caryophylen epoxit, caryophylen oxit, 1,8 – cineol, p – cymen,3, 4- o-diacetyl afzelin, di-p- coumaroyl metan, diferuloyl metan

Trong tinh dầu có các thành phần : feruloy p coumaroyl metan,  humulen, humulen dipeoxit, humulen, (+)- humulennol II, humulen epoxit

-I ,humulen epoxit -I-I,  - pinen, sabinen, zerumbon, zerumbon epoxit[60]

Trong cuốn sách “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, Đỗ Tất Lợi đãtrích dẫn một số công trình nghiên cứu về tinh dầu cây Gừng dại – Zingibercassumunar Roxb ở Thái Lan nh sau :

Theo M Lawrence, J.W.Hogg vàSt.J.Terhune, tinh dầu cất từ thân rễ mộtloài Gừng dại Thái Lan có một số tính chất nh sau : d20=0,894,20

D=-3336,

n20

D=1,489

Bằng phơng pháp sắc ký khí và khối phổ hồng ngoại , các tác giả đã xác

định đợc thành phần hoá học của tinh dầu thân rễ cây Gừng dại Thái Lan gồmcác hợp chất: -pinen (2,5%), camphen(0,1%),  - pinen (2,1%),sabinen(33,4%), myrcen(1,6%) ,  - terpinen(4,8%), limonen(0,7%), 1,8 –cineol (1,1%),  - terpinen(9,0%), p- cymol(2,1%), terpinolen(2,1%), trans-sabinen hđrat (0,6%), cis – p- menthen(0,7%), terpinen - -4 –ol(33,3%), trans– p – menthen 2- ol và terpinen – 1- yl – 4- axetat(0,5%),  - terpineol và 

- terpinyl axetat(9,4%), cis- piperitol (0,2%) và một chất cha xác định đợc(4,3%) [20]

Năm 1971, J.E Casey và các cộng sự nghiên cứu tinh dầu cất từ thân rễrừng dại Thái Lan thu đợc 0,5% tinh dầu màu vàng nhạt, mùi thơm cay, tỷ trọng

là 0,895, 20

D=332, n20

D=1,489, trong đó có khoảng 35% terpinen-4-ol Ngoài racòn xá định một số thành phần khác nh -pinen,  - pinen, sabinen, myrcen ,  -terpinen,p – cymol, và terpinolen, limonen[20]

Năm 1975, D.M Baker và J Nabney đã tách đợc từ tinh dầu – Gừng dạiThái Lan hợp chất 1(3,4-dimetoxiphenyl) butadien – 2,4[20].

Cũng theo Đỗ Tất Lợi, trạm nghiên cứu dợc liệu Nghĩa Bình (1979) đã cất

từ thân rễ tơi của cây Gừng đạt đợc 0,5 đến 0,8% tinh dầu Tinh dầu màu vàngnhạt, sánh, mùi thơm, để ở nhiệt độ phòng sau 5 ngày tinh dầu có khoảng 50-70% tinh thể Nếu để tinh dầu vào tủ lạnh thì sau 2 giờ sẽ kết tinh Tinh thể màutrắng đục, mùi nồng, vị nhat, không tan trong nớc lạnh, tan trong nớc ấm rồi nổilên mặt nớc, để lạnh sẽ kết tinh trở lại, tan hoàn toàn trong dung môi hữu cơ[20]

Theo Trịnh Đình Chính, tính chất của tinh dầu loại Gừng dại ở Nghĩa Bình

mà Đỗ Tất Lợi xếp vào loại Zingiber cassumunar Roxb Giống với loài Gừng gió(Zingiber zerumbet(L)Sm) của Philipin[85] cũng nh loài Gừng gió mà ôngnghiên cứu trong phần thực nghiệm Hơn nữa loài Gừng tía – Zingiberpurpureum Rose hay Zingiber cassumunarRoxb có tinh dầu vơi điểm đông thấphơn nhiều (-27C) đã đợc M.C.Cantorla nghiên cứu nh dới đây [34]

Bảng 3 Các chỉ số vật lý của tinh dầu bay hơi của Zingiber purpureum Rose vàZingiber cassumunar Roxb

Chỉ số vật lý Tinh dầu Z.purpureum Tinh dầu Z casumunar Chỉ số khúc xạ n26

D=1,4800 1,489Năng suát quay cực [] 26

terpinen – 4 –ol (45,44%) terpinen – 4- ol (36%)

Qua bảng trên có thể khẳng định Zingiber purpureum Rose và Zingibercasumunarar Roxb chỉ là hai tên gọi của cùng một lòai Gừng tía nh các tài liệuthực vật hiện nay đã khẳng định [11,12,76]

Gừng chrysanthum – Zingiber chrysanthum Rose

Năm 1992, A.K.Singh và R.S.Thakus đã xác định đợc thành phần hoá học củatinh dầu rễ loài Zingiber chrysanthum mọc hoang ở ấn Độ gồm 24 hợp chất, chủyếu là monoterpen và dẫn xuất gồm 1,8- Cineol(42%), - fenchyl axetat (15%),

- terpineol (6%) và camphen(6%) [93]

Gừng ottensl-Zingiber ottensil Valeton

Tinh dầu thân rễ của loài Zingiber ottensil Valeton ở Malaysia đã đợc phân tíchbằng phơng pháp sắc ký khí – khối phổ ký (1994) Kết quả cho thấy có 26 hợpchất trong đó zerumbon chiếm 25,63% Kết quả đợc ghi trong bảng 3[92]

2.3 Vài nét về tinh dầu:

Tinh dầu hay còn gọi là tinh du, hơng du là một hỗn hợp nhiều thànhphần, thờng có mùi thơm hoặc mùi hắc khó chịu, không tan trong nớc, tan trongcác dung môi hữu cơ, có thể điều chế từ thực vật, động vật

Tinh dầu khác hẳn với dầu béo, tinh dầu là hỗn hợp các hợp chất hữu cơ cácấu tạo gồm các hiđrocacbon loại tecpen, các amol dạng este các anđêhít, xeton,axit, phenol, trong khi dầu béo là este của glixerin và axit béo

2.3.1 Trạng thái tự nhiên và phân bố của tinh dầu:

Trong tự nhiên tinh dầu ở trạng thái tự do hoặc tiềm tàng

Tinh dầu phân bố rất rộng trong giới thực vật tập trung trong nhiều ở một

số hoh nh: họ Hoa tán Apiacae, họ Cúc Compositae, Long não Lauracae, họCamrutaceae Một số động vật cũng chứa tinh dầu nh Cà Cuống

Tinh dầu chứa khắp nơi trong các bộ phận của cây: hoa, lá, thân, rễ, củ và

vỏ Trong cùng một cây thành phần hoá học chính của tinh dầu ở các bộ phận

khác nhau có thể giống nhau Sự thay đổi này là do tuỳ vào điều kiện sinh trởng

và mùa thu hái

2.3.2 Tinh chất của tinh dầu:

- Tất cả tinh dầu đều là hợp chất lỏng, sánh, có hoạt động quang học, gâyhiện tợng quay cực của ánh sáng Đa số tinh dầu có tỷ trọng nhỏ hơn nớc(d<1), không tan hay ít tan trong nớc, tan trong dung môi hữu cơ Có một

số loại tinh dầu nặng hơn nớc nh tinh dầu Hơng nhu, Quế

- Có mùi thơm dễ chịu, có một số mùi hắc

- Có khả năng bay hơi

- Tinh dầu thờng không màu hoặc vàng nhạt do hiện tợng oxi hoá màu cóthể sẫm lại Một số có màu đặc biệt, các hợp chất azulen có màu xanhmực

- Dễ bị ôxi hoá

- Một số thành phần chính trong tinh dầu cho các phản ứng đặc hiệu củanhóm chức tạo thành các sản phẩm kết tinh hay cho màu

2.3.3 Thành phần hóa học của tinh dầu:

Gồm hiđrocácbon loại tecpen và dẫn xuất chứa ôxi của tecpen (tecpenoit).Ngoài ra trong tinh dầu còn chứa hiđrocacbon no, rợu tự do, este,phenol, ete,phenolic, anhdehit, axeton, các axit dạn este, hợp chất chứa N, S, halogen

Các hợp chất thờng gặp trong tinh dầu:

- Hiđrocacbon loại tecpen: limonen, pinen, camphen, sylnestren,caryophinen

- Hiđrocacban no: neptan, parafin

- Rợu metylic, etylic, xinamic, geraniol, linalol, tepineol, mentol, santol,xineol

- Phenol và ete phenolic: enotol, eugenol, satrol, apiol, tymol

- Anđehit: benzoic, xinamic, salixilic, xitran, xitrolnellic

- Xeton: mentol, campho

- axit (dới dạng este): axeticbutylic, valerialic, formic, benzoic, xinamic,salixylic

- Các hợp chất chứa S, N, Halogen: các tinh dầu có chứa S trong họ cây chữthập có kiến trúc đặc biệt gọi là senen tức là este của axit isosunfoxianic2.3.4 ứng dụng của tinh dầu:

- Ngành y dợc: sử dụng làm thuốc sát trùng, kháng khuẩn (tinh dầu Bạch

đàn, Bạc hà, ) giúp cho sự tiêu hoá kích thích thần kinh trung ơng, một

số có tác dụng diệt các ký sinh trùng, nhiều tinh trùng dùng để xoa bóp vàchống viêm, làm lành vết thơng

- Ngành thực phẩm: dùng làm gia vị (Quế , Hồi, Thì là, Gừng ) tác dụngbảo quản thực phẩm, tạo mùi thơm kích thích vị giác giúp ăn ngon miệng,giúp tiêu hoá thức ăn dễ dàng, dùng pha chế rợu mùi, đồ uống

- Ngành công nghiệp hơng liệu, mỹ phẩm, nớc hoa, xà phòng Đây làngành công nghiệp rất lơn sử dụng chủ yếu nguông tinh dầu trong thiênnhiên

2.3.5 Các phơng pháp nghiên cứu tinh dầu:

1 Phơng pháp cất kéo bằng hơi nớc

2 Phơng pháp ép

3 Phơng pháp chiết xuất bằng dung môi

4 Phơng pháp ớp

5 Phơng pháp lên men

Tuy nhiên nguyên tắc của sự lựa chọn trong sản xuất là:

- Tinh dầu tách ra phải có thành phần và mùi thơm tự nhiên nh của nguyênliệu

- Phải khai thác tối đa lợng tinh dầu có trong nguyên liệu, thời gian ngắn vàchi phí đầu t thấp

- Kỹ thuật để khai thác phải thuận tiện, nhanh chóng và có tính khả thi.2.3.5.1 Phơng pháp cất kéo bằng hơi nớc:

Phơng pháp này dựa trên nguyên tắc cất một hỗn hợp hai chất lỏng bay hơikhông trộn lẫn nhau (nớc và tinh dầu) Khi áp suất hơi nớc bão hoà bằng áp suấtkhí quyển hỗn hợp bắt đầu sôi và hơi nớc kéo theo hơi tinh dầu

Hơi nớc có thể đợc đa từ bên ngoài, do các nồi hơi cung cấp hoặc tự tạo trongnồi cất

Đây là phơng pháp không đòi hỏi thiết bị phức tạp mà lại có khả năng lấytriệt để tinh dầu Dùng phơng pháp này cho phép chúng ta dựa vào tính chất bayhơi của các cấu tử trong tinh dầu để phân ly chúng ra những phần riêng biệt có

một phần rất ít tinh dầu tan trong nớc, còn tinh dầu nhẹ nổi lên trên mặt nớc hoặctinh dầu nặng chìm xuống dới nớ.

Để lấy hết tinh dầu ta cho thêm vào phần cất một ít muối ăn để tăng thêm tỷtrọng của nớc làm cho tinh dầu nổi lên trên nhiều hơn hoặc có thể dùng mộtdung môi để bay hơi (ete, pentan) để chiết rồi bốc hơi hay cất tách dung môi

Ưu điểm: tiết kiệm, thiết bị đơn giản do đó đợc sản xuất trong công nghiệp.Nhợc điểm: không thể áp dụng đợc tối u với tinh dầu sức nóng phân huỷ haylàm thay đổi tính chất

2.3.5.2 Phơng pháp ép:

Đối với một số vỏ quả có hàm lợng tinh dầu cao ngời ta dùng phơng pháp

ép vỏ tơi để tách lấy tinh dầu Có thể ép bằng tay hoặc ép bằng máy Tinh dầukhi mới ép bị đục dần dần sẽ trong trở lại, hơng vị thơm tế nhị hơn tinh dầu chếbằng phơng pháp cất vì thành phần tinh dầu ít thay đổi do hiện tợng ete hoá, xàphòng hoá, tecpen hoá nhựa trong quá trình cất

Ưu điểm: Tiến hành đơn giản, thành phần hoá học của tinh dầu ít bị thay đổi.Nhợc điểm: Không tiết kiệm đợc tinh dầu, tinh dầu vẩn đục phải tinh chế lại Th-ờng đem lẩn vào tinh dầu chất nhầy, những mô và tạp chất khác

2.3.5.3 Phơng pháp chiết xuất bằng dung môi:

Những dung môi sử dụng là dung môi hữu cơ để bay hơi hoặc không bayhơi Dung môi bay hơi thờng là ete dầu hơng sunfuacacbon, tetraclorua cacbon,cồn, dung môi không bay hơi là hỗn hợp mỡ bò, mỡ lợn hoặc một số chất béokhác Có thể hoà tan nóng hoặc hoà tan nguội

Hoà tan nóng: Cho nguyên liệu vào chất béo ở 50-55C khuấy đều liên tụctrong vòng 1-2 ngày cho tới khi tinh dầu hoà tan hết vào chất béo Lấy nguyênliệu cũ ra cho nguyên liệu mới vào, cứ tiếp tục nh vậy cho đến khi chất béo notinh dầu Chất béo no tinh dầu có thể đa dùng thẳng hoặc dùng một dung môinữa nh cồn cao độ để chiết lấy tinh dầu

Hoà tan nguội: Tiến hành ở nhiệt độ thờng cũng nh trên Tinh dầu thu đợc

có mùi thơm của tinh dầu tự nhiên

2.3.5.5 Phơng pháp lên men:

Đây là phơng pháp đợc áp dụng cho các loại nguyên liệu chứa tinh dầu ởdạng tiềm tàng (trạng thái liên kết glucozit) để tách tinh dầu ở trạng thái liên kếtthì ta phải ủ nguyên liệu (lên men) hoặc cho các loại enzim vào sau đó tuỳ thuộcvào bản chất của loại tinh dầu mà ta có thể sử dụng các phơng pháp : chng cất,chiết, hấp thụ để tách tinh dầu.

2.3.6 Bảo quản tinh dầu:

Tinh dầu sau khi thu hồi cần phải loại sạch nớc (có thể dùng Na2So4khan) sau đó bảo quản tinh dầu nơi thoáng mát, tối, trong những chai lọ vừaphải, miệng nhỏ, màu vàng (có thể bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ 5C)

2.4 Các phơng pháp xác định thành phần hoá học của tinh dầu:

2.4.1 Phơng pháp sắc ký khí:

2.4.1.1 Khái niệm chung:

Sắc ký khí là quá trình tách liên tục từng vi phân hỗn hợp các chất do sựphân bố không đồng đều của chúng giữa pha tĩnh và pha động khi cho pha độngxuyên qua pha tĩnh

Phơng pháp sắc ký khí tách chất dựa vào hiện tợng động học hoặc cânbằng pha nên phơng pháp này là phơng pháp vật lý Sắc ký khí là một quá trìnhtách liên tục từng phần hỗn hợp các chất do sự phân bố không đồng đều củachúng giữa pha tĩnh và pha động Khi cho pha động di chuyển qua pha tĩnh cácchất khác nhau thì sẽ có ái lực khác nhau với pha tĩnh và pha động Chất nào có

ái lực lớn hơn với pha tĩnh thì sẽ chuyển động chậm hơn qua hệ sắc ký so với cácchất có tơng tác yếu hơn pha này

Phơng pháp sắc ký khí là một phơng pháp tách hiện đại có hiệu lực, đãxâm nhập vào nhiều lĩnh vực, trong hoá học hữu cơ có khoảng 80% các hợp chất

đợc phân tích bằng phơng pháp sắc khí

2.4.1.2 Bản chất của phơng pháp sắc khí:

Sắc khí là quá trình dựa trên cơ sở của sự chuyển dịch lớp gián đoạn chấtdọc, lớp chất hấp thụ trong một pha động và liên hệ với sự lặp lại nhiều lần cácgiai đoạn hấp phụ và giải hấp phụ Quá trình sắc khí xảy ra khi có sự phân bốphụ giữa hai pha, trong đó có một pha chuyển dịch với pha kia Nói cách khác cơ

sở của sắc khí là quá trình hấp phụ hoặc hấp thụ là quá trình giải hấp phụ

Nguyên lý cơ bản của sự tách bằng sắc khí là sự phân bố chất thành haipha Một pha gọi là pha tĩnh có bề mặt tiếp xúc rộng, pha kia gọi là pha động làchất khí di chuyển qua pha tĩnh

Khi đa vào một hỗn hợp chất nào đó, muốn đạt đợc mức độ tách hoàn toàntrớc hết bề mặt tiếp xúc giữa hai pha phải lớn, bề dày lớn tiếp xúc giữa hai phaphải đủ nhỏ (vì quá trình khuyếch tán chất sẽ làm giảm hiệu quả tách) và sau

cùng là sự dịch chuyển có hớng của một pha (pha động) với pha kia (pha tĩnh)

nh thế nào đó để mỗi cấu tử trong hỗn hợp đợc phân bố giữa hai pha phù hợp vớitính chất hấp thụ hoặc hoà tan của nó

Vì pha động chuyển dịch liên tục nen ngoài nhiệm vụ đa các chất bên bềmặt pha tĩnh, nó còn làm nhiệm vụ tiếp nhận các phần tử chất phân tích đã hấpthụ trớc đó bị giải hấp thụ tới tơng tác với phần khác của bề mặt pha tĩnh, nóicách khác đó là quá trình chuyển chất từ đĩa lý thuyết này tới đĩa lý thuyết khác

mà ở đó tồn tại cân bằng nhiệt và chất

Quá trình chuyển chất trên các đĩa diễn ra liên tục giữa pha tĩnh và pha

động, chuyển từ đầu cột sang cuối cột, dẫn tới sự phân vùng riêng biệt các chấttrong cột sắc ký Ghi lại từng phần chất này khi ra khỏi cột sẽ biết đợc sắc đồtách chất của cột sắc ký

Quá trình tách cột sắc ký đợc mô tả bằng sơ đồ sau:

2.4.1.3 Sơ đồ máy sắc ký:

Hệ thống tách và máy phát hiện (detector) là những bộ phận quantrọng của máy sắc ký khí, các bộ phận này của máy sắc ký khí đợc gắn kếtlại với nhau thành một hệ thống

Hình: Sơ đồ khối của một máy sắc ký

1 Bình mang khí 2 Bộ nạp khí 3 Cột sắc khí 4 Detector

5 Bộ khuyếch đại 6 Bộ ghi 7 Tích phân kế 8,9 ổn kế

Quá trình sắc ký xảy ra trên cột sắc ký Sau khi các cấu tử rời khỏi cột tạicác thời điểm khác nhau sẽ đi vào detetor (4) Tại đó chúng đợc chuyển thành tínhiệu điện, các tín hiệu sẽ đợc khuyếch đại ở bộ phận khuyếch đại (5) rồi chuyển