TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT TINH DẦU BƯỞI DA XANH

Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có nhiều nghiên cứu sâu rộng về quá trình chiết tách cũng như khảo sát thành phần hóa học có trong tinh dầu Bưởi da xanh.. Đề tài này sẽ góp phần tìm hiểu

HÓA HỌC TINH DẦU BƯỞI

(Citrus grandis (L.) Osbeck)

SINH VIÊN THỰC HIỆN

DƯ THANH TUYỀN MSSV: 14D720401503 LỚP: ĐẠI HỌC DƯỢC 9G

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ThS TRÌ KIM NGỌC

Cần Thơ, 2019

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình tham gia nghiên cứu để hoàn thành khóa luận tại bộ môn Dược

Liệu trường Đại Học Tây Đô, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, những hướng

dẫn tận tình và nhiều lời khuyên bổ ích của các thầy cô và bạn bè

Đầu tiên, em xin chân thành gởi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Trì Kim Ngọc đã dành

nhiều thời gian, công sức tận tình chỉ bảo và hướng dẫn cho em trong suốt thời gian

thực hiện khóa luận

Em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô bộ môn Dược Liệu đã tạo điều kiện thuận

lợi và giúp đỡ em trong quá trình em thực hiện khóa luận này

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn của khoa Dược–Điều dưỡng

trường Đại Học Tây Đô đã truyền đạt cho em đầy đủ những kiến thức để em có được

một nền tảng vững chắc cho việc hoàn thành tốt khóa luận của mình

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến Cha Mẹ, người đã tạo mọi điều kiện để em có

thể theo học và thực hiện ước mơ của mình

Vì thời gian thực hiện đề tài có hạn cũng như những kiến thức có được còn hạn chế,

quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót Em xin đón nhận những ý

kiến đóng góp cũng như phản hồi từ các thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên

Dư Thanh Tuyền

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi với sự hướng dẫn của cô ThS Trì Kim Ngọc Các số liệu, kết quả nêu trong Khóa luận là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Cần Thơ, ngày … tháng …năm 2019

Dƣ Thanh Tuyền

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Chi Citrus là một chi được trồng khá phổ biến và trong đó có cây Bưởi là một cây có

nhiều công dụng và mang đến giá trị kinh tế cao Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có nhiều nghiên cứu sâu rộng về quá trình chiết tách cũng như khảo sát thành phần hóa học có trong tinh dầu Bưởi da xanh Đề tài này sẽ góp phần tìm hiểu thêm về cây Bưởi

da xanh và phương pháp chiết tinh dầu với các nội dung: Khảo sát thực vật học, tối ưu hóa quy trình chiết xuất tinh dầu Bưởi da xanh bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước và khảo sát thành phần hóa học trong tinh dầu Bưởi da xanh bằng sắc ký khí ghép khối phổ Gas Chromatography Mass Spectometry

Đối tượng nghiên cứu

Dược liệu là vỏ quả, thân, lá, rễ Bưởi da xanh Citrus grandis (L.) Osbeck thu hái vào

tháng 8 năm 2018 đến tháng 3 năm 2019 tại tỉnh Trà Vinh

Phương pháp nghiên cứu

- Khảo sát hình thái, mô tả đặc điểm thực vật dựa trên quan sát mẫu vỏ quả, thân, lá,

rễ tươi và khảo sát vi học bột dược liệu lá Bưởi da xanh

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước gồm: Cách sơ chế, độ chia nhỏ, thời gian chiết, tỷ lệ nguyên liệu-nước

- Khảo sát phương pháp hỗ trợ làm tăng hiệu suất chiết gồm: Thời gian siêu âm,

nồng độ muối NaCl để xây dựng quy trình chiết tối ưu

- Phân tích hàm lượng thành phần các hợp chất trong mẫu tinh dầu vỏ Bưởi da xanh bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ GC–MS

Kết quả và kết luận

- Định danh chính xác tên khoa học của mẫu thực vật thu hái được dùng trong nghiên

cứu là Citrus grandis (L.) Osbeck thuộc họ Rutaceae

- Quan sát thấy được các đặc điểm vi phẫu gồm các mô cơ bản ở các bộ phận vỏ quả, thân, lá, rễ Bưởi da xanh

- Khảo sát đặc điểm vi học bột dược liệu lá Bưởi da xanh quan sát thấy được các cấu tử: Mảnh mạch vòng, lông che chở đơn bào, khối nhựa màu, tinh thể calci oxalat hình cầu gai, mảnh mô mềm, mảnh biểu bì mang lỗ khí, mạch điểm, mạch vạch

- Xây dựng được quy trình chiết tối ưu sau khi thu được các kết quả từ các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp hỗ trợ

- Khảo sát thành phần hóa học trong tinh dầu Bưởi da xanh bằng phương pháp sắc ký

khí GC-MS biết được hàm lượng thành phần d-Limonen, mycen có hàm lượng cao

trong bảng thành phần

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN i

TÓM TẮT KHÓA LUẬN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ viii

MỞ ĐẦU x

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ THỰC VẬT HỌC 1

1.1.1 Vị trí phân loại 1

1.1.2 Một số giống Bưởi tại Việt Nam 2

1.1.3 Giới thiệu về Bưởi da xanh 5

1.2 TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC 5

1.2.1 Tổng quan về hàm lượng tinh dầu trong cây 5

1.2.2 Các hợp chất khác 6

1.3 TÁC DỤNG DƯỢC LÝ VÀ CÔNG DỤNG CỦA CÂY BƯỞI 6

1.3.1 Tác dụng dược lý 6

1.3.2 Công dụng trong y học cổ truyền 8

1.4 GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU 8

1.4.1 Phương pháp chiết xuất bằng dung môi 9

1.4.2 Phương pháp ướp 9

1.4.3 Phương pháp ép 10

1.4.4 Phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước 10

1.4.5 Các phương pháp chiết tinh dầu hiện đại 12

1.5 GIỚI THIỆU SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTOMETRY 14

1.5.1 Sắc ký khí Gas Chromatography 14

1.5.2 Khối phổ Mass Spectometry 15

Trang

1.5.3 Sắc ký khí ghép khối phổ Gas Chromatography Mass Spectometry 15

1.6TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 16

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 17

2.1.1 Nguyên liệu 17

2.1.2 Dung môi và hóa chất 17

2.1.3 Dụng cụ, trang thiết bị 17

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.2.1 Nghiên cứu thực vật học 17

2.2.2 Chiết bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước 18

2.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết tinh dầu 18

2.2.4 Phương pháp hỗ trợ làm tăng hiệu suất chiết tinh dầu 19

2.2.5 Xây dựng quy trình chiết tối ưu 19

2.2.6 Phân tích hàm lượng thành phần các hợp chất trong tinh dầu vỏ Bưởi da xanh bằng phương pháp sắc ký ghép khối phổ Gas Chromatography Mass Spectometry 19

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 21

3.1 KẾT QUẢ 21

3.1.1 Nghiên cứu thực vật học 21

3.1.2 Đặc điểm vi phẫu 22

3.1.3 Soi bột lá Bưởi da xanh (40X) 26

3.1.4 Kết quả khảo sát yếu tố ảnh hưởng 27

3.1.5 Kết quả phương pháp hỗ trợ 33

3.1.6 Quy trình chiết tối ưu 37

3.1.7 Thành phần hóa học tinh dầu Bưởi da xanh 38

3.2 BÀN LUẬN 39

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 41

4.1 KẾT LUẬN 41

4.2 ĐỀ XUẤT 42 PHỤ LỤC PL1

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DĐVN Dược điển Việt Nam

GC-MS Gas Chromatography Mass Spectometry Sắc ký khí ghép khối phổ MeOH Methanol

PCGr01A Bưởi tươi xay mịn PCGr01B Bưởi tươi xay nhuyễn PCGr01C Bưởi tươi xay nhuyễn có hỗ trợ

siêu âm PCGr01D Bưởi tươi xay nhuyễn có

ngâm muối

TT Thuốc thử

TLTK Tài liệu tham khảo

UV–Vis Ultraviolet and Visible Tử ngoại khả kiến

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Khảo sát cách sơ chế nguyên liệu 27

Bảng 3.2 Kết quả khảo sát thành phần hóa học tinh dầu Bưởi tươi xay nhuyễn, héo, khô .28

Bảng 3.3 Khảo sát độ chia nhỏ nguyên liệu 29

Bảng 3.4 Kết quả khảo sát thành phần hóa học tinh dầu Bưởi tươi xay mịn, xay nhuyễn 30

Bảng 3.5 Khảo sát thời gian chiết 31

Bảng 3.6 Khảo sát lượng nước 32

Bảng 3.7 Khảo sát thời gian siêu âm 33

Bảng 3.8 Kết quả khảo sát thành phần hóa học tinh dầu Bưởi tươi có hỗ trợ siêu âm 34

Bảng 3.9 Khảo sát nồng độ muối NaCl 35

Bảng 3.10 Kết quả khảo sát thành phần hóa học tinh dầu Bưởi tươi có ngâm muối 36

Bảng 3.11 Thành phần hóa học của tinh dầu Bưởi tươi xay nhuyễn và Bưởi tươi có hỗ trợ siêu âm 38

Trang

DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Cây Bưởi 1

Hình 1.2 Bưởi Phúc Trạch 3

Hình 1.3 Bưởi Đoan Hùng 3

Hình 1.4 Bưởi Năm roi 4

Hình 1.5 Bưởi da xanh 4

Hình 1.6 Phương pháp ướp 10

Hình 1.7 Máy ép tinh dầu 10

Hình 1.8 Bộ dụng cụ cất tinh dầu 11

Hình 1.9 Bể siêu âm 13

Hình 1.10 Hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS 16

Hình 2.11 Quy trình chiết xuất và khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu Bưởi da xanh 20

Hình 3.12 Toàn cây, lá, rễ Bưởi da xanh 21

Hình 3.13 Hoa, quả, hạt Bưởi da xanh 21

Hinh 3.14 Biểu bì trên có lỗ khí kiểu hỗn bào của lá Bưởi da xanh 22

Hình 3.15 Hình vi phẫu chi tiết lá Bưởi da xanh 23

Hình 3.16 Hình vi phẫu chi tiết thân Bưởi da xanh 24

Hình 3.17 Hình vi phẫu chi tiết rễ Bưởi da xanh 25

Hình 3.18 Vi phẫu túi tiết vỏ Bưởi da xanh 25

Hình 3.19 Bột lá Bưởi da xanh 26

Hình 3.20 Các cấu tử trong bột lá Bưởi da xanh 26

Hình 3.21 Biểu đồ khảo sát cách sơ chế nguyên liệu dựa trên hiệu suất chiết 27

Hình 3.22 Biểu đồ khảo sát độ chia nhỏ nguyên liệu dựa trên hiệu suất chiết 29

Hình 3.23 Biểu đồ khảo sát thời gian chiết 31

Hình 3.24 Biểu đồ khảo sát lượng nước 32

Hình 3.25 Biểu đồ khảo sát thời gian siêu âm 33

Trang

Hình 3.26 Biểu đồ khảo sát nồng độ muối NacCl 35Hình 3.27 Sơ đồ quy trình chiết tối ưu 37Hình 3.28 Phiếu kết quả PL-1 Hình 3.29 Phiếu kết quả PL-2 Hình 3.30 Phiếu kết quả PL-3Hình 3.31 Phổ sắc ký GC-MS vỏ Bưởi tươi xay mịn (PCGr01A) PL-4Hình 3.32 Phổ sắc ký GC-MS vỏ Bưởi tươi xay nhuyễn (PCGr01B) PL-4Hình 3.33 Phổ sắc ký GC-MS vỏ Bưởi tươi xay nhuyễn hỗ trợ siêu âm (PCGr01C) PL-5Hình 3.34 Phổ sắc ký GC-MS vỏ Bưởi tươi xay nhuyễn có ngâm muối (PCGr01D) PL-5Hình 3.35 Phổ sắc ký GC-MS vỏ Bưởi khô (PCGr02) PL-6 Hình 3.36 Phổ sắc ký GC-MS vỏ Bưởi héo (PCGr03) PL-6 Hình 3.37 Hình vi phẫu PL-7

MỞ ĐẦU

Từ xưa con người đã biết điều chế và sử dụng các loại tinh dầu của thực vật để sử dụng vào các mục đích khác nhau trong đời sống như làm bánh kẹo, thức ăn, đồ uống, dùng trong các kỹ nghệ nước hoa, mỹ phẩm làm đẹp Tuy nhiên do thiết bị còn khá thô

sơ và kỹ thuật chiết tách còn nhiều hạn chế nên việc chưng cất tinh dầu vẫn còn nhiều khó khăn và chưa được phổ biến rộng rãi

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học và thiết bị máy móc hiện đại việc chiết xuất tinh dầu đã không còn quá khó khăn và các nhà khoa học bây giờ cũng đã công nhận công dụng của tinh dầu đối với con người là rất tốt

Ở nước ta các loại cây chi Citrus được trồng rất phổ biến và trong số đó có cây Bưởi

da xanh là một loài cây có nhiều công dụng và mang đến giá trị kinh tế cao Trong Bưởi da xanh có chứa rất nhiều dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe, có nhiều tác dụng tốt có thể kể đến như chống oxy hoá, bảo vệ cơ thể chống lại stress, các bệnh liên quan tới xương khớp và có khả năng phòng chống ung thư Theo Đông y cho rằng mỗi

bộ phận của Bưởi đều có tác dụng riêng Cơm Bưởi vị ngọt, chua, tính mát, không độc,

có tác dụng kiện tỳ, trị ho, giải rượu Vỏ ngoài chứa tinh dầu, vỏ trong thường dùng làm mức, vị cay, đắng, ngọt, tính ấm có tác dụng trị ho, giảm đau Hạt Bưởi có vị đắng, tính ấm, chứa chất béo có tác dụng trị đau thoát vị bẹn Lá Bưởi vị đắng, the, mùi thơm, tính ấm có tác dụng tán hàn, tán khí, giải cảm, trừ đờm, tiêu thực, hoạt huyết, tiêu sưng, tiêu viêm (Lương Đức Vinh, 2014)

Bưởi da xanh có thể được thu hái quanh năm và có thể bảo quản ở dạng tươi, đông lạnh hay làm khô để sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau Ngoài phần thịt quả, phần vỏ quả, hạt, lá và hoa của cây có chứa một lượng tinh dầu lớn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống Việc sử dụng tinh dầu để tạo ra các sản phẩm hóa mỹ phẩm hay dược phẩm phục vụ cho các nhu cầu bảo vệ sức khỏe cũng như làm đẹp hiện nay đang được đánh giá rất cao và áp dụng rộng rãi Mặc dù có khá nhiều nghiên cứu

về kỹ thuật chiết tách cũng như khảo sát thành phần hóa học tinh dầu Bưởi nhưng lại

có rất ít các công trình nghiên cứu trên Bưởi da xanh mà đa số là trên các giống Bưởi khác như Bưởi năm roi, Bưởi Diễn…

Vì vậy, đề tài Tối ưu hóa quy trình chiết xuất và ứng dụng sắc ký khí GC-MS

khảo sát thành phần hóa học tinh dầu Bưởi (Citrus grandis (L.) Osbeck) được thực

hiện với các mục tiêu cụ thể như sau:

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết tinh dầu vỏ Bưởi da xanh

- Ứng dụng các phương pháp hỗ trợ làm tăng hiệu suất chiết tinh dầu vỏ Bưởi da xanh

- Ứng dụng sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS để khảo sát thành phần hóa học tinh dầu

vỏ Bưởi da xanh

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 TỔNG QUAN VỀ THỰC VẬT HỌC

1.1.1 Vị trí phân loại

1.1.1.1 Danh pháp

Tên khoa học : Citrus grandis (L.) Osbeck

Đồng danh : Citrus decumana Murr., C maxima (Burn.) Merr

Tên Việt Nam : Bưởi, Chu Loan, Mác Pục (Tày)

Họ (familia) : Rutaceae

Giới (regnum) : Plantae

Bộ (ordor) : Sapndales

Chi (genus) : Citrus

Loài (species) : Citrus grandis (L.) (Đỗ Huy Bích và cs, 2006)

Hình 1.1 Cây Bưởi (nghenong.vn)

1.1.1.2 Mô tả thực vật

- Cây cao 8-12 m Cành có gai nhỏ ở kẽ lá, lúc đầu có lông, sau nhẵn

- Lá mọc so le, phiến dai, hình trái xoan hoặc hình trứng, gốc và đầu tù, mặt trên nhẵn bóng, mặt dưới nhạt có gân lồi nổi rõ, cuống lá có cánh rộng tạo với phiến lá hình số 8

- Cụm hoa mọc ở kẽ lá thành chùm, 6-10 hoa màu trắng rất thơm, lá bắc và cuống hoa

có lông, đài hình đấu, có 4-5 răng nhỏ hàn liền, tràng có 5 cánh dày, rời nhau, nhị nhiều, ngắn bằng nửa cánh hoa, xếp tỏa tròn rất sít nhau, bầu hình cầu, có lông

- Quả hình cầu, cùi rất dày, màu vàng hoặc màu đỏ nhạt (tùy giống) Trong quả có nhiều múi mọng nước, hạt dẹt có cạnh và chất nhầy bao quanh

- Lá và vỏ quả có tinh dầu thơm

1.1.1.3 Sinh thái

Cây ưa sáng, ưa vùng khí hậu nhiệt đới Ở núi cao có nhiệt độ trung bình 13-18 o

C thường không trồng được Bưởi hoặc nếu có thì đó là giống Bưởi bị bỏ hoang, quả chua và đắng đến mức không ăn được Cây thích nghi với loại đất feralit đỏ vàng hay vàng đỏ, có hàm lượng mùn trung bình và hơi chua Bưởi thường rụng lá vào mùa đông hoặc mùa khô (ở miền Nam) Đến cuối tháng 2 đầu tháng 3 năm sau, đồng thời với sự ra lá non, cây cũng bắt đầu mùa hoa, quả Hoa tự thụ phấn hoặc nhờ côn trùng

Tái sinh tốt bằng hạt hoặc cây chồi sau khi chặt (Đỗ Huy Bích và cs, 2006)

1.1.1.4 Phân bố

- Chi Citrus có khoảng vài chục loài, thường là những cây bụi hay gỗ nhỏ Một số loài

là cây trồng phổ biến ở nhiệt đới và á nhiệt đới như: Cam, Quýt, Chanh, Bưởi

- Bưởi được trồng ở khu vực Đông Nam Á, Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, các nước vùng Địa Trung Hải Ở Việt Nam Bưởi được trồng hầu hết ở các tỉnh, những nơi có Bưởi ngon nổi tiếng: Đoan Hùng (Vĩnh Phú), Mê Linh (Vĩnh Phú), Phúc Trạch, Hương Khê (Hà Tĩnh), Thanh Trà (Huế), Biên Hòa (Đồng Nai), Diễn (Hà Nội), Năm

Roi (Vĩnh Long), Da Xanh (Bến Tre)…

- Ở Đông Nam Á, Thái Lan là nước trồng nhiều nhất Năm 1987 sản xuất được 76,275 tấn quả (Phạm Thanh Kỳ, 2015)

1.1.1.5 Công dụng của cây Bưởi đối với sức khỏe

- Vỏ quả Bưởi được dùng để chữa ho, đờm tích đọng ở họng và phế quản, đau bụng,

ăn uống không tiêu

- Lá Bưởi già chữa cảm, sốt, ho, nhức đầu, hắt hơi, kém ăn, sưng đau chân do hàn thấp chướng khí, giảm đau do trúng phong, tê bại Có thể dùng lá sát vào chân

Lá Bưởi non được nướng chín để nắn, xoa bóp chổ đau cho tan máu ứ, sai khớp, sưng, bong gân, gãy xương do ngã hay bị đánh đập, sau đó lấy lá giã nát bó vào chổ bị tổn thương Lá Bưởi tươi nấu với nhiều lá thơm khác để xông chữa cảm cúm, nhức đầu

- Vỏ hạt Bưởi có thể dùng lấy pectin làm thuốc cầm máu và dùng chải tóc để cố định tóc như gôm adragan

- Dịch ép múi Bưởi là thuốc chữa tiêu khát, thiếu vitamin C, làm nguyên liệu chế acid citric thiên nhiên

- Nước hoa Bưởi được cất từ hoa Bưởi và dùng phối hợp với nhiều loại dược liệu có mùi thơm khác như Quế, Hồi để làm thơm thức ăn, bánh ngọt, nước giải khát (Đỗ Huy

Bích và cs, 2006)

1.1.2 Một số giống Bưởi tại Việt Nam

Việt Nam là một nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm Là điều kiện tự nhiên thuận lợi cho sự đa dạng và phong phú của các loại cây trồng Trong đó không thể không kể đến cây Bưởi, một loại cây thơm ngon và mang lại giá trị kinh tế cao

Có thể kể đến một số giống Bưởi nổi tiếng như:

1.1.2.1 Bưởi Phúc Trạch

Với hương vị thơm ngon mọng nước, Bưởi Phúc Trạch nhiều năm nay đã trở thành đặc sản của vùng đất Hương Khê-Hà Tĩnh Ngày càng nhiều người ưa chuộng loại Bưởi này và thường được mua làm quà biếu trong các dịp đặc biệt Bưởi có dạng hình cầu tròn khi chín có màu vàng nhạt và vỏ không trơn Mỗi quả Bưởi Phúc Trạch có trọng lượng 1,5-2 kg, số múi đạt 12 múi trên quả Năng suất của Bưởi Phúc Trạch khá đều, chất lượng quả tốt và mẫu mã đẹp, chính những đặc điểm vượt trội về giống và cây giống mà Bưởi Phúc Trạch được coi là tài sản quý và là giống cây làm giàu của bà con Hương Khê-Hà Tĩnh (http://giongcayanqua.edu.vn)

Hình 1.2 Bưởi Phúc Trạch (http://giongcayanqua.edu.vn)

1.1.2.2 Bưởi Đoan Hùng

Tuy không có vẻ ngoài bóng bẩy như một số giống Bưởi khác vì bề mặt có nhiều nốt sần nhưng Bưởi Đoan Hùng nổi bật hơn cả bởi vị ngọt lịm Quả có hình cầu dẹt, khi chín Bưởi chuyển từ xanh sang màu vàng sáng Cùi mỏng, múi ráo mọng nước tách ra rất dễ dàng Hiện nay giống Bưởi này được người dân ưa chuộng và bày mâm ngủ quả vào dịp Tết vì mùi rất thơm lan tỏa khắp không gian rất dễ chịu (http://giongcayanqua.edu.vn)

1.1.2.3 Bưởi Năm Roi

Trong khi miền Bắc có giống Bưởi Đoan Hùng, Bưởi Phúc Trạch thì miền Nam khi nhắc đến Bưởi người ta nghĩ ngay đến giống Bưởi Năm roi nức tiếng Loại Bưởi này được trồng nhiều tại một số tỉnh miền Tây Nam Bộ (nhất là tỉnh Vĩnh Long) Quả có dạng hình tháp đáy rộng với trọng lượng trung bình khoảng 1,5 kg/quả Khi chín có màu vàng nhạt, vỏ khá mỏng Đặc biệt Bưởi Năm roi có mùi hương khá đậm, khi ăn

có cảm giác ngọt hơi chua thanh rất đặc trưng không có ở bất kì giống Bưởi nào (http://giongcayanqua.edu.vn)

Hình 1.4 Bưởi Năm roi (http://giongcayanqua.edu.vn)

1.1.2.4 Bưởi Da Xanh

So với các giống Bưởi khác thì Bưởi da xanh có phần nổi trội hơn hẳn về chất lượng và hương vị Một quả Bưởi da xanh khi chín sẽ có màu xanh căng bóng (http://giongcayanqua.edu.vn)

Hình 1.5 Bưởi da xanh (http://giongcayanqua.edu.vn)

1.1.3 Giới thiệu về Bưởi da xanh

Tên phổ thông: Bưởi da xanh

Tên khoa học: Citrus grandis (L.) Osbeck

Họ thực vật: Rutaceae

Nguồn gốc xuất xứ: Bến Tre, Việt Nam

Phân bổ ở Việt Nam: Hiện nay cây Bưởi da xanh đang được phát triển tại nhiều tỉnh phía Nam, nhất là ĐBSCL và miền Đông Nam Bộ (https://www.cayantrai.org)

Đặc điểm sinh lý, sinh thái của cây Bưởi da xanh

- Tốc độ sinh trưởng nhanh Cây Bưởi rất chịu nước và cũng rất sợ nước do vậy khi trồng nó phải làm sao cho mùa mưa thoát nước nhanh, mùa nắng phải tưới

- Giá trị của trái Bưởi da xanh nằm ở chỗ không chỉ là món ăn ngon và bổ dưỡng,

mà còn có thể được xem là bài thuốc phòng và trị bệnh Các thành phần dinh dưỡng của Bưởi da xanh chứa nhiều loại vitamin, khoáng chất vi lượng và đa lượng, kể

cả một số hoạt chất đặc biệt giúp phòng ngừa bệnh (như bệnh phổi, tim, gan…) rất hiệu quả, 100 g ruột Bưởi có chứa 59 calo năng lượng Thành phần vitamin C dồi dào cùng các khoáng chất khác như Ca, Fe, P đều có lợi cho sức khỏe con người (https://www.cayantrai.org)

1.2 TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC

1.2.1 Tổng quan về hàm lượng tinh dầu trong cây

- Hầu hết tất cả các chi Citrus đều có chứa tinh dầu ở trong vỏ quả, lá và hoa Hàm

lượng tinh dầu trong vỏ quả thường khá cao (1,5-6,5%) so với khối lượng tươi của vỏ

- Trong lá và hoa cũng chứa tinh dầu, song người ta quan tâm nhiều hơn đến tinh dầu

lá Chanh (0,2-0,3%) và tinh dầu hoa Bưởi (0,2-0,3%)

- Thành phần chủ yếu trong tinh dầu vỏ quả của hầu hết chi Citrus là các hợp chất

thuộc nhóm terpen (85-95%), tiếp đến là các hợp chất alcol (2-10%), các hợp chất thuộc nhóm sesquiterpen thường rất ít (1-2,5%)

- Lá Bưởi chứa (0,2-0,3%) tinh dầu

- Vỏ quả chứa tinh dầu (0,3%) (phương pháp ép), (0,9%) (phương pháp cất)

- Hoa có chứa tinh dầu (0,1%) Hoa Bưởi Việt Nam điều chế bằng phương pháp cất kéo hơi nước có thành phần chính là nerolidol (30,9-40,04%), farnesol

(14,30-23,47%), linalol (9,22-23,76%)

- Tinh dầu vỏ Bưởi Việt Nam có thành phần chính là d-Limonen (41,45-84,62%),

myrcen (8,28-50,66%) (Phạm Thanh Kỳ, 2015)

Một số công thức tinh dầu

- Hoa có chứa tinh dầu (0,10%)

- Các thành phần terpenalcol và aldehyd tồn tại ở hàm lượng rất thấp (<1%) (Đỗ Huy

Bích và cs, 2006; Phạm Thanh Kỳ, 2015)

1.3 TÁC DỤNG DƯỢC LÝ VÀ CÔNG DỤNG CỦA CÂY BƯỞI

1.3.1 Tác dụng dược lý

1.3.1.1 Tác dụng kháng khuẩn trên người

- Bài thuốc gồm vỏ quả Bưởi đào và lá Khổ sâm được thử nghiệm trên chuột nhắt trắng gây nhiễm kí sinh trùng sốt rét đã có tác dụng ức chế kí sinh trùng sốt rét mạnh, nhưng đã tái phát trong thời gian 10 ngày theo dõi

Bài thuốc nêu trên đã được áp dụng để điều trị thử nghiệm trên 59 bệnh nhân sốt rét dưới dạng nước sắc và siro từ cao nước Sơ bộ thấy bài thuốc có tác dụng ức chế, cắt kí sinh trùng và hạ sốt, nhưng hoạt lực thấp, không rõ rệt Thuốc không gây tác dụng phụ

- Tinh dầu từ vỏ quả Bưởi và hoa Bưởi được thử nghiệm về tác dụng kháng khuẩn bằng phương pháp khuếch tán trên môi trường đặc Tinh dầu vỏ quả Bưởi có tác dụng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn

- Đã nghiên cứu trên thực nghiệm một bài thuốc tiêu phù, trong đó có vỏ Bưởi đào

và một số dược liệu khác, thấy có tác dụng lợi tiểu, tăng cường đào thải clorid, có tác

dụng kháng khuẩn ở mức độ vừa (Đỗ Huy Bích và cs, 2006)

1.3.1.2 Bưởi có tác dụng hỗ trợ tiêu hóa

- Bưởi giúp chúng ta ăn ngon, kích thích sự tiêu hóa vì tăng cường sự tiết mật và tiết dịch vị Nước ép Bưởi tuy có chứa nhiều acid nhưng loại nước trái cây này thực sự có phản ứng với kiềm sau khi tiêu hóa Do đó, nó có lợi cho hệ tiêu hóa

- Các nhà khoa học Ba Lan nghiên cứu và nhận thấy hợp chất chiết xuất từ hạt Bưởi chứa nhiều chất chống ôxy hóa mạnh có thể giúp lành các vết loét dạ dày Bưởi còn làm tăng tuần hoàn máu đến các vị trí loét (http://www.buoidaxanh.com.vn)

1.3.1.3 Bưởi làm giảm cholesterol, chống cao huyết áp, giảm tai biến tim mạch

- Trong Bưởi có pectin, chất sợi hòa tan có tác dụng làm giảm cholesterol trong máu, giảm chất béo thâm nhập vào cơ thể Theo nghiên cứu trên những người có lượng cholesterol trong máu cao, việc ăn thường xuyên 15 g pectin trong Bưởi trong thời gian 4 tháng giúp giảm cholesterol trung bình 8%, trong một vài trường hợp cá biệt giảm đến 20%

- Hesperidin và naringin là hai chất flavonoid có trong Bưởi giúp bảo vệ tính đàn hồi của mạch máu, ngừa xơ cứng động mạch, gián tiếp chống cao huyết áp và tai biến mạch máu não Acid galacturonic trong Bưởi tác động đặc biệt lên cholesterol xấu, một trong những yếu tố tạo nên mảng xơ vữa thành mạch làm giảm độ đàn hồi của động mạch Chính tác động này có tác dụng loại bỏ sự tích tụ cholesterol, đồng thời làm sạch các mạch máu (http://www.buoidaxanh.com.vn)

1.3.1.4 Bưởi có khả năng phòng chống ung thư

- Nhiều chất tìm thấy trong Bưởi có tác dụng chống oxy hóa mạnh như lycopen, limonoid và các naringin Chúng góp phần xoa dịu các triệu chứng do cảm lạnh và các tai biến tim mạch cũng như ung thư Các nghiên cứu khoa học cho thấy limonoid làm gia tăng hàm lượng của một số enzym có khả năng giảm độc tính và hỗ trợ việc loại bỏ các tác nhân gây ung thư (http://www.buoidaxanh.com.vn)

- Bưởi rất giàu chất chống oxy hoá như vitamin C, góp phần làm giảm nguy cơ stress

có liên quan đến nhiều bệnh ung thư Đồng thời một nghiên cứu gần đây cho thấy một hợp chất trong quả Bưởi được gọi là naringenin có hiệu quả chống lại ung thư tuyến tiền liệt, vì nó giúp sửa chữa hư hỏng DNA trong các tế bào tuyến tiền liệt của con người Trong những quả Bưởi màu đỏ còn có lycopen một chất chống oxy hoá khác

- Theo một nghiên cứu khác Bưởi còn chứa một chất được gọi là limonoid, giúp ngăn ngừa các khối u bằng cách thúc đẩy một loại enzym tác động lên gan thúc đẩy trục xuất chất độc ra ngoài cơ thể Limonoid còn trợ giúp chống lại ung thư miệng, da, phổi, dạ dày

- Phần ruột bên trong Bưởi có chứa glucarates, một loại phytochemical đã được chứng minh hiệu quả chống lại bệnh ung thư vú (http://www.ktktna.edu.vn)

1.3.2 Công dụng của Bưởi trong y học cổ truyền

- Trong y học cổ truyền Bưởi được dùng làm thuốc long đờm và dễ tiêu Thuốc trị rắn cắn gồm Bưởi và cây Lạc tiên

- Nước ép Bưởi là thành phần phụ thêm trong một số bài thuốc có nhiều vị dược liệu

để chữa bệnh tim mạch, trị cơ thể suy nhược

- Lá Bưởi có vị đắng, cay, mùi thơm, tính ấm, có tác dụng trừ hàn, tán khí, thông kinh lạc, giải cảm, trừ đờm, tiêu thực, hoạt huyết, tiêu sưng

- Vỏ quả Bưởi có vị đắng, cay, mùi thơm, tính bình, có tác dụng trừ phong, hóa đờm,

tiêu báng (lách to), tiêu phù thũng, hòa huyết, giảm đau (Đỗ Huy Bích và cs, 2006)

- Các dược liệu chứa tinh dầu thường gặp trong các nhóm thuốc: Thuốc giải biểu, chữa cảm mạo phong hàn, thuốc ôn lý trừ hàn, thuốc trừ thấp, thuốc hành khí (Phạm Thanh

Kỳ, 2015)

- Phương pháp phổ biến để tách tinh dầu từ cây cỏ là chưng cất lôi cuốn theo hơi nước Nếu các chất trong tinh dầu bị phân hủy bằng chưng cất lôi cuốn theo hơi nước thì người ta sử dụng phương pháp chiết bằng dung môi hữu cơ (ví dụ như ether dầu hỏa, benzen…)

- Về mặt thực hành tinh dầu có thể xem như “một hỗn hợp thiên nhiên có mùi, phần lớn có nguồn gốc từ thực vật”, chỉ có một số ít nguồn gốc từ động vật Tinh dầu được phân bố rộng trong hệ thực vật, đặc biệt tập trung một số họ như họ Hoa Tán, họ Cúc,

họ Hoa Môi, họ Long Não, họ Sim, họ Cam, họ Gừng… Tinh dầu được chiết từ mọi

bộ phận của cây như cánh hoa, lá, cành, rễ, vỏ trái, hạt, vỏ cây… Tinh dầu chứa trong thực vật có thành phần không ổn định Hàm lượng tinh dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, di truyền, đất trồng, phân bón, thời tiết, ánh sáng, thời điểm thu hoạch Trong các bộ phận của cây hàm lượng tinh dầu cũng khác nhau Cần phải hiểu biết như vậy để xác định thời gian thu hái cho hàm lượng tinh dầu nhiều nhất và chất lượng tốt nhất Tinh dầu là sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất và không được

sử dụng trở lại cho hoạt động sống của cây (Nguyễn Thị Tâm, 2003)

- Dựa vào các yêu cầu đã nêu, thường sử dụng những phương pháp khai thác tinh dầu sau:

+ Phương pháp chiết xuất bằng dung môi

+ Phương pháp ướp

+ Phương pháp ép

+ Phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước (Phạm Thanh Kỳ, 2015)

1.4.1 Phương pháp chiết xuất bằng dung môi

- Dung môi không bay hơi: Dầu béo hoặc dầu paraphin Ngâm dược liệu (thường là hoa) trong dung môi đã được làm nóng 60-70 oC, trong 12-48 giờ tùy theo từng loại hoa Làm nhiều lần cho đến khi dung môi bão hòa tinh dầu (10-15 lần) Dùng alcol để

tách riêng tinh dầu với dầu béo và cất thu hồi alcol dưới áp lực giảm sẽ thu được tinh dầu

- Dung môi dễ bay hơi: Phương pháp này thường dùng để chiết xuất tinh dầu trong hoa hoặc để chiết xuất một thành phần nhất định nào đó Dung môi thường dùng là ether dầu hỏa, xăng công nghiệp… Sau khi chiết cất thu hồi dung môi dưới áp lực giảm sẽ thu được tinh dầu có lẫn sáp và một số tạp chất khác và thường ở thể đặc

- Những tinh dầu được điều chế bằng phương pháp này thường rất thơm, giá thành cao và được dùng để điều chế mỹ phẩm và nước hoa cao cấp Trên thị trường ta thường gặp một số tinh dầu như: Orange flower absolute oil (tinh dầu hoa Cam đắng,

Citrus aurantium ssp amara), Rose concrete oil và Rose absolute oil (tinh dầu hoa hồng, Rose damascena)… (Phạm Thanh Kỳ, 2015)

Ưu điểm: Phương pháp này sử dụng ở điều kiện nhiệt độ phòng, do đó tinh dầu sẽ

không bị biến tính

Nhược điểm: Do sử dụng dung môi hữu cơ nên cần thêm một bước loại dung môi nên

làm tăng chi phí Nếu không loại hết dung môi ra khỏi sản phẩm thì sẽ ảnh hưởng rất nhiều tới chất lượng sản phẩm và một số loại dung môi độc đối với người sử dụng và ảnh hưởng tới môi trường

1.4.2 Phương pháp ướp

Dùng khuôn bằng gỗ có kích thước 58 x 80 x 5 cm ở giữa đặt tấm thủy tinh được phết

mỡ lợn cả hai mặt, mỗi lớp dày 3 mm Đặt lên trên bề mặt chất béo một lớp lụa mỏng, rải lên trên 30-80 g hoa tươi, khô ráo, không bị giập nát, đã loại bỏ lá đài Khoảng 35-40 khuôn gỗ được xếp chồng lên nhau rồi để trong phòng kín Sau 24-72 giờ tùy theo từng loại hoa, người ta thay lớp hoa mới cho đến khi lớp chất béo bão hòa tinh dầu Có thể dùng mỡ có chứa tinh dầu, hoặc tách riêng tinh dầu bằng alcol và từ dịch chiết alcol có thể điều chế thành dạng “ Absolute oil” (Phạm Thanh Kỳ, 2015)

Ưu điểm: Phương pháp này thu được tinh dầu có chất lượng rất cao

Nhược điểm: Có giá thành cao, khó thực hiện trên quy mô lớn vì cần nhiều nhân công

và khó thực hiện

Hình 1.6 Phương pháp ướp (https://brendabrandy.wordpress.com)

1.4.3 Phương pháp ép

Phương pháp này chỉ áp dụng để điều chế tinh dầu ở quả các chi Citrus vì những lý

do sau:

- Tinh dầu vỏ Cam, Chanh chủ yếu dùng trong kỹ nghệ sản xuất đồ uống, vì vậy cần

có mùi giống như mùi tự nhiên

- Trong vỏ quả các chi Citrus, tinh dầu nằm trong túi tiết ở lớp vỏ ngoài, chỉ cần tác

động một lực cơ học là có thể giải phóng ra

- Dịch ép có chứa nhiều pectin sau khi ép phải lọc, li tâm và bảo quản tinh dầu ở nhiệt

độ thấp (Phạm Thanh Kỳ, 2015)

Hình 1.7 Máy ép tinh dầu (http://www.mayvacongnghe.com)

1.4.4 Phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước

Nguyên tắc

Dựa trên nguyên tắc cất một hỗn hợp chất lỏng bay hơi được, không trộn lẫn vào nhau (nước và tinh dầu) Khi áp suất hơi bão hòa bằng áp suất khí quyển, hỗn hợp bắt đầu sôi và hơi nước kéo theo hơi tinh dầu Hơi nước có thể đưa từ bên ngoài do các nồi hơi cung cấp (Phạm Thanh Kỳ, 2015)

Hình 1.8 Bộ dụng cụ cất tinh dầu

- Tinh dầu trong dược liệu được định lượng bằng cách chưng cất lôi cuốn theo hơi nước trong dụng cụ cất như mô tả ở hình

- Bộ dụng cụ định lượng tinh dầu bao gồm các bộ phận sau:

+ Một bình cầu thủy tinh đáy tròn có cổ ngắn

+ Bộ phận ngưng cất nối kín được với bình cất, được làm từ thủy tinh có hệ số giãn

nở thấp, bao gồm các bộ phận sau:

+ Khóa K có một lỗ thông khí, nhánh K có một lỗ đường kính khoảng 1 mm trùng khớp với lỗ thông khí

+ Bộ phận đốt nóng có thể điều chỉnh được nhiệt độ

+ Giá đỡ thẳng đứng với vòng đỡ nằm ngang có gắn vật liệu cách điện

- Cho một thể tích dung môi cất theo quy định vào bình cất, thêm đá lạnh ở bộ phận làm lạnh và lắp bộ ngưng cất vào

Ưu điểm:

- Quy trình kỹ thuật tương đối đơn giản

- Thiết bị gọn, dễ chế tạo

- Không đòi hỏi vật liệu phụ như các phương pháp tẩm trích, hấp thụ

- Thời gian tương đối nhanh

Nhược điểm:

- Không có lợi đối với những nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp

- Chất lượng tinh dầu có thể bị ảnh hưởng nếu trong tinh dầu có những cấu phần dễ bị

- Không lấy được các loại nhựa và sáp có trong nguyên liệu

- Trong nước chưng cất luôn luôn có một lượng tinh dầu tương đối lớn

- Những tinh dầu có nhiệt độ sôi cao thường cho hiệu suất rất kém (Lã Đình Mỡi, 2001)

Một số lưu ý khi chiết xuất tinh dầu bằng phương pháp cất:

Độ chia nhỏ dược liệu phải phù hợp với bản chất của dược liệu Những dược liệu chứa tinh dầu nằm sâu trong các mô, cần chia nhỏ đến tỷ lệ thích hợp

Thời gian cất tùy vào bản chất của dược liệu và tính chất của tinh dầu (Phạm Thanh

Kỳ, 2015)

1.4.5 Các phương pháp chiết tinh dầu hiện đại

1.4.5.1 Chiết xuất tinh dầu bằng công nghệ Carbon Dioxid siêu tới hạn

Nguyên lý

- Đối với các chất thông thường, tùy theo điều kiện nhất định, sẽ tồn tại ở một trong 3 trạng thái rắn, lỏng và khí Nếu nén chất khí tới một áp suất đủ cao, khí sẽ hóa lỏng Tuy nhiên, có một giá trị áp suất mà ở đó, nếu nâng dần nhiệt độ lên thì chất lỏng cũng không thể trở về trạng thái khí, mà rơi vào một vùng trạng thái đặc biệt gọi là trạng thái siêu tới hạn

- Vật chất ở trạng thái này mang nhiều đặc tính của cả chất khí và chất lỏng, nghĩa là vừa có khả năng hòa tan được các chất như pha lỏng, vừa có khả năng khuếch tán cao của pha khí Bất kỳ dung môi nào cũng sẽ ở trạng thái siêu tới hạn nếu tồn tại ở nhiệt

độ và áp suất trên giá trị tới hạn Trên giản đồ, nhiệt độ điểm tới hạn và áp suất điểm tới hạn của chất nằm cuối đường cong cân bằng lỏng-khí

Ưu điểm :

- Độ hòa tan của CO2 được kiểm soát bởi áp suất và nhiệt độ

- CO2 dễ kiếm, rẻ, không độc hại với môi trường và con người, không ăn mòn thiết bị, không gây cháy nổ CO2 được thu hồi dễ dàng sau đoạn trích do tính chất dễ bay hơi của chúng

- Những thành phần không bền nhiệt được chiết ra với sự phân hủy thấp Ngoài ra, điều kiện chiết xuất có thể được kiểm soát, dễ lựa chọn điều kiện tách

- Những thành phần có nhiệt độ sôi cao được chiết ra một cách tương đối ở nhiệt độ thấp bởi CO2

- Ít có phản ứng với các chất cần tách Không để lại vết dung môi có hại trên sản phẩm tách (https://tinhdauthaoduoc.net)

1.4.5.2 Phương pháp chiết có hỗ trợ siêu âm

Giới thiệu sóng siêu âm

- Siêu âm là âm thanh có tần số ngoài ngưỡng nghe của con người (16 Hz-18 Hz)

- Về mặt thực hành siêu âm được chia thành hai vùng:

+ Vùng có tần số cao (5-10 MHz), ứng dụng trong y học để chuẩn đoán bệnh

+ Vùng có tần số thấp hơn (20-100 KHz), ứng dụng trong các ngành khác (kích hoạt phản ứng hóa học, hàn chất dẻo, tẩy rửa, cắt gọt) dựa trên khả năng cung cấp năng lượng của siêu âm (Lê Ngọc Thạch, 2003)

Hình 1.9 Bể siêu âm

Nguyên tắc chiết siêu âm

- Siêu âm cung cấp năng lượng thông qua hiện tượng tạo và vỡ “bọt” (khoảng cách liên phân tử) Trong môi trường chất lỏng, bọt có thể hình thành trong nữa chu kỳ đầu

sẽ vỡ trong nữa chu kỳ sau, giải phóng một năng lượng rất lớn Năng lượng này có thể được sử dụng để tẩy rửa chất bẩn ngay trong vị trí không thể tẩy rửa bằng các phương pháp thông thường, khoan cắt những chi tiết tinh vi, hoạt hóa nhiều phản ứng hóa học làm chảy và hòa tan lẫn vào nhau trong việc chế tạo sản phẩm bằng nhựa nhiệt dẻo

- Trong lĩnh vực hợp chất thiên nhiên, siêu âm chủ yếu sử dụng để hỗ trợ giúp thu ngắn thời gian ly trích Trong một số trường hợp phương pháp siêu âm cho hiệu suất cao hơn phương pháp khuấy từ Trường hợp tinh dầu ly trích bằng siêu âm, thực hiện ở nhiệt độ phòng nên sản phẩm luôn có mùi thơm tự nhiên (Lê Ngọc Thạch, 2003)

Cách tiến hành

Nhúng bình chiết vào một bể siêu âm có chứa nước, sóng siêu âm phát ra từ các đầu phát sẽ truyền vào môi trường nước và đi vào hỗn hợp chiết Trong chiết siêu âm hỗn hợp chiết với dung môi phân cực sẽ nóng lên, tuy nhiên người ta cũng có thể gia nhiệt

để quá trình chiết được nhanh hơn Trong chiết xuất ở quy mô lớn, đầu phát siêu âm thường được nhúng trực tiếp vào bình chiết chứa dược liệu (Nguyễn Kim Phi Phụng, 2007)

Ưu điểm:

- Sản phẩm luôn có mùi thơm tự nhiên

- Khoan cắt những chi tiết tinh vi

- Thu ngắn thời gian ly trích

- Cho hiệu suất cao hơn phương pháp khuấy từ

- Giải phóng một năng lượng rất lớn (Lê Ngọc Thạch, 2003)

GC pha động là một khí trơ giống như helium Pha động mang hỗn hợp mẫu đi qua pha tĩnh, pha tĩnh được sử dụng là các hóa chất, hóa chất này có độ nhạy và hấp thụ thành phần hỗn hợp trong mẫu

- Thành phần hỗn hợp trong pha động tương tác với pha tĩnh, mỗi hợp chất trong hỗn hợp tương tác với một tỷ lệ khác nhau, hợp chất tương tác nhanh sẽ thoát ra khỏi cột trước và hợp chất tương tác chậm sẽ ra khỏi cột sau Đó là đặc trưng cơ bản của pha động và pha tĩnh, hơn nữa quá trình chia tách có thể xảy ra bởi sự thay đổi nhiệt độ của pha tĩnh hoặc là áp suất của pha động

- Cột trong GC được làm bằng thủy tinh, inox hoặc thép không gỉ có kích thước, kích

cỡ rất đa dạng Cột của GC dài có thể là 25 m, 30 m, 50 m, 100 m và có đường kính rất nhỏ, bên trong đường kính được tráng bằng một lớp polimer đặc biệt như phenyl 5% + dimetylsiloxan polymer 95%, đường kính cột thường rất nhỏ giống như là một ống mao dẫn Thông thường cột được sử dụng là semivolatil, hợp chất hữu cơ không phân cực như PAHs, các chất trong hỗn hợp được phân tích bằng cách chạy dọc theo cột này

- Một chất chia tách, rửa giải đi ra khỏi cột và đi vào đầu dò Đầu dò có khả năng tạo

ra một tín hiệu bất kỳ lúc nào, khi phát hiện ra chất cần phân tích Tín hiệu này phát ra

từ máy tính, thời gian từ khi bơm mẫu đến khi rửa giải gọi là thời gian lưu (TR)

- Trong khi các thiết bị chạy, máy sẽ đưa ra các biểu đồ từ các tín hiệu Tín hiệu tạo nên khi chất giải hấp từ cột sắc ký và đi vào đầu dò detector, trục hoành biểu diễn thời gian lưu và trục tung biểu diễn cường độ của tín hiệu

- Nếu trong cùng điều kiện sắc ký như nhiệt độ, loại cột giống nhau thì cùng chất luôn

có thời gian lưu giống nhau, khi biết thời gian lưu của hợp chất thì chúng ta có thể

chấp nhận được độ nhạy của nó Tuy nhiên, chất có tính chất giống nhau thì thường có thời gian lưu giống nhau (Phạm Thanh Hiền, 2008)

1.5.2 Khối phổ Mass Spectometry

- Khối phổ MS được dùng để xác định một chất hóa học dựa trên cấu trúc của nó

- Những mảnh vụn thực tế là các vật mang điện hay còn gọi là ion, các hạt cần ở trạng thái tích điện thì mới đi qua được bộ lọc Các khối nhỏ chắc chắn, khối của mảnh

vỡ được chia bởi các vật mang gọi là tỉ lệ vật mang khối (M/Z)

- Hầu hết các mảnh vụn có điện tích là +1, M/Z thường miêu tả các phân tử nặng của

mảnh vụn Nhóm gồm có 4 nam châm điện gọi là tứ cực (quadrapol), tiêu điểm của

các mảnh vụn đi xuyên qua các khe hở và đi vào đầu dò detector, tứ cực được hình thành hướng các mảnh vụn đi vào các khe của khối phổ (Phạm Thanh Hiền, 2008)

Phân tích kết quả

Máy tính sẽ ghi lại các biểu đồ của mỗi lần quét Trục hoành biểu diễn tỉ lệ M/Z còn trục tung biểu diễn cường độ tín hiệu của mỗi mảnh vụn được quét bởi đầu dò detector Các nhà nghiên cứu có thể so sánh khối phổ thu được trong thí nghiệm của

họ với một thư viện khối phổ của các chất đã được xác định trước Việc này có thể giúp họ định danh được chất đó (nếu phép so sánh tìm được kết quả tương ứng) hoặc

là cơ sở để đăng ký một chất mới (nếu phép so sánh không tìm được kết quả tương ứng) (Phạm Thanh Hiền, 2008)

- Sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS có thể phân tích các hỗn hợp hóa chất phức tạp như không khí, nước… Nếu trong mẫu có một chất lạ xuất hiện, khối phổ có thể nhận dạng cấu trúc hóa học độc nhất của nó (giống như việc lấy dấu vân tay) Cấu trúc của chất này sau đó được so sánh với một thư viện cấu trúc các chất đã biết Nếu không tìm ra được chất tương ứng trong thư viện thì nhà nghiên cứu, có thể dựa trên cấu trúc mới tìm được để phát triển các ý tưởng về cấu trúc hóa học Nói cách khác, nhà nghiên cứu thu được một dữ liệu mới và có thể đóng góp vào thư viện cấu trúc nói trên, sau khi tiến hành thêm các biện pháp để xác định chính xác loại hợp chất mới này

- Khi GC kết hợp với MS, nó sẽ trở thành 1 máy phân tích đa năng, các nhà nghiên cứu hóa học có thể hòa tan hỗn hợp các hợp chất hữu cơ, tách chiết và bơm vào máy

để nhận dạng chúng, hơn nữa các nhà nghiên cứu cũng xác định nồng độ của mỗi thành phần hóa chất

- Trong phân tích dược liệu, sắc ký khí rất thích hợp cho phân tích tinh dầu và các chất bay hơi Đặc biệt khi kết hợp với phổ khối kế và thư viện phổ, hệ thống GC-MS

có thể phân tích và cho biết thành phần của tinh dầu và các chất bay hơi rất nhanh và hiệu quả

- Các kết quả phân tích khối phổ trên hệ thống sẽ được so sánh với một cơ sở dữ liệu về khối phổ ESI-MS (được gọi là thư viện phổ) để xác định các chất phân tích

- GC-MS là sự kết hợp thành công của 2 kỹ thuật GC (sắc ký khí) và MS (khối phổ)

vì các hợp chất thích hợp để phân tích bằng phương pháp GC (khối lượng phân tử thấp, độ phân cực trung bình hoặc thấp, ở nồng độ (ppb-ppm) cũng tương thích với các yêu cầu của phương pháp MS và đều thực hiện quá trình phân tích ở pha hơi (cùng trạng thái) (Phạm Thanh Hiền, 2008)

Hình 1.10 Hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS

(http://www.thietbisinhhoc.com)

1.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về tinh dầu vỏ trái Citrus nhưng ở Việt

Nam chỉ mới có một số ít công trình nghiên cứu như:

- Khảo sát tinh dầu vỏ trái giống Citrus họ Rutaceae-Nguyễn Minh Hoàng Đại Học

Mở Tp HCM-2006 Khảo sát thành phần hóa học tinh dầu Bưởi da xanh, Cam sành, Chanh giấy và thử hoạt tính kháng khuẩn của các loại tinh dầu này

- Tách chiết tinh dầu và ankaloit từ quả Quất-Nguyễn Thị Lý, Lê Thị Đề Oanh, Phan Thị Bảo Vy Khoa Công nghệ Hóa Học-ĐHBK TP HCM-2009 đã tách và xác định thành phần hóa học của tinh dầu Quất, bước đầu chiết và định tính ankaloit có trong

nước quả Quất

- Ly trích tinh dầu vỏ trái và lá Tắc-Trịnh Hoàng Hiếu, Nguyễn Thị Bảo Trân, Lê Ngọc Thạch Tạp chí phát triển khoa học và công nghệ, tập 12, số 10-2009 Nhóm tác giả đã nghiên cứu ly trích tinh dầu từ lá và vỏ quả Tắc bằng hai phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước và chưng cát lôi cuốn hơi nước có sự kết hợp của chiếu xạ vi sóng, thử hoạt tính sinh học của tinh dầu lá và vỏ Tắc thu được từ hai phương pháp chưng cất trên

- Lương Đức Vinh, 2014 Nghiên cứu trích ly tinh dầu vỏ quả Bưởi năm roi Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.1.1 Nguyên liệu

Vỏ quả, thân, lá, rễ Bưởi da xanh Citrus grandis (L.) Osbeck được thu hái tại huyện

Trà Cú, tỉnh Trà Vinh Thời gian thu hoạch từ tháng 8 năm 2018 đến tháng 3 năm

2019

2.1.2 Dung môi và hóa chất

Phần thực nghiệm sử dụng cồn 96%, son phèn-lục iod, Na2SO4 khan

Dung môi dùng trong chiết xuất là nước cất

Các dung môi dùng trong sắc ký, phân lập, tinh chế là các dung môi tinh khiết phân tích

2.1.3 Dụng cụ, trang thiết bị

- Bộ chưng cất tinh dầu

- Tủ sấy, tủ sấy chân không, bơm chân không (Jeoitech, Nodel UV-12 (oven)/TRP-6 pump

- Cân phân tích BP 221S (Satorious)

- Kính hiển vi quang học CX-21 (Olympus)

- Các thiết bị thông dụng khác trong phòng thí nghiệm

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Nghiên cứu thực vật học

2.2.1.1 Khảo sát đặc điểm hình thái cây Bưởi da xanh

Khảo sát hình thái thực vật, mô tả đặc điểm thực vật học dựa trên quan sát toàn cây, thân, lá, hoa, rễ Bưởi da xanh

2.2.1.2 Khảo sát đặc điểm vi phẫu của bộ phận vỏ quả, thân, lá, rễ Bưởi da xanh

- Chọn mẫu: Dùng mẫu tươi

- Quan sát vi phẫu cắt ngang của vỏ quả, thân, lá, rễ sau khi nhuộm kép trên kính hiển vi

- Cắt vi phẫu: Cắt xuyên tâm theo chiều ngang bằng tay với lưỡi lam Chọn lát cắt thật mỏng để nhuộm

- Nhuộm vi phẫu theo phương pháp nhuộm son phèn-lục iod

Vi phẫu chuẩn bị xong soi bằng nước cất, quan sát dưới kính hiển vi quang học với vật kính 4X, 10X, 40X và ghi lại bằng cách chụp hình trực tiếp qua thị kính với máy ảnh

2.2.1.3 Khảo sát vi học bột dược liệu lá Bưởi da xanh

Dược liệu lá khô được xay mịn để làm mẫu khảo sát vi học Khảo sát bột dược liệu nhằm mục đích tìm ra các đặc điểm vi học đặc trưng giúp cho việc định danh cũng như phân biệt chống nhầm lẫn và giả mạo dược liệu nếu có Cấu tạo vi phẫu và bột của cùng một bộ phận dược liệu có liên quan chặt chẽ với nhau, bổ sung cho nhau, do đó

để nhận dạng các cấu tử trong bột dược liệu dễ dàng và chính xác nên cắt nhuộm

Các cấu tử của bột dược liệu quan sát dưới kính hiển vi quang học với vật kính 40X và ghi nhận lại bằng cách chụp hình trực tiếp qua thị kính với máy ảnh

2.2.2 Chiết bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước

Sơ chế vỏ Bưởi: Vỏ Bưởi tươi sau khi thu hái được rửa sạch sau đó gọt bỏ phần cùi trắng lấy phần vỏ xanh (không gọt nông quá tránh làm vỡ các túi chứa tinh dầu, cũng không gọt quá sâu sẽ có nhiều cùi trắng) để tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết và phương pháp hỗ trợ làm tăng hiệu suất chiết tinh dầu

2.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết tinh dầu

Tiến hành khảo sát lần lượt các yếu tố ảnh hưởng dựa trên nguyên tắc giữ nguyên các yếu tố cố định và thay đổi lần lượt các yếu tố cần khảo sát

2.2.3.1 Cách sơ chế

- Yếu tố cố định:

+ Khối lượng nguyên liệu: 200 g

+ Thời gian chiết: 120 phút

+ Tỷ lệ nguyên liệu-nước: (1:1)

+ Độ chia nhỏ: Cắt nhỏ (1-2 mm) bằng dao

- Yếu tố thay đổi: Cách sơ chế

+ Tươi: Sau khi thu vỏ Bưởi tươi tiến hành chiết ngay

+ Héo: Vỏ Bưởi tươi sấy ở 70 oC trong 45 phút

+ Khô: Vỏ Bưởi tươi sấy ở 70 oC trong 90 phút

2.2.3.2 Độ chia nhỏ

- Yếu tố cố định:

+ Khối lượng nguyên liệu: 200 g

+ Thời gian chiết: 120 phút

+ Tỷ lệ nguyên liệu-nước: (1:1)

+ Cách sơ chế: Vỏ Bưởi tươi

- Yếu tố thay đổi: Kích thước nguyên liệu

+ Cách sơ chế: Vỏ Bưởi tươi

+ Độ chia nhỏ: Xay nhuyễn (< 1 mm)

- Yếu tố thay đổi: Thời gian chiết từ 15 đến 120 phút

2.2.3.4 Tỷ lệ nước

- Yếu tố cố định:

+ Khối lượng nguyên liệu: 200 g

+ Cách sơ chế: Vỏ Bưởi tươi

+ Độ chia nhỏ: Xay nhuyễn (< 1 mm)

+ Thời gian chiết: 120 phút

- Yếu tố thay đổi: Tỷ lệ nguyên liệu-nước 1:1; 1:1,5; 1: 2; 1: 2,5; 1: 3

2.2.4 Phương pháp hỗ trợ làm tăng hiệu suất chiết tinh dầu

2.2.4.1 Thời gian siêu âm

- Yếu tố thay đổi: Siêu âm 5 phút; 10 phút; 15 phút; 20 phút; 25 phút; 30 phút

- Yếu tố cố định:

+ Khối lượng nguyên liệu: 200 g

+ Cách sơ chế: Vỏ Bưởi tươi

+ Độ chia nhỏ: Xay nhuyễn (< 1 mm)

+ Thời gian chiết: 120 phút

+ Tỷ lệ nguyên liệu-nước: (1:2)

2.2.4.2 Ngâm muối 3 giờ trước khi chiết

- Yếu tố thay đổi: Nồng độ muối NaCl 5%; 10%; 15%; 20%; 25%

- Yếu tố cố định:

+ Khối lượng nguyên liệu: 200 g

+ Cách sơ chế: Nguyên liệu Bưởi tươi

+ Độ chia nhỏ: Xay nhuyễn < 1 mm

+ Thời gian chiết: 120 phút

+ Tỷ lệ nguyên liệu-nước: (1:2)

2.2.5 Xây dựng quy trình chiết tối ưu

Tổng hợp kết quả từ các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp hỗ trợ đã khảo sát, xác định điều kiện chiết xuất tối ưu và xây dựng quy trình để thu được hiệu suất chiết tinh dầu cao nhất

2.2.6 Phân tích hàm lượng thành phần các hợp chất trong tinh dầu vỏ Bưởi

da xanh bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ Gas Chromatography Mass Spectometry

Tinh dầu Bưởi tươi đã được loại nước bằng Na2SO4 khan Cho vào lọ thủy tinh 2 mL

Gửi mẫu: Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng

TRUNG TÂM THIẾT BỊ KHOA HỌC & PHÂN TÍCH HÓA LÝ

03A, TL 29, phường Thạnh Lộc, Quận 12, Tp.HCM

ĐT: 08 38999198

Máy GC Agilent 6890N, MS 5973 inert

Cột HP5-MS, áp suất He đầu cột 9.3 psi

Chương trình nhiệt cho mẫu: 50 o

C giữ trong 2 phút sau đó tăng 2 oC/phút đến 80 oC, tăng 5 oC/phút đến 150 oC, tiếp tục tăng 10 oC/phút đến 200 oC, tăng 20 oC/phút đến

300 oC giữ trong 5 phút

Cách sơ

chế

Thời gian

Độ chia nhỏ

Lượng nước

Tác dụng siêu âm

Tác dụng ngâm muối

Quy trình chiết xuất tinh dầu thu được hiệu suất cao nhất

Thành phần hóa học của tinh dầu Bưởi

Nguyên liệu

Hình 2.11 Quy trình chiết xuất và khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu Bưởi da xanh