Đề tài Nghiên cứu tách chiết tinh dầu từ lá Quất

----------------------------------------- 2 1.1. Giới thiệu chung về cây Quất ---------------------------------------------------------- 2 1.1.1. Nguồn gốc và phân bố -------------------------------------------------------------- 2 1.1.2. Các vùng ở Việt Nam trồng nhiều Quất ---------------------------------------- 2 1.1.3. Đặc điểm thực vật ------------------------------------------------------------------- 2 1.1.4. Công dụng của cây Quất ------------------------------------------------------------ 3 1.2. Tổng quan về tinh dầu -------------------------------------------------------------------- 4 1.2.1. Khái niệm về tinh dầu -------------------------------------------------------------- 4 1.2.2. Phân loại các thành phần có trong tinh dầu ------------------------------------ 4 1.2.3. Tính chất vật lý và hóa học chung của tinh dầu -------------------------------- 7 1.2.4. Vai trò của tinh dầu trong đời sống thực vật ----------------------------------- 7 1.2.5. Sinh tổng hợp tinh dầu trong cơ thể thực vật ---------------------------------- 10 1.2.6. Ứng dụng của tinh dầu ------------------------------------------------------------- 13 1.3. Các phương pháp sản xuất tinh dầu -------------------------------------------------- 13 1.3.1. Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ------------------------------------- 14 1.3.2. Các phương pháp khác ------------------------------------------------------------- 17 1.3.2.1. Phương pháp chiết ------------------------------------------------------------- 17 1.3.2.2. Phương pháp ướp -------------------------------------------------------------- 18 1.3.2.3. Phương pháp ngâm ------------------------------------------------------------ 18 1.3.2.4. Phương pháp ép ---------------------------------------------------------------- 19 1.4. Các dạng sản phẩm trong quá trình tách chiết tinh dầu -------------------------- 19 1.5. Tình hình nghiên cứu về tinh dầu họ Citrus ---------------------------------------- 20 1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ----------------------------------------------- 20 1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ------------------------------------------------ 21 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU --------------- 22 2.1. Đối tượng nghiên cứu -------------------------------------------------------------------- 22 2.1.1. Nguyên liệu chính ------------------------------------------------------------------ 22 2.1.2. Dụng cụ - thiết bị - hóa chất ------------------------------------------------------ 22 2.2. Phương pháp nghiên cứu ---------------------------------------------------------------- 23 2.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu -------------------------------------------------------------- 23 2.2.2. Phương pháp chưng cất ----------------------------------------------------------- 23 2.2.3. Dự kiến quy trình tách chiết tinh dầu từ lá Quất ----------------------------- 24 2.2.4. Bố trí thí nghiệm -------------------------------------------------------------------- 26 2.2.4.1. Thí nghiệm xác định hàm lượng NaCl bổ sung trong nước ngâm, chiết ----------------------------------------------------------------------------------------- 26 2.2.4.2. Thí nghiệm xác định tỉ lệ nước/nguyên liệu ------------------------------ 27 2.2.4.3. Thí nghiệm xác định thời gian ngâm muối ------------------------------- 28 2.2.4.4. Thí nghiệm xác định thời gian chưng cất --------------------------------- 30 2.2.5. Phương pháp xác định hàm lượng ẩm trong nguyên liệu Quất ------------ 31 2.2.6. Phương pháp xác định các chỉ số hóa-lý và định danh các cấu tử thành phần của tinh dầu ---------------------------------------------------------------- 31 2.2.7. Phương pháp xác định tỉ lệ khối lượng tinh dầu ----------------------------- 32 2.2.8. Phương pháp xử lý số liệu -------------------------------------------------------- 32 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ----------------------- 33 3.1. Kết quả xác định hàm lượng NaCl trong nước ngâm, chiết -------------- 33 3.2. Kết quả xác định tỉ lệ nước/nguyên liệu (v/w) thích hợp ----------------- 34 3.3. Kết quả xác định thời gian ngâm nước thích hợp --------------------------- 36 3.4. Kết quả xác định thời gian chưng cất thích hợp ----------------------------- 37 3.5. Quy trình hoàn thiện tách chiết tinh dầu từ lá Quất ------------------------------- 38 3.6. Kết quả xác định hàm lượng ẩm trong nguyên liệu lá Quất ------------- 40 3.7. Kết quả xác định tỉ lệ khối lượng tinh dầu ----------------------------------------- 41 3.8. Kết quả đánh giá tính chất cảm quan và xác định các chỉ số lý- hóa của sản phẩm -------------------------------------------------------------------------------------------- 41 3.8.1. Mô tả tính chất cảm quan sản phẩm -------------------------------------------- 41 3.8.2. Kết quả xác định các chỉ số hóa- lý của sản phẩm --------------------- 42 3.9. Kết quả xác định thành phần hóa học của tinh dầu ------------------------------- 43 3.10. Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm trong phòng thí nghiệm ----------------- 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ -------------------------------------------------------- 47 1. Kết luận ------------------------------------------------------------------------------------- 47 2. Kiến nghị ----------------------------------------------------------------------------------- 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO --------------------------------------------------------------- 48 -i- LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô trong Khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã hết lòng giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức cơ bản về lĩnh vực công nghệ thực phẩm – là hành trang giúp em trở thành kỉ sư làm việc trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm. Em vô cùng biết ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô phụ trách Bộ môn Hóa, phòng thí nghiệm Hóa Cơ bản. Em xin chân thành cảm ơn TS. Hoàng Thị Huệ An, TS. Vũ Duy Đô đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài NCKH và thầy Vũ Duy Đô trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Qua đây, em cũng gởi lời cảm ơn chân thành tới các anh chị - chuyên viên ở Trung tâm Phân tích thí nghiệm thực hành, Đường số 2 Nguyễn Văn Thủ, Q.1, TP. Hồ Chí Minh. Xin cảm ơn gia đình và bạn bè em đã luôn động viên, giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến quý báu, giúp em hoàn thiện tốt hơn đề tài tốt nghiệp này. Nha Trang, ngày 20 tháng 6 năm 2012 Sinh viên thực hiện PHAN ANH QUỐC -ii- DANG MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT GC Gas chromatography Sắc ký khí GC-MS Gas chromatography-Spectroscopy Sắc ký khí ghép khối phổ Min Minute Phút v/w Volume/weight Thể tích/khối lượng w/v Weight/volume Khối lượng/thể tích IA Acide Index Chỉ số acide IS Saponification Index Chỉ số xà phòng IE Esters Index Chỉ số este DANH MỤC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 3.1. Kết quả xác định hàm lượng ẩm trong nguyên liệu lá Quất. 40 Bảng 3.2. Tỉ lệ khối lượng tinh dầu tách chiết từ lá Quất. 41 Bảng 3.3. Bảng mô tả tính chất cảm quan của tinh dầu lá Quất. 41 Bảng 3.4. Kết quả xác định các chỉ số hóa lí của tinh dầu lá Quất. 42 Bảng 3.5. Kết quả phân tích GC/MS của tinh dầu lá Quất. 43 Bảng 3.6. Ước tính chi phí nguyên vật liệu để tách tinh dầu từ 100kg lá 46 Quất. -iii- DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ HÌNH TRANG Hình 1.1. Hình ảnh cây Quất. 3 Hình 1.2. Hình hoa Quất. 3 Hình 1.3. Cấu trúc phân tử isopren và bộ khung cơ bản của các terpenoid 4 Hình 1.4. Công thức hóa học của một số hợp chất thường có trong tinh dầu. 6 Hình 1.5. Hình ảnh sự tập trung của tinh dầu trong lá. 12 Hình 1.6. Thiết bị chưng cất lôi cuốn hơi nước cổ điển. 14 Hình 2.1. Lá Quất. 22 Hình 2.2. Sơ đồ quy trình dự kiến tách chiết tinh dầu từ lá Quất. 25 Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ nuối bổ sung trong nước 26 ngâm, chiết. Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ nước bổ sung. 28 Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm nguyên liệu. 29 Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian chưng cất. 30 Hình 3.5. Quy trình hoàn thiện tách chiết tinh dầu từ lá Quất. 38 ĐỒ THỊ TRANG Đồ thị 3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ nước/lá Quất đến thể tích và tỉ lệ khối 33 lượng tinh dầu lá thu được. Đồ thị 3.2. Thể tích và tỉ lệ khối lượng tinh dầu lá thu được khi dùng 34 muối ở các nồng độ khác nhau. Đồ thị 3.3. Ảnh hưởng của thời gian ngâm nước đến thể tích và tỉ lệ khối 36 lượng tinh dầu lá thu được. Đồ thị 3.4. Tỉ lệ khối lượng tinh dầu lá thu được trong các thời gian 37 chưng cất khác nhau. -1- LỜI MỞ ĐẦU Tinh dầu thiên nhiên hiện nay là một sản phẩm khá thông dụng trên thị trường. Nó được ứng dụng tương đối phổ biến trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, dược phẩm, y học, mỹ phẩm và một số lĩnh vực khác Hiện nay, có nhiều phương pháp để chiết rút tinh dầu từ thực vật, trong đó có phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước đơn giản, dễ thực hiện và cho hiệu xuất thu hồi tinh dầu tương đối cao. Tinh dầu Citrus được sử dụng phổ biến do nó có mùi thơm dễ chịu, có tác dụng trị cảm, giảm stress và thanh nhiệtQuất thuộc họ Citrus nhưng chưa có công trình nào được nghiên cứu sâu về nó, đồng thời tận dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền để sản xuất tinh dầu có giá trị kinh tế cao. Được sự đồng ý của Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, dưới sự hướng dẫn của TS. Vũ Duy Đô, em đã nghiên cứu và thực hiện đề tài:“Nghiên cứu tách chiết tinh dầu từ lá Quất”. Mục đích nghiên cứu của đề tài là xây dựng quy trình công nghệ thích hợp cho việc chiết xuất tinh dầu từ lá Quất bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước đồng thời đánh giá chất lượng và khả năng ứng dụng làm hương liệu của nó. Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể xem là cơ sở khoa học ban đầu của việc xây dựng quy trình sản xuất tinh dầu từ lá Quất trên quy mô công nghiệp cũng như cung cấp những dẫn liệu khoa học về thành phần hóa học và tính chất lý-hóa cơ bản của tinh dầu lá Quất. Do kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu còn hạn chế cũng như khó khăn về điều kiện thực nghiệm, nguồn kinh phí eo hẹp nên mặc dù đã rất cố gắng song đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ bảo của quý thầy cô cũng như sự góp ý kiến từ các bạn sinh viên để đề tài này được hoàn thiện hơn. Nha Trang, ngày 20 tháng 6 năm 2012 Sinh viên thực hiện PHAN ANH QUỐC -2- Chương I. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu chung về cây Quất [19] Quất ở Miền Nam Việt Nam gọi là tắc, danh pháp hai phần: Citrus japonica (Japonica) là một giống Kim Quất, và là giống hay được trồng nhất trong các giống Kim Quất. 1.1.1. Nguồn gốc và phân bố [19] Cây có nguồn gốc từ Trung Quốc, Nhật Bản và chủ yếu được trồng trong chậu để làm cảnh trong dịp tết cổ truyền của một số nước Châu Á như: Việt Nam, Trung Quốc, Nhật Bản 1.1.2. Các vùng ở Việt Nam trồng nhiều Quất Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nên thích hợp cho cây Quất phát triển. Cây Quất được trồng với mục đích là làm cây cảnh trong ngày Tết cổ truyền của VIệt Nam. Nó tượng trưng cho sự no ấm, đầy đủ, thịnh vượng nên được nhiều người mua về làm cảnh trong những ngày Tết. Có thể nói cây Quất được trồng phổ biến khắp cả nước..Chẳng hạn: - Các tỉnh ở phía Bắc: Hà Nội, Hưng Yên, Nam Định, Hải Phòng, Quãng Ninh - Các tỉnh miền Nam Trung Bộ: Bình Định, Khánh Hòa, Phú Yên - Các tỉnh ở Tây Nam Bộ: TP.Hồ Chí Minh, Long An, Tiền Giang 1.1.3. Đặc điểm thực vật [18] - Cây gỗ nhỏ, phân cành nhiều,có thể tạo dáng dễ dàng. - Lá đơn, hình tròn hay ovan, nhẵn bóng, hình nêm ở gốc, có thu hẹp hay lõm ở đỉnh nguyên. - Thân hình tròn, thường không có gai, hoa mọc đơn hay mọc chùm, màu trắng, nhị hoa nhiều dính nhau ở gốc và ngắn hơn cảnh hoa. - Quả hình cầu hay hình trứng, có thể lõm ở đáy quả. Quả có màu xanh khi còn non và màu vàng sáng khi chín. Quả có 3-7 múi có 2-3 hạt, hạt đa phôi hay đơn phôi. -3- - Rễ cọc nếu được gieo từ hạt; rễ chùm nếu được chiết hay giâm. Rễ quất thường ăn nông. 1.1.4. Công dụng của cây Quất [17] Quất là cây cảnh có dáng đẹp, tán lá xanh thẩm, quả màu vàng da cam sáng rực, nên được nhiều người ưa chuộng trong ngày Tết. Không những vậy, sau khi chơi Tết xong các bộ phận của cây Quất còn có tác dụng chữa bệnh rất hữu ích. Sau đây là các công dụng của cây Quất. - Hoa Quất: Có tính ôn, vị cay, ngọt, đắng, có tác dụng lưu thông khí huyết. - Trái Quất: Theo đông y trái quất có vị chua ngọt tính ấm vào hai kinh tỳ và vị có tác dụng xúc tiến chức năng tiêu hóa chống đầy tức, dùng chữa các chứng ho do phong hàn, vùng thượng vị đầy tức, đau dạ dày, bụng chướng nổi hòn cục, nôn mửa, chán ăn, phụ nữ sau khi sinh bị đau bụng, giải độc, giải rượu - Hạt Quất: Có vị chua cay tính bình, dung chữa các bệnh về mắt, viêm họng, tiêu hạch - Lá Quất: Có vị đắng tính lạnh, vào các kinh, can tỳ và phế có tác dụng điều hòa cải thiện chức năng gan, kích thích tiêu hóa, chống nôn, tiêu hạch - Rễ Quất: Có vị chua cay tính ấm có tác dụng chữa đau dạ dày nôn ra thức ăn, nấc nghẹn, mụn nhọt Hình 1.1. Cây Quất Hình 1.2. Hoa Quất -4- 1.2. Tổng quan về tinh dầu [2 ,5, 8, 14, 15] 1.2.1. Khái niệm về tinh dầu Tinh dầu là những chất thơm hay chất mùi có trong một số bộ phận của cây cỏ (như hạt, rễ, củ, vỏ cây, hoa, lá, quả, dầu, nhựa cây) hay động vật (túi tinh dầu). Tinh dầu có trong các nguồn nguyên liệu trên với nồng độ rất khác nhau, có thể thay đổi từ phần triệu đến phần trăm. Khối lượng phân tử của các hợp chất có trong tinh dầu vào khoảng 300 amu. Khác với các loại dầu không bay hơi (glycerid, acid béo), tinh dầu tương đối dễ bay hơi. Đa số thành phần chính của các loại tinh dầu đều là các hợp chất terpenoid được cấu tạo từ các đơn vị isopren (C5H8) nối với nhau theo quy tắc “đầu nối với đuôi”. Terpenoid đơn giản nhất được cấu tạo từ 2 đơn vị isopren được gọi là monoterpenoid. Nếu có nhiều hơn 2 đơn vị isopren thì được gọi là sesquiterpenoid (ứng với 3 đơn vị isopren), diterpenoid (ứng với 4 đơn vị isopren), triterpenoid (ứng với 6 đơn vị isopren...). b) Bộ khung terpenoid cơ bản a) Phân tử isopren Hình 1.3. Cấu trúc phân tử isopren và bộ khung cơ bản của các terpenoid 1.2.2. Phân loại các thành phần có trong tinh dầu Thành phần tinh dầu được phân loại theo các cách sau: 1.2.2.1. Phân loại theo hàm lượng [5] Theo cách phân loại này các thành phần trong tinh dầu được chia thành 3 nhóm: -5- - Thành phần chính: là thành phần có hàm lượng trên 1%. Thành phần chính là tiêu chuẩn chủ yếu để đánh giá chất lượng tinh dầu. - Thành phần phụ: là thành phần có hàm lượng từ 0,1-1%. - Thành phần vết: là thành phần có hàm lượng không quá 0,1% trong toàn bộ tinh dầu. 1.2.2.2. Phân loại theo tính chất vật lý [8] Tinh dầu của mỗi loài thực vật là một hỗn hợp bao gồm hàng trăm hợp chất thuộc các nhóm hữu cơ khác nhau. Các hợp chất có trong tinh dầu thường được phân thành hai nhóm chính: - Nhóm thành phần dễ bay hơi: chiếm tới 90 – 95% tổng lượng tinh dầu. - Nhóm còn lại: gồm các hợp chất ít bay hơi chỉ chiếm 1 – 10%. Tỷ lệ các thành phần riêng lẻ có thể thay đổi rất lớn tùy theo giống cây trồng, điều kiện canh tác, mùa vụ và các bộ phận khác nhau của cây tuy nhiên số lượng của các thành phần là không thay đổi trong phạm vi loài. 1.2.2.3. Phân loại theo bản chất hóa học [14] Có nhiều cách phân loại tinh dầu theo bản chất hóa học sau đây là các cách phân loại. Các hợp chất trong tinh dầu được chia thành các nhóm: - Monoterpen mạch hở (ví dụ: myrcen, ocimen). - Monoterpen mạch vòng (ví dụ: p-cymen, pinen, sabinen). - Monoterpen mạch hở bị oxy hóa (như farnesol, linalool, neral). - Monoterpen mạch vòng bị oxy hóa (như terpineol, geraniol). - Sesquiterpen mạch hở (ví dụ: farnesen). - Sesquiterpen mạch vòng (ví dụ: copaen, humulen). - Sesquiterpen mạch hở bị oxy hóa (như nerolidol). - Sesquiterpen mạch vòng bị oxy hóa (như nootkaton, spathulenol). - Các hợp chất thơm (ví dụ: indol). - Các hydrocarbon mạch dài (như tetradecanal, dodecanal). -6- Hình 1.4. Công thức hóa học của một số hợp chất thường có trong tinh dầu -7- 1.2.3. Tính chất vật lý và hóa học chung của tinh dầu [5, 14] 1.2.3.1. Tính chất vật lý Để xác định tính chất vật lý của tinh dầu, thông thường người ta tiến hành xác định các chỉ số như tỷ trọng, chiết suất, tỷ lệ hòa tan trong cồn 900 ở 250C, nhiệt độ sôi, năng suất quay cực, màu sắc. Hầu hết tỷ trọng của các loại tinh dầu thường nhỏ hơn 1, do vậy chúng thường nhẹ hơn nước. Tuy nhiên, cũng có một vài tinh dầu có khối lượng riêng lớn hơn nước (như tinh dầu quế, tinh dầu đinh hương). Tinh dầu không tan hoặc rất ít tan trong nước nhưng chúng hòa tan tốt trong đa số các dung môi hữu cơ như eter, cồn... Mặc dù thành phần hóa học của mỗi loại tinh dầu là khác nhau, nhưng nhìn chung chúng có nhiệt độ sôi khoảng 1000C – 2000C, dễ bay hơi và có mùi thơm. Về màu sắc, tinh dầu thường không màu hoặc có màu vàng nhạt. Một số ít tinh dầu có màu (ví dụ: tinh dầu ngải cứu có màu xanh lơ, tinh dầu quế có màu nâu sẫm) là do sự có mặt của các hợp chất có màu được lôi kéo theo tinh dầu trong quá trình chiết xuất (ví dụ: màu xanh do có chlorophyll, màu vàng do có carotenoid,). Còn mùi và vị của tinh dầu chủ yếu gây ra do các cấu tử bị oxy hóa. 1.2.3.2. Tính chất hóa học Các thành phần trong tinh dầu là các hợp chất terpenoid (tức các hydrocarbon không no) nên chúng dễ bị thủy phân (nhất là ở nhiệt độ cao) và bị phân hủy bởi ánh sáng thành các hợp chất khác. Vì vậy, người ta thường bảo quản tinh dầu trong những lọ sẫm màu, có miệng nhỏ và đậy nút kỹ. 1.2.4. Vai trò của tinh dầu trong đời sống thực vật [16] Vấn đề về vai trò của tinh dầu trong đời sống của cây đã được đề cập tới trong rất nhiều công trình nghiên cứu. Theo quan niệm được trình bày trong các công trình khác nhau, vai trò của tinh dầu được quy tụ trong các nội dung sau đây: Theo Ph. X. Tanaxienco, 1985: - Bảo vệ cây khỏi các tác động của sâu bệnh. -8- - Che phủ các vết thương ở cây gỗ. - Ngăn chặn các bệnh do nấm. - Biến đổi sức căng bề mặt của nước trong cây, thúc đẩy sự vận chuyển nước, tăng hiệu quả của các phản ứng enzym. Theo Charabot cho rằng tinh dầu đóng vai trò như các chất dự trữ trong cây, nó có khả năng vận chuyển đến các phần khác nhau của cây, tại đây tinh dầu được sử dụng như một nguồn năng lượng hay tạo thành các sản phẩm mới có cấu trúc gần với nó. Theo quan điểm của Tschirch (1925) trong đời sống của cây, tinh dầu giữ vai trò quan trọng (tuy nhiên, theo tác giả chưa thể biết rõ đó là vai trò gì) và vì vậy không nên xếp tinh dầu vào nhóm các chất tiết một cách tuyệt đối. Khác với Charabot, Tschirch cho rằng đôi khi tinh dầu được “lưu giữ lại” trong các bể chứa tinh dầu và không tham gia vào các phản ứng tiếp theo. Theo Coxtrisep X. P. (1937) cho rằng tinh dầu có thể được xếp vào 2 nhóm chức năng: - Nhóm các tinh dầu có chức năng sinh lý được cây sử dụng trong quá trình sinh trưởng. - Nhóm các tinh dầu không có chức năng sinh lý, không được cây sử dụng, chúng đơn thuần chỉ là các chất tiết của cơ thể và được tích lũy trong các bể chứa tinh dầu. Như vậy, theo quan điểm này, các thành phần của tinh dầu được tích lũy trong tuyến tiết không có vai trò sinh lý trong hoạt động sống của cây. Trong khi đó theo quan điểm thông thường, tinh dầu thực vật chính là sản phẩm của quá trình tổng hợp và tích lũy do các cơ quan tiết đảm nhiệm. Những năm sau này, khi dùng carbon đánh dấu để nghiên cứu quá trình chuyển hóa tinh dầu trong cơ thể sống, Mutxtiatse (1985) đã chứng minh rằng, các thành phần tinh dầu được tích lũy trong tuyến tiết không phải là các chất tiết cố định mà còn tham -9- gia tích cực vào quá trình trao đổi chất của cây; do vậy thành phần hóa học của tinh dầu ở trong cây luôn luôn được đổi mới. Những năm gần đây, vai trò sinh lý của tinh dầu trong đời sống thực vật được thống nhất trong hầu hết các tài liệu đã công bố. Tuy nhiên, chức năng cụ thể của từng hợp chất còn phải được nghiên cứu sâu hơn. Qua các bằng chứng thực nghiệm, có thể khẳng định chắc chắn rằng, nhiều thành phần hóa học của tinh dầu, ví dụ một số acid có phân tử lượng thấp, rượu, các aldehid mạch vònglà những nguyên liệu khởi đầu để tổng hợp hàng loạt các chất có hoạt tính sinh học. Trong thành phần của tinh dầu, có thể gặp hàng loạt các chất khởi nguyên nói trên: các acid hữu cơ thường gặp gồm: acid acetic, acid valerianic, acid isovalerianic , và các rượu tương ứng với chúng; ngoài ra còn thường gặp các aldehid, các ester, một số terpenoid như geraniol, linalool, pharnesol, nerolydol Đó là những hợp chất liên quan tới nhiều kiểu cấu trúc hóa học khác nhau và tham gia vào các hệ thống đồng hóa khác nhau. Trong thành phần tinh dầu còn thường thấy các hợp chất có nhân thơm như aneton, pheniletilnol, benzaldehid, vanilin, thậm chí cả các hợp chất có chứa nitơ và lưu huỳnh. Vì vậy không thể lý giải vai trò của tinh dầu một các chung chung hoặc nhìn nhận vấn đề chỉ trong một vài giả thuyết cụ thể nào đó. Để đánh giá chính xác vai trò của tinh dầu trong hoạt động sống ở cây, cần phải tiến hành nghiên cứu từng thành phần riêng lẻ của tinh dầu hoặc các hợp chất có cấu trúc gần nhau. Hiện nay, các bằng chứng xác đáng chủ yếu tập trung vào sự tham gia của các thành phần tinh dầu trong quá trình trao đổi chất, có nghĩa là tinh dầu tham gia vào các quá trình sinh lý hóa bên trong tế bào. Và nhiều kết quả nghiên cứu gần đây đã chứng minh rằng, một số dạng terpenoid của tinh dầu như các geraniol, linalool, farnesol thường có mặt trong hầu hết các cơ thể sống ở tất cả các mức độ tiến hóa khác nhau, từ các vi sinh vật, các loài thực vật bậc thấp, thực vật bậc cao, đến cả động vật cũng như con người. Các terpen được hình thành từ 2,3 hoặc nhiều phân tử isopren (C5H6) và isopren lại là một trong những hợp chất cơ sở để tạo thành các carotenoid, các steroid -10- và cao su. Các kết quả nghiên cứu tiếp theo đã xác nhận rằng, quá trình sinh tổng hợp trong mọi cơ thể thực vật đều bắt nguồn từ hợp chất ban đầu là acid acetic qua các sản phẩm trung gian là acid mevalonic, isopentenil pirophosphat đến geranil và farnesil phosphat. Bằng thực nghiệm, người ta đã chứng minh được các chuỗi carbon trong các phân tử geraniol, linalool, farnesol và nerolidol là những sản phẩm trung gian chủ yếu trong quá trình sinh tổng hợp các terpenoid có hoạt tính sinh học như các phyton, hocmon steroid, acid mật, các vitamin D, vitamin K, vitamin E, các carotenoid, các chất kích thích sinh trưởng thuộc nhóm giberilinMột số hợp chất thường gặp trong thành phần của tinh dầu như linalool, farnesol, nerolidolluôn có mặt trong hầu hết các hoạt động sống của cây. 1.2.5. Sinh tổng hợp tinh dầu trong cơ thể thực vật [16] Hiện tồn tại hai giả thuyết về quá trình tổng hợp và tích lũy tinh dầu: - Một số tác giả cho rằng tinh dầu được tổng hợp ở các tế bào không phụ thuộc cấu trúc tiết và chuyển dần vào tuyến tiết. Theo quan điểm này, cấu trúc tiết được coi như cơ quan đảm nhận vai trò tích lũy sản phẩm. Cơ sở của giả thuyết trên chủ yếu dựa trên các kết quả quan sát thấy sự có mặt của một số giọt tinh dầu và một số men tham gia vào quá trình tổng hợp tinh dầu ở các tế bào nằm ngoài tuyến tiết. Liên quan tới giả thuyết nói trên, nhiều nhà khoa học đã chứng minh mối liên quan trực tiếp giữa tinh dầu với các hợp chất hữu cơ khác trong mô thực vật: lignin, glucosid - Những năm sau này, với các phương tiện nghiên cứu hiện đại, hầu hết các tác giả đã thừa nhận rằng, cấu trúc tiết là cơ quan chuyên hóa làm nhiệm vụ tổng hợp và tích lũy tinh dầu. Theo quan điểm này, các tế bào tiết (nằm trong thành phần cấu trúc tiết) làm nhiệm vụ tổng hợp tinh dầu, và theo một cơ chế nào đó, tinh dầu được vận chuyển, tập trung ở cấu trúc chuyên biệt gọi là khoang chứa tinh dầu. Bằng chứng của giả thuyết này được các tác giả nêu ra bởi sự có mặt đầy đủ tất cả các hệ men tham gia tổng hợp tinh dầu trong các tế bào của cấu trúc tiết. Cho đến nay hầu như không có nhà nghiên cứu nào nghi ngờ giả thuyết này, tuy nhiên không ít vấn đề liên quan còn chưa được sáng tỏ hoàn toàn. Trước hết, khi thừa nhận vai trò sinh học của tinh dầu trong -11- đời sống thực vật, đồng thời cũng thừa nhận có sự vận chuyển tinh dầu từ trong cấu trúc tiết ra các mô xung quanh để tham gia vào các quá trình chuyển hóa, vậy tại sao không có sự vận chuyển ngược lại?. Nhiều năm trở lại đây, hầu hết các nhà nghiên cứu theo hướng này đều tập trung làm sáng tỏ sự định khu của các phản ứng. Vấn đề dễ thừa nhận là sự tổng hợp tinh dầu là một quá trình bao gồm hàng loạt các phản ứng hóa học. Tùy theo mức độ phức tạp của cấu trúc, mỗi hợp chất có thể phải trải qua nhiều phản ứng hóa học khác nhau. Mỗi phản ứng cần một hệ thống men xác định, vì vậy nghiên cứu sự có mặt của các hệ men cụ thể ở các cơ quan khác nhau có thể là cơ sở để nghiên cứu sự định khu của các phản ứng. Cho đến nay, vẫn tồn tại hai quan điểm về sự định khu của các phản ứng tổng hợp: - Đa số các tác giả khi nghiên cứu quá trình sinh tổng hợp tinh dầu đã cho rằng mỗi hợp chất được tổng hợp ở một cơ quan nhất định. Điều đó có nghĩa là ở mỗi cơ quan tử có thể bao gồm một hệ thống men đảm bảo cho một loạt phản ứng xảy ra. - Một số tác giả khác lại đề xuất giả thuyết “dây chuyền phản ứng”. Theo quan điểm này, mỗi hợp chất trước khi được đưa vào tích lũy trong khoang chứa cần phải qua các phản ứng ở nhiều cơ quan tử khác nhau. Giả thuyết này dựa trên sự có mặt rất hạn chế các hệ men ở các cơ quan khác nhau. Từ những số liệu trên, các nhà nghiên cứu cho rằng mỗi cơ quan tử chỉ phụ trách một hoặc một số ít các phản ứng hóa học xác định và quá trình tổng hợp các hợp chất xảy ra theo một dây chuyền liên tục từ cơ quan tử này sang một cơ quan tử khác. Mặc dù các vấn đề được đặt ra còn có nhiều bất đồng, song những nghiên cứu đều khẳng định rằng, tất cả các phản ứng tổng hợp đều xảy ra trên bề mặt của màng các cơ quan tử và tế bào. Đồng thời cũng thống nhất rằng, hệ thống ống nội bào có nhiệm vụ thu hồi và vận chuyển các hợp chất tinh dầu tới khoang chứa. Ở mỗi cơ quan của thực vật, trong các giai đoạn phát triển khác nhau, các quá trình tổng hợp và biến đổi của tinh dầu xảy ra không như nhau. Điều này giải thích sự -12- khác biệt về hàm lượng và thành phần tinh dầu trong các cơ quan của cùng một cây hoặc ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau trong quá trình phát sinh cá thể. Quá trình tổng hợp tinh dầu được điều khiển chặt chẽ bởi hệ thống gen, tuy nhiên hoạt hóa các tổ hợp gen lại có mối liên quan khá chặt chẽ với điều kiện ngoại cảnh. Vì vậy, quá trình tổng hợp tinh dầu trong cây là kết quả của hiệu ứng “kiểu gen – môi trường”. Nguyên liệu cho quá trình sinh tổng hợp tinh dầu trong cây từ lâu đã được thừa nhận là các sản phẩm của quá trình quang hợp và sự tổng hợp tinh dầu cũng chỉ xảy ra trong điều kiện được chiếu sáng. Song gần đây, người ta cũng đã chứng minh được rằng quá trình tổng hợp tinh dầu cũng có thể xảy ra cả trong điều kiện không có ánh sáng và trong trong trường hợp này rõ ràng nguyên liệu cho quá trình tổng hợp là các sản phẩm trung gian của quá trình hô hấp. Sự tổng hợp tinh dầu trong cây là một quá trình vô cùng phức tạp và đây cũng là vấn đề còn nhiều tranh cãi và cần phải nghiên cứu tiếp tục trong thời gian tới. Hình 1.5. Hình ảnh sự tập trung của tinh dầu trong lá -13- 1.2.6. Ứng dụng của tinh dầu [5] 1.2.6.1. Trong công nghệ thực phẩm Tinh dầu giữ vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất các loại bánh kẹo, thức uống. Mặc dù sử dụng với lượng vô cùng nhỏ và dưới những dạng khác nhau, tinh dầu đã góp phần tạo hương cho các loại thức ăn, đồ uống, làm cho chúng thêm phần hấp dẫn. Gần đây, nhờ hoạt tính kháng vi sinh vật và khả năng chống oxi hóa ưu việt của nó, trong công nhệ thực phẩm cũng đã xuất hiện xu hướng sử dụng tinh dầu như một chất bảo quản thực phẩm tự nhiên và an toàn thay cho các chất bảo quản tổng hợp. 1.2.6.2. Trong y học Tinh dầu là loại dược phẩm được sử dụng nhiều nhất trong y học cổ truyền. Mỗi loại tinh dầu có thành phần hóa học và cấu phần chính khác nhau nên những hoạt tính trị bệnh cũng khác nhau, có loại tác dụng lên hệ thần kinh trung ương, có loại lại kích thích dịch tiêu hóa, dịch dạ dày, dịch ruột và dịch mật. Vì vậy, chúng được điều chế thành thuốc chữa trị các bệnh về đường hô hấp, tuần hoàn, tiêu hóa, chữa đau bụng, nôn mửa, xoa bóp các chỗ đau, giảm mệt mỏi và kích thích hoạt động của cơ bắp. Ví dụ: tinh dầu bạc hà có hàm lượng mentol cao có tác dụng kích thích các đầu dây thần kinh, gây cảm giác lạnh và giảm đau tại chỗ do đó được dùng làm chế phẩm cao xoa, dầu xoa; tinh dầu hương nhu cung cấp eugenol dùng làm thuốc sát trùng, thuốc giảm đau, chất dùng trong việc trám răng tạm thời; tinh dầu thuộc họ cam quýt dùng làm thuốc kích thích tiêu hóa, trị cảm... 1.2.6.3. Trong công nghiệp sản xuất mỹ phẩm Ngày nay, ngành công nghiệp mỹ phẩm phát triển rất mạnh, tinh dầu không những được sử dụng trực tiếp trong các spa cao cấp mà chúng còn là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất các sản phẩm như: nước hoa, kem đánh răng, xà phòng thơm, dầu gội đầu, các loại kem dưỡng da, son môi... 1.3. Các phương pháp sản xuất tinh dầu [4, 5, 14] Hiệu suất và chất lượng tinh dầu cần tách phụ thuộc vào đặc tính lý-hóa của tinh dầu cần tách, bộ phận mà chất thơm chứa trong nguyên liệu và phương pháp chiết xuất. -14- Các phương pháp chiết xuất tinh dầu thông dụng là chưng cất, chiết, ướp ngâm và ép. 1.3.1. Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước (Hydrodistillation) 1.3.1.1. Nguyên lí của phương pháp...ếp tục tăng lượng nước ngâm lên thì lượng tinh dầu thu được không tăng lên mà lại giảm. Cụ thể, khi tăng lên 7/1(v/w) thì lượng tinh dầu thu được là 0,5ml và tăng lên 8/1(v/w) thì lượng tinh dầu thu được chỉ còn 0,47ml hay 0,44% (w/w) so với mẫu. Do vậy, ta chọn tỉ lệ nước/nguyên liệu: 6/1(v/w) là thông số tối ưu. Kết quả trên có thể giải thích như sau: Khi tiến hành gia nhiệt hỗn hợp nguyên liệu và nước, nước sẽ có tác dụng thẩm thấu qua màng tế bào và xâm nhập vào bên trong các tế bào chứa tinh dầu làm chúng trương phồng lên và tới lúc nào đó khi sức chịu đựng của màng không đủ, nó sẽ bị phá vỡ và giải phóng tinh dầu ra ngoài và bị lôi cuốn theo hơi nước. Trong trường hợp sử dụng lượng nước quá thấp sẽ không đủ để hòa tan lượng chất keo có trên màng tế bào làm giảm tốc độ thẩm thấu của hơi nước và độ khuếch tán của tinh dầu. Đồng thời, khi lượng nước quá ít thì áp lực tạo ra không đủ để phá vỡ hoàn toàn các túi tinh dầu cũng như không tạo đủ lượng hơi cần thiết để lôi cuốn tinh dầu ra khỏi hỗn hợp. Do đó, lượng tinh dầu thu được sẽ ít. Trường hợp ngược lại khi tỉ lệ nước/nguyên liệu quá cao thì các cấu tử có tính phân cực trong tinh dầu(andehyt,este, ceton) sẽ hòa tan vào nước làm tổn hao tinh dầu thu được. Hơn nữa, khi đó nồng độ của dung dịch sẽ giảm xuống muốn trích ly toàn bộ tinh dầu trong đó thì đòi hỏi phải tăng thời gian chưng cất nhưng tại đây thời gian được cố định ở 60phút nên lượng tinh dầu thu được sẽ ít hơn. Theo kết quả trên, ta chọn tỉ lệ nước/nguyên liệu tối ưu là 6/1. -36- 3.3. Kết quả xác định thời gian ngâm nước thích hợp Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở hình 3.3 (bảng PL3.3) 0.8 0.8 0.71 0.66 0.7 0.7 0.63 0.65 0.64 0.6 0.61 0.56 0.59 0.6 0.57 0.6 0.6 0.53 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 Thể tích tinh dầu (ml) Tỉ lệ khối lượng tinh dầu(%) 0.1 0.1 0 0 0 1 2 3 4 5 Thời gian ngâm nước (h) Thể tích tinh dầu (ml) Tỉ lệ khối lượng tinh dầu (%) Hình 3.3. Ảnh hưởng của thời gian ngâm nước đến thể tích và tỉ lệ khối lượng tinh dầu lá thu được Thảo luận Ta thấy khi tăng thời gian ngâm lên thì lượng tinh dầu lá thu được cũng tăng theo và đạt cực đại khi ngâm ở 3h là 0,71ml hay chiếm tỉ lệ khối lượng 0,66% so với khối lượng mẫu. Tuy nhiên, khi ta tiếp tục tăng thời gian ngâm lên 4h thì thể tích tinh dầu thu được là 0,64ml (0,6% w/w), tăng đến 5h thì lượng tinh dầu thu được lại giảm, cụ thể khi ngâm 5h thì lượng tinh dầu chỉ thu được 0,57ml (0,53% w/w) tức là giảm đi 0,14ml hay 19,7 % thể tích so với ngâm trong 3h. Nếu ngâm trong thời gian quá ngắn thì chưa đủ thời gian để nước thẩm thấu và phát huy các tác dụng tích cực của nó đối với quá trình thu hồi tinh dầu. Ngược lại, nếu ngâm trong thời gian quá dài thì một số cấu tử kém bền có thể bị phân hủy bởi ánh sáng môi trường xung quanh tạo thành các cấu tử dễ bay -37- hơi và thất thoát ra môi trường nên lượng tinh dầu thu được cũng sẽ giảm. Do vậy thời gian ngâm để chưng cất tinh dầu lá tối ưu là 3h. 3.4 . Kết quả xác định thời gian chưng cất thích hợp Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở hình 3.4. (bảng PL 3.4) 0.7 0.67 0.67 0.67 0.65 0.61 0.6 0.53 0.5 0.45 0.37 0.4 0.3 0.3 0.2 0.14 Tỉ lệ khối lệ Tỉ lượng tinh dầu(%) 0.1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Thời gian chưng cất (phút) Tỉ lệ khối lượng tinh dầu (%l) Hình 3.4. Tỉ lệ khối lượng tinh dầu trong các thời gian chưng cất khác nhau Thảo luận Nhìn vào đồ thị chúng ta thấy tỉ lệ khối lượng tinh dầu lá Quất tăng theo nhanh trong thời gian đầu và tăng chậm ổn định trong các thời gian chưng cất tiếp theo. Tuy nhiên, cũng không có nghĩa là sẽ tỉ lệ thuận với thời gian chưng cất. Cụ thể, tinh dầu lá tăng nhanh trong 20 phút đầu tiên (0,32ml) tương đương với tỉ lệ khối lượng là (0,3%) sau đó tăng chậm và ổn định trong 40 phút tiếp theo sau đó tăng chậm dần và đạt cực đại khi chưng cất được 80 phút (0,71ml) tương đương với tỉ lệ khối lượng là (0,67%) và không tăng thêm được nữa khi tiếp tục chưng cất. Điều này được giải thích như sau: Lúc đầu, nguyên liệu lớn, tinh dầu nhiều, tốc -38- độ khuếch tán và bay hơi cao nên lượng tinh dầu thu được tăng nhanh, còn ở giai đoạn sau thì lượng tinh dầu trong nguyên liệu giảm nên tốc độ bay hơi giảm và cho đến khi tinh dầu trong nguyên liệu hết thì tinh dầu không bay hơi nữa. Do vậy, thời gian chưng cất tối ưu của mẫu lá Quất là 80 phút. 3.5. Quy trình hoàn thiện tách chiết tinh dầu từ lá Quất Lá Quất Xử lý Tỷ lệ nước/nguyên liệu(v/w): 6/1 Xay Thời gian xay: 2 phút Nồng độ NaCl(w/v): 0% Ngâm Thời gian ngâm nước : 3h Chưng cất lôi cuốn hơi nước Thời gian chưng cất: 80 phút Ngưng tụ Phân ly Tinh dầu thô Làm khan Na2SO4 khan Lắng, gạn Tinh dầu lá Hình 3.5. Quy trình hoàn thiện tách chiết tinh dầu từ lá Quất -39- Thuyết minh quy trình: - Chuẩn bị nguyên liệu: Chọn những lá Quất tươi, màu xanh bóng và đạt được độ trưởng thành. Sau đó rửa sạch và làm ráo, để loại bỏ các bụi bẩn và tạp chất có trên nguyên liệu. Tiến hành cân mỗi mẫu thí nghiệm 100g và cắt nhỏ sơ bộ nguyên liệu tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình sau. Trong trường hợp số lượng mẫu lớn, sau khi rửa sạch có thể bảo quản đông trong túi PE và buột kín miệng túi, để chủ động nguồn nguyên liệu và đảm bảo chất lượng tinh dầu tạo ra. - Xay: Cho nguyên liệu vào máy xay và thêm với nước sao cho tỷ lệ nước/nguyên liệu là 6/1 (v/w). Xay nhỏ nguyên liệu trong 2 phút. Sau đó, chuyển hỗn hợp nguyên liệu vào bình cầu của thiết bị chưng cất. - Ngâm: Chuyển hỗn hợp sau khi xay vào bình cầu của thiết bị chưng cất lôi cuốn hơi nước theo kiểu Clevenger (có hoàn lưu nước chưng),lắp kín thiết bị và phủ kín không cho ánh sáng tiếp xúc trực tiếp với hỗn hợp, để yên trong 3 giờ. - Chưng cất: Tiến hành chưng cất hỗn hợp nguyên liệu đã xử lý dưới áp suất khí quyển (nhiệt độ dưới 1000C, cụ thể: bình cầu được gia nhiệt bằng bếp điện có nút điều chỉnh dòng điện, đồng thời hơi trong bình cầu bốc lên sẽ được ngưng tụ hoàn toàn tại ống sinh hàn. Đồng thời, tại ống sinh hàn có van xả khí thông với bên ngoài trong trường hợp nếu hơi ngưng tụ không hoàn toàn. Để tránh làm tăng áp suất bên trong ảnh hưởng đến thiết bị. Do đó, áp suất trong bình cầu sẽ bằng áp suất khí quyển) trong 80 phút để thu hồi tinh dầu. - Ngưng tụ: Hỗn hợp hơi nước và tinh dầu thoát ra được đi vào ống sinh hàn của thiết bị chưng cất, dưới tác dụng của nước có trong ống sinh hàn có nhiệt độ thấp, sẽ chuyển hóa hỗn hợp trên từ dạng hơi sang dạng lỏng và sau đó được chảy vào bộ phận ngưng tụ của thiết bị. - Phân ly: Để yên cho hỗn hợp thu được trong bộ phận ngưng tụ đến khi tách hoàn toàn thành 2 pha: tinh dầu nhẹ hơn nước sẽ ở phía trên, nước sẽ ở -40- phía dưới. Mở van xả trên ống ngưng tụ cho nước phía dưới thoát ra, cho đến khí hết. Sau đó, cho lớp tinh dầu bên trên chảy vào bình hứng để thu tinh dầu thô. - Làm khan: Làm khan bằng Na2S04 vì nó có tính hút nước. Thêm Na2SO4 khan vào bình chứa tinh dầu thô, vừa cho vào vừa lắc đều cho đến khi quan sát thấy các tinh thể muối Na2SO4 bắt đầu rời ra. Số lượng Na2SO4 khan phụ thuộc vào lượng nước sau phân ly nhiều hay ít và tại thí nghiệm của chúng tôi thì lượng Na2SO4 khan sử dụng là 3%. - Lắng gạn- Thu tinh dầu: Để lắng hỗn hợp trên. Cho phần tinh dầu đã làm khan bên trên chảy qua ống xiphông vào bình chứa sản phẩm. Sản phẩm tinh dầu thu được cho vào các bình chứa hay lọ sẫm màu, đậy kín, bảo quản trong tối ở 2-40C cho đến khi đem phân phối. 3.6. Kết quả xác định hàm lượng ẩm trong nguyên liệu lá Quất Bảng 3.1. Kết quả xác định hàm lượng ẩm trong nguyên liệu lá Quất Mẫu Thí Cốc trước khi Cốc sau khi Độ ẩm Độ ẩm nghiệm sấy G1(g) sấy (%) trung bình G2(g) (%) Lá 1 34,58 33,38 60,1 Quất 60,8 2 34,39 33,16 61,65 3 34,23 33,01 60,55 Kết quả cho thấy hàm lượng ẩm trong nguyên liệu lá Quất không cao. Do đó, khi tách chiết tinh dầu phải cần một lượng nước tương đối nhiều mới phát huy hiệu quả quá trình thẩm thấu vào các mô nguyên liệu, phá hủy hệ keo, và lôi cuốn các thành phần hữu cơ trong tinh dầu. Cụ thể, như kết quả thí nghiệm ở trên thì lượng nước cần dùng là 6/1 (v/w). -41- 3.7. Kết quả xác định tỉ lệ khối lượng tinh dầu Bảng 3.2. Tỉ lệ khối lượng tinh dầu tách chiết từ lá Quất Thí Khối lượng nguyên Thể tích tinh Tỉ lệ khối lượng tinh Nghiệm liệu tươi (g) dầu (ml) dầu (% w/w) 1 100,00 0,70 0,67 2 100,01 0,71 0,67 3 100,01 0,71 0,67 Trung bình 100,01 0,71 0,67 Tiến hành chưng cất tinh dầu theo các thông số đã tối ưu ở trên để xác định hiệu suất của quá trình tách tinh dầu lá Quất bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Kết quả thu được thể hiện trên (bảng 3.2) cho thấy hiệu suất tách tinh dầu chấp nhận được (khoảng 0,67% w/w ) tính theo nguyên liệu tươi. 3.8. Kết quả đánh giá tính chất cảm quan và xác định các chỉ số lý- hóa của sản phẩm 3.8.1. Mô tả tính chất cảm quan sản phẩm Một số tính chất cảm quan sản phẩm thu từ qui trình đề xuất được thể hiện ở bảng 3.3. Bảng 3.3. Bảng mô tả tính chất cảm quan của tinh dầu lá Quất Chỉ Tiêu Tính chất cảm quan Độ trong suốt Màu sắc Mùi Vị Trong suốt Màu vàng nhạt Mùi thơm nồng, Có vị đắng Kết quả hấp dẫn, đặc trưng của tinh dầu lá Quất -42- 3.8.2. Kết quả xác định các chỉ số hóa- lý của sản phẩm Kết quả xác định các chỉ số hóa- lý của tinh dầu lá Quất thu từ qui trình đề xuất được thể hiện ở bảng 3.4 (xem các bảng PL4.1, bảng PL4.2, bảng PL4.3, bảng PL4.4). Bảng 3.4. Kết quả xác định các chỉ số hóa- lý của Tinh dầu lá Quất Tỷ Tỷ lệ Tinh dầu Chỉ số Chỉ số xà Chỉ số este trọng hòa tan trong acid phòng hóa (IE) 0 Sản phẩm (d25) cồn 90 ,ở (IA) (IS) 250C(v/v) Tinh dầu lá 0,936 1,5/2 3,6465 34,5 30,8535 Từ kết quả bảng 3.4 chúng tôi có một vài nhận xét như sau: Giá trị tỷ trọng của tinh dầu lá Quất ở 250C nhỏ hơn 1, điều này chứng tỏ nó nhẹ hơn nước và trong thành phần tinh dầu Quất có chứa nhiều hợp chất kém phân cực và dễ bay hơi (có thể là alcol, andehyt, xeton). Như vậy, tinh dầu lá Quất cũng như đa số các loại tinh dầu khác đều kém bền nhiệt, do đó cần bảo quản chúng ở nhiệt độ thấp để hạn chế các biến đổi xấu ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu thành phẩm. Ngoài ra, tinh dầu chiết từ lá có tỷ trọng lớn và gần bằng 1(d25 = 0,936) có thể chứng minh trong thành phần tinh dầu lá có chứa các hợp chất kém phân nên dễ hòa tan trong môi trường nước chưng cất. Điều này cũng góp phần giải thích tại sao lượng tinh dầu thu được từ lá lại ít (0,71ml). Tỷ lệ tinh dầu hòa tan trong Cồn 900, ở 250C(v/v) của lá Quất cao, điều đó chứng tỏ trong thành phần tinh dầu lá có chứa nhiều hợp chất phân cực nên dễ tan trong nước và đặc biệt dễ bị tổn hao trong môi trường chưng cất có bổ sung muối, vì muối sẽ làm tăng tính phân cực của hỗn hợp. Do đó, khi chưng cất nguyên liệu có NaCl không những lượng tinh dầu thu được không tăng lên mà còn giảm đi đáng kể ( từ 0,71ml xuống còn 0,3ml ở nồng độ 10%). -43- Chỉ số acid (IA) của tinh dầu Quất thấp chứng tỏ tinh dầu khá bền, khó bị nhựa hóa hay biến chất. Tuy nhiên, khi so sánh các chỉ số IA, IS, IE của tinh dầu Quất so với tinh dầu từ các loại Citrus khác thì giữa chúng có sự khác biệt lớn. Điều này có thể được lý giải là do sự khác biệt về mặt thành phần hóa học sẽ được phân tích sau đây. Chỉ số xà phòng hóa (IS) và chỉ số este (IE) của tinh dầu lá cao chứng tỏ tinh dầu lá có chứa nhiều hợp chất este có thể sôi và bay hơi ở nhiệt độ thấp. Nếu nhiệt độ cao nó sẽ bị phân hủy tạo các sản phẩm phụ và làm tổn thất tinh dầu thu hồi, đặc biệt khi chưng cất có muối vì khi có muối thì sẽ làm tăng nhiệt độ sôi của hỗn hợp. 3.9. Kết quả xác định thành phần hóa học của tinh dầu Thành phần hóa học của tinh dầu lá Quất được xác định bằng phương pháp sắc kí khí, ghép khối phổ GC/MS. Kết quả phân tích mẫu tinh dầu được thể hiện trong bảng 3.5 (phổ MS của một số cấu tử chính trong tinh dầu lá Quất, (phụ lục 7)) Kết quả xác định thành phần hóa học của tinh dầu lá Quất được thể hiện dưới bảng 3.5. Bảng 3.5. Kết quả phân tích GC/MS tinh dầu lá Quất STT Tên % 1 alpha-Phellandrene 0,12 2 á-cis-Ocimene 1,19 3 Bicyclo 4.1.0 heptane,7-(1-methylethylidene) 0,12 4 beta-Pinene 3,25 5 2-Cyclohexen-1-ol,4-ethyl-1,4-dimethyl 6,39 6 beta-Myrcene 0,55 7 Tricyclene 0,59 8 Limonene 1,73 9 Eucalyptol 1,84 10 Camphene 2,37 11 Terpinen 0,16 -44- 12 á-Linalool 7,74 13 1,3,8-P-Menthatriene 0,35 14 p-Menth-1-en-4-ol 0,30 15 p-Menth-1-en-8-ol 0,46 16 Decanal 0,39 17 p-Menth-3-ene,2-isopropenyl-1-vinyl- 0,30 18 p-Menth-1-en-4-ol, acetate 1,91 19 p-Menth-1-en-8-ol, acetate 0,12 20 Xem phổ 0,07 21 Cyclobuta[1,2:3,4]dicyclopentene,1,2,3,3a,3bá 0,13 22 Cyclohexane,2,4-diisopropenyl-1-methyl-1-vinyl- 1,45 23 Bycyclo[7.2.0]undec-4-ene,4,11,11-trimethyl-8- 3,19 methylene- 24 1,5-Cycloundecadiene,8,8-dimethyl-9-methylene- 0,57 25 Cadinene 0,28 26 alpha-Caryophyllene 0,57 27 Germacrene D 8,47 28 Eudesma-4(11),11-diene 2,80 29 Germacrene B 2,19 30 Cadia-3,9-diene 0,20 31 o-Menth-8-ene-4-methenol, à, à-dimethyl-1-vinyl- 0,83 32 Nerolidol 18,80 33 1H-Cycloprop e azulen-4-ol,decahydro-1,1,4,7- 0,71 tetramethyl 34 Spathulenol 1,02 35 Guai-1(10)-en-11-ol 1,02 36 Eudesma-4(14)-en-11-ol 0,47 -45- 37 Linalyl propanoate 0,51 38 Eudesmol 3,41 39 Hinesol 4,01 40 Xem phổ 4,93 41 Guaiol 12,48 42 Kauran-18-al,17-(acetyloxy)-,(4beta)- 1,17 43 5-Azulenemethanol,1,2,3,4,5à,6,7,8-octahydro- 0,26 à,à,3á,8á-tetramethyl-,acetate 44 Phytol 0,57 100,00 Từ kết quả phân tích ở bảng 3.5 ta có thể phân loại các cấu tử trong hỗn hợp ra thành các nhóm sau: Thành phần tinh dầu lá Quất có chứa rất nhiều cấu tử (44 cấu tử), chiếm diện tích lớn nhất là Nerolidol, tiếp theo là Guaiol và các hợp chất như Linalool; Cyclohexane,2,4- diisopropenyl-1-methyl-1-vinyl-; Bycyclo[7.2.0]undec-4-ene,4,11,11-trimethyl-8-methylene-; 1,5-Cycloundecadiene,8,8-dimethyl-9-methylene-,đây là các hợp chất thuộc nhóm ancol. Ngoài ra, còn có nhiều este như p-Menth-1-en-4-ol, acetate; p-Menth-1-en-8-ol, acetate, Cadia-3,9-diene và có chứa nhiều nhóm terpen như Limonene; Cadinene; Terpinen và các nhóm acid, aldehyt khác. Như vậy, tinh dầu lá Quất có chứa nhiều thành phần phân cực nên khi sử dụng dung môi nước hay nước có bổ sung muối để chưng cất thì dễ tổn hao các cấu tử trong đó. Do vậy, cần tiến hành nghiên cứu thử nghiệm chiết rút tinh dầu lá Quất với nhiều phương pháp khác và đánh giá hiệu suất thu được để có sự đánh giá chính xác hơn về thành phần cũng như đặc tính của nó. -46- 3.10. Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm trong phòng thí nghiệm Bảng 3.6. Ước tính chi phí nguyên vật liệu để tách tinh dầu từ 10 kg lá Quất trong phòng thí nghiệm STT Nguyên vật liệu Lượng sử Đơn giá Thành tiền dụng (VNĐ) (VNĐ) 1 Lá Quất 10kg 15.000 150.000 2 Na2SO4 công nghiệp 0,5kg 75.000 37.500 3 Nước cất 0,6m3 3.000 1.800 4 Nước máy 2m3 1.500 3.000 5 Lọ sẫm màu10ml 8 chiếc 2.000 16.000 Tổng cộng 208.300 Lượng tinh dầu chiết từ 10kg lá Quất là 71ml. Như vậy, chi phí sản xuất 10ml tinh dầu lá Quất ước tính là: (208.300/71)*10 =29.338 VNĐ So với giá bán các loại tinh dầu khác trên thị trường hiện nay thì chi phí sản xuất với sản phẩm tinh dầu lá Quất là tương đối rẻ. Tuy nhiên, sản phẩm tinh dầu lá Quất có giá thành tương đối cao do đề tài được tiến hành vào thời điểm khan hiếm nguồn nguyên liệu nên giá mua nguyên phẩm khá cao. Trên thực tế, để đi vào sản xuất quy mô lớn ta sẽ thực hiện phương án khép kín nên sẽ giải quyết các vấn đề tồn tại như trên. Đồng thời, có thể tái sử dụng nước chưng chứa NaCl, thu hồi Na2SO4 và nước máy làm mát ống sinh hàn nên sẽ tiết kiệm được lượng nước dùng. Ngoài ra, có thể tận dụng phần nước ngưng để vận dụng trong công nghệ sản xuất nước hoa tắm do còn một số lượng tương đối các cấu tử tinh dầu hòa tan nên sẽ mang đến thơm dễ chịu đặc trưng cho sản phẩm sau này, nhờ đó góp phần làm giảm giá thành sản phẩm. -47- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Qua một thời gian nghiên cứu, chúng tôi đưa ra các kết luận sau: a. Điều kiện thích hợp để tách chiết tinh dầu lá Quất bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước như sau: - Tỷ lệ nước/nguyên liệu là 6/1 (v/w). - Không dùng NaCl. - Thời gian ngâm nước là 3h (giờ ). - Chưng cất trong thời gian 80 phút. - Tỉ lệ khối lượng tinh dầu lá Quất tách chiết được, tương ứng là 0,66%(w/w). b. Tinh dầu lá Quất thu được có một số tính chất sau: Trong suốt, màu vàng nhạt, mùi thơm nồng, hấp dẫn, vị đắng đặc trưng của tinh dầu lá Quất. c. Các chỉ số vật lý và hóa học của tinh dầu lá Quất nằm trong khoảng giá trị tương ứng của tinh dầu họ Citrus đã được công bố. - Tỷ trọng (d25) : 0,936. - Tỷ lệ tinh dầu hòa tan trong cồn 900,ở 250C(v/v): 1,5/2. - Các chỉ số hóa-lý: + Chỉ số acid(IA): 3,6465. + Chỉ số xà phòng hóa(IS): 34,5. + Chỉ số este(IE): 30,8535. d. Bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) đã xác định được 44 cấu tử chính trong tinh dầu lá trong đó hợp chất thuộc nhóm ancol chiếm tỉ lệ cao nhất. 2. Kiến nghị 1/ Tiếp tục nghiên cứu chiết tinh dầu lá Quất bằng các phương pháp hiện đại hơn ( hỗ trợ bằng vi sóng, chiết bằng CO2 siêu tới hạn,) 2/ Nghiên cứu thử hoạt tính sinh học của tinh dầu lá Quất trên các chủng vi sinh vật khác nhau, từ đó kết luận về khả năng ứng dụng của sản phẩm trong công nghiệp thực phẩm, y học, mỹ phẩm. -48- TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT 1. Phan Thị Trân Châu, Nguyễn Thị Hiên, Phùng Gia Tường (1997), “Thực hành hóa sinh học”, NXB Giáo Dục. 2. Nguyễn Minh Hoàng (2006), “Khảo sát tinh dầu vỏ trái giống Citrus họ Rutaceae”, khoa Công nghệ Sinh học, Đại học Mở thành phố Hồ Chí Minh. 3. Nguyễn Thị Lý, Lê Thị Đề Oanh, Phan Thị Bảo Vy, Huỳnh Mai Thảo, “Tách tinh dầu và alkaloid từ quả Quất (Citrus japonica Thumb.)”, Hội nghị khoa học và công nghệ lần 9, Khoa công nghệ hóa học-Đại học Bách Khoa TP. HCM. 4. Nguyễn Văn Minh, “Các phương pháp sản xuất tinh dầu”, Báo điện tử - Viện nghiên cứu dầu và cây có dầu - Bản tin khoa học công nghệ. 5. Nguyễn Đắc Phát (2010), “Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu từ vỏ bưởi Năm Roi (Citrus grandis (L.) Osbeck var. grandis) bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước”, Khoa Chế Biến, Đại học Nha Trang. 6. Nguyễn Thị Thảo Trân, Trịnh Hoàng Hiếu, Lê Ngọc Thạch,”Khảo sát tinh dầu vỏ trái và lá tắc”(Fortunella japonica, Thumb), Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 12, Số 10 – 2009, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM. TIẾNG ANH 7. Atti-Santos, A. C., Serafini, L. A., Moyna, P., (2005), Extraction of Essential Oils from Lime (Citrus latifolia Tanaka) by Hydrodistillation and Supercritical Carbon Dioxide, Brazilian Archives of Biology and Technology, Vol.48 (1), p. 155-160. 8. Ahmad, M. M., Salim-ur-rehman, Anjum, F. M., Bajwa, E. E. (2006), Comparative physical examination of various Citrus pell essential oil, Int. J. Agri. Biol., Vol. 8, No. 2, p.186-190. 9. AOAC International CD-ROM (2000), AOAC Official Method 945.06, Specific Gravity (Apparent) of Distilled Liquors, Pycnometer Method . -49- 10. Dharmawan, J., (2008), Characterization of Volatile Compounds in selected Citrus Fruits from Asia, Doctor Thesis, Dept. Chemistry, NUS, Singapore. 11. Gentry, T. (2002), Analysis of Citrus Oils, Current Protocols in Food Analytical Chemistry , G1.5.1-G1.5.24 12. Handa, S. S., Khanuja, S. P. S., Longo, G., Rakesh, D. D. (2008), Extraction technologies for Medicinal and Aromatic Plants, United Nations Industrial Development Organization and the International Centre for Science and High Technology. 13. Sun, J., (2007), D-Limonene: Safety and Clinical Applications, Alt. Med. Review, Volume 12, No.3, p.259-264. 14. Thavanapong, N. (2006), The essential oil from peel and flower or Citrus Maxima, Master Thesis, Dept. Pharmacology, Silpakorn University. INTERNET 15. 16. Nghe/Vai-Tro-Cua-Tinh-Dau-Trong-Doi-Song-Thuc-Vat/. 17. 18. 19. ---------------------------------------------- PHỤ LỤC Phụ lục1. Phương pháp xác định hàm lượng ẩm trong nguyên liệu Quất a) Nguyên tắc : - Dùng nhiệt độ cao để làm bay hơi nước hết trong mẫu phân tích. - Dựa vào hiệu khối lượng của mẫu trước và sau khi sấy để tính hàm lượng nước có trong mẫu phân tích. b) Tiến hành: - Chuẩn bị cốc sấy: Đem cốc đi rửa để ráo, sau đó sấy ở 105÷110C trong vòng 30 phút. Để nguội trong bình hút ẩm rồi đem cân. - Chuẩn bị mẫu: Nguyên liệu được băm nhỏ rồi cân chính xác G (g) mẫu (khoảng 2g) cho vào 3 cốc sấy (đã được xác định khối lượng ban đầu). Cân cốc có 0 chứa mẫu (khối lượng G1). Rồi đưa cốc có chứa mẫu sấy ở 60÷70 C trong vòng 2h, sau đó nâng nhiệt độ lên 105÷1100C và sấy trong vòng 2h (thỉnh thoảng trộn đều). Lấy mẫu ra, để nguội trong bình hút ẩm và đem cân (khối lượng G2). Lặp lại quá trình sấy vài lần đến khi chênh lệch khối lượng giữa 2 lần cân liên tiếp không quá 0,2mg. Ghi khối lượng cuối cùng (G2). Hàm lượng nước trong nguyên liệu tính theo công thức: %H2O = (G1 – G2)/ G*100% Trong đó: G: khối lượng mẫu (g). G1: khối lượng mẫu trước khi sấy (g). G2: khối lượng mẫu sau khi sấy (g). Phụ lục 2. Phương pháp xác định chỉ số lý-hóa của tinh dầu 1. Xác định tỷ trọng tinh dầu Nguyên tắc: Tỷ trọng của tinh dầu là tỉ số khối lượng tinh dầu trên khối lượng của cùng một thể tích nước cất ở cùng nhiệt độ (thường xác định ở 250C). Cách xác định: - Bình đo tỷ trọng (pycnometer) được rửa sạch bằng metanol, sấy nhẹ cho khô rồi cho vào tủ điều nhiệt ở 250C trong 30 phút. Sau đó lấy ra cân nhanh ta được khối lượng của bình là m0 . - Cho tinh dầu (đã được làm lạnh ở 250C) vào đầy tới cổ bình, đậy nút, lau khô phần tinh dầu tràn, sau đó cho vào tủ ổn nhiệt ở 250C trong 30 phút. Sau đó lấy ra cân nhanh ta được khối lượng là m1. - Làm tương tự như trên nhưng thay tinh dầu bằng nước cất, sau đó đem cân ta được khối lượng là m2. Khi đó tỷ trọng của tinh dầu ở 250C được xác định như sau: d25 = (m1- m0)/(m2- m0) 2. Xác định chỉ số acid (IA) (1) Nguyên tắc: Chỉ số axit là số mg KOH cần thiết để trung hòa các axit tự do có trong 1gam tinh dầu. RCOOH + KOH  RCOOK + H2O Cách tiến hành: - Lấy 1g tinh dầu cho vào bình nón 100 ml, thêm 10 ml etanol 960 và lắc cho tinh dầu tan hoàn toàn. - Sau đó cho vào bình 3 giọt phenolphtalein 1%, chuẩn độ bằng KOH 0,1N đến xuất hiện màu hồng bền trong 30 giây. Thực hiện 3 lần, ghi thể tích dung dịch KOH 0,1N đã dùng. Tính kết quả: IA= (V* 5,61)/G Trong đó: IA : chỉ số acid (mg KOH/g). V : số ml KOH 0,1N đã dùng để chuẩn độ. 5,61: số miligam KOH tương đương với 1ml KOH 0,1N. G : khối lượng tinh dầu đem phân tích (gam). 3. Xác định chỉ số xà phòng hóa (IS) Nguyên tắc: Chỉ số xà phòng là số mg KOH cần thiết để trung hòa tất cả các acid tự do và acid kết hợp dưới dạng este có trong 1 gam chất béo. Tiến hành xác định lượng KOH cần dùng theo nguyên tắc chuẩn độ ngược. Bước 1: Thêm dư KOH để xà phòng hóa este và trung hòa acid tự do: RCOOR’ + KOH  RCOOK + R’OH RCOOH + KOH  RCOOK + H2O Bước 2: Chuẩn độ lượng KOH còn dư bằng dung dịch chuẩn HCl: KOH + HCl  KCl + H2O Cách tiến hành: Lấy 2 bình nón 100 ml - Cho vào bình 1: (bình kiểm tra) 1ml nước cất và 15ml KOH 0,5 N. - Cho vào bình 2: (bình thí nghiệm) 1g tinh dầu và 15ml KOH 0,5 N. - Đun cách thủy các bình 1 và 2 (có lắp ống hoàn lưu) trong 50 phút, sau đó để nguội. Thêm vào mỗi bình 15ml nước cất và 3 giọt phenolphtalein 1%, lắc đều, dung dịch có màu hồng. Chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,5N đến khi mất màu hồng. Ghi thể tích HCl đã dùng để chuẩn độ. Cách tính kết quả: IS= (V2- V1)*28,05/G Trong đó: IS : chỉ số xà phòng (mg KOH/g). V2 : thể tích HCl 0,5 N chuẩn độ bình kiểm tra (ml). V1 : thể tích HCl 0,5 N chuẩn độ bình thí nghiệm (ml). G : khối lượng tinh dầu đem phân tích (gam). 28,05: số miligam KOH tương đương với 1 ml KOH 0,5 N. 4. Xác định chỉ số ester (IE) (900) Nguyên tắc: Chỉ số este là số mg KOH cần thiết để trung hòa lượng axit béo liên kết với glyxerol được giải phóng khi xà phóng hóa 1gam dầu. Do đó, chỉ số este được tính bằng hiệu giữa chỉ số xà phòng và chỉ số acid. Tính kết quả: IE= IS- IA Trong đó: IE: chỉ số este (mg KOH/g). IS: chỉ số xà phòng (mg KOH/g). IA: chỉ số axit (mg KOH/g). ---------------------------------------- Phụ lục 3. Kết quả thể tích và tỉ lệ khối lượng tinh dầu thu được khi chưng cất ở các lô thí nghiệm. Bảng PL 3.1. Tỷ lệ khối lượng tinh dầu lá Quất thu được ở các hàm lượng NaCl trong nước ngâm, chiết khác nhau. Nồng độ muối (w/v,%) 0 2,5 5,0 7,5 10 Thể tích tinh dầu (ml) 0,6 0,47 0,4 0,35 0,30 Khối lượng tinh dầu 0,56 0,44 0,37 0,33 0,28 (g) Tỉ lệ khối lượng tinh 0,56 0,44 0,37 0,33 0,28 dầu (%) Bảng PL 3.2. Tỉ lệ khối lượng tinh dầu lá thu được ở các tỉ lệ nước/nguyên liệu (v/w) khác nhau. Tỉ lệ nước/lá (v/w) 3/1 4/1 5/1 6/1 7/1 8/1 Thể tích tinh dầu (ml) 0,38 0,40 0,45 0,6 0,5 0,47 Khối lượng tinh dầu (g) 0,36 0,37 0,42 0,56 0,47 0,44 Tỉ lệ khối lượng tinh dầu (%) 0,36 0,37 0,42 0,56 0,47 0,44 Bảng PL 3.3. Tỉ lệ khối lượng tinh dầu lá thu được ở các thời gian ngâm nước khác nhau. Thời gian ngâm(h) 0 1 2 3 4 5 Thể tích tinh dầu (ml) 0,6 0,63 0,65 0,71 0,64 0,57 Khối lượng tinh dầu (g) 0,56 0,59 0,61 0,66 0,60 0,53 Tỉ lệ khối lượng tinh dầu (%) 0,56 0,59 0,61 0,66 0,60 0,53 Bảng PL 3.4. Tỉ lệ khối lượng tinh dầu lá thu được trong các thời gian chưng cất khác nhau. Kết quả Thời gian chưng Thể tích tinh dầu thu Tỷ lệ khối lượng tinh cất (phút) được (ml) dầu thu được(%) 10 0,15 0,14 20 0,32 0,30 30 0,40 0,37 40 0,48 0,45 50 0,57 0,53 60 0,65 0,61 70 0,69 0,65 80 0,71 0,67 90 0,71 0,67 100 0,71 0,67 Phụ lục 4. Kết quả các chỉ số hóa lí của tinh dầu lá Quất Bảng PL4.1. Kết quả xác định tỉ trọng của Tinh dầu lá Quất. Thí Khối lượng Khối lượng Khối lượng Kết quả Mẫu nghiệm bình ở bình chứa bình chứa xác định 0 25 C,m0(g) Tinh dầu ở nước cất ở tỉ trọng 0 0 25 C, m1(g) 25 C,m2(g) 1 18,1753 19,306 19,491 Lá 2 18,1942 19,195 19,035 0,936 Quất 3 18,1478 19,085 19,269 Bảng PL4.2. Kết quả xác định chỉ số acid (IA) của Tinh dầu lá Quất. Thí Thể tích KOH Thể tích KOH 0,1N Mẫu nghiệm 0,1N (ml) trung bình(ml) IA 1 0,7 Lá Quất 2 0,6 0,65 3,6465 3 0,65 Bảng PL4.3. Kết quả xác định chỉ số xà phòng (IS) của Tinh dầu lá Quất. Thí Thể tích HCl 0,5N Thể tích HCl 0,5N Mẫu nghiệm dùng để chuẩn độ dùng để chuẩn độ IS bình thí nghiệm bình kiểm tra V2(ml) V1(ml) 1 15,7 15,7 Lá Quất 2 14,82 17,2 34,5 3 15,2 16,5 Bảng PL4.4. Kết quả xác định chỉ số este ((IE) của Tinh dầu lá Quất Mẫu Chỉ số acid ( IA) Chỉ số xà phòng (IS) IE Lá Quất 3,6465 34,5 30,8535 Bảng PL4.5. Bảng chỉ số hóa lý của một số loại tinh dầu thuộc chi Citrus. Loại tinh dầu Tỷ trọng d25 IA IS IE Bưởi da xanh 0,8235 0,79 11,43 10,64 Cam sành 0,8363 1,46 4,8 3,34 Swingle 0,8599 0,99 17,38 16,39 ---------------------------------------- Phụ lục 5: Phương pháp phân tích sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS) 1. Nguyên lý hoạt động của sắc ký khí Sắc ký khí là một phương pháp tách chất, trong đó pha động là chất khí (gọi là khí mang) và pha tĩnh được chứa trong cột ở dạng chất rắn hoặc dạng lỏng được phủ lên trên bề mặt chất mang trơ dạng rắn hay phủ đều lên trên thành phía trong của cột, tùy thuộc vào bản chất pha tĩnh chia thành hai loại sắc ký khí: + Nếu pha tĩnh là một chất hấp phụ rắn thì kỹ thuật phân tích được gọi là sắc ký khí -rắn. + Nếu pha tĩnh là chất lỏng được gắn lên bề mặt của chất mang trơ hoặc được phủ dưới dạng một lớp phim mỏng lên thành trong của cột mao quản thì kỹ thuật này được gọi là sắc ký khí-lỏng. Hình PL5.1. Sơ đồ cấu tạo thiết bị GC Khi hoạt động khí mang (1) sẽ đi qua cổng tiêm mẫu (2) có nhiệt độ cao và mang theo các chất bay hơi từ từ mẫu đi qua cột (3). Cột sắc ký được đặt trong buồng nhiệt độ (4) có thể thay đổi nhiệt độ theo thời gian giúp cho quá trình tách các chất xảy ra trong cột khi chúng đi từ đầu đến cuối cột, do sự tương tác giữa các chất với pha tĩnh trên cột khác nhau do đó thời gian chúng đi từ đầu đến cuối cột sẽ khác nhau. Vì thế mà mỗi chất sẽ đi ra khỏi cột tại một thời điểm khác nhau (gọi là thời gian lưu của chất phân tích). Như vậy các chất sẽ được tách ra khỏi nhau khi đi ra khỏi cột, mỗi chất sau khi ra khỏi cột sẽ được thu nhận ở dạng tín hiệu điện bởi các detector theo nhiều cơ chế khác nhau tùy từng loại detector. Sau đó tín hiệu này được truyền đến bộ phận ghi nhận và xử lý dữ liệu (6), dữ liệu này được hiển thị thành pic trên sắc ký đồ. 2. Thiết bị khối phổ hai lần MS/MS * Sơ đồ cấu tạo của detector MS/MS (1) (2) (8) (5) (7) (3) (10) (4) (11) (6) (9) Ion Source Analyzer Detector Hình PL5.2. Sơ đồ cấu tạo của detector khối phổ MS/MS 1. GC oven (Lò chứa cột GC) 7. Post-filter (Lọc sau cột) 2. GC interface 8. Hexaple Collision Cell (Điểm ghép nối giữa GC và MS) (khu phân mảnh lần 2) 3. Removable inner source 9. Quadrupole 2 (Nguồn bên trong) (Bộ phân tích MS tứ cực lần 2; MS2) 4. Isolation valve (Van cách ly) 10. Conversion Dynode (Bộ chuyển tín hiệu) 5. Pre-filter (lọc trước) 11.Phosphor (Bộ dynot nhân quang phospho) 6. Quadrupole 1 (Bộ phân tích MS tứ cực lần 1; MS1) Như vậy về cơ bản dựa vào chức năng hoạt động, thiết bị khối phổ có thể chia ra làm 3 khu vực chức năng: khu vực ion hóa, khu vực phân tách ion, khu vực phát hi