ly trÍch vÀ khẢo sÁt thÀnh phẦn hÓa hỌc cỦa tinh dẦu bẠc hÀ (mentha arvensis)

ĐĐẠẠII HHỌỌCC CCẦẦNN TTHHƠƠ

KKHHOOAA KKHHOOAA HHỌỌCC TTỰỰ NNHHIIÊÊNN BBỘỘ MMÔÔNN HHÓÓAA HHỌỌCC

--------

TÔN LONG DÀY

LY TRÍCH VÀ KHẢO SÁT THÀNH PHẦN

HÓA HỌC CỦA TINH DẦU BẠC HÀ

(MENTHA ARVENSIS)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Ngành: Hóa học

MSSV: 2096740

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TS. NGUYỄN TRỌNG TUÂN

ThS. PHẠM QUỐC NHIÊN

Cần Thơ, 6/2013

ĐĐẠẠII HHỌỌCC CCẦẦNN TTHHƠƠ

KKHHOOAA KKHHOOAA HHỌỌCC TTỰỰ NNHHIIÊÊNN BBỘỘ MMÔÔNN HHÓÓAA HHỌỌCC

--------

TÔN LONG DÀY

LY TRÍCH VÀ KHẢO SÁT THÀNH PHẦN

HÓA HỌC CỦA TINH DẦU BẠC HÀ

(MENTHA ARVENSIS)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Ngành: Hóa học

MSSV: 2096740

Cần Thơ, 6/2013

i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Năm học 2012-2013

Đề tài:

LLYY TTRRÍÍCCHH VVÀÀ KKHHẢẢOO SSÁÁTT TTHHÀÀNNHH PPHHẦẦNN HHÓÓAA HHỌỌCC

CCỦỦAA TTIINNHH DDẦẦUU BBẠẠCC HHÀÀ ((MMEENNTTHHAA AARRVVEENNSSIISS LL..))

LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013

Luận văn tốt nghiệp đại học ngành: Hóa Học

Đã bảo vệ và được duyệt

Hiệu trưởng………………………………..

Trưởng khoa………………………………..

Trưởng bộ môn Cán bộ hướng dẫn

Ts. Nguyễn Trọng Tuân Ths Phạm Quốc Nhiên

ii

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN HÓA HỌC ------------

Cần Thơ, ngày……tháng…...năm 2013

PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Năm học: 2012 – 2013

1. Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Trọng Tuân và ThS. Phạm Quốc Nhiên

2. Tên đề tài: “Ly trích và khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu Bạc hà

(Mentha arvensis L.)”

3. Địa điểm, thời gian thực hiện

Địa điểm:

Phòng thí nghiệm Hóa Sinh - Bộ môn Hóa học, Khoa khoa học tự nhiên,

Trường Đại học Cần Thơ.

Thời gian: 12/2012 – 05/2013

4. Số lượng sinh viên thực hiện: 01

5. Họ và tên sinh viên: Tôn Long Dày MSSV: 2096740

Lớp: Cử nhân Hóa học Khóa: K35

6. Mục tiêu của đề tài:

+ Khảo sát điều kiện tối ưu khi ly trích tinh dầu Bạc hà bằng phương

pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước .

+ Xác định các chỉ số hóa – lý của tinh dầu Bạc hà.

+ Xác định thành phần tinh dầu Bạc hà bằng GC – MS

7. Các nội dung chính: Đề tài gồm các phần

+ Phần 1: Tổng quan

+ Phần 2: Thực nghiệm

+ Phần 3: Kết quả và thảo luận

iii

+ Phần 4: Kết luận và kiến nghị

8. Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài: Thiết bị, hóa chất, kinh phí và

một số dụng cụ cần thiết khác.

9. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 5.000.000 đồng

Sinh viên thực hiện

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Tôn Long Dày

Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

……………….... TS. Nguyễn Trọng Tuân ThS. Phạm Quốc Nhiên

Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV VÀ TLTN

……………………………

iv





NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1. Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Trọng Tuân và ThS. Phạm Quốc Nhiên

2. Tên đề tài: “Ly trích và khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu Bạc hà (Mentha

arvensis L.)”

3. Sinh viên thực hiện: Tôn Long Dày MSSV: 2096740

Lớp Cử nhân Hóa học

4. Nội dung nhận xét:

a. Nhận xét về hình thức của luận văn tốt nghiệp:..........................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

b. Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp (đề nghị ghi chi tiết và đầy

đủ): ............................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

Những vấn đề còn hạn chế: ..................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

c. Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài: ...............................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

d. Đề nghị và điểm: .......................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

Cần thơ, ngày tháng năm 2013

Cán bộ hướng dẫn

v





NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1. Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Trọng Tuân và ThS. Phạm Quốc Nhiên

2. Tên đề tài: “Ly trích và khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu Bạc hà (Mentha

arvensis L.)”

3. Sinh viên thực hiện: Tôn Long Dày MSSV: 2096740

Lớp Cử nhân Hóa học

4. Nội dung nhận xét:

a. Nhận xét về hình thức của luận văn tốt nghiệp: .........................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

b. Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp (đề nghị ghi chi tiết và đầy

đủ): .................................................................................................................

..................................................................................................................................

Những vấn đề còn hạn chế: ..................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

c. Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài: ...............................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

d. Đề nghị và điểm: .......................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................


Cán bộ phản biện

………………

LỜI CẢM ƠN

vi

LỜI CẢM ƠN ------------

Được ngồi trên giảng đường của trường Đại học Cần Thơ học tập trong suốt bốn

năm qua là niềm vinh dự đối với em. Từng buổi học, từng bài giảng, từng kinh nghiệm

mà các thầy, các cô truyền đạt lại luôn là nguồn kiến thức quý báu cho em. Những

kiến thức ấy giờ đây đã trở thành kinh nghiệm vô cùng quý giá giúp em thực hiện tốt

luận văn tốt nghiệp, cũng như là nền tảng vững chắc cho em bước đi những bước trên

đường đời sau này. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:

TS. Nguyễn Trọng Tuân và ThS. Phạm Quốc Nhiên đã luôn quan tâm hướng dẫn

và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành tốt luân văn của mình.

Quý Thầy Cô của trường Đại học Cần Thơ, những người đã truyền đạt cho em

những kiến thức quý báu và bổ ích để làm hành trang vào đời.

Quý Thầy Cô Bộ môn Hóa học và Bộ môn Sinh học – Khoa Khoa học Tự nhiên,

trường Đại học Cần Thơ đã tạo mọi điều kiện và tận tình giúp đỡ để em hoàn thành tốt

luận văn.

Cở sở giống cây trồng Bình Châu (24, Điện Biên Phủ, quận Bình Tân, TP HCM)

đã nhiệt tình giúp đỡ em có được nguồn nguyên liệu tốt nhất để em hoàn thành quá

trình thực nghiệm.

Cảm ơn các anh chị và các bạn phòng thí nghiệm Hóa sinh đã giúp đỡ và cho lời

khuyên quý báu trong quá trình em thực hiện luận văn.

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và các bạn trong lớp Cử

nhân Hóa K35. Những người đã luôn bên em, động viên, ủng hộ và giúp đỡ em cả về

vật chất lẫn tinh thần để em có thể hoàn thành tốt luận văn của mình.

Em xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người!


Kí tên

Tôn Long Dày

MỤC LỤC

vii

MỤC LỤC

------------ LỜI CAM ĐOAN.........................................................................................................i PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP............................................ii NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN....................................iv NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN........................................v LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................vi MỤC LỤC.................................................................................................................vii PHỤ LỤC HÌNH ........................................................................................................ix

PHỤ LỤC BẢNG........................................................................................................x DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ...........................................................................xi LỜI MỞ ĐẦU ...........................................................................................................xii CHƯƠNG I .................................................................................................................1

TỔng quan...................................................................................................................1 I.1 GIỚI THIỆU HỌ LAMIACEAE .......................................................................1

I.1.1 Phân loại học[1,2]..........................................................................................2 I.1.2 Mô tả[1,2] .....................................................................................................3 I.1.3 Phân bố và thu hái[1,2]..................................................................................3 I.1.4 Công dụng của Bạc hà ................................................................................4

I.2 TINH DẦU........................................................................................................5 I.2.1 Khái quát về tinh dầu ..................................................................................5

I.2.2 Quá trình tích lũy[3,4,5] .................................................................................5 I.2.3 Tinh dầu Bạc hà[3] .....................................................................................6

I.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TINH DẦU BẠC HÀ ..........................................7 I.3.1 Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu Bạc hà Mentha piperita L.[13] ......................................................................................................7 I.3.2 Thành phần tinh dầu của Bạc hà Mentha arvensis L. và Bạc hà Mentha piperita L. ở những giai đoạn sinh trưởng khác nhau trong vùng Kumaon thuộc phía tây Himalaya. ...............................................................................................9 I.3.3 Tách và tổng hợp menthol..........................................................................12

I.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH TINH DẦU BẠC HÀ........................12 I.4.1 Phương pháp cơ học[5,6].............................................................................13

I.4.2 Phương pháp dùng dung môi hòa tan[5,6] ...................................................13 I.4.3 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước[4,5,6]..........................................14

I.4.4 Phương pháp chiết Soxhlet[5].....................................................................15 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM.................................................................................16

II.1 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, THIẾT BỊ, NGUYÊN LIỆU VÀ HÓA CHẤT......16 II.1.1 Địa điểm và thời gian ..............................................................................16 II.1.2 Thiết bị, nguyên liệu, dụng cụ và hóa chất ...............................................16

II.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................................................................17 II.2.1 Xử lý nguyên liệu ....................................................................................18 II.2.2 Ly trích tinh dầu bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước[7] .........................18

II.2.3 Xác định một số chỉ tiêu hóa – lý của tinh dầu Bạc hà .............................19

MỤC LỤC

viii

II.2.4 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng và thành phần tinh dầu Bạc hà ...............................................................................................................22 II.2.5 Xác định thành phần hóa học chính của tinh dầu Bạc hà bằng phương pháp sắc ký ghép khối phổ (GC – MS) [4,6,7,8] ..............................................................23

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..........................................................26 III.1 XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU HÓA LÝ CỦA TINH DẦU BẠC HÀ.............26

III.1.1 Đánh giá cảm quan..................................................................................26 III.1.2 Xác định chỉ số acid (IA).........................................................................26

III.1.3 Xác định chỉ số savon hóa (IS) ................................................................27 Bảng 7: Kết quả chuẩn độ xác định chỉ số savon và chỉ số ester.........................27

III.2 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT VÀ THÀNH PHẦN TINH DẦU BẠC HÀ TRONG QUÁ TRÌNH LY TRÍCH..........................27

III.2.1 Thời gian ly trích....................................................................................27

III.2.2 Khảo sát nhiệt độ ly trích........................................................................29 III.2.3 Khảo sát lượng dung môi ly trích ...........................................................30

III.1.4 Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian, nhiệt độ và thể tích dung môi đến thành phần hóa học tinh dầu Bạc hà ...................................................................31

III.3 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TINH DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP gc – ms .......................................................................................................34

III.3.1 Thành phần hóa học ...............................................................................34 III.3.2 So sánh kết quả nghiên cứu ....................................................................37

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..........................................................39 IV.1 KẾT LUẬN ..................................................................................................39 IV.2 KIẾN NGHỊ..................................................................................................39 PHỤ LỤC PHỔ GC – MS .....................................................................................41

TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................45

PHỤ LỤC HÌNH

ix

PHỤ LỤC HÌNH ------------

Hình 1: Vị trí trong phân loại thực vật của Bạc hà Mentha arvensis L..........................2

Hình 2: Lá và cây Mentha arvensis L. .........................................................................3

Hình 3: Thân và hoa Mentha arvensis L. .....................................................................3

Hình 4: Tinh dầu Bạc hà ..............................................................................................6

Hình 5: Hệ thống Soxhlet ..........................................................................................12

Hình 6: Mẫu Bạc hà khô ............................................................................................17

Hình 7: Mẫu Bạc hà đã cắt nhỏ .................................................................................17

Hình 8: Sơ đồ các bước thực hiện ly trích tinh dầu Bạc hà bằng phương pháp chưng

cất lôi cuốn hơi nước .................................................................................................19

Hình 9: Chương trình nhiệt độ của GC - MS chạy phân tích thành phần hóa học tinh

dầu Bạc hà .................................................................................................................24

Hình 10: Điều kiện chạy của MS ...............................................................................24

Hình 11: Điều kiện Injecter........................................................................................25

Hình 12: Tinh dầu bạc hà..........................................................................................26

Hình 13: Đồ thị biểu diễn thời gian ly trích theo hàm lượng tinh dầu Bạc hà thu

được ..........................................................................................................................28

Hình 14: Đồ thị biểu diễn nhiệt độ ly trích theo hàm lượng tinh dầu Bạc hà thu được 30

Hình 15: Đồ thị biểu diễn thể tích dung môi ly trích theo hàm lượng tinh dầu Bạc hà

thu được ....................................................................................................................31

Hình 16: Công thức của một số thành phần chính trong tinh dầu Bạc hà....................34

Hình 17: Phổ đồ phân tích thành phần tinh dầu Bạc hà bằng GC - MS.......................34

Hình 18: Khối phổ của menthol .................................................................................35

Hình 19: Khối phổ của menthol cung cấp tử thư viện phổ NIST ...............................35

Hình 20: Sơ đồ phân mảnh của phân tử menthol ........................................................36

PHỤ LỤC BẢNG

x

PHỤ LỤC BẢNG ------------

Bảng 1: Các chỉ số lí – hóa của tinh dầu Bạc hà ..........................................................6

Bảng 2: Thành phần hóa học chính của tinh dầu Mentha piperita L. xác định bằng

phương pháp GC – MS. ...............................................................................................8

Bảng 3: Kết quả hoạt tính kháng khuẩn (MIC, mg/ml).................................................8

Bảng 4: Thành phần hóa học của Bạc hà Mentha arvensis L.[15] ................................10

Bảng 5: Thành phần hóa học của Bạc hà Mentha piperita L.[15].................................11

Bảng 6: Kết quả chuẩn độ xác định chỉ số acid ..........................................................26

Bảng 7: Kết quả chuẩn độ xác định chỉ số savon và chỉ số ester.................................27

Bảng 8: Kết quả khảo sát thời gian ly trích tinh dầu bạc hà bằng phương pháp chưng

cất lôi cuốn hơi nước .................................................................................................28

Bảng 9: Kết quả khảo sát nhiệt độ ly trích tinh dầu bạc hà bằng phương pháp chưng cất

lôi cuốn hơi nước.......................................................................................................29

Bảng 10: Kết quả khảo sát thể tích dung môi ly trích tinh dầu bạc hà bằng phương

pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ..............................................................................30

Bảng 11: Bảng so sánh thành phần hóa học của 4 mẫu TIME – TU, VOL – TU, TEM

– TU và MAU – KS tinh dầu bạc hà bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 32

Bảng 12: Thành phần chính trong tinh dầu Bạc hà.....................................................36

Bảng 13: So sánh kết quả nghiên cứu thành phần Bạc hà Mentha arvensis L. Việt Nam

và Mentha arvensis L. Himalaya................................................................................37

Bảng 14: Kết quả điều kiện tối ưu cho quá trình ly trích ...........................................39

Bảng 15: Các chỉ số hóa học của tinh dầu Bạc hà ......................................................39

PHỤ LỤC BẢNG

xi

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ------------

GC – MS Gas chromatography–mass spectrometry

IA Acid index

IS Savon index

IE Ester index

FID Flame ionization detector

MIC Minimum inhibitory concentration

APG III Angiosperm Phylogeny Group III system

LỜI MỞ ĐẦU

xii

LỜI MỞ ĐẦU ------------

Trước chiến tranh thế giới thứ nhất, Nhật Bản được xem là nước dẫn đầu trong

sản suất các sản phẩm thương mại từ cây Bạc hà như: dược phẩm, kem đánh răng,

nước xúc miệng, kẹo thuốc lá, mỹ phẩm,… trên thị trường thế giới. Thời gian này

được xem là thời kỳ thịnh vượng của cây Bạc hà Mentha arvensis ở Nhật Bản và nó

còn được gọi là Japani mint. Sau chiến tranh thế giới thứ hai, Nhật Bản chuyển sang

trồng cây Bạc hà để phục thương mại và xuất khẩu sang Brazin và Bắc Mỹ. Cùng thời

gian này, Ấn Độ, Trung Quốc, Mỹ, và nhiều nước khác cũng có những thành tựu nổi

bật trong sản suất các sản phẩm từ Bạc hà. Năm 1960, Ấn Độ là nước sản suất tinh dầu

Bạc hà lớn nhất thế giới. Trung Quốc lúc này cũng được xem là nguồn cung cấp

menthol chính cho thị trường thới giới.

Bên cạnh những giá trị kinh tế mang lại, thì Bạc hà còn có một vai trò quan trọng

trong Đông Y là chữa trị các bệnh như cảm sốt, đau nhức bàn chân, vết côn trùng

cắn[1],… Nhưng đa phần Bạc hà dùng để chữa trị là sử dụng hỗn hợp toàn phần hoặc

theo kinh nghiệm dân gian. Vì thế việc nghiên cứu thành phần hóa học cây Bạc hà để

tìm những hợp chất có cấu trúc mới hoặc những chất có tác dụng chính để sử dụng

dưới dạng tinh khiết cũng như trong điều trị bệnh là việc làm cần thiết.

Chính vì cây Bạc hà có nhiều công dụng như vây nên rất sớm đã có nhiều công

trình nghiên cứu về cây này nhưng đa số là ở ngoài nước. Nhằm góp phần làm rõ hơn

thành phần hóa học của cây Bạc hà, nên em chọn đề tài “Ly trích và khảo sát thành

phần hóa học của tinh dầu Bạc hà (Mentha arvensis L.)” để góp phần giúp cho việc

bào chế và sử dụng được thuận lợi hơn. Đồng thời nâng cao giá trị sử dụng của cây

Bạc hà. Trong giới hạn nghiên cứu của đề tài em tiến hành nghiên cứu một số vấn đề

sau:

Nghiên cứu điều kiện ly trích tối ưu của tinh dầu Bạc hà bằng phương pháp

chưng cất lôi cuốn hơi nước.

Xác định các chỉ tiêu hóa – lý của tinh dầu Bạc hà.

Xác định thành phần hóa học chính trong tinh dầu Bạc hà bằng phương pháp

GC – MS.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN

I.1 GIỚI THIỆU HỌ LAMIACEAE

Họ Hoa môi (danh pháp khoa học: Lamiaceae hay Labiatae), còn được gọi bằng

nhiều tên khác như họ Húng, họ Bạc hà [1,2]… là một họ thực vật có hoa. Nó từng được

coi là có họ hàng gần với họ Verbenaceae nhưng một số nghiên cứu phát sinh loài gần

đây đã chỉ ra rằng một loạt các chi được phân loại trong họ Verbenaceae thực chất là

thuộc về họ Lamiaceae, trong khi các chi cốt lõi của họ Verbenaceae thì không có

quan hệ họ hàng gần với Lamiaceae mà là có quan hệ họ hàng gần hơn với các thành

viên khác của bộ Lamiales. Họ Lamiaceae có khoảng 200 chi và khoảng 3500 loài

(theo hệ thống phân loại APG III)[1].

Trong hầu hết các phần của thực vật trong họ này đều có hương thơm và bao gồm

nhiều loài cây thân thảo được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực, như húng quế, Bạc hà,

hương thảo, xô thơm, hương Bạc hà, ô kinh giới, ngưu chí, bách lí hương, oải hương,

tía tô, hương nhu. Một số loài là cây bụi hay cây gỗ, hiếm gặp hơn là các dạng dây leo.

Nhiều loài được gieo trồng rộng rãi, không chỉ vì hương thơm của chúng mà còn vì dễ

gieo trồng, dễ nhân giống nhất bằng các giâm cành. Bên cạnh những loài lấy lá để ăn,

làm gia vị còn một số loài được trồng làm cảnh như húng chanh. Một số loài khác

được trồng vì mục đích lấy hạt (chứ không phải lá) làm thực phẩm, như hạt cây

Chia[1,2].

Tên gọi nguyên gốc của họ này là Labiatae, do hoa của chúng thông thường có

các cánh hoa hợp thành môi trên và môi dưới. Tên gọi này hiện nay vẫn là hợp lệ,

nhưng phần lớn các nhà thực vật học hiện tại thích sử dụng tên gọi "Lamiaceae" hơn

khi nói về họ này.


2

I.1.1 Phân loại học[1,2]

Hình 1: Vị trí trong phân loại thực vật của Bạc hà Mentha arvensis L.

Bạc hà là cách gọi của người Việt ta. Ở một số địa phương khác còn có cách gọi

khác là Bạc hà nam. Đây là loài phổ biến nhất ở nước ta. Có tên khoa học là Mentha

arvensis L. Tùy theo từng khu vực khí hậu ở mỗi nước cũng như mỗi châu lục mà Bạc

hà có đặc điểm và thành phần tinh dầu khác nhau. Do đó, chi Bạc hà (Mentha) được

phân loại với hơn hàng trăm loài, với các loài phổ biến như:

+ Mentha piperita L. (Bạc hà âu) cho tinh dầu với tên thương phẩm là

peppermint oil (Oleum Menthae piperita), thành phần chính của tinh dầu là

menthol (50-68%).

+ Mentha arvensis L. (Bạc hà á) cho tinh dầu với tên thương phẩm là Cornmint

oil (Oleum Menthae arvensis), thành phần chính của tinh dầu là menthol (>70%).

Giới

Ngành

Lớp

Họ

Loài

Plantae

Phân loại thực vật

Magnoliophyta

Magnoliopsida

Lamiales

Lamiaceae Lindl.

Mentha L.

Bộ

Chi

M. arvensis


3

+ Mentha spicata L. (Bạc hà bông) cho tinh dầu với tên thương phẩm là Native

Spearmint, thành phần chính của tinh dầu là carvon (>50%).

+ Mentha cardiaca Gérard ex Baker (Bạc hà bông) cho tinh dầu với tên thương

phẩm là Scotch Spearmint, thành phần chính của tinh dầu là carvon (>50%).

+ Mentha citrate Ehrh., (Bạc hà chanh) cho tinh dầu với tên thương phẩm là

Bergamot mint oil, thành phần chính của tinh dầu là linalyl acetat (33-74%) và linalool

(25-52%).

+ Mentha pulegium L. (Bạc hà bông) cho tinh dầu với tên thương phẩm là

Pennyroyal oil, thành phần chính của tinh dầu là pulegon (80%).

I.1.2 Mô tả[1,2]

Hình 2: Lá và cây Mentha arvensis L. Hình 3: Thân và hoa Mentha arvensis L.

(Nguồn: http://blog.daum.net) Bạc hà (Mentha arvensis L.) là một loại cây thảo sống lâu năm. Thân mềm, hình

vuông. Loại thân ngầm mang rễ mọc bò lan, loại thân đứng mang lá, cao từ 0,30-

0,40m, có thể cao tới 1m, màu xanh lục hoặc tím tía, đôi khi phân nhánh. Lá mọc

đối, cuốn ngắn, phiến lá hình trứng hoặc hình bầu dục, mép có khía răng đều, mặt

trên và mặt dưới đều có lông che chở và lông bài tiết.

Hoa mọc vòng ở kẽ lá, cánh hoa hình môi màu tím hay hồng nhạt có khi màu

trắng, tràng có ống ngắn, phiến tràng chia làm bốn phần bằng nhau, có một vòng lông

ở phía trong. Bốn nhị bằng nhau chỉ nhị nhẵn. Ít khi thấy có quả và hạt.

Toàn thân có lông che chở và lông tiết tinh dầu và có mùi thơm. Mùa hoa quả

vào tháng 7-10.

I.1.3 Phân bố và thu hái[1,2]

Cây Bạc hà ở nước ta thường mọc hoang, và một số được trồng để lấy lá và cây

làm thuốc. Gần đây, Bạc hà được trồng nhiều để lấy tinh dầu như ở làng Nghĩa

http://blog.daum.net/


4

Trai – Hưng Yên; Đại Yên, Gia Lâm– Hà Nội; Đại học Dược Hà Nội; Sơn La, Sapa,

Phú Quốc, Tam Đảo, Tp – Hồ Chí Minh…

Có hai mùa trồng Bạc hà cho năng suất cao là vào mùa xuân (tháng 2-3) và mùa

thu (tháng 8-9). Tốt nhất là trồng vào mùa xuân cho năng suất cao nhất. Sau 3-4 tháng

giâm trồng có thể thu hoạch đợt đầu. Sau đó cần vun xới, bón phân và tưới nước

thường thì những đợt thu hoạch tiếp theo cứ cách 2 tháng một lần[1].

I.1.4 Công dụng của Bạc hà

Từ xa xưa, cây Bạc hà đã được biết đến là một vị thuốc rất hữu hiệu dùng để

chữa trị các bệnh tiêu hóa và chữa trị các bệnh đường ruột. Bạc hà còn chữa tốt các

bệnh cảm sốt, giúp long đờm, thông mũi, mát họng, giảm căng thẳng và mất ngủ.

Ngoài ra, tinh dầu Bạc hà còn được sử dụng để làm đẹp da, giảm các vết thẹo và các

vết thâm mụn, rồi cả tác dụng trị gàu nữa[1]. Do menthol trong tinh dầu Bạc hà gây ra

cảm giác mát lạnh, nên giúp lưu thông máu làm tinh thần thông thoáng và sảng khoái,

tăng cường hệ miễn dịch. Nhưng nếu dùng với một lượng nhiều nó có thể gây tê, do đó

tinh dầu Bạc hà còn được sử dụng như một chất gây mê, làm giảm đau[1].

Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, Bạc hà và tinh dầu Bạc hà còn được ứng

dụng vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau như:

Trong thực phẩm, lá bac được dùng để trang trí trên thức ăn hay được dùng như

một loại rau ăn kèm thay thế rau thơm, rau húng nhũi. Lá Bạc hà còn có thể được xây

nhuyễn để lấy nước làm nước sốt Bạc hà. Ngoài ra, Bạc hà có thể dược nấu để lấy

phần nước màu xanh dùng làm xi rô, nước giải khát vị Bạc hà, làm bánh kem, kẹo…

Trong mỹ phẩm, tinh dầu Bạc hà rất có giá trị trong việc điều trị da bị mụn, nhờ

tính kháng khuẩn cao. Đồng thời lại làm mát da và làm sáng các vùng da bị sậm màu.

Đối với da nhờn, thì Bạc hà còn có tác dụng làm da bớt bóng nhờn, săn chắc mà lại

không bị khô da. Một nghiên cứu gần đây nghiên cứu của trường Đại học Wheeling

Jesui còn cho thấy rằng những người hít tinh dầu Bạc hà trong vòng hai tiếng sẽ “nạp”

lượng calorie ít hơn những người không ngửi hương Bạc hà 23%. Do đó, tinh dầu Bạc

hà còn có tác dụng làm giảm cân. Ngoài ra, chất menthol trong tinh dầu Bạc hà còn là

thành phần chính trong các sản phẩm kem đánh răng, dầu gọi và một số loại nước hoa.

Trong dược phẩm, tinh dầu Bạc hà được sử dụng chủ yếu để kết tinh thu menthol.

Từ đó điều chế những dược phẩm mà dựa vào công dụng của menthol mang lại như:


5

miếng dán giảm đau, giảm sốt, thuốc thoa trị trật khớp, bong gân, thuốc nhỏ mắt, thuốc

trị ho, đau họng và dầu gió…

Trong thuốc diệt côn trùng, tinh dầu Bạc hà đóng vai trò như chất ức chế đối với

một số loại côn trùng như: muỗi, kiến, gián, ong bắp cày. Do đó, tinh dầu Bạc hà được

ứng dụng để xua đuổi chúng.

I.2 TINH DẦU

I.2.1 Khái quát về tinh dầu

Tinh dầu là một hỗn hợp nhiều chất dễ bay hơi, có mùi đặc trưng tùy thuộc vào

nguồn gốc nguyên liệu cung cấp tinh dầu. Phần lớn tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật

và số ít từ động vật. Trong thiên nhiên tinh dầu ở trạng thái tự do, chỉ có một số ít ở

trạng thái tiềm tàng, nghĩa là tinh dầu không có sẵn trong nguyên liệu mà chỉ xuất hiện

trong những điều kiện gia công nhất định trước khi tiến hành ly trích hay dưới tác

dụng cơ học. Còn ở trạng thái tự do, tinh dầu có sẵn trong nguyên liệu có thể thu hái ly

trích trong điều kiện bình thường[3].

I.2.2 Quá trình tích lũy[3,4,5]

Trong thực vật tinh dầu được tạo ra và tích lũy trong các mô. Hình dạng các mô

này thay đổi tùy theo vị trí của chúng trong cây. Những mô này có thể hiện diện ở tất

cả các bộ phận của cây như rễ, thân, lá, hoa và cả trái…với những tên gọi khác nhau

như:

Tế bào tiết: tinh dầu được tiết ra rồi chúng được giữ trong tế bào (mô tiết) ví dụ

trong cánh hoa hồng, trong củ gừng…

Lông tiết: cũng là tế bào tiết nhưng nằm nhô ra ngoài thực vật, thường bắt gặp ở

các loài hoa môi, cúc, cà…

Túi tiết: tế bào tiết ra tinh dầu nhưng không chứa lại bên trong mà dốn chung

chứa vào một xoan trống, tạo ra bởi cơ chế ly bào hay tiêu bào. Túi tiết thường nằm

bên dưới lớp biểu bì. Thường có ở các giống Cirtrus, eucalyptus…

Ống tiết: cách tạo ra tinh dầu cũng giống như túi tiết nhưng nằm sâu trong phần

gỗ và chạy dài theo sớ gỗ, thường bắt gặp trong các giống Dipterocarpi, Artemisia…


6

I.2.3 Tinh dầu Bạc hà[3]

Hình 4: Tinh dầu Bạc hà

(Nguồn: http://tinhdauthomtv.com)

Là một chất lỏng có màu vàng nhạt, mùi Bạc hà, thanh mát và có vị tê. Thu được

bằng cách chưng cất lôi cuốn hơi nước lá Bạc hà.

Thành phần, tính chất của tinh dầu Bạc hà tùy thuộc vào giống, đất đai, khí

hậu... Trên thế giới hiện nay có các giống Bạc hà chính như sau: Nga, Anh, Mỹ,

Pháp, Trung Quốc và Nhật Bản. Loại tinh dầu Bạc hà tốt nhất hiện nay là từ Bạc hà

Nhật Bản (Mentha arvensis L.).

Các chỉ số lí – hóa của tinh dầu Bạc hà Mentha arvensis L. như sau:

Bảng 1: Các chỉ số lí – hóa của tinh dầu Bạc hà

Thông số 20

d 20D

n [α]D IA IS IE

Giá trị 0,895 1,4580 -24o 2 11 9

Trong đó:

20d : tỉ trọng của tinh dầu Bạc hà.

20D

n : chiết suất của tinh dầu Bạc hà.

[α]D : độ quay cực của tinh dầu Bạc hà.

IA : chỉ số acid của tinh dầu Bạc hà.

IS : chỉ số savon (chỉ số xà phòng hóa) của tinh dầu Bạc hà.

http://tinhdauthomtv.com/


7

IE : chỉ số ester của tinh dầu Bạc hà.

Thành phần chủ yếu là menthol (69 – 92%), menthone (3 – 6,9%). Ngoài ra còn

chứa menthyl acetate, L-limonene, piperitone, pulegone...

Chất lượng của tinh dầu phụ thuộc vào phương pháp xử lí sau khi chưng cất và

chia làm 3 loại:

- Tinh dầu thô là tinh dầu không qua xử lí.

- Tinh dầu tinh luyện một lần.

- Tinh dầu tinh luyện hai lần.

Tinh dầu tinh luyện hai lần có chất lượng tốt nhất và còn gọi là menthol thô.

I.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TINH DẦU BẠC HÀ

I.3.1 Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu Bạc hà Mentha

piperita L.[13]

Công trình được đăng trên tờ báo Journal of Agricultural and Food Chemistry do

nhóm nghiên cứu thuộc Trường Đại học Anadulo – Thổ Nhĩ Kỳ.

Công trình nghiên cứu được thực hiện trên loài Bạc hà Mentha piperita L. Nhóm

nghiên cứu tiến hành xác định thành phần của tinh dầu Bạc hà trên cùng một loài được

trồng ở 4 địa điểm khác nhau: (A) Mentha piperita oil (Evcin company, Turkey), (B)

Mentha piperita oil (Jet – Farms, Yakima), (C) Mentha piperita oil (Mari – Linn Farms,

Oregon), (D) Mentha piperita oil (Erdoğmus Perfume Industry, imported from India)

bằng sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS). Sau đó tiến hành khảo sát hoạt tính sinh học

của 4 loại tinh dầu này và so sánh kết hợp với hoạt tính sinh học của menthol và

menthone bằng kỹ thuật in vitro. Kết quả thu được như sau:

Thành phần hóa học chính trong tinh dầu Bạc hà Mentha piperita L.


8

Bảng 2: Thành phần hóa học chính của tinh dầu Mentha piperita L. xác định bằng phương pháp GC – MS.

Thành phần A B C D

Limonene 1,9 1,3 1,0 2,1

1,8-Cineole 5,3 4,0 3,4 4,0

Menthone 27,9 21,2 27,2 18,4

Menthofuran 5,5 3,8 1,3 3,2

Isomenthone 3,5 2,9 3,8 2,9

Linalool 2,5 4,4 4,1 4,8

-Caryophyllene 4,2 1,8 1,6 1,5

Terpinen-4-ol 1,2 3,4 3,8 2,1

Menthol 27,5 42,3 39,9 34,6

Pulegone 6,4 1.0 1,9 14,4

-Terpineol 2,4 1,6 1,7 0,7

Hoạt tính sinh học của tinh dầu Bạc hà Mentha piperita L.

Bảng 3: Kết quả hoạt tính kháng khuẩn (MIC, mg/ml)

Vi sinh vật A B C D M1 M2

Escherichia coli 2,5 1,25 1,25 1,25 1,25 5,0

Staphylococcus aureus 0,625 0,625 1,25 2,5 0,625 2,5

Pseudomonas aeruginosa 2,5 2,5 5,0 2,5 2,5 5,0

Enterobacter aerogenes 1,25 1,25 1,25 2,5 1,25 5,0

Proteus vulgaris 2,5 5,0 1,25 1,25 1,25 2,5

Salmonella typhimurium 1,25 1,25 1,25 2,5 0,625 5,0

Klebsiella pneumoniae 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 5,0

Yersinia enterocolitica 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

Listeria monocytogenes 0,156 0,625 2,5 0,312 0,625 1,25

Bacillus cereus 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25

Staphylococcus

epidermidis 0,625 2,5 0,625 1,25 0,625 0,625


9

Xanthomonas

campestrispv.phaseoli 0,625 0,312 0,625 0,156 0,625 2,5

Pseudomonas

syringaepv.phaseolicola 2,5 1,25 1,25 0,625 1,25 2,5

Pseudomonas

syringaepv.tomato 0,07 0,07 0,625 0,312 0,07 1,25

Pseudomonas

syringaepv.syringae 0,312 0,156 0,312 0,312 0,156 2,5

Xanthomonas

campestrispv.campestris 0,156 0,156 0,312 0,156 0,156 1,25

Candida albicans 0,625 0,625 0,312 0,625 0,625 2,5

Trong đó:

M1 : (-)-menthol

M2 : (-)-menthone

I.3.2 Thành phần tinh dầu của Bạc hà Mentha arvensis L. và Bạc hà

Mentha piperita L. ở những giai đoạn sinh trưởng khác nhau trong vùng

Kumaon thuộc phía tây Himalaya.

Thí nghiệm được tiến hành khảo sát trên hai loại giống: Bạc hà Mentha arvensis L.

ở các khu vực Kosi, Saksham, Alka và Himalaya; loại thứ hai là Bạc hà Mentha

piperita L. trồng ở khu vực Kukrail, CIM-Madhurus và CIM-Indus. Giống Bạc hà

Mentha arvensis L. được trồng vào tháng ba và giống Bạc hà Mentha piperita L.

được trồng vào tháng giêng. Các giống được thu hái sau khi được 90 ngày tuổi (tính

từ lúc bắt đầu gieo trồng). Tiến hành ly trích tinh dầu trên mẫu tươi sau khi được

thu hái bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước.

Sau đó tinh dầu của hai giống Bạc hà thu được sẽ được phân tích thành phần

hóa học bằng phương pháp sắc ký khí sử dụng đầu dò FID. Cột sử dụng là cột mao

quản silica (30 m x 0.25 mm x 0.25 µm), pha tĩnh là BP-20, khí mang sử dụng là

khí hidro. Kết quả thành phần tinh dầu thu được như sau:


10

Bảng 4: Thành phần hóa học của Bạc hà Mentha arvensis[15]

Thành phần Kosi Saksham Himalaya Kalka

-Pinene 0,47 0,61 0,55 1,25

-Pinene 0,56 0,79 0,24 0,86

Sabinene T T 0,14 T

-Myrcene 0,40 0,40 0,31 0,49

-terpinene - - - -

Limonene 1,57 0,98 0,67 1,85

1,8- cineole T T 0,11 -

-terpinene - - - -

(E)- -ocimene - - - -

(Z)-3-hexanol - - - -

3-octanol 1,61 4,24 1,73 T

Menthone 7,46 6,53 5,08 11,85

(E)-sabinene hydrate - T T -

Iso-menthone 3,56 3,48 3,16 6,09

Linalool T - - -

Menthyl acetate 1,12 1,44 1,63 3,67

Isopulegol 1.01 0,94 0,73 1,16

-Caryophyllene - - - -

Neo-menthol 1,93 1,74 1,61 1,45

Terpinen-4-ol 0,65 0,33 0,31 0,40

Pulegone T 0,34 T T

Menthol 77,54 75,85 79,64 65,61

Isomenthhol 0,15 0,11 T T

-terpineol - 0,17 0,17 0,18

Germacrene D 0,16 T 0,14 0,31

Piperitone 0,24 1,76 1,08 2,05

Cavone - - - -


11

Bảng 5: Thành phần hóa học của Bạc hà Mentha peppermint[15]

Thành phần Kukrail CIM-Madhurus CIM-Indus

-Pinene 0,91 1,00 0,88

-Pinene 0,55 1,48 T

Sabinene - 0,22 1,64

-Myrcene 0,24 0,26 0,42

-terpinene 0,21 0,18 15,46

Limonene 2,37 1,54 0,51

1,8- cineole 5,58 6,57 5,96

-terpinene 0,55 0,35 13,94

(E)- -ocimene 0,30 1,29 3,65

p-cimene 0,37 0,18 1,38

3-octanol T T 0,43

Menthone 29,83 26,88 0,77

Menthofurane 0,81 0,32 7,45

Iso-menthone 3,36 2,65 1,37

Linalool 0,19 0,26 0,34

Menthyl acetate 5,18 7,23 1,23

Isopulegol 0,13 0,13 0,27

-Caryophyllene 0,96 1,10 4,13

Neo-menthol 3,47 3,39 0,38

Terpinen-4-ol 0,51 1,21 2,07

Pulegone 0,68 0,96 T

Menthol 37,44 36,13 22,56

(E)- -farnesene 0,18 0,21 0,40

Isomenthhol 0,19 0,25 T

-terpineol 0,16 0,16 0,44


12

Germacrene D 0,78 0,69 2,49

Piperitone 1,27 0,83 1,19

Cavone - - 0,52

T : những chất có hàm lượng < 0,1%.

I.3.3 Tách và tổng hợp menthol

Trong công nghiệp nguyên liệu chính để tách menthol là tinh dầu Bạc hà. Để

tách menthol ra khỏi tinh dầu Bạc hà người ta làm lạnh tinh dầu, sau đó li tâm sẽ

được menthol thô. Chưng cất phân đoạn tinh dầu Bạc hà và lấy đoạn có nhiệt độ sôi

98-100oC/10,5 mm. Đồng thời với menthol còn có neomenthol. Để tách riêng

neomenthol ra khỏi menthol, cho hỗn hợp tác dụng với acid xucxenic hoặc acid

phtalic, neomenthol, sẽ tạo thành ester với hai acid trên và tách riêng ra khỏi menthol.

Menthol còn có thể tổng hợp được bằng cách khử menthone, khử pulegone hay hydro

hóa timol. Nhưng phương pháp có hiệu quả kinh tế nhất là hydro hóa p – cymene theo

sơ đồ sau.

I.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP LY TRÍCH TINH DẦU BẠC HÀ

Dựa trên cách thực hành, các phương pháp sản xuất tinh dầu được chia ra làm 4

loại: cơ học, tẩm trích, hấp thụ và chưng cất hơi nước.

Nhưng dù có tiến hành theo bất cứ phương pháp nào, quy trình sản xuất đều có

những đặc điểm chung sau đây[4,5].

Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên như nguyên liệu.


13

Quy trình khai thác phải phù hợp với nguyên liệu.

Tinh dầu phải được lấy triệt để khỏi nguyên liệu, với chi phí thấp nhất.

Nguyên tắc ly trích của tất cả các phương pháp nói trên đều dựa vào những đặc

điểm của tinh dầu như:

Dễ bay hơi.

Lôi cuốn theo hơi nước ở nhiệt độ phù hợp.

Hòa tan dễ dàng trong dung môi hữu cơ.

Dễ bị hấp thụ ngay ở thể khí.

I.4.1 Phương pháp cơ học[5,6]

I.4.1.1 Vắt ép

Ngâm nguyên liệu vào nước thường hoặc nước muối 5%. Vớt nguyên liệu ra, vắt

cho tinh dầu tuôn ra, rồi thấm phần tinh dầu này bằng miếng bông hoặc bọt bể, vắt ráo

miếng bông để lấy tinh dầu ra rồi tiếp tục thao tác như trên. Sau cùng tách nước làm

khan và lọc sạch.

I.4.1.2 Nạo xát

Dùng một phểu bằng đồng, mặt trong có các gai nhỏ, dùng nguyên liệu xát lên

mặt phễu làm cho các túi dầu vở ra. Tách nước, làm khan, thu lấy tinh dầu.

I.4.1.3 Ép

Vừa ép nguyên liệu vừa phun nước muối 10% để tinh dầu dễ trôi ra và đồng thời

khi ngưng ép, tinh dầu không bị ép trở lại xác. Đem dung dịch li tâm hoặc lắng gạn để

thu phần tinh dầu.

Các phương pháp cơ học này, có ưu điểm là tinh dầu có mùi thơm tự nhiên do

không dùng đến sức nóng và dung môi, nhược điểm là tốn nhiều nhân công và đòi hỏi

cây trồng tập trung, hiệu suất không cao, tinh dầu lấy ra không triệt để, do đó phải

dùng phương pháp khác để lấy lượng tinh dầu còn lại.

I.4.2 Phương pháp dùng dung môi hòa tan[5,6]

Phương pháp này phải dùng một số dung môi thích hợp như ethanol, ether dầu

hỏa dễ hòa tan tinh dầu có trong nguyên liệu.


14

Cho nguyên liệu vào bình có nút kín, thêm dung dịch vào ngâm trong 8 ngày.

Trong thời gian ngâm thỉnh thoảng lắc bình cho đều, sau đó lọc và ép. Ta sẽ có dung

dịch mùi của nguyên liệu thiên nhiên. Với loại tinh dầu này ta có thể pha chế nước

hoa, kẹo, bánh…

Ưu điểm của phương pháp này là thu được tinh dầu có mùi thơm tự nhiên, có

hiệu suất cao.

Nhược điểm phương pháp này là không mang tính kinh tế, dung dịch ethanol thu

được thường có lẫn màu xanh của diệp lục tố nên khi pha kẹo hoặc nước uống màu sắc

cũng bị ảnh hưởng.

I.4.3 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước[4,5,6]

I.4.3.1 Phương pháp cổ điển

Nguyên liệu được cho vào nồi cất. Sau đó, cho chạy qua nguyên liệu một luồng

hơi nước, hoặc cho nước trực tiếp vào nguyên liệu rồi đun sôi. Hơi nước và hơi tinh

dầu được kéo sang bình làm lạnh, đọng lại thành chất lỏng, chỉ một phần rất nhỏ tinh

dầu tan trong nước. Tiếp theo dùng một bình riêng gọi là florentin để gạn lấy tinh dầu.

Phần tinh dầu thu được có lẫn nước sẽ được chiết lại với diethyl ether, sau đó làm khan

nước bằng N2SO4 khan. Cô quay đuổi dung môi ta thu được tinh dầu cần lấy. Phương

pháp này tương đối kinh tế hơn, ít tốn công, hiệu suất thu hồi tinh dầu cao. Nhưng tinh

dầu có mùi không tự nhiên và không thể áp dụng cho những loại tinh dầu dễ bị biến

tính bởi nhiệt độ.

I.4.3.2 Phương pháp ly trích kết hợp vi sóng[4,6]

Một số phân tử, trong đó có nước, phân chia điện tích trong phân tử một cách bất

đối xứng. Do đó, khi đặt trong điện trường một chiều, các phân tử này chuyển động

như những lưỡng cực định hướng theo chiều của điện trường. Nếu là điện trường xoay

chiều, thì sự định hướng của các lưỡng cực sẽ thay đổi theo chiều của điện trường đó.

Phân tử nước có độ phân cực lớn, nên nước là một chất rất lý tưởng để đun nóng

bằng vi sóng. Vi sóng được áp dụng trong hóa học chủ yếu là khai thác hiện tượng làm

nóng lên của vật chất. Những phân tử này có lưỡng cực định hướng theo chiều của từ

trường, nên điện xoay chiều có tần số cao sẽ gây một xáo động rất lớn lên các phân tử

trên khiến chúng bị ma sát mạnh, đây chính là sự nóng lên của vật chất.


15

Tóm lại: vi sóng cung cấp một phương pháp duy nhất về sự đun nóng không

dùng sự truyền nhiệt bình thường, tức là sức nóng đi từ bề mặt của vật chất vào bên

trong, làm nóng vật chất từ bên trong nó. Sự đun nóng này rất hiệu quả, thời gian

nhanh và đặc biệt bảo vệ được các hợp chất dễ bị phân hủy nhiệt.

Ứng dụng của vi sóng vào ly trích tinh dầu thực vật

Dưới tác dụng của vi sóng, nước trong các tế bào thực vật bị nóng lên, áp suất

bên trong tăng đột ngột làm các mô chứa tinh dầu bị vỡ ra.

Tinh dầu thoát ra bên ngoài, lôi cuốn theo hơi nước sang

hệ thống ngưng tụ (phương pháp chưng cất hơi nước)

hoặc hòa tan vào dung môi hữu cơ đang bao phủ bên

ngoài nguyên liệu.

I.4.4 Phương pháp chiết Soxhlet[5]

Hệ thống máy Soxhlet gồm ba bộ phận chính được

nối với nhau là: bình cầu chứa dung môi được nung trên

bếp điện có thể điều chỉnh nhiệt độ; phần ở giữa là bộ

phận chứa mẫu bột cây, bộ phận này gồm ba ống thủy tinh thông với nhau; phần trên

cùng là hệ thống ngưng tựu hơi.

Mẫu được cho vào túi và để vào ống D. Sau đó cho dung môi vào, dung môi sẽ

thấm ướt bột cây rồi chạy xuống bình cầu theo ống thông nhau E. Lưu ý để dung môi

vào bình cầu không được quá 2/3 thể tích bình. Lúc này mở nước chảy hoàn lưu và

tiến hành đun. Hơi dung môi bốc lên sẽ theo ống B, gặp lạnh hơi sẽ bi ngưng tựu

xuống ống D. Dung môi thấm vào bột cây và chiết những chất hữu cơ nào có thể hòa

tan vào dung môi. Khi dung môi ngưng tựu đến mức cao nhất trong ống E thì toàn bộ

dung môi bị rút hết xuống bình cầu. Các chất được hút xuống nằm lại tại đó và chỉ có

dung môi bay hơi lên để tiếp tục quá trình chiết. Sau khi hoàn tất đuổi dung môi ta thu

được cao chiết.

Hình 5: Hệ thống Soxhlet

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM

16


II.1 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, THIẾT BỊ, NGUYÊN LIỆU VÀ

HÓA CHẤT

II.1.1 Địa điểm và thời gian

Việc tiến hành nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Hóa sinh, Bộ

môn Hóa học, Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Cần Thơ

Thời gian thực hiện: từ 01/12/2012 đến 30/05/2013

II.1.2 Thiết bị, nguyên liệu, dụng cụ và hóa chất

II.1.2.1 Thiết bị và dụng cụ

Bộ chưng cất tinh dầu nhẹ Clevenger

Cân điện tử SARTORRIUS 210 g 0,0001 g

Hệ thống GC – MS THERMO SCIENTIFIC

Máy cô quay EYELA CCA - 1110

Nhiệt kế 200C

Bình tam giác 250 ml

Bercher 100ml, 250 ml

Microburrette 25 ml

Đũa thủy tinh

Pipet 5 ml, 10 ml, 25 ml

Bình cầu 250 ml

Ống đong 10 ml, 25 ml

Bình lóng 250 ml

Bếp điện Gali

Bếp đun hoàn lưu Heating Green


17

II.1.2.2 Nguyên liệu và hóa chất

Nguyên liệu

Hình 6: Mẫu Bạc hà khô Hình 7: Mẫu Bạc hà đã cắt nhỏ

Mẫu Bạc hà dùng trong thí nghiệm là mẫu lá Bạc hà khô do cơ sở giống cây

trồng Bình Châu cung cấp (24 - Điện Biên Phủ, quận Bình Tân, TP. HCM).

Qua sự định danh Bộ môn Sinh học – Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học

Cần Thơ và tham chiếu trong quyển “Những cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt

Nam” loài Bạc hà được sử dụng khảo sát thực nghiệm có tên gọi khoa học là Mentha

arvensis L. var. piperascens (Malinv.)

Hóa chất

Cồn 96o (25 ml)

Nước cất

Acetone (50 ml)

Phenolphthalein (5 ml)

Dung dịch KOH 0,1N trong alcol (100 ml)

Dung dịch HCl 0,1N (200 ml)

Đá bọt (5 g)

Diethyl eter

II.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để đạt được yêu cầu nghiên cứu của đề tài, em tiến hành thực hiện các bước sau:

- Thu mua và xử lý nguyên liệu

- Ly trích tinh dầu bằng phương pháp chiết lôi cuốn hơi nước với các điều kiện

khảo sát là thời gian ly trích, nhiệt độ ly trích và lượng dung môi ly trích.

- Xác định các chỉ tiêu hóa – lý của tinh dầu.


18

- Phân tích thành phần hóa học chính trong tinh dầu bằng máy sắc ký ghép khối

phổ (GC – MS).

II.2.1 Xử lý nguyên liệu

Mẫu Bạc hà khô sau khi mua về được loại bỏ tạp lẫn như cỏ, rơm hoặc các lá cây

khác. Tiếp theo tách lấy lá Bạc hà, sau đó cắt nhỏ mẫu khoảng 1-2 cm và được bảo

quản trong túi nilon ở nhiệt độ phòng.

II.2.2 Ly trích tinh dầu bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước[7]

Cân 20 g mẫu Bạc hà khô đã cắt nhỏ cho vào bình cầu 1000 ml, rót nước cất vào

bình sao cho thể tích nước trong bình không vượt quá 2/3 thể tích của bình cầu. Nếu

cho nước quá nhiều thì trong quá trình đun xác mẫu trong bình cầu sẽ trào lên bộ phận

hứng lấy tinh dầu. Lắp bình cầu vào hệ thống gồm ống hứng tinh dầu và ống sinh hàn.

Bình cầu được đun cách dầu silicon để nhiệt độ tỏa đều, ổn định hơn và không gây vỡ

bình cầu khi đun quá lâu. Điều chỉnh nhiệt độ của bếp điện sao cho tránh dầu sôi mạnh

có thể tràn ra ngoài. Sau quá trình ly trích, hỗn hợp tinh dầu thu được gồm tinh dầu

Bạc hà và nước. Thực hiện chiết hỗn hợp với dung môi diethyl eter để loại bỏ nước thu

lấy phần dung môi. Làm khan bằng Na2SO4, sau đó tiến hành cô quay thu hồi dung

môi, được tinh dầu Bạc hà. Cân sản phẩm thu được từ đó tính hiệu suất của quá trình

ly trích. Đồng thời cũng phân tích thành phần mẫu tinh dầu thu được bằng GC – MS.


19

Hình 8: Sơ đồ các bước thực hiện ly trích tinh dầu Bạc hà bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

II.2.3 Xác định một số chỉ tiêu hóa – lý của tinh dầu Bạc hà

Mẫu tinh dầu thu được sau khi ly trích bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi

nước sẽ được xác định các chỉ tiêu sau:

Nguyên liệu

Ly trích bằng lôi cuốn hơi nước

Hỗn hợp tinh dầu

Nước Dung môi

Cô quay thu hồi diethyl ether

Dung môi

Nước

Tinh dầu bạc hà thô

+ Làm khan bằng Na2SO4 + Lọc

+ Chiết lại hỗn hợp với diethyl ether

+ Làm khan bằng Na2SO4 + Lọc + Cô quay thu hồi dung môi

+ Chiết hỗn hợp với diethyl ether để loại bỏ tạp chất

+ Loại bỏ cỏ, lá cây tạp + Cắt nhỏ


20

II.2.3.1 Đánh giá cảm quan[6,7]

Phân tích sơ bộ chất lượng của tinh dầu bằng cảm quan. Nghĩa là nghiên cứu

những dấu hiệu bên ngoài như mùi, vị, màu sắc, độ trong suốt...

Qua nghiên cứu những dấu hiệu bên ngoài này có thể phán đoán và đánh giá sơ

bộ về chất lượng của tinh dầu và mục đích sử dụng tinh dầu.

II.2.3.1.1 Màu sắc và độ trong suốt[6,7]

Xác định màu sắc và độ trong suốt của tinh dầu bằng cách cho tinh dầu vào một

ống thủy tinh trong suốt không có màu có dung tích 20 ml, thỉnh thoảng lắc và quan sát

rồi ghi nhận xét về tính chất, cường độ của màu và độ trong suốt (ví dụ: vàng nhạt, nâu

sẫm...). Nếu tinh dầu còn vẩn đục và không trong suốt chứng tỏ còn tạp chất và nước.

II.2.3.1.2 Mùi[6,7]

Mùi là một trong những biểu hiện bên ngoài quan trọng của tinh dầu. Mỗi một

loại tinh dầu có một mùi đặc trưng. Dựa vào mùi có thể biết được chất lượng và mục

đích sử dụng của nó.

Để xác định mùi, nhỏ một giọt tinh dầu lên tờ giấy lọc hoặc bôi một ít vào mu

bàn tay rồi ngửi cách chỗ có tinh dầu 20 - 30 mm; cứ 15 phút ngửi 1 lần trong một giờ.

Ghi nhận xét về bản chất và cường độ mùi (thơm dịu, hăng, xốc...).

II.2.3.1.3 Vị[6,7]

Vị cũng là một biểu hiện bên ngoài quan trọng của tinh dầu. Mỗi một loại tinh

dầu có mùi vị riêng. Để xác định vị, dùng phương pháp nếm, nếm xong ghi nhận xét

bản chất (ngọt, đắng…) và cường độ của vị (dịu, thoảng…).

II.2.3.2 Xác định chỉ số acid[3,6,7]

Chỉ số acid biểu diễn bằng lượng miligam KOH cần thiết dùng để trung hòa acid

tự do có trong 1 gam tinh dầu. Biết được chỉ số acid có thể xác định được lượng acid

tự do trong tinh dầu.

Chỉ số acid phụ thuộc vào phương pháp khai thác, mức độ tươi và thời gian bảo

quản của tinh dầu. Khi bảo quản lâu chỉ số acid của tinh dầu sẽ tăng lên do bị oxi hóa

và ester trong tinh dầu bị phân giải.

Xác định chỉ số acid dựa vào phản ứng trung hòa


21

RCOOH + KOH → RCOOK + H2O

Từ lượng kiềm để trung hòa acid tự do, tính được chỉ số acid.

Để xác định cân chính xác một lượng tinh dầu khoảng 2 gam, hòa tan bằng

ethanol 96, cho vài giọt phenolphtalein rồi chuẩn độ bằng dung dịch KOH 0,1N đến

khi xuất hiện màu hồng ổn định trong 2-3 giây.

Chỉ số acid được tính bằng công thức:

m

V5,61IA

=

Trong đó:

5,61 là lượng miligam KOH chứa trong 1 ml KOH 0,1N.

V : thể tích ml KOH 0,1N dùng để chuẩn độ mẫu thí nghiệm.

m: lượng tinh dầu dùng thí nghiệm (g).

II.2.3.3 Xác định chỉ số savon hóa[3,6,7]

Chỉ số xà phòng là số miligam KOH cần thiết để trung hòa tất cả các acid tự do

và acid kết hợp có trong 1 gam tinh dầu.

Cách xác định

Cân chính xác khoảng 0,3 gam tinh dầu vào bình tam giác 250 mL, cho vào đó

6 mL KOH 0,1 N trong alcol. Tiến hành song song với mẫu không có dầu. Đem 2 bình

đun cách thủy qua ống sinh hàn, cho sôi nhẹ trong khoảng 45 phút để tinh dầu thủy

phân hoàn toàn. Để nguội, thêm vào đó 2 mL nước cất, 2-3 giọt phenolphthalein, dung

dịch chuyển sang màu hồng, chuẩn độ bằng HCl 0,1 N trong alcol cho đến khi mất

màu hồng.

Tiến hành chuẩn độ mẫu trắng trước khi chuẩn mẫu thật.

Tính kết quả: m

)V(V5,61=I 21

S

Trong đó:

1mL KOH 0,1 N tương đương với 5,61 mg KOH

IS: Chỉ số xà phòng

V1 : số mL HCl 0,1N dùng chuẩn độ bình không

V2 : số mL HCl 0,1N dùng chuẩn độ bình chứa mẫu


22

m: khối lượng tinh dầu lấy làm thí nghiệm.

II.2.3.4 Chỉ số ester[3,6,7]

Là số mg KOH cần thiết để xà phòng hoá hết lượng glycerid có trong một gam

tinh dầu, chỉ số ester là hiệu số giữa chỉ số xà phòng hóa và chỉ số acid. Chỉ số ester

càng cao thì lượng glycerin có trong tinh dầu càng nhiều.

IE = IS – IA

II.2.4 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng và thành phần tinh

dầu Bạc hà

Tiến hành khảo sát 3 yếu tố làm ảnh hưởng đến hàm lượng và thành phần tinh

dầu: thời gian ly trích, nhiệt độ và thể tích dung môi dùng ly trích. Sau khi đã có các

điều kiện ly trích tối ưu, tôi tiến hành ly trích một mẫu ở những điều kiện tối ưu để

làm mẫu so sánh thành phần hóa học với 3 mẫu tối ưu.

Nguyên tắc: cố định hai yếu tố và thay đổi một yếu tố để chọn được điều kiện tối

ưu cho yếu tố đó. Sau đó thực hiên tương tự cho 2 yếu tố còn lại. Cuối cùng tính phần

trăm theo khối lượng tinh dầu thu được và phân tích thành hóa học bằng GC - MS.

II.2.4.1 Khảo sát thời gian ly trích[4,6,7,8]

Cố định 2 yếu tố nhiệt độ và lượng dung môi ly trích và thay đổi thời gian ly trích

ở những giai đoạn 40 phút, 50 phút, 60 phút, 1 giờ 15 phút và 1 giờ 30 phút. Thời gian

được bắt đầu tính từ lúc ta thu được giọt tinh dầu đầu tiên ngưng tụ nhỏ xuống ống

hứng tinh dầu. Cân và phân tích thành phần mẫu tinh dầu để so sánh hàm lượng và

thành phần tinh dầu ở mỗi thời gian ly trích khác nhau từ đó chọn được mức thời gian

tối ưu nhất. Phân tích thành phần hóa học của mẫu thời gian tối ưu (M1) bằng GC –

MS.

II.2.4.2 Khảo sát lượng dung môi ly trích[4,6,7,8]

Với thời gian ly trích tối ưu đã chọn, tiếp tục cố định nhiệt độ. Ta khảo sát quá

trình ly trích tinh dầu với những thể tích dung môi là 200 ml, 300 ml, 400 ml, 500 ml,

600ml. Cân và phân tích thành phần mẫu tinh dầu để so sánh hàm lượng và thành phần

tinh dầu ở những lượng dung môi dùng ly trích khác nhau từ đó chọn được mức thể

tích tối ưu nhất. Phân tích thành phần hóa học của mẫu thể tích tối ưu (M3) bằng GC –

MS.


23

II.2.4.3 Khảo sát nhiệt độ ly trích[4,6,7,8]

Bật bếp điện trước 30 phút (tùy theo nhiệt độ tăng ở mỗi bếp đun sử dụng) để

nhiệt độ cần tiến hành khảo sát ổn định. Cắm nhiệt kế vào trong dầu silicon và luôn

theo dỗi nhiệt độ của dầu. Sau đó mới tiến hành khảo sát ở thời gian và thể tích dung

môi tối ưu vừa tìm được. Ta thực hiện ly trích tinh dầu ở những khoảng nhiệt độ

120C, 130C, 140C, 150C, 160C. Cân và phân tích thành phần mẫu tinh dầu để so

sánh hàm lượng và thành phần tinh dầu ở những khoảng nhiệt độ ly trích khác nhau từ

đó chọn được nhiệt độ tối ưu nhất. Phân tích thành phần hóa học của mẫu nhiệt độ tối

ưu (M2) bằng GC – MS.

II.2.4.4 Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian, nhiệt độ và thể tích dung

môi đến thành phần hóa học[7]

Tiến hành ly trích một mẫu tinh dầu Bạc hà khảo sát (M4) ở điều kiện thời gian

tối ưu, nhiệt độ tối ưu và lượng dung môi tối ưu. Sau đó phân tích thành phần hóa học

bằng GC – MS và so sánh phần trăm các cấu tử trong tinh dầu của mẫu này với 3 mẫu

thu được ở mỗi điều kiện ly trích thời gian tối ưu (M1), nhiệt độ tối ưu (M2) và lượng

dung môi tối ưu (M3). Từ đó có kết luận về sự ảnh hưởng của 3 yếu tố thời gian, nhiệt

độ và thể tích dung môi đến thành phần hóa học của tinh dầu Bạc hà.

II.2.5 Xác định thành phần hóa học chính của tinh dầu Bạc hà bằng

phương pháp sắc ký ghép khối phổ (GC – MS) [4,6,7,8]

Tinh dầu Bạc hà thu được sau khi ly trích bằng phương pháp chưng cất lôi

cuốn hơi nước được phân tích thành phần hóa học bằng máy sắc ký ghép khối phổ

(GC – MS) THERMO SCIENTIFIC. Cột sử dụng trong phân tích là cột có kí hiệu

TG – SQC (15 m x 0,25 mm x 0,25 m), khí mang là heli, với các điều kiện chạy phân

tích như sau:

II.2.5.1 Điều kiện sắc ký

Chương trình nhiệt độ như sau:


24

Hình 9: Chương trình nhiệt độ

Ram 1:Nhiệt độ đầu ở 60C, giữ 2 phút

Ram 2: tăng lên 120C với tốc độ 5C /phút, giữ 1 phút



II.2.5.2 Điều kiện khối phổ

Hình 10: Điều kiện chạy của MS


25

Nguồn ion hóa EI:

Nhiệt độ bắn phá ion: 200C

Nhiệt độ stranferline: 230C

Chế độ quét: Fullscan

Khối quét: 40-400 amu

Tiêm mẫu:

Chế độ tiêm mẫu chia dòng

Tỉ lệ chia dòng: 42

Thể tích mẫu tiêm: 1 l

Hình 11: Điều kiện Injecter

II.2.5.3 Xác định thành phần hóa học tinh dầu Bạc hà

Thành phần tinh dầu được xác định như sau:

Xác định thời gian lưu của các chất trên GC giống với thời gian lưu của những

chất đã biết trước.

Đối chiếu phổ khối lượng thu được với phổ gốc trong thư viện phổ NIST, từ đó

định danh các cấu tử trong tinh dầu Bạc hà.

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

26

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

III.1 XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU HÓA LÝ CỦA TINH DẦU

BẠC HÀ

III.1.1 Đánh giá cảm quan

Tinh dầu Bạc hà ly trích bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước thu được

có tính chất sau:

Hình 12: Tinh dầu bạc hà

Màu: trong suốt hơi vàng nhạt.

Mùi: có mùi thơm dịu tự nhiên

của cây Bạc hà.

Vị: có vị cay thơm, tính mát.

III.1.2 Xác định chỉ số acid (IA)

Xác định chỉ số acid như phương pháp đã trình bày, thực hiện đo ba lần được kết

quả như sau:

Bảng 6: Kết quả chuẩn độ xác định chỉ số acid

Số lần Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình

Khối lượng

tinh dầu (g) 1,0030 1,0032 1,0042 1,0035

Thể tích KOH

0,1 N (ml) 0,3200 0,3200 0.3000 0,3133

IA 1,75


27

III.1.3 Xác định chỉ số savon hóa (IS)

Bảng 7: Kết quả chuẩn độ xác định chỉ số savon và chỉ số ester

Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình

Khối lượng

tinh dầu (g) 1,0034 1,0030 1,0030 1,0031

Thể tích HCl

0,1 N chuẩn

độ mẫu (ml)

17,6 17,5 17,4 17,5

Thể tích HCl

0,1 N chuẩn

mẫu trắng (ml)

14,6 14,7 14,5 14,6

IS 16,22

IE 14,47

Về mặt ý nghĩa của các chỉ số, chỉ số acid thấp cho thấy tinh dầu Bạc hà thu được

vẫn đảm bảo chất lượng (mùi và thành phần tinh dầu) của một tinh dầu mới ly trích.

Mặt khác, chỉ số ester lớn chứng tỏ hàm lượng ester trong tinh dầu Bạc hà nhiều. Đây

là một trong nhũng các cấu tử chính góp phần tạo mùi thơm của tinh dầu Bạc hà nhiều.

Như vậy quá trình ly trích bằng phương pháp trên ít làm thay đổi tính chất cũng như

thành phần của tinh dầu.

III.2 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU

SUẤT VÀ THÀNH PHẦN TINH DẦU BẠC HÀ TRONG QUÁ

TRÌNH LY TRÍCH

III.2.1 Thời gian ly trích

Tiến hành khảo sát thời gian ly trích trên 20 g mẫu lá Bạc hà khô, thu được kết

quả như sau:


28

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

20 30 40 50 60 70 80 90 100

Phút

% tinh dầu

Bảng 8: Kết quả khảo sát thời gian ly trích tinh dầu bạc hà bằng phương

pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Thời gian ly trích (phút)

Khối lượng

mẫu (g) Dung môi

Thể tích dung môi

(ml)

Nhiệt độ oC

Khối lượng tinh dầu (g)

Hàm lượng % tinh dầu

30 0,2066 1,033

40 0,3146 1,573

50 0,3770 1,885

60 0,4715 2,358

75 0,3755 1,878

90

20

Nước cất

500

120

0,3746 1,873

Từ kết quả bảng số liệu trên, tiến hành xây dựng đồ thị biểu thị mối tương quan

giữa thời gian ly trích tinh dầu Bạc hà và sự thay đổi hàm lượng phần trăm theo khối

lượng tinh dầu Bạc hà thu được ở từng giai đoạn khảo sát.

Hình 13: Đồ thị biểu diễn thời gian ly trích theo hàm lượng tinh dầu Bạc hà

thu được

Nhận xét: Qua quá trình khảo sát và phân tích số liệu thu được, cho thấy rằng: khi

thời gian ly trích tăng thì hàm lượng phần trăm theo khối lượng của tinh dầu ly trích

cũng tăng. Và nếu thời gian ly trích lâu hơn 60 phút, nhận thấy rằng hàm lượng tinh

dầu giảm lại. Như vậy hàm lượng tinh dầu đạt cao nhất là 2,358% ở thời gian 60 phút.


29

Cho nên em chọn thời gian này làm thời gian tối ưu và cố định thời gian ở 60 phút cho

các khảo sát tiếp theo.

III.2.2 Khảo sát nhiệt độ ly trích

Tiến hành khảo sát ly trích 20 g mẫu Bạc hà khô ở những khoản nhiệt độ khác

nhau thu được kết quả như sau:

Bảng 9: Kết quả khảo sát nhiệt độ ly trích tinh dầu bạc hà bằng phương

pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Thời gian ly trích (phút)

Khối lượng

mẫu (g)

Dung môi

Thể tích dung

môi (ml)

Nhiệt độ oC

Khối lượng tinh dầu

(g)


110 0,2991 1,4955

120 0,3082 1,541

130 0,3602 1,801

140 0,3277 1,6385

150 0,2629 1,3145

60

20

Nước cất

500

160 0,2601 1,3005

Từ kết quả bảng số liệu trên, tiến hành xây dựng đồ thị biểu thị mối tương quan

giữa nhiệt độ ly trích tinh dầu Bạc hà và sự thay đổi hàm lượng phần trăm theo khối

lượng tinh dầu Bạc hà thu được ở từng giai đoạn khảo sát.


30

% tinh dầu

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

100 110 120 130 140 150 160 170

nhiệt độ

Hình 14: Đồ thị biểu diễn nhiệt độ ly trích theo hàm lượng tinh dầu Bạc hà thu

được

Nhận xét: Đồ thị trên cho thấy rằng: hàm lượng phần trăm theo khối lượng của

tinh dầu ly trích tăng khi tăng nhiệt độ ly trích và hàm lượng đạt cao nhất là 1,801%

ở nhiệt độ là 130 oC. Nhận thấy rằng nếu tiếp tục tăng nhiệt độ cao hơn nữa thì hàm

lượng tinh dầu tỉ lệ nghịch với nhiệt độ. Cho nên em chọn nhiệt độ này làm nhiệt độ

tối ưu và cố định nhiệt độ ở 130 oC cho khảo sát tiếp theo.

III.2.3 Khảo sát lượng dung môi ly trích

Tiến hành khảo sát ly trích 20 g mẫu Bạc hà khô với những thể tích nước cất khác

nhau thu được kết quả như sau:

Bảng 10: Kết quả khảo sát thể tích dung môi ly trích tinh dầu bạc hà bằng

phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Thời gian ly trích

(phút)

Khối lượng

mẫu (g)

Dung môi

Thể tích dung môi

(ml)

Nhiệt độ oC

Khối lượng tinh dầu

(g)


200 0,2095 1,0475

300 0,3300 1,6500

400 0,3618 1,8090

60

20

Nước cất

500

130

0,2986 1,4930


31

% tinh dầu

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

100 200 300 400 500 600 700 800

ml

600 0,2748 1,3740

700 0,2664 1,3320

Từ bảng số liệu trên, ta xây dựng đồ thị biểu diễn quan hệ giữa thể tích nước cất

dùng ly trích tinh dầu Bạc hà và sự thay đổi hàm lượng phần trăm theo khối lượng tinh

dầu Bạc hà thu được ở từng giai đoạn khảo sát như sau:

Hình 15: Đồ thị biểu diễn thể tích dung môi ly trích theo hàm lượng tinh dầu

Bạc hà thu được

Nhận xét: Đồ thị cho thấy khi tăng thể tích nước cất dùng ly trích tinh dầu thì

hàm lượng phần trăm tinh dầu tăng tỉ lệ thuận. Và thể tích nước tối đa để thu được

hàm lượng tinh dầu cao nhất 1,809% là 400 ml. Nếu thêm nước tiếp tục nhận thấy rằng

hàm lượng tinh dầu không tăng nữa mà giảm lại. Cho nên em chọn thể tích này làm

thể tích tối ưu.

III.1.4 Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian, nhiệt độ và thể tích dung

môi đến thành phần hóa học tinh dầu Bạc hà

Tiến hành phân tích thành phần hóa học của 4 mẫu: mẫu khảo sát thời gian tối ưu

M1, mẫu khảo sát nhiệt độ tối ưu M2, mẫu khảo sát thể tích tối ưu M3, mẫu khảo sát ở

cả ba điều kiện tối ưu M4. Thu được kết quả so sánh như sau:


32

Bảng 11: Bảng so sánh thành phần hóa học

Phần trăm khối lượng % Thời gian lưu

Thành phần hóa học M1 M2 M3 M4

2,29 α-Pinene 0,02 0,62 0,53

2,86 β-Pinene 0,04 1,05 0,97

3,08 β-Myrcene

0,29 0,24

3,21 3-Octanol 0,04 0,05 0,69 0,68

3,7 Limonene 0,1 0,14 1,7 1,55

5,13 β-Linalool 0,09 0,14 0,1

6,08 Isopulegol 0,2 0,25 1,25 1,21

6,25 trans-Menthone 9,32 9,43 14,37 16,23

6,76 (-)-Menthol 52,05 47,01 53,77 55,17

7,14 α-Terpineol 0,09 0,49

8,04 3,4,4-Trimethyl-5-oxo-

2-hexenoic acid 0,06

8,27 Pulegone 0,2 0,24 7,36 7,15

8,63 Piperitone (p-Menth-1-

en-3-one) 7,99 9,38 2,53 2,26

9,62 Menthyl acetate 18,37 18,17 1,83 1,45

11,7 β-Bourbonene 0,06 0,03

12,29 Longifolene 0,03

12,47 β-Caryophyllene 1,16 1,67 0,74 0,28

13,59 Germacrene D 0,16 0,26 0,27

14 4-Chloro-2,3-dimethyl-1,3-

hexadiene 0,26 0,53

15,11 (-)-Calamenene 0,17 0,2 0,06

15,42 α-Muurolene 0,03 0,02

16,39 Caryophyllene oxide 0,07 0,11 0,03

17,14 β-Cedrene 0,1

17,92 δ-Cadinol 0,05


33

Nhận xét: Từ bảng so sánh số liệu phần trăm các chất trong tinh dầu Bạc hà cho

thấy 2 yếu tố thời gian và thể tích dung môi sử dụng để ly trích ảnh hưởng đến thành

phần tinh dầu rất ít. Ngược lại nhiệt độ ảnh hưởng đáng kể đến thành phần tinh dầu

Bạc hà. Thấy rõ nhất là những chất như α-Pinene, β-Pinene, β-Myrcene khó bay hơi ở

nhiệt độ thấp, còn các chất β-Cedrene, δ-Cadinol, α-Terpineol, β-Bourbonene,

Longifolene lại dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao. Do đó ở mẫu M1 ta chỉ thu được β-

Cedrene, δ-Cadinol, α-Terpineol, β-Bourbonene, Longifolene mà không có mặt các

chất α-Pinene, β-Pinene, β-Myrcene.

Công thức hóa học của một số cấu tử có trong thành phần tinh dầu Bạc hà:

(-)-


34

Hình 16: Công thức của một số thành phần chính trong tinh dầu Bạc hà

III.3 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TINH DẦU

BẰNG PHƯƠNG PHÁP GC – MS

III.3.1 Thành phần hóa học

Qua phân tích GC cho kết quả phổ đồ như sau:

Hình 17: Phổ đồ phân tích thành phần tinh dầu Bạc hà bằng GC - MS

Trans-Menthone

Pulegone

(-)-Menthol

-caryophyllene

Menthyl acetate


35

Kết quả phân tích bằng GC – MS cho thấy peak có cường độ lớn nhất có thời

gian lưu tại 6,81 phút. Cho thấy đây là thành phần chiếm nhiều nhất trong tinh dầu Bạc

hà. Qua nhận dạng cấu trúc hóa học bằng khối phổ đã xác định được hợp chất có thời

gian lưu 6,81 phút là menthol (C10H20O, khối lượng phân tử là 156). Khối phổ của

phân tử menthol phân tích bằng GC – MS như sau:

Hình 18: Khối phổ của menthol

So sánh với khối phổ gốc của phân tử menthol được cung cấp bởi thư viện phổ

NIST MS Search 2.0 như sau:

(mainlib) Cyclohexanol, 5-methyl-2-(1-methylethyl)-, (1α,2β,5α)-

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 1700

50

100

15 18

27

3136

39

41

43

45 48 51

53

55

56

61 65

69

71

73 79

8195

97105

109

112 119

123

138

141 155

HO

10 largest peaks: 71 999 | 81 712 | 95 689 | 55 405 | 41 383 | 82 357 | 69 302 | 123 276 | 96 261 | 67 254 |

Hình 19: Khối phổ của menthol cung cấp tử thư viện phổ NIST


36

Nhận xét: Hai khối phổ của menthol đều có các peak tương đối giống nhau . Từ

kết quả trên cho thấy: cả hai đều có peak [M – H ]+ là 155. Cường độ của ion phân

mảnh lớn nhất ở peak m/z 71 và các mảnh lớn như m/z 81, 95, 55, 41, 82, 69, 123, 96,

và m/z 67. Sự hình thành các mảnh có thể được giải thích như sau:

Hình 20: Sơ đồ phân mảnh của phân tử menthol

Dưới đây là kết quả tóm tắt những thành phần hóa học chính trong tinh dầu Bạc

hà được phân tích bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS).

Bảng 12: Thành phần chính trong tinh dầu Bạc hà

Thời gian lưu (phút)

Thành phần chính Phần trăm

khối lượng (%)

2,29 α-Pinene 0,53

2,86 β-Pinene 0,97

3,08 β-Myrcene 0,24

3,21 3-Octanol 0,68

3,7 Limonene 1,55

5,13 β-Linalool 0,1

6,08 Isopulegone 1,21

6,25 trans-Menthone 16,23

6,76 (-)-Menthol 55,17

8,27 Pulegone 7,15

8,63 Piperitone 2,26


37

9,62 Menthyl acetate 1,45

12,47 β-Caryophyllene 0,28

13,59 Germacrene D 0,27

III.3.2 So sánh kết quả nghiên cứu

Để biết sự thay đổi thành phần hóa học chính trong tinh dầu Bạc hà Mentha

arvensis L. cũng như nhằm khẳng định tính chính xác từ kết quả phân tích thành phần

hóa học do em thực hiện. Em tiến hành so sánh với những kết được nghiên cứu trước

đây (được thực hiện trên cùng phương pháp ly trích và phương pháp phân tích thành

phần hóa học):

Trong nước: so sánh với thành phần hóa học của cùng trên loài Bạc hà

Mentha arvensis L. được trồng tại tại phường Cái Khế, Tp Cần Thơ do tác

giả Võ Thị Ngọc Mỹ khảo sát (đề tài thạc sĩ dưới sự hướng dẫn của Gs. Ts –

NGƯT Lê Ngọc Thạch)

Nước ngoài: so sánh với thành phần tinh dầu Bạc hà Mentha arvensis L.

đươc trồng và nghiên cứu tại khu vực phía tây Himalaya. Kết quả như sau:

Bảng 13: So sánh kết quả nghiên cứu thành phần Bạc hà Mentha arvensis L.

Phần trăm khối lượng (%) Thành phần chính

Nghiên cứu Trong nước[16] Nước ngoài [15]

α-Pinene 0,53 1,10 0,55

β-Pinene 0,97 1,11 0,25

β-Myrcene 0,24 0,18 0,31

3-Octanol 0,68 0,45 -

Limonene 1,55 2,87 0,67

β-Linalool 0,1 - -

Iso-Pulegol 1,21 - -

trans-Menthone 16,23 19,82 5,08

(-)-Menthol 55,17 51,87 79,64

Pulegone 7,15 1,13 0,73

Piperitone 2,26 6,28 1,08

Menthyl acetate 1,45 2,53 1,63

β-Caryophyllene 0,28 0,60 -

Germacrene D 0,27 0,67 -

Từ kết quả trên cho thấy thành phần chính trong tinh dầu Bạc hà trong nước

tương đương nhau và có thành phần % các cấu tử không chênh lệch nhiều. Mặc khác,


38

so với Bạc hà được trồng ngoài nước thì tinh dầu Bạc hà trong nước có nhiều cấu tử

hơn, nhưng cấu tử chính trong thành phần tinh dầu là menthol lại chứa ít hơn. Ngược

lại các thành phần như menthone, linalool, β-Caryophyllene, piperitone, limonene

trong Bạc hà Việt Nam lại chiếm nhiều hơn. Nguyên nhân có thể do chịu ảnh hưởng

yếu tố địa lý, khí hậu… khác nhau nên ảnh hưởng đến thành phần tinh dầu khác nhau.


39


IV.1 KẾT LUẬN

Qua phân tích hiện tượng và thành phần tinh dầu Bạc hà ly trích bằng phương

pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, em nhận thấy:

Tinh dầu Bạc hà có:

Màu: trong suốt hơi vàng nhạt.

Mùi: có mùi thơm dịu tự nhiên của cây Bạc hà.

Vị: có vị cay thơm.

Các điều kiện tối ưu cho quá trình phân tích như sau:

Bảng 14: Kết quả điều kiện tối ưu cho quá trình ly trích

Khối lượng (g) Thời gian

(phút)

Thể tích dung

môi (ml) Nhiệt độ oC

Hàm lượng

cao nhất %

20 60 400 130 1,8

Xác định được chỉ số hóa học của tinh dầu Bạc hà như sau:

Bảng 15: Các chỉ số hóa học của tinh dầu Bạc hà

Chỉ số IA IS IE

Giá trị 1,75 16,22 14,47

Đã xác định được thành phần hóa học chính trong tinh dầu Bạc hà Mentha

arvensis L. gồm: (-)-menthol 55,17%, trans-menthone 16,23%, pulegone 7,15%,

piperitone 2,26%, limonene 1,55%, menthylacetate 1,45%...

IV.2 KIẾN NGHỊ

Do hạn chế về thời gian nghiên cứu cũng như trang thiết bị…nên đề tài chưa đi

sâu và chưa phát huy hết ý nghĩa nghiên cứu. Trên kinh nghiệm đó, em có một số kiến

nghị như sau:

Tiến hành nghiên cứu trên mẫu lá Bạc hà tươi và thân cây Bạc hà đồng thời khảo

sát trên nhiều loài giống Bạc hà khác nhau.

Tiếp tục nghiên cứu ly trích tinh dầu Bạc hà bằng phương pháp chưng cất hơi

nước có sự hỗ trợ vi sóng và phương pháp CO2 lỏng.

Khảo sát qui trình cô lập menthol từ tinh dầu Bạc hà.


40

Nghiên cứu chuyên sâu về thử nghiệm hoạt tính kháng oxi hóa và kháng khuẩn

trên các mảng tinh dầu Bạc hà.

Để từ đó tìm ra phương pháp ly trích tinh dầu hiệu quả nhất mà vẫn giữ được mùi

thơm tự nhiên của tinh dầu Bạc hà. Bên cạnh đó cũng cho thấy tầm quan trọng của tinh

dầu Bạc hà trong thực tế.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC PHỔ GC – MS

PHỔ GC – MS CỦA TINH DẦU BẠC HÀ LY TRÍCH Ở THỜI GIAN TỐI ƯU

(M1)

Trans-Menthone

Menthyl acetate

Piperitone

(-)-Menthol

-caryophyllene


PHỔ GC – MS CỦA TINH DẦU BẠC HÀ LY TRÍCH Ở LƯỢNG DUNG MÔI

TỐI ƯU (M3 )

Trans-Menthone

Pulegone

Piperitone

(-)-Menthol

-caryophyllene


PHỔ GC – MS CỦA TINH DẦU BẠC HÀ LY TRÍCH Ở NHIỆT ĐỘ TỐI ƯU

(M2)

Trans-Menthone Piperitone

(-)-Menthol

-caryophyllene

Menthyl acetate


PHỔ GC – MS CỦA TINH DẦU BẠC MẪU M4

Menthyl acetate

Pulegone

Trans-Menthone

(-)-Menthol



[1] Raymond M. Harley, Sandy Atkins, Andrey L. Budantsev, Philip D. Cantino,

Barry J. Conn, Renée J. Grayer, Madeline M. Harley, Rogier P.J. de Kok,

Tatyana V. Krestovskaja, Ramón Morales, Alan J. Paton and P. Olof Ryding

(2004), The Families and Genera of Vascular Plants volume VII, Springer-Verlag:

Berlin; Heidelberg, Germany

[2] Đỗ Tất Lợi (1995), Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất bản Khoa

học Kỹ thuật, 595-598.

[3] Đỗ Huy Bích, Bùi Xuân Chương, Đặng Quang Chung,…(2003), Những cây

thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật Hà Nội.

[4] Đỗ Tất Lợi (1985), Tinh dầu Việt Nam, Nhà xuất bản Y học TP Hồ Chí Minh.

[5] Tiểu Chuẩn Việt Nam (TCVN 189:1993), Tinh Dầu – Phương Pháp Thử.

[6] Nguyễn Kim Phi Phụng (2007), Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ, NXB Đại

học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

[7] Nguyễn Thị Bích Thuyền, Nguyễn Thị Diệu Thúy, Châu Thị Thúy Hằng

(2012), Khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu Húng

Chanh, Trường Đại học Cần Thơ, Tập chí Khoa học 2012:21a 144-147.

[8] Nguyễn Thanh Huệ, Trịnh Minh Khang, Nguyễn Tấn Hoàng Sơn, Nguyễn Thị

Bích Thuyền (2012), Khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính kháng vi sinh vật của

tinh dầu gừng (Zingiber officinale roscoe) và tinh dầu tiêu (Piper nigrumL.), Trường

Đại học Cần Thơ, Tập chí Khoa học 2012:21a 139-143.

[9] Nguyễn Kim Phi Phụng (2007), Khối phổ, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

[10] Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research (2009), A review on

peppermint oil Shrivastava Alankar, volume 2, Issue 2, April – June, 2009, 187-193.

[11] A. Sústriková, I. Šalamon (2004), Essential oil of peppermint (Mentha piperita

L.) from fields in Eastern Slovakia, HORT. SCL (PRAGUE), 31, 2004, 31-36.

[12] Ajit K. Shasany, Suman P.S. Khanuja, Sunita Dhawan, Sushil Kumar (2000),

Positive correlation between menthol content and in vitro menthol tolerance in

Mentha arvensis L. cultivars, J. Biosci. Vol.25, No.3, Sep.2000, 263-266.


[13] Gökalp İşcan, Neşe Kirimer, Mine Kürkcüoğlu, K. Hüsnü Can Başer and Fatih

demirci (2002), Antimicrobial screening of Mentha piperita essential oil, J. Agric.

Food Chem. 2002, 50, 3943-3946.

[14] James N. Parker, M.D. and Philip M. Parker, Ph.D., (2004), Menthol, A

Medical Dictionary, Bibliography and Annotated Research Guide to Internet

references.

[15] R.S, Verma, L. Rahman, R.K. Verma, A. Chauhan, A.K. Yadav, A. Singh

(2010), Essential Oil Composition of Menthol Mint (Mentha arvensis) and Peppermint

(Mentha piperita) Cultivars at Different Stages of Plant Growth from Kumaon Region

of Western Himalya, Open Access Journal of Medicinal and Aromatic Plant Vol. 1(1):

13-18.

[16] Võ Thị Ngọc Mỹ (1999), Khảo sát tinh dầu một số loài cây giống Mentha trồng

ở miền nam Việt Nam họ hoa môi (Lamiacae), Đại học Khoa học Tự nhiên Tp HCM.

ly trÍch vÀ khẢo sÁt thÀnh phẦn hÓa hỌc cỦa tinh dẦu bẠc hÀ (mentha arvensis)

Education