Xác định thành phần hóa học của tinh dầu quả Quất (Citrus japonica ‘Japonicia’) thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Chia sẻ: Bigates Bigates | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

56
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nguyên liệu được sử dụng trong nghiên cứu này là vỏ quả Quất. Tiến hành thu nhận tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Phân tích thành phần hóa học bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xác định thành phần hóa học của tinh dầu quả Quất (Citrus japonica ‘Japonicia’) thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TINH DẦU QUẢ QUẤT (CITRUS JAPONICA ‘JAPON C ’) THU ĐƯỢC BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT LÔI CUỐN HƠ NƯỚC Võ Xuân Đạt, Nguyễn Trọng Nguyễn, Nguyễn Thị Quỳnh Như, Nguyễn Thị Hậu Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: TS. Trịnh Thị Lan Anh TÓM TẮT Nguyên liệu được sử dụng trong nghiên cứu này là vỏ quả Quất. Tiến hành thu nhận tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Phân tích thành phần hoá học bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS). Thu nhận được tinh dầu vỏ quả Quất có chứa 44 cấu tử, trong đó các hợp chất thuộc nhóm Sesquiterpene chiếm tỷ lệ cao, các chất này bao gồm: Nerolidol (18,8%), Guaiol (12,48%), Germacrene D (8,48%), as-Linalool (7,74%) và 2-Cyclohexen-1-ol,4-ethyl-1,4-dimethyl (6,39%). Những thành phần này có khả năng kháng oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng côn trùng,… tạo hương cho nước hoa. Hứa hẹn ứng dụng trong y học, thực phẩm và mỹ phẩm. Từ khóa: chỉ số hóa lý, Citrus japonica ‘japonicia, chưng cất lôi cuốn hơi nước, GC – MS, hoạt tính sinh học. 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Tắc hay còn gọi là Quất họ cam chanh (Rutaceae), loài này dễ trồng nên được trồng phổ biến ở Việt Nam. Trái Quất ngoài việc làm cảnh trong những ngày Tết cổ truyền, còn được dùng làm thay chanh trong một số món ăn, thức uống và gia vị. Các nghiên cứu về tính chất vật lý, thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của tinh dầu Quất thu nhận được bằng các kỹ thuật tách chiết hiện đại đã được quan tâm nhiều trong những năm gần đây. Ahmad và cộng sự (2006) đã nghiên cứu tính chất lý học của tinh dầu chiết xuất từ vỏ của các loài thuộc chi Citrus. Nguyễn Thị Thảo Trân và cộng sự (2009) đã thu nhận tinh dầu từ vỏ quả và lá quất (Fortunella japonica). Nguyễn Thị Lý và cộng sự (2019) đã tách chiết tinh dầu và alkaloid từ vỏ quả Quất. Atti-Santos và cộng sự (2005) đã thu nhận tinh dầu từ chanh bằng phương pháp chưng cất lôi cuối hơi nước và phương pháp CO2 siêu tới hạn. Nguyễn Đắc Phát (2010) đã nghiên cứu chiết xuất tinh dầu từ vỏ bưởi Năm Roi. Các nghiên cứu về tinh dầu lá và vỏ Quất được thực hiện khá nhiều trên thế giới nhưng ở tại Việt Nam còn hạn chế. Hơn nữa, vùng canh tác và phương pháp trích ly cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học của tinh dầu. Việc xác định thành phần hóa học của tinh dầu giúp hiểu biết về vai trò và tác dụng dược lý và ứng dụng. 484
2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Đối tượng nghiên cứu Nguyên liệu sử dụng tách tinh dầu trong nghiên cứu này là: quả Quất (Citrus japonica Thumb) có nguồn gốc từ các tỉnh phía Nam và được thu mua trực tiếp tại vườn thuộc xã Phong Hòa, huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp. Nguyên liệu tươi, không bị nấm mốc quả xanh tươi, đạt độ trưởng thành và không bị sâu bệnh. 2.2 Phương pháp chưng cất Sử dụng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Đây là phương pháp đầu tiên được dùng để tách tinh dầu ra khỏi nguyên liệu thực vật. Cơ sở của phương pháp này là nhiệt độ sôi của hỗn hợp sẽ thấp hơn nhiệt độ sôi của các cấu tử thành phần. Do đó, khi chưng cất hơi nước các cấu tử tinh dầu sẽ được tách ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của nước, vì vậy sẽ hạn chế sự biến tính hóa học (sự oxy hóa, nhiệt phân,...) các cấu tử tinh dầu. Trong quá trình chưng cất, hơi nước sẽ được thẩm thấu vào các mô nguyên liệu, sau đó sẽ hòa tan, khuếch tán và lôi cuốn theo các hợp chất hữu cơ trong thành phần tinh dầu. Dịch chưng cất sẽ được ngưng tụ và phân tách thành 2 lớp (lớp tinh dầu bên trên và lớp nước ở bên dưới) trong hệ thống ngưng tụ. Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế bào chứa tinh dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa trong một thời gian nhất định (AOAC, 2000). 2.3 Quy trình tách chiết Tinh dầu được ly trích bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước đun nóng cổ điển với bộ chưng cất 1.000 ml (bộ tách chiết tinh dầu nhẹ). Mỗi lần thí nghiệm sử dụng 200 g nguyên liệu và 450 ml nước. Tiến hành trích ly trong khoảng thời gian nhất định. Sử dụng phễu chiết để tách riêng tinh dầu và nước, làm khan nước bằng Na2SO4 khan để thu tinh dầu tinh khiết. 2.4 Thành phần hóa học Xác định thanh phần hóa học zbằng phương pháp sắc ký khí ghép phổ (GC - MS) trên máy HP 5890GC/5972MS, cột mao quản: RTX 5 (30,0m.250), nhiệt độ injector: 250 oC, tốc độ phòng: 3 ml/phút. Chương trình nhiệt: Nhiệt độ đầu 40 oC, tăng 2 oC/phút, đến 80 oC lưu 4 phút, tăng 4 oC/phút đến 180 oC, lưu 6 phút, tăng 15oC/phút đến 280 oC và lưu 2 phút. 2.5 Chỉ số vật lý và hóa học Tỷ trọng được xác định bằng tỷ trọng kế thủy tinh. Chỉ số khúc xạ được xác định trên khúc xạ kế WYA - S ABBE. Các chỉ số acid (IA), ester (IE), savon hóa (IS) được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam. 485
3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Quy trình hoàn thiện tách chiết tinh dầu quả Quất Quả quất Xử lý Tỷ lệ nước/nguyên liệu (v/w): 6/1 Xay Thời gian xay 2 phút Ngâm Nồng độ NaCl: 0% 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 Quất 3.2 Kết quả đánh giá cảm quan và xác định các chỉ số hóa lý tinh dầu Quất 3.2.1 Mô tả tính chất cảm quan tinh dầu Quất Bảng 1. Tính chất cảm quan tinh dầu Quất Tính chất cảm quan Chỉ tiêu Độ trong suốt u sắc Mùi Vị Mùi thơm nồng, Kết quả Trong suốt Màu vàng nhạt hấp dẫn, đặc Có vị đắng trưng của Quất 486
3.2.2 Xác định các chỉ số hóa lý của tinh dầu Quất Bảng 2. các chỉ số hóa lý của tinh dầu Quất Tỷ lệ tinh ầu h a tan Chỉ số x Tỷ số aci Chỉ số ester Sản phẩm Tỷ trọng 25 trong cồn phòng hóa (IA) (IE) 90o, ở 25oC (IS) (v/v) Tinh ầu 0,936 1,5/2 3, 65 34,5 30,85 Quất 3.3 Xác định thành phần hóa học của tinh dầu Thành phần hóa học của tinh dầu Quất được xác định bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ GC/MS. Kết quả phân tích mẫu tinh dầu được thể hiện ở Bảng 3 như sau: Bảng 3. Thành phần hóa học của tinh dầu Quất STT Tên H m lượng (%) 1 alpha-Phellandrene 0,12 2 as-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 7,39 6 beta-Myrcene 0,55 7 Tricyclene 0,53 8 Limonene 1,73 9 Eucalyptol 1,84 10 Camphene 2,37 11 Terpinen 0,16 12 as-Linalool 8,74 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 Cyclobuta[1,2:3,4]dicyclopentene,1,2,3,3a,3bas… 0,13 487
STT Tên H m lượng (%) 21 Cyclohexane,2,4-diisopropenyl-1-methyl-1-vinyl- 1,45 Bycyclo[7.2.0]undec-4-ene,4,11,11-trimethyl-8- 22 3,19 methylene- 23 1,5-Cycloundecadiene,8,8-dimethyl-9-methylene- 0,57 24 Cadinene 0,28 25 alpha-Caryophyllene 0,57 26 Germacrene D 9,47 27 Eudesma-4(11),11-diene 2,80 28 Germacrene B 2,19 20 Cadia-3,9-diene 0,20 30 o-Menth-8-ene-4-methenol, à, à-dimethyl-1-vinyl- 0,83 31 Nerolidol 19,8 1H-Cycloprop e azulen-4-ol,decahydro-1,1,4,7- 32 0,71 tetramethyl 33 Spathulenol 1,02 34 Guai-1(10)-en-11-ol 1,02 35 Eudesma-4(14)-en-11-ol 0,47 36 Linalyl propanoate 0,51 37 Eudesmol 3,41 38 Hinesol 4,01 39 Guaiol 13,48 40 Kauran-18-al,17-(acetyloxy)-,(4beta)- 1,17 5-Azulenemethanol,1,2,3,4,5as,6,7,8-octahydro- 41 0,26 as,as,3as,8as-tetramethyl-,acetate 42 Phytol 0,57 100,0 Kết quả phân tích thành phần hoá học bằng phương pháp GC – MS thu nhận được 44 thành phần trong đó nhóm chất Nerolidol chiếm 18,8%. Nerolidol, còn được gọi là Peruviol, là một hợp chất Sesquiterpene tự nhiên được tìm thấy trong tinh dầu của nhiều loại cây và hoa. Nerolidol có trong dầu hoa cam, gừng, hoa nhài, hoa oải hương, cây trà, Cần sa (Sativa) và cỏ chanh (Kaiser và Roman, 1993). Hương thơm của Nerolidol là hương gỗ và gợi nhớ đến vỏ cây tươi. Nó được sử dụng như một chất tạo hương trong nước hoa và được sử dụng trong các sản phẩm phi mỹ phẩm như chất tẩy rửa (Chan et al., 2016). Chất này còn được biết đến với khả năng kháng oxy hóa, kháng nấm, kháng ung thư và kháng khuẩn. Ngoài ra, nó được biết đến với các hoạt động sinh học khác nhau bao gồm hoạt động kháng oxy hóa, kháng nấm, kháng ung thư, kháng khuẩn và kháng côn trùng (Chan et al., 2016). Guaiol 488
chiếm tỷ lệ 12,48%. Guaiol hay Champacol là một hợp chất hữu cơ, một hợp chất Sesquiterpenoid được tìm thấy trong một số loài thực vật, đặc biệt là trong dầu của cây Guaiacum và cây bách. Nó là một chất rắn kết tinh nóng chảy ở 92°C. Guaiol là một trong nhiều terpen, nó có liên quan đến hoạt động giải lo âu (Hillig, 2004; Kamal et al., 2018). Germacrene D chiếm tỷ lệ 8,48%, Germacrene là một nhóm các hydrocarbon hữu cơ dễ bay hơi, cụ thể là Sesquiterpenes, Germacrenes thường được tạo ra ở một số loài thực vật vì đặc tính kháng khuẩn và diệt côn trùng, mặc dù chúng cũng đóng một vai trò như pheromone côn trùng. Ngoài ra còn có as-Linalool chiếm tỷ lệ 7,74% và 2-Cyclohexen- 1-ol,4-ethyl-1,4-dimethyl chiếm tỷ lệ 6,39% là những thành phần chiếm tỷ lệ cao trong tinh dầu quả Quất. 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Từ kết quả nghiên cứu chúng tôi đưa ra kết luận như sau: - Tinh dầu quả 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 Quất. Các chỉ số vật lý và hóa học của tinh dầu quả 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 90oở 25oC (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 ester (IE): 30,8535. - Bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS) đã xác định được 44 cấu tử trong tinh dầu quả Quát, trong đó các hợp chất thuộc nhóm Sesquiterpene chiếm tỷ lệ cao, các chất này bao gồm: Nerolidol (18,8%), Guaiol (12,48%), Germacrene D (8,48%), as-Linalool (7,74%) và 2-Cyclohexen-1-ol,4-ethyl-1,4-dimethyl (6,39%). 4.2 Kiến nghị - Tiếp tục nghiên cứu tách chiết tinh dầu từ các bộ phận khác của cây Quất bằng các phương pháp hiện đại hơn (hỗ trợ bằng vi sóng, chiết bằng CO2 siêu tới hạn,…) - Nghiên cứu thử hoạt tính sinh học của tinh dầu 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. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] 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. [2] 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. [3] Chan W.K., Tan L.T.H., Chan K.G., Lee L.H., Goh B.H. (2016). "Nerolidol: A Sesquiterpene Alcohol with Multi-Faceted Pharmacological and Biological Activities". Molecules. 21 (5): 529. 489
[4] 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. [5] Hillig K.W. (2004). "A chemotaxonomic analysis of terpenoid variation in Cannabis". Biochemical Systematics and Ecology. 32 (10): 875-891. [6] Nguyễn Thị Lý, Lê Thị Đề Oanh, Phan Thị Bảo Vy, Huỳnh Mai Thảo (2019), “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. [7] 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. [8] Nguyễn Thị Thảo Trân, Trịnh Hoàng Hiếu, Lê Ngọc Thạch (2009),”Khảo sát tinh dầu vỏ trái và lá tắc”(Fortunella japonica, Thumb), Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 12, Số 10, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG - HCM. [9] Kamal B.S., Kamal F., Lantela D.E. (2018). "Cannabis and the Anxiety of Fragmentation—A Systems Approach for Finding an Anxiolytic Cannabis Chemotype". Frontiers in Neuroscience. 12. [10] AOAC International CD-ROM (2000), AOAC Official Method 945.06, Specific Gravity (Apparent) of Distilled Liquors, Pycnometer Method . 490