LỜI MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, tinh dầu đã và đang đƣợc nghiên cứu phát triển. Ở Việt Nam, có nhiều loại tinh dầu đã đƣợc nghiên cứu phổ biến về cách trích ly, thành phần hóa học và các hoạt tính sinh học của chúng nhƣ: Tinh dầu bạc hà, bạch đàn, hồi, hƣơng nhu trắng, long não, quế, tràm. Trong khi đó, hoa cúc đã đƣợc biết đến là một thảo đƣợc trong y học cổ truyền Việt Nam, nhƣng chƣa có nghiên cứu nhiều về tinh dầu hoa cúc. Hoa cúc Chrysanthemum morifolium đƣợc trồng rất nhiều ở Đồng bằng song Cửu Long đặc biệt là Sa Đéc, Đồng Tháp nhƣng chƣa mang lại nhiều giá trị.Vì vậy, trong khóa luận này đã chọn nghiên cứu đề tài “Khảo sát quá trình trích ly tinh dầu hoa cúc đại đóa vàng (Chrysanthemum morifolium) và thử hoạt tính kháng các dòng vi khuẩn hô hấp”.
Mục tiêu đề tài Nghiên cứu quy trình trích ly tinh dầu hoa cúc bằng phƣơng pháp lôi cuốn hơi nƣớc với các điều kiện ảnh hƣởng đến hiệu suất trích ly. Xác định thành phần tinh dầu hoa cúc, từ đó định hƣớng nghiên cứu về hoạt tính kháng khuẩn đƣờng hô hấp của tinh dầu hoa cúc. Ý nghĩa đề tài Nghiên cứu đóng góp về phƣơng pháp trích ly tinh dầu nói chung và tinh dầu hoa cúc. Nghiên cứu xác định đƣợc các thành phần chính của tinh dầu.
Tinh dầu hoa cúc có tác dụng kháng khuẩn gây bệnh đƣờng hô hấp, góp phần là đa dạng các loại kháng sinh, đồng thời định hƣớng vào ứng dụng sản phẩm vệ sinh đƣờng hô hấp nhƣ nƣớc súc miệng. vii CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về tinh dầu Tinh dầu từ lâu đã đƣợc con ngƣời biết đến, ngay từ thời thƣợng cổ ngƣời ta biết đến và sử dụng các loại cây có tinh dầu ở dạng khô, thời kỳ trung cổ khoảng thế kỷ thứ 15 tinh dầu ngày càng phổ biến, từ thế kỷ thứ 15 đến thế kỷ thứ 17 tinh dầu đã đƣợc sử dụng để làm thơm cho tóc và da mặt, dùng để chữa bệnh và dùng trong đời sống hàng ngày của con ngƣời. Từ thế kỷ thứ 17 đến thế kỷ thứ 19, tinh dầu đƣợc dùng nhiều để trang điểm, làm thuốc và dùng trong công nghiệp với phạm vi rộng hơn[5, 6]. Từ thế kỷ 20 đến những năm đầu của thế kỷ 21, cùng với sự tiến bộ của nhân loại và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nghành công nghiệp sản xuất tinh dầu đã dần phát triển, tinh dầu đã trở thành một sản phẩm không thể thiếu trong đời sống của con ngƣời và đƣợc ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nhƣ: hƣơng liệu, thực phẩm, mỹ phẩm, dƣợc phẩm [5, 6].1 Khái niệm tinh dầu Tinh dầu là những hợp chất thơm hay chất mùi có trong một số bộ phận của cây cỏ (nhƣ hạt, vỏ, củ, rễ, hoa, lá, quả, nhựa cây,…) hay động vật (túi tinh dầu).
Tinh dầu dễ bay hơi ở nhiệt độ bình thƣờng, nhƣng có nhiệt độ sôi cao (>150 oC, có mùi đặc trƣng, hƣơng vị của cây hay động vật. Tinh dầu đƣợc trích ly bằng nhiều phƣơng pháp từ nguyên liệu thực vật và động vật [5, 6]. Các loại cây có tinh dầu đƣợc phân bố rộng trong thiên nhiên. Trữ lƣợng tinh dầu trong cây phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thổ nhƣỡng.
Cây mọc ở vùng nhiệt đới có hàm lƣợng tinh dầu nhiều hơn ở vùng ôn đới. Ngay trong một cây thành phần và hàm lƣợng tinh dầu trong các bộ phận khác nhau cũng khác nhau. Ngoài ra, lƣợng tinh dầu còn phụ thuộc vào môi trƣờng sống của cây, phƣơng pháp thu hoạch, bảo quản, tách chiết. Tinh dầu có nhiều trong họ long não, họ hoa môi, họ cam, họ sim, họ hoa tán [5, 6].
Tinh dầu có trong các bộ phân khác nhau của cây, nhƣ ở hoa (hồng, nhài, cam, oải hƣơng, ngọc lang tây,…), ở lá (bạch đàn, bạc hà, hƣơng nhu,. Trong cây, tinh dầu có thể ở dạng có sẵn hoặc chỉ có thể tạo thành trong một điều kiện nhất định nào đó. Chẳng hạn nhƣ, trầm hƣơng chỉ có có thể sinh ra tinh dầu khi thân cây phải chịu một tác nhân tổn hại đến lõi cây, lúc này cây sẽ tiết ra hợp chất nhằm kháng lại tác nhân gây hại này, tinh dầu đƣợc hình thành từ đó [5, 6].2 Phân loại tinh dầu Có nhiều cách phân loại tinh dầu Theo nguồn gốc có thể phân thành hai loại: có nguồn gốc từ thực vật (sả chanh, đinh hƣơng, xá xị, hoa hồng,…) và có nguồn gốc từ động vật (long diên hƣơng, xạ hƣơng, mèo Entiopia, …). Theo trạng thái tồn tại ở điều kiện thường: trạng thái lỏng (oải hƣơng, vanilla, …), trạng thái rắn (bạc hà, nhựa thông,…).
Ngoài ra cũng có thể phân loại theo các tiêu chí khác nhƣ tỷ trọng của tinh dầu, độ bốc của tinh dầu, … 1.3 Tính chất vật lý và thành phần hóa học của tinh dầu 1.1 Tính chất vật lý của tinh dầu Tinh dầu thƣờng tồn tại dạng thể lỏng ở nhiệt độ thƣờng, mùi thơm nhẹ, ít khi có màu trừ tinh dầu chứa aluzen có màu xanh, tinh dầu thƣờng có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng của nƣớc nên nhẹ hơn nƣớc, chỉ số khúc xạ cao. Tinh dầu bay hơi đƣợc, ít tan trong nƣớc nhƣng làm cho nƣớc có mùi thơm, tinh dầu là hỗn hợp nên không có nhiệt độ sôi nhất định, tan tốt trong cồn, ete, dung môi hữu cơ và các chất béo [5, 6]. Để xác định tính chất vật lý của tinh dầu, thông thƣờng ngƣời ta tiến hành xác định các chỉ số nhƣ tỷ trọng, chiết suất, tỷ lệ hòa tan trong cồn 90 ở 25 C, nhiệt độ sôi, năng suất quay cực, màu sắc [5, 6]. Hầu hết tỷ trọng các loại tinh dầu thƣờng nhỏ hơn 1, do vậy chúng thƣờng nhẹ nƣớc.
Tuy nhiên, cũng có một vài tinh dầu có khối lƣợng riêng lớn hơn nƣớc (nhƣ tinh dầu quế, đinh hƣơng,. 3 Tinh dầu không tan hoặc ít tan trong nƣớc nhƣng chúng hòa tan tốt trong đa số các dung môi hữu cơ nhƣ ester, cồn,. Mặc dù thành phần hóa học của mỗi loại tinh dầu là khác nhau, nhƣng nhìn chung chúng có nhiệt độ sôi khoảng 80-150 C, dễ bay hơi và có mùi thơm [5, 6]. Về màu sắc, tinh dầu thƣờng 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 sẫm) là do sự có mặt của các hợp chất có màu đƣợc lôi kéo theo tinh dầu trong quá trình chiết xuất (ví dụ: màu xanh do có chlorophyll, màu vàng do có carotenoid, .2 Các thành phần hóa học trong tinh dầu Tinh dầu là một loại chất lỏng đƣợc tinh chế thông thƣờng nhất là bằng cách chƣng cất bằng hơi hoặc nƣớc từ lá cây, thân cây, hoa, vỏ cây, rễ cây hoặc những thành phần khác của thực vật. Tinh dầu đƣợc ví nhƣ là nhựa sống của cây, vì vậy đã mang sức sống, năng lƣợng và mạnh hơn 100 lần các loại thảo dƣợc sấy khô [5, 6]. Hidrocacbon: Các hidrocacbon thƣờng gặp trong tinh dầu là những terpen (C10H16)n mạch hở hoặc mạch vòng. Bất kỳ một loại tinh dầu nào cũng đều có những thành phần sau: Monoterpene: Đƣợc tìm thấy trong hầu hết các loại tinh dầu, monoterpene có công thức phân tử là C10H16 mạch hở.
Tiêu biểu nhƣ là miaxene, oximene có trong tinh dầu hoa nguyệt quế Miaxene Oximene Hình 1.1 Monoterpene 4 Monoterpene là chất khử trùng và thuốc bổ trong tự nhiên, chúng đƣợc lọc không khí tốt và có mặt trong hầu hết các loại tinh dầu [5, 6]. Sesquiterpene: Mặc dù không phải là chất dễ bay hơi nhƣ monoterpene, các sesquiterpene mạch thẳng và vòng tiêu biểu là farnesene, zingiberene Hình 1.2 Farnesene Sesquiterpene có khoảng 15 nguyên tử cacbon trong đó. Và có một số tác dụng làm dịu, chống viêm và chống nhiễm trùng [5, 6]. Phenol: Một số chất phenol trích từ các loại tinh dầu nhƣ: thymol, estragol, eugenol,.
Các chất khử trùng hầu hết có trong thực vật, kích thích cơ thể, phenol có tác dụng khi sử dụng với liều lƣợng nhỏ. Tuy nhiên, liều lớn có thể là một chất độc cho hệ thần kinh và có thể gây kích ứng da [5, 6]. Thymol Estragol Eugenol Hình 1.3 Phenol Alcohol: Một số alcohol quan trọng trích từ tinh dầu thƣờng gặp nhƣ: menthol, α – terpincol, geraniol,. 5 Menthol α – Terpincol Geraniol Hình 1.4 Ancol Một số alcohocol trong tinh dầu sử dụng làm chất sát trùng, kháng khuẩn, chống nấm và thuốc kháng sinh, thuốc bổ rất tốt cho hệ thần kinh và kích thích phản ứng miễn dịch trong cơ thể [5, 6].
Ester: Các ester bốc hơi nhanh và tạo độ thơm cho hƣơng. Một số ester có trong tinh dầu: ethyl anthranilate, benzyl acetate,. Ethyl anthranilate Benzyl acetate Hình 1.5 Ester Ester có tính chất kháng khuẩn và chống viêm, dùng ester nhẹ nhàng trên da và giúp đỡ trong việc tái cân bằng của hệ thần kinh có hiệu quả [5, 6]. Aldehyde: Trong tinh dầu có rất nhiều aldehyde, song hiện nay các andehyde đều thu đƣợc qua tổng hợp hóa học.
Chỉ có các aldehyde nhƣ aldehyde cuminic, citral và 6 citronellal đƣợc trích ly từ nguyên liệu tự nhiên. Aldehyde Cuminic (Z) – Citral (neral) Hình 1.6 Aldehyde Aldehyde chống viêm, có tính chất tƣơng tự nhƣ cetone và alcohcol. Tuy nhiên, aldehyde có thể gây ra kích thích lớn cho da và các màng nhầy [5, 6]. Các hợp chất khác: Ngoài các hợp chất nói trên, trong các loại tinh dầu còn có các hợp chất thuốc nhóm oxit nhƣ: (eucalyptus) và các aminoacid (acid antranilic), các lactone (coumarin, ambretolit), các hợp chất có lƣu huỳnh nhƣ: (anlylisosulfocyannat), hợp chất có nitơ (methyl antranilate) [5, 6].4 Vai trò của tinh dầu 1.1 Trong đời sống thực vật Vấn đề về vai trò của tinh dầu trong đời sống của cây đã đƣợc đề cập tới rất nhiều trong các công trình nghiên cứu.
Tinh dầu có vai trò sau đây: bảo vệ cây khỏi các tác động của sâu bệnh; che phủ các vết thƣơng ở cây gỗ; ngăn chặn các bệnh do nấm; biến đổi sức căng bề mặt của nƣớc trong cây, thúc đẩy sự vận chuyển nƣớc, tăng hiệu quả của các phản ứng enzyme [5, 6].2 Đối với con người Hầu hết các tinh dầu đều có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm. Nghiên cứu của Fu và cộng sự (2007) cho thấy sự kết hợp của cây đinh hƣơng và hƣơng thảo mang đến những tác động kháng khuẩn khác nhau, tùy thuộc vào vi sinh vật tƣơng ứng [7]. Tinh dầu lá Lanatanacamara từ Nigeria đã đƣợc thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn, kết quả 7 cho thấy tinh dầu của loài này chống lại các chủng Candida albican, Bacillus subtilis, Staphylococcustyphi, Pseudomonasaeruginosa và Bacillus aureus khá tốt với giá trị LC50 là 0,01 μg/ml [8].
