CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về lá quế và tinh dầu quế 1. Tổng quan về dược liệu quế Quế là một giống cây đặc trưng riêng biệt của miền nhiệt đới, rất thích hợp với môi trường khí hậu nóng ẩm, nhiệt độ thích hợp để cây sinh trưởng và phát triển là 20 – 30 o C. Lượng mưa thích hợp giúp cây sinh trưởng phát triển là 2000 - 3000 mm/năm, độ ẩm 85 %.
Quế có thể trồng được trên nhiều kiểu đất mẹ khác nhau, đất ẩm nhiều mùn, tơi xốp, đất đỏ, đất cát pha, đất đồi núi, đất chua, đất thiếu dinh dưỡng nhưng thoát hơi nước [9]. Hiện nay, Cinnamomum Cassia là loài quế phổ biến nhất ở Việt Nam. Quế phân bố khắp các vùng trên cả nước, trong đó có bốn vùng trồng quế tập trung là Yên Bái – Lào Cai, Quảng Ninh, Thanh Hóa – Nghệ An và Quảng Nam – Quảng Ngãi [9]. Tất cả các bộ phận của cây quế đều có giá trị sử dụng.
Vỏ cây quế có màu nâu đỏ và có mùi thơm đặc trưng. Vỏ thân, vỏ cành non được phơi hoặc sấy khô. Vỏ thân được phơi khô trong bóng râm (Quế nhục). Lá quế được biết đến là một bộ phận có hàm lượng tinh dầu khá cao chỉ sau vỏ quế, được sử dụng để chiết xuất tinh dầu ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Hiện tại, lá quế đang được quan tâm nghiên cứu nhiều với các thành phần có tác dụng chống oxy hoá, đái tháo đường tuýp II, Parkinson, …[29], [58], [60]. Ngoài ra, lá quế còn được sử dụng như một loại hương liệu tạo mùi hương tự nhiên trong phòng, khử mùi ô tô giúp chống say xe hiệu quả. Tinh dầu quế được sử dụng rộng rãi trong đời sống hằng ngày như làm hương liệu nước hoa, khử mùi, đuổi côn trùng, chống nấm mốc cho gỗ, hạn chế vi khuẩn trong kim chi … [15]. Đồng thời, hương thơm từ tinh dầu quế còn có tác dụng giúp thư giãn, an thần nên được sử dụng trong nhiều các cơ sở trị liệu, chăm sóc sức khỏe, sắc đẹp.
Đặc điểm của lá quế và tinh dầu quế Lá quế là loại lá đơn, mọc cách, mọc so le hoặc gần như đối; phiến lá hình bầu dục hẹp tới gần hình mũi mác, dài 8 - 16 cm, rộng 4 - 5,5 cm; chóp nhọn; mặt trên màu xanh lục, nhẵn bóng; mặt dưới màu xanh lục nhạt, có lông màu vàng xám về sau nhẵn; hệ 3 gân gồm 2 gân bên phẳng, xuất phát cách gốc 0,5 - 1 cm, hình vòng cung chạy gần tới chóp lá và gân chính phẳng hoặc nổi ở mặt trên, nổi rõ ở mặt dưới; gân bên có nhiều gân bổ sung bên ngoài, các gân này liên kết với nhau theo hình vòng cung, gân mạng gần như song song ở khoảng cách xa 3 - 4 mm, nhìn thấy ở cả 2 mặt nhưng nhìn rõ hơn ở mặt dưới. Gốc lá nhọn, rìa lá hơi cong, đỉnh hơi nhọn. Cuống to, khỏe, dài 1,2 - 2 cm, có rãnh ở trên [5]. Hình ảnh lá quế [5] Tinh dầu quế là chất lỏng trong suốt, màu vàng đến nâu đỏ.
Mùi thơm, vị cay nóng rất đặc trưng, dễ tan trong Ethanol 70%. Tỷ trọng của tinh dầu quế là 1,040 – 1,072 ở 20 C, chỉ số khúc xạ là 1,590 – 1,610, góc quay cực riêng từ -1o – 1o [3]. Tinh dầu là nhóm hợp chất điển hình của các loài Quế, thể hiện ở mùi thơm đặc trưng của các cây trong chi [5]. Tinh dầu lá quế được chiết xuất từ phần lá nên giá thành thấp hơn đồng thời dược tính thường ôn hòa và dễ sử dụng hơn tinh dầu vỏ quế.
Hai bộ phận của Quế được nghiên cứu nhiều về thành phần tinh dầu là vỏ thân và lá. Hiện nay, nguồn nguyên liệu chủ yếu để chiết xuất tinh dầu quế là lá và cành quế. Thành phần hóa học 1. Các thành phần có trong lá quế và tinh dầu quế Quế là một loài cây có chứa tinh dầu.
Hàm lượng tinh dầu quế trong lá và vỏ quế khá cao. Chất chiếm thành phần cao nhất trong tinh dầu quế phải nhắc đến là cinnamaldehyd với hàm lượng dao động 60 - 80 % [33]. Đã có nhiều nghiên cứu về các thành phần hóa học trong quế [10], [18], [19], [23], [32], [47], [49],[50], từ đó đưa ra một số nhóm chất và hoạt chất có mặt trong lá quế và tinh dầu quế bao gồm: a) Aldehyd: Cinnamaldehyd, Methoxycinnamaldehyd, Benzenepropanal, Benzaldehyd,… b) Acid: acid cinnamic, acid ferulic, acid caffeic, acid protocatechuic, acid vanillic, acid syringic,… c) Monoterpen: p-Cymen, Limonen, α-Terpinen, α-Pinen, Camphen, Camphor, (1,4)-Cineol, β-Pinen, β-Phellandren, α-Phellandren, 3-Caren,… d) Sesquiterpen: Humulen, Caryophyllen oxit, β-Caryophyllen, α-Muurolen, α- Copaen, Cedren, α-Tumeron, β-Tumeron, α-Cadinol, τ-Cadinol, Calamenen, α- Ylangen,… e) Diterpen: Cinnzeylanin, Cinnzeylanol,… 3 f) Ceton: Coumarin,… g) Hydrocarbon: δ-Cadinen, Myrcen, Styren, Dodecan,… h) Alcohol: α-Terpineol, Linalool, Cinnamyl alcohol, Benzenmethanol, Benzenethanol,… i) Este: Cinnamyl acetat, Methyl cinnamat, Benzyl benzoat,… 1. Phân tích một số thành phần có hoạt tính sinh học Tùy từng loài mà tinh dầu Quế sẽ có hai thành phần chính là cinnamaldehyd hay eugenol, thông thường thành phần cinnamaldehyd là phổ biến hơn.
Theo chuyên luận tinh dầu cành con và lá Quế - Dược điển Trung Quốc [16], hàm lượng cinnamaldehyd yêu cầu không nhỏ hơn 75 %. Dược điển Việt Nam chưa có chuyên luận lá Quế; đối với tinh dầu vỏ thân, vỏ cành thì yêu cầu về hàm lượng cinnamaldehyd ít nhất là 85 % [3]. Công thức cấu tạo của cinnamaldehyd Tên IUPAC: (E)-3-Phenylprop-2-enal Công thức phân tử: C9H8O (M = 132,15 g/mol) Tên khác: Cinnamaldehyd, trans-cinnamaldehyd, cinnamic aldehyd. Tính chất: - Chất lỏng màu vàng, ít tan trong nước (1,42 mg/ml ở 25 °C), hòa tan trong cloroform, ether, alcohol không hòa tan trong dầu hỏa.
- Nhiệt độ nóng chảy: -7,5 °C, nhiệt độ sôi: 253 °C, tỷ trọng: 1,048 - 1,052 g/ml ở 25 °C, áp suất hóa hơi: 0,005 mmHg ở 25°C, chỉ số khúc xạ: 1,6195. - Bước sóng hấp thụ cực đại: 291 nm [42]. Cinnamaldehyd là một phenylpropanoid, thành phần chính có trong quế. Cinnamaldehyd có khả năng khử trùng, đuổi muỗi rất hiệu quả [38], ngoài ra còn có đặc tính chống viêm, kháng khuẩn và kháng nấm [51], [55].
Cinnamaldehyd thường được sử dụng trong hương liệu làm kẹo cao su, đồ uống, kem, kẹo và cũng được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, nước hoa. Cinnamaldehyd có thể được phân tích bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao, sắc ký khí [7], [16], [54]. Công thức cấu tạo của eugenol Tên IUPAC: 2-metoxy-4-prop-2-enylphenol Công thức phân tử: C10H 12O2 (M = 164,20 g/mol) Tên khác: Eugenol, 4-Allyl-2-metoxyphenol, 4-Allylguaiacol. Tính chất: - Chất lỏng trong suốt, màu vàng nhạt hoặc màu hổ phách, mùi đinh hương, vị cay nồng, ít tan trong nước (2,46 mg/ml ở 25 C), tan trong rượu, chloroform, ether, các loại dầu.
- Nhiệt độ nóng chảy: - 9,2 C, nhiệt độ sôi: 225 C, tỷ trọng: 1,064 - 1,070 g/ml ở 25 °C, áp suất hóa hơi: 0,0221 mmHg ở 25°C, chỉ số khúc xạ: 1,5405. - Bước sóng hấp thụ cực đại: 290 nm [45]. Eugenol là một phân tử phenolic tự nhiên được tìm thấy trong một số loại thực vật như quế, đinh hương và lá nguyệt quế [45]. Nó đã được sử dụng như một chất khử trùng tại chỗ như một chất chống kích ứng và trong các chế phẩm nha khoa với oxit kẽm để bịt kín ống tủy và kiểm soát cơn đau [40].
Ngoài ra, eugenol đã được phát hiện có đặc tính chống viêm, bảo vệ thần kinh, hạ sốt, chống oxy hóa, kháng nấm và giảm đau [39]. Eugenol có thể được định lượng bằng phương pháp sắc ký khí hoặc sắc ký lỏng hiệu năng cao [25], [31]. Công thức cấu tạo của coumarin Tên IUPAC: 2H-coumarin Tên gọi khác: Rattex, chromen-2-on, coumarinic anhydrid, 2H-1-benzopyran-2- on… Công thức phân tử: C9H6O2 (M = 146,14 g/mol) Tính chất: - Tinh thể không màu hoặc màu trắng, mùi thơm dễ chịu, có mùi hoa quế - Nhiệt độ nóng chảy: 71 °C 5 - Độ tan trong nước: 0,19 g/100 mL ở 20 °C, hòa tan trong ethanol và các alcohol, rất tan trong ether và cloroform. - Bước sóng hấp thụ cực đại 273 nm [44].
Coumarin và dẫn xuất của nó có hoạt tính sinh học như chống đông máu, kháng khuẩn, kháng virus chống viêm, chống oxy hóa, chống ung thư và ức chế enzym. Liều cao coumarin được phát hiện là có nguy cơ gây độc cho gan, tuy nhiên có thể giúp giảm nguy cơ gây ung thư và bệnh lý về thần kinh và tim mạch [24]. Những năm 1950, các nghiên cứu chỉ ra rằng coumarin gây độc cho gan ở chuột và chó được cho thức ăn có chứa coumarin [28]. Thực tế, coumarin có mặt nhiều trong thực phẩm, trái cây, rau quả và cả trong mỹ phẩm.
Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (European Food Safety Authority - EFSA) và Viện Đánh giá rủi ro Liên Bang Đức (Bundesinstitut für Risikobewertung - BfR) đã thiết lập lượng coumarin có thể chấp nhận được hàng ngày là 0,1 mg/kg thể trọng [21]. Hiện nay, thông tin về con đường thải trừ các chất chuyển hóa coumarin cho thấy sự khác biệt đáng kể ở người và động vật [34]. Ở chuột các chất chuyển hóa của coumarin được thải trừ chủ yếu qua phân trong khi đó ở người chúng được bài tiết qua nước tiểu, do đó thời gian lưu của coumarin và các chất chuyển hóa của nó ở người ngắn hơn so với ở chuột. Nhiều nghiên cứu về độc tính của coumarin đã đưa ra kết luận rằng độc tính ở gan do nó gây ra chỉ giới hạn trên một nhóm nhỏ bệnh nhân nhạy cảm [36], [46].
d) Acid cinnamic Hình 1. Công thức cấu tạo của acid cinnamic Tên IUPAC: Acid (E)-3-Phenylprop-2-enoic Công thức phân tử: C9H8O2 (M = 148,159 g/mol). Tên khác: trans-acid cinnamic, acid phenylacrylic, acid cinnamylic, acid 3- phenylacrylic, acid (E)-cinnamic, acid benzenepropenoic, acid isocinnamic. Tính chất: - Chất kết tinh không màu.
Ít tan trong nước (0,546 mg/ml), dễ tan trong dung môi hữu cơ: ether, diethyl ether, cloroform, dầu, pyridin hòa tan trong cồn - Nhiệt độ nóng chảy: 133 oC, nhiệt độ sôi: 298 - 300 °C ở 760 mmHg. - Tỷ trọng: 1,185 g/cm3; áp suất hóa hơi: 0,005 mmHg ở 25 °C; chỉ số khúc xạ: 1,616. - Hợp chất có tính acid yếu, pKa: 4,45. 6 - Bước sóng hấp thụ cực đại 273 nm [43].
Acid trans-cinnamic được sử dụng trong hương liệu và một số dược phẩm. Acid trans-cinnamic có tác dụng dược lý như: Chống nấm, kháng khuẩn, có hiệu quả chống lại sự tổn thương da, ngoài ra còn có tính chống oxy hóa, chống viêm, chống ung thư [22], và chống sốt rét [52], [48]. Những năm gần đây, acid cinnamic còn được nghiên cứu như là một hợp chất tiềm năng để phát triển các tác nhân kiểm soát các bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimer [20]. Ứng dụng của lá quế và tinh dầu quế 1.