CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về cây bạch đàn chanh (Eucalyptus citriodora Hook. Đặc điểm thực vật Bạch đàn chanh (tên khoa học: Eucalyptus citriodora Hook.) là loài cây đặc hữu của vùng Queensland, Australia, họ Myrtaceae. Loài cây này có thể được tìm thấy ở nhiều nơi trên thế giới, bao gồm các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới [7].
Ở Việt Nam, loài bạch đàn này đã được nhập vào từ những năm 1950 và được trồng với quy mô vừa và nhỏ trong cả nước kéo dài từ Vĩnh Phúc, Quảng Ninh (miền Bắc) đến Long An (miền Nam) [1]. Bạch đàn chanh là loài cây đại mộc thuộc họ Bạch đàn. Cây thường đạt chiều cao từ 24 đến 40 mét, thân cao và thẳng, có vỏ nhẵn và xám, đường kính thân khoảng 0,6 đến 1,3 mét (Hình 1. Lá già mọc so le phiến lá hình liềm hẹp và dài hơn lá non, nụ hoa màu trắng được quan sát thấy trong một nhóm từ 3 đến 5 chiếc [8, 9].
Loài cây này dễ dàng thích nghi với môi trường mới, chịu đựng hạn hán mạnh mẽ, thích hợp trồng ở vùng thấp và có thể phát triển ở các khu vực mưa cả mùa hè và mùa đông. Loài cây này thường được trồng ở bờ ao, biển để lấy bóng mát và giữ đất. Một số khu vực trồng rừng thương mại ở các vùng mưa nhiệt đới, chẳng hạn như Châu Phi, Châu Á (Trung Quốc, Ấn Độ, Sri Lanka), Nam Mỹ (Brazil) [10]. Bạch đàn chanh là một loại cây cho gỗ có giá trị, có thể sử dụng cho hầu hết mọi mục đích như làm chất đốt, làm nguyên liệu để sản xuất giấy, gỗ để xây dựng.
Ở Việt Nam, do khả năng phát triển của bạch đàn chanh rất nhanh trên các loại đất nên chúng được trồng ở những vùng trung du, đồi núi để phủ xanh đồi trọc, giữ nước, … [2]. Mùi thơm đặc trưng của bạch đàn chanh có tác dụng xua đuổi muỗi, do đó được trồng ở những vùng đầm lầy ẩm thấp để cải tạo môi sinh, làm giảm tỉ lệ bệnh sốt rét. Hình dáng thân và cành cây bạch đàn chanh tại Nigeria [11] Tinh dầu là thành phần mang lại hoạt tính sinh học cho cây bạch đàn chanh. Lá của cây bạch đàn chanh được dùng để sản xuất tinh dầu có màu vàng nhạt hoặc vàng nâu nhạt với hương vị cam quýt tươi [8].
Bạch đàn chanh cung cấp tinh dầu với năng suất khá cao, có giá trị xuất khẩu [12, 13]. Qua các khảo sát trước đây của các tác giả trên thế giới, tinh dầu bạch đàn chanh tuy cùng một loại cây nhưng nồng độ và thành phần hóa học lại khác nhau tùy vào thời điểm khảo sát và nguồn gốc địa lý. Thành phần tinh dầu từ lá cây bạch đàn chanh được chưng tại Algeria [14] Thành phần % Thành phần % Oxygenated Monoterpenes Monoterpene Hydrocarbons 1,8-Cineole 0,14 𝛼-Pinene 0,08 cis-Rose oxide 0,27 𝛽-Pinene 0,43 trans-Rose oxide 0,13 Limonene 0,25 Isopulegol 4,66 Sesquiterpene Hydrocarbons Citronellal 69,77 β-Caryophyllene 1,34 Neoisopulegol 0,24 α-Humulene 0,10 𝛼-Terpineol 0,33 Bicyclogermacrene 0,07 Citronellol 10,63 Oxygenated Sesquiterpenes Geranial 0,32 Spathulenol 0,07 3 Isopulegyl acetate 0,16 Caryophyllene oxide 0,22 PMD 2,76 Các hợp chất khác Citronellyl acetate 2,16 2,6-Dimethyl-5-heptenal 0,91 Jasmone 0,23 Tổng cộng 95,27 Năm 2015, các nhà khoa học ở Algeria đã chiết xuất tinh dầu từ lá cây Bạch đàn chanh với hiệu suất 2,26% (kg tinh dầu/kg lá khô) và dùng sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) để định danh hầu hết các cấu tử dễ bay hơi có trong tinh dầu [14]. Tổng cộng có 22 hoạt chất, chiếm 95,27% tổng lượng tinh dầu đã được xác định, Kết quả Bảng 1.1 cho thấy, tinh dầu bao gồm các nhóm thành phần như là oxygenated monoterpenes (91,8%), monoterpene hydrocarbons (0,76%), oxygenated sesquiterpenes (0,29%), sesquiterpene hydrocarbons (1,51%) và các hoạt chất không phải terpenoid khác (0,91%).
Trong đó, các hoạt chất chiếm phần lớn bao gồm citronellal (69,77%), citronellol (10,63%), isopulegol (4,66%), PMD (2,76%) và citronellyl acetate (2,16%). Các thành phần còn lại hiện diện với nồng độ rất nhỏ (dưới 2%). So sánh thành phần tinh dầu từ lá cây Bạch đàn chanh ở các nơi khác nhau Địa điểm Thành phần (%) India [7] Thailand [15] India [16] Benin [17] 𝛼-Pinene 0,86 0,01 0,2 0,13 𝛽-Pinene 0,87 1,85 - 0,30 Myrcene 0,23 - 0,2 0,11 Limonene 0,47 0,48 0,2 0,09 1,8-Cineole 1,83 - 0,2 0,17 Linalool 0,03 0,76 0,6 0,17 Rose oxide 0,07 - - - Citronellal 60,66 60,55 70,3 83,5 Isopulegol 8,19 6,97 6,7 - Isoisopulegol 0,58 0,89 - 4,40 α-Terpineol 0,13 0,36 - - 4 PMD 2,87 0,35 - 0,08 Citronellol 12,58 9,04 8,8 1,85 Citronellyl acetate 2,38 0,69 1,3 1,10 𝛽-Caryophyllene 2,91 0,93 2,6 - Thành phần hóa học của tinh dầu chiết xuất từ lá cây Bạch đàn chanh ở một số nơi trên thế giới có sự khác biệt giữa các nghiên cứu đã công bố trước đó (Bảng 1. Citronellal là thành phần chính có trong tinh dầu với nồng độ có thể lên đến 84% và một lượng citronellol đáng kể (1,9 - 12,6%).
Hai nhóm tạp chất khác là citronellyl acetate và isopulegol có nồng độ dao động từ 0,7 - 8,2%. Ngoài ra, một nồng độ nhỏ PMD cũng đã được xác định (0,1 - 2,9%). Hàm lượng citronellal trong tinh dầu Bạch đàn chanh ở Việt Nam cũng có sự khác nhau trong các công bố. Nhóm tác giả Trần Minh Hợi ghi nhận nồng độ citronellal có trong tinh dầu là 78,2% [18], đối với nhóm tác giả Hồ Dũng Mạnh thì ghi nhận nồng độ citronellal là 78,6% trong tinh dầu được chưng cất từ cây Bạch đàn chanh ở Long An [19].
Một nghiên cứu khác của nhóm tác giả Trần Thị Như Trang cho thấy trong tinh dầu lá cây Bạch đàn chanh ở Việt Nam có chứa 62% citronellal, với tỷ lệ giữa đồng phân (R)-(+)-citronellal và đồng phân (S)-(-)-citronellal là 56,7/43,3 [20]. Hoạt tính sinh học của tinh dầu phụ thuộc vào thành phần hóa học (có thể thay đổi đáng kể, ngay cả trong cùng một loài) và sự tương tác giữa các thành phần cấu trúc của các thành phần hóa học. Nhiều nghiên cứu cho thấy tinh dầu Bạch đàn chanh có các hoạt tính sinh học bao gồm hoạt tính kháng oxy hóa [7], có tác dụng giảm đau và kháng viêm [17, 21, 22], có khả năng ức chế sự phát triển của một số vi khuẩn Gram âm và Gram dương như Salmonella typhi, Bacllus subtilis và Pseudomonas aeruginosa [15]. Nhờ những hoạt tính sinh học này, tinh dầu Bạch đàn chanh được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như điều trị y học, nước hoa và xà phòng [23], có thể chữa lành các bệnh nhiễm trùng bên trong và bên ngoài, chẳng hạn như thông mũi hay hen suyễn [8].
Qua một số nghiên cứu cho thấy các thành phần monoterpene, sesquiterpene trong tinh dầu Bạch đàn chanh có tác dụng xua đuổi côn trùng và muỗi. Tế bào thần kinh thụ cảm với chất tạo mùi trong râu của muỗi được kích hoạt bởi linalool và 1,8-cineole [24]. Citronellal được phát hiện là đã can thiệp vào kênh cation ở các thụ thể khứu giác của 5 ruồi giấm (Drosophila spp. Các hoạt chất này hầu hết đều dễ độ bay hơi nên chỉ có hiệu quả xua đuổi muỗi trong khoảng thời gian ngắn.
Ngoài các thành phần này, trong tinh dầu Bạch đàn chanh còn chứa một thành phần khác có hoạt tính cao hơn đã được các nhà nghiên cứu quan tâm chú ý. Thành phần đó chính là PMD, là một monoterpene có độ bay hơi thấp hơn các monoterpene dễ bay hơi khác được tìm thấy trong hầu hết các loại tinh dầu [26]. Với sự có mặt của các hoạt chất trên đã làm tăng giá trị của tinh dầu Bạch đàn chanh nói chung cũng như tinh dầu thực vật nói riêng. Do vậy, việc phát triển các sản phẩm xua đuổi muỗi và côn trùng dựa trên cơ chế cảm nhận mùi bằng các loại tinh dầu là một hướng đi đầy tiềm năng cần được phát triển.
Citronellal Citronellal (3,7-dimethyl-6-octenal) là một hợp chất monoterpene, chủ yếu được hình thành bởi sự trao đổi chất thứ cấp của thực vật và là một chất lỏng không màu ở điều kiện phòng. Citronellal thường được phân lập thành hỗn hợp đồng phân đối quang (R)- (+)- và (S)-(-)-citronellal (Hình 1.4) từ quá trình chưng cất hơi nước hoặc chiết xuất bằng dung môi từ tinh dầu Java citronella, Backhousia citriodora, hoặc Eucalyptus citriodora với nồng độ tương ứng có thể lên tới 45, 80, 85% [27, 28]. Ngoài ra, citronellal còn được tìm thấy trong hơn 50 loại tinh dầu thực vật khác. Cùng với citral, geranial, linalool, citronellol và citronellal là một trong những terpene quan trọng nhất.và được coi là tác chất xanh có thể thu được từ các nguồn tái tạo sinh học [29, 30].
Citronellal cho một mùi sảng khoái gợi nhớ đến bạc hà và chanh tươi [27]. Mặc dù ít được sử dụng trong hương thơm, nhưng citronellal được xem là nguồn tổng hợp ra các hoạt chất tạo mùi khác như ionones và methyl ionones với hương thơm của hoa [31]. Với sự hiện diện của nhóm chức aldehyde -CHO và nối đôi -C=C-, citronellal có hoạt tính hóa học tương đối cao. Hơn nữa, quá trình tổng hợp isopulegol, tinh dầu bạc hà, một số terpenoid và dược phẩm đòi hỏi citronellal như một nguyên liệu ban đầu hoặc một nguồn chiral [28, 31].
Citronellal có thể được sử dụng ở một trong các dạng tinh khiết quang học (R hoặc S, (+) hoặc (-)) để điều chế các sản phẩm với tính chọn lọc quang học cao, đồng thời tránh các bước tách và tinh chế đắt tiền [28]. Một số đặc tính lý, hóa của citronellal được thể hiện trong Bảng 1. 6 Với nồng độ citronellal khá cao, tinh dầu Bạch đàn chanh được xem là nguồn cung cấp dồi dào hợp chất này. Nghiên cứu về sự chuyển hóa citronellal là một trong những giải pháp làm phong phú hơn các hướng phát triển thị trường đối với tinh dầu Bạch đàn chanh.
Sự kết hợp giữa sản xuất, nghiên cứu và kinh doanh sẽ tạo ra thế mạnh cho sự phát triển vững chắc của các sản phẩm chiết xuất và chuyển hóa từ tinh dầu này. Một số đặc tính lý, hóa của citronellal [32] Công thức phân tử C10H18O Khối lượng mol 154,25 g/mol Khối lượng riêng 0,852 - 0,862 g/mL Nhiệt độ sôi 207 °C (760 mmHg) Nhiệt độ nóng chảy 28,33 °C Áp suất hơi 0,16 hPa (ở 20 °C) Độ tan (trong nước) 38,94 mg/L 1.2 Muỗi và sự ảnh hưởng đến con người 1. Giới thiệu về muỗi Muỗi là tên gọi chung cho họ côn trùng Culicidae, thuộc bộ Diptera với khoảng trên 3500 loài khác nhau. Chúng được tìm thấy gần như trên toàn thế giới trừ châu Nam Cực, đặc biệt phổ biến ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [33].
Muỗi được biết đến nhiều về việc đốt và hút máu con người, tuy nhiên, chỉ một phần nhỏ các loài muỗi trên Trái Đất thực hiện việc đó.
