Đề tài Quá trình khảo sát các phương pháp chiết xuất, thành phần hóa học và tính chất hóa lý của tinh dầu hoa lài jasminum sambac l. trồng tại An Phú Đông, quận 12, thành phố Hồ Chí Minh

LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn: Ban Giám Hiệu trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập. Các Thầy Cô trong Bộ môn Công nghệ Sinh học cùng các Thầy Cô khác đã luôn tận tình hướng dẫn, giảng dạy và giúp đỡ tôi. TS. Phan Phước Hiền đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp. PGS. TS. Lê Ngọc Thạch, chị Nguyễn Thị Thảo Trân và chị Nguyễn Thị Mai Hương đã tạo mọi điều kiện và hướng dẫn tôi hoàn thành tốt đề tài. Thầy Trần Đình Hương cùng các anh chị phụ trách phòng Hóa Lý thuộc Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Hóa Sinh trường Đại học Nông Lâm và bộ môn hóa Hữu cơ thuộc khoa Hóa trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp. HCM đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Toàn thể các bạn trong lớp CNSH27 đã hỗ trợ, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian làm đề tài. Con thành kính ghi ơn ba mẹ cùng những người thân trong gia đình luôn tạo điều kiện và động viên con trong suốt quá trình học tập tại trường. Chân thành cảm ơn. Tháng 09 năm 2005 Trịnh Thị Phi Ly TÓM TẮT TRỊNH THỊ PHI LY, Đại học Nông Lâm TP. HCM. Tháng 9/2005. “KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT, THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA TINH DẦU HOA LÀI JASMINUM SAMBAC L. TRỒNG TẠI AN PHÚ ĐÔNG, QUẬN 12, TP. HCM” Giáo viên hướng dẫn: TS. PHAN PHƯỚC HIỀN Đề tài tiến hành khảo sát đặc điểm sinh học cây hoa lài tại An Phú Đông, ly trích tinh dầu hoa lài bằng 3 phương pháp: ngâm chiết tĩnh (qui trình 1, qui trình 2), ngâm chiết động (lắc, siêu âm) và chưng cất hơi nước cổ điển. Phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài trên GC và GC/MS đồng thời khảo sát tính chất vật lý và hóa học của tinh dầu hoa lài. Những kết quả đạt được: Hoa lài ở An Phú Đông là Jasminum sambac L., hoa màu trắng có mùi thơm ngát, phát hoa 3-12 hoa. Phương pháp ngâm chiết động bằng sóng siêu âm với dung môi ly trích petroleum ether có nhiều ưu điểm hơn các phương pháp khác, hiệu suất cô kết khá cao, dễ thu tinh dầu tinh khiết, tinh dầu thu được ít lẫn các chất khác và thời gian ly trích được rút ngắn. Petroleum ether là dung môi có hiệu quả ly trích cao, tách được nhiều cấu tử trong tinh dầu hoa lài, tinh dầu thu được có hương thơm tự nhiên. Tinh dầu hoa lài chứa ít nhất 40 cấu tử, một số chiếm hàm lượng cao như: germacrene D-4-ol; a – farnesene; benzyl acetate; indole; linalool; nerolidol; 9,12,15-octadecatrienoic acid, methyl ester; 10-heneicosene (c,t) và benzyl alcohol. Tinh dầu hoa lài có: Màu, mùi: màu vàng óng, hương thơm nhẹ nhàng. Tỷ trọng: d27,5 = 0,9068 Chỉ số khúc xạ: n27,5 = 1,4875 Chỉ số acid: IA= 3,73 Chỉ số savon hóa: IS = 68,99 Chỉ số ester: IE= 65,26 MỤC LỤC Tiêu đề Trang Trang tựa Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách các chữ viết tắt ix Danh sách các bảng x Danh sách các hình xii Danh sách các sơ đồ xiv Danh sách các biểu đồ xv 1. LỜI MỞ ĐẦU 1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU 2 1.2.1. Mục đích 2 1.2.2. Yêu cầu 2 2. TỔNG QUAN 3 2.1. GIỚI THIỆU VỀ CÂY HOA LÀI 3 2.1.1. Phân loại 3 2.1.2. Nguồn gốc 3 2.1.3. Đặc điểm hình thái 4 2.1.4. Đặc điểm sinh thái 5 2.1.5. Năng suất 6 2.1.6. Công dụng 7 2.2. KHÁI QUÁT VỀ TINH DẦU 8 2.2.1. Sơ lược về tinh dầu 8 2.2.2. Các dạng sản phẩm trong quá trình ly trích tinh dầu 9 2.2.2.1. Tinh dầu dạng cô kết (concrete) 9 2.2.2.2. Tinh dầu tinh khiết (absolute) 9 2.2.2.3. Nước chưng 9 2.2.2.4. Nhựa dầu tự nhiên 9 2.2.2.5. Nước hoa 10 2.3. TINH DẦU HOA LÀI 10 2.3.1. Tinh dầu hoa lài 10 2.3.2. Năng suất tinh dầu 11 2.3.3. Thành phần hóa học tinh dầu hoa lài 11 2.3.4. Đặc tính tinh dầu hoa lài 13 2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU 14 2.4.1. Phương pháp ly trích tinh dầu bằng dung môi dễ bay hơi 14 2.4.2. Phương pháp hấp thụ 15 2.4.3. Phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển 16 2.4.4. Ly trích dưới sự hỗ trợ của vi sóng 16 2.4.5. Phương pháp sử dụng dung môi dioxyt carbon 17 2.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU HOA LÀI 17 2.6. GIỚI THIỆU SẮC KÝ KHÍ VÀ SẮC KÝ KHỐI PHỔ 18 2.6.1. Sắc ký khí (GC) 18 2.6.2. Sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS) 19 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 3.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM TIẾN HÀNH 20 3.2. VẬT LIỆU, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 20 3.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 20 3.3.1. Khảo sát đặc điểm sinh học cây hoa lài 21 3.3.2. Chiết xuất tinh dầu hoa lài 21 3.3.2.1. Phương pháp ngâm chiết tĩnh 21 a. Qui trình 1 22 b. Qui trình 2 23 3.3.2.2. Phương pháp ngâm chiết động 24 3.3.2.3. Phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển 25 3.3.3. Xác định các cấu tử trong tinh dầu hoa lài 26 3.3.3.1. Trên sắc ký khí (GC) 26 3.3.3.2. Trên sắc ký khối phổ (GC/MS) 26 3.3.4. Xác định tính chất vật lý và hóa học của tinh dầu hoa lài 26 3.3.4.1. Tính chất vật lý 26 a. Tỷ trọng 26 b. Chỉ số khúc xạ 27 3.3.4.2. Tính chất hóa học 27 a. Chỉ số acid 27 b. Chỉ số savon hóa (IS) 28 c. Chỉ số ester (IE) 28 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 4.1. ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CÂY HOA LÀI 29 4.1.1. Đặc điểm hình thái 29 4.1.2. Đặc điểm sinh thái 30 4.1.3. Phân loại 31 4.2. SO SÁNH HIỆU SUẤT CÔ KẾT CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ DUNG MÔI LY TRÍCH KHÁC NHAU 31 4.2.1. So sánh hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau31 4.2.1.1. Dung môi ly trích petroleum ether 32 4.2.1.2. Dung môi ly trích hexan 33 4.2.1.3. Dung môi ly trích ethanol 34 4.2.2. So sánh hiệu suất cô kết giữa các dung môi ly trích khác nhau 35 4.2.2.1. Phương pháp ngâm chiết tĩnh qui trình 1 36 4.2.2.2. Phương pháp ngâm chiết tĩnh qui trình 2 37 4.2.2.3. Phương pháp ngâm chiết động, lắc 38 4.2.2.4. Phương pháp ngâm chiết động, siêu âm 39 4.3. THÀNH PHẦN TINH DẦU HOA LÀI 40 4.3.1. Phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển 40 4.3.2. Phương pháp ngâm chiết tĩnh 44 4.3.2.1 Qui trình 1 44 a. Dung môi ly trích petroleum ether 44 b. Dung môi ly trích hexan 47 c. Dung môi ly trích ethanol 49 4.3.2.2. Qui trình 2 52 a. Dung môi ly trích petroleum ether 52 b. Dung môi ly trích hexan 55 c. Dung môi ly trích ethanol 57 4.3.3. Ngâm chiết động, phương pháp lắc 59 4.3.3.1. Phương pháp lắc 59 a. Dung môi ly trích petroleum ether 59 b. Dung môi ly trích hexan 62 c. Dung môi ly trích ethanol 64 4.3.3.2. Phương pháp siêu âm 66 a. Dung môi ly trích petroleum ether 66 b. Dung môi ly trích hexan 69 c. Dung môi ly trích ethanol 71 4.4. TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC CỦA TINH DẦU HOA LÀI 73 4.4.1. Tính chất vật lý của tinh dầu hoa lài 73 4.4.1.1. Màu, mùi 73 4.4.1.2. Tỷ trọng 73 4.4.1.3. Chỉ số khúc xạ 73 4.5.2 Tính chất hóa học của tinh dầu 74 4.5.2.1 Chỉ số acid (IA) 74 4.5.2.2 Chỉ số savon hóa (IS) 74 4.5.2.3 Chỉ số ester (IE) 75 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 76 5.1 KẾT LUẬN 76 5.1.1. Đặc điểm sinh học cây hoa lài 76 5.1.2. Hiệu suất chiết xuất 76 5.1.3. Thành phần hóa học tinh dầu hoa lài 76 5.1.4. Tính chất hóa lý của tinh dầu hoa lài 77 5.2. ĐỀ NGHỊ 77 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 7. PHỤ LỤC 80 Phụ lục 1. Phương pháp lấy và phân tích mẫu đất 80 Phụ lục 2. Tên gọi khác của các chất hóa học trong tinh dầu hoa lài 80 Phụ lục 3. Phổ đồ các chất chiếm hàm lượng cao trong tinh dầu hoa lài 80 CÁC CHỮ VIẾT TẮT FID (Flame ionization detector): đầu dò ion hóa ngọn lửa. GC (Gas chromatography): sắc ký khí. GC/MS (Gas chromatography/mass spectrum): sắc ký khí ghép khối phổ. IA (Indice d'acide): chỉ số acid. IS (Indice de saponification): chỉ số savon hóa . IE (Indice d'ester): chỉ số ester. MS (Mass spectrum): khối phổ. DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1. Năng suất cô kết hoa lài theo tháng. 11 Bảng 2.2. Thành phần tinh dầu hoa lài miền Bắc và miền Nam 12 Bảng 2.3. Thành phần tinh dầu hoa lài ly trích bằng phương pháp hấp thụ. 12 Bảng 2.4. Thành phần tinh dầu hoa lài vùng Sicily và Calabria. 13 Bảng 4.1. Kết quả khảo sát các đặc điểm hình thái cây hoa lài 6 năm tuổi tại phường An Phú Đông, quận 12. 30 Bảng 4.2. Kết quả khảo sát độ ẩm và pH của mẫu đất trên 3 vườn lài tại phường An Phú Đông quận 12. 31 Bảng 4.3. Hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau với cùng dung môi ly trích petroleum ether. 32 Bảng 4.4. Hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau với cùng dung môi ly trích hexan. 33 Bảng 4.5. Hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau với cùng dung môi ly trích ethanol. 34 Bảng 4.6. Hiệu suất cô kết của các dung môi ly trích khác nhau với cùng phương pháp ngâm chiết tĩnh qui trình 1. 36 Bảng 4.7. Hiệu suất cô kết của các dung môi ly trích khác nhau với cùng phương pháp ngâm chiết tĩnh qui trình 2. 37 Bảng 4.8. Hiệu suất cô kết của các dung môi ly trích khác nhau với cùng phương pháp lắc. 38 Bảng 4.9. Hiệu suất cô kết của các dung môi ly trích khác nhau với cùng phương pháp siêu âm. 39 Bảng 4.10. Thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài ly trích theo phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển. 42 Bảng 4.11. Thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo qui trình 1, dung môi ly trích petroleum ether 46 Bảng 4.12. Thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo qui trình 1, dung môi ly trích hexan. 48 Bảng 4.13. Thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo qui trình 1, dung môi ly trích ethanol. 50 Bảng 4.14. Thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo qui trình 2, dung môi ly trích petroleum ether. 54 Bảng 4.15. Thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo qui trình 2, dung môi ly trích hexan 56 Bảng 4.16. Thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo qui trình 2, dung môi ly trích ethanol. 58 Bảng 4.17. Thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo phương pháp lắc, dung môi ly trích petroleum ether. 60 Bảng 4.18. Thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo phương pháp lắc, dung môi ly trích hexan 62 Bảng 4.19. Thành phần hóa học của tinh dầu lài chiết xuất theo phương pháp lắc, dung môi ly trích ethanol. 65 Bảng 4.20. Thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo phương pháp siêu âm, dung môi ly trích petroleum ether. 67 Bảng 4.21. Thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo phương pháp siêu âm, dung môi ly trích hexan 69 Bảng 4.22. Thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo phương pháp siêu âm, dung môi ly trích ethanol 72 DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1. Jasminum sambac của Ai Cập 1 Hình 2.2. Jasminum officinale 2 Hình 2.3. Jasminum humile 2 Hình 2.4. Trà lài 7 Hình 2.5. Nước hoa hương lài 7 Hình 2.6. Sơ đồ thiết bị sắc ký khí detector ion hóa ngọn lửa FID 19 Hình 3.1. Hệ thống chưng cất hơi nước cổ điển. 25 Hình 3.2. Máy sắc ký khí 26 Hình 3.3. Máy sắc ký khí ghép khối phổ 26 Hình 3.4. Khúc xạ kế 27 Hình 4.1. Vườn lài 6 năm tuổi tại An Phú Đông 29 Hình 4.2. Một bông hoa lài 29 Hình 4.3. Sắc ký đồ GC phân tích tinh dầu hoa lài ly trích từ phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển 40 Hình 4.4. Sắc ký đồ GC/MS phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài ly trích theo phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển 42 Hình 4.5. Sắc ký đồ GC/MS phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo qui trình 1, dung môi ly trích petroleum ether. 45 Hình 4.6. Sắc ký đồ GC/MS phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo qui trình 1, dung môi ly trích hexan. 47 Hình 4.7. Sắc ký đồ GC/MS phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo qui trình 1, dung môi ethanol. 50 Hình 4.8. Sắc ký đồ GC phân tích tinh dầu hoa lài chiết xuất từ phương pháp ngâm chiết tĩnh, qui trình 2, dung môi ly trích petroleum ether. 52 Hình 4.9. Sắc ký đồ GC/MS phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo qui trình 2, dung môi ly trích petroleum ether. 53 Hình 4.10. Sắc ký đồ GC/MS phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo qui trình 2, dung môi hexan 55 Hình 4.11. Sắc ký đồ GC/MS phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo qui trình 2, dung môi ethanol. 57 Hình 4.12. Sắc ký đồ GC/MS phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo phương pháp lắc, dung môi petroleum ether. 59 Hình 4.13. Sắc ký đồ GC/MS phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo phương pháp lắc, dung môi ly trích hexan. 62 Hình 4.14. Sắc ký đồ GC/MS kết quả phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo phương pháp lắc, dung môi ethanol. 64 Hình 4.15. Sắc ký đồ GC/MS phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo phương pháp siêu âm, dung môi ly trích petroleum ether. 66 Hình 4.16. Sắc ký đồ GC/MS phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo phương pháp siêu âm, dung môi ly trích hexan. 69 Hình 4.17. Sắc ký đồ GC/MS phân tích thành phần hóa học của tinh dầu hoa lài chiết xuất theo phương pháp siêu âm, dung môi ly trích ethanol. 71 Hình 4.18. Tinh dầu hoa lài 73 DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ SƠ ĐỒ TRANG Sơ đồ 3.1. Phương pháp ngâm chiết tĩnh, qui trình 1. 22 Sơ đồ 3.2. Phương pháp ngâm chiết tĩnh, qui trình 2. 23 Sơ đồ 3.3. Phương pháp ngâm chiết động 24 Sơ đồ 3.4. Phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển 25 Sơ đồ 4.1. Chương trình nhiệt trên GC 40 Sơ đồ 4.2. Chương trình nhiệt trên GC/MS 41 DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ BIỂU ĐỒ TRANG Biểu đồ 4.1. Hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau với cùng dung môi ly trích petroleum ether. 32 Biểu đồ 4.2. Hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau với cùng dung môi ly trích hexan. 33 Biểu đồ 4.3. Hiệu suất cô kết của các phương pháp chiết xuất khác nhau với cùng dung môi ly trích ethanol. 34 Biểu đồ 4.4. Hiệu suất cô kết của các dung môi ly trích khác nhau với cùng phương pháp ngâm chiết tĩnh, qui trình 1. 36 Biểu đồ 4.5. Hiệu suất cô kết của các dung môi ly trích khác nhau với cùng phương pháp ngâm chiết tĩnh, qui trình 2. 37 Biểu đồ 4.6. Hiệu suất cô kết của các dung môi ly trích khác nhau với cùng phương pháp lắc. 38 Biểu đồ 4.7. Hiệu suất cô kết của các dung môi ly trích khác nhau với cùng phương pháp siêu âm. 39