Nghiên cứu công nghệ chiết tách concret trầm hương từ cây dó aquilaria spp bằng CO2 siêu tới hạn phục vụ xuất khẩu

Bộ công thơng
Viện hóa học công nghiệp việt nam




Báo cáo kết quả nghiên cứu khcn



Tên đề tài:

NGHIÊN CứU CÔNG nghệ chiết tách concret trầm
hơng từ cây dó aquilaria spp. bằng phơng pháp
CO
2
siêu tới hạn phục vụ xuất khẩu
Đề tài nghiên cứu KHCN cấp Bộ

ThS. Nguyễn Ngọc Thanh









7641

01/02/2010




Hà Nội, 12/2009
Bộ công thơng
Viện hóa học công nghiệp việt nam



Báo cáo kết quả nghiên cứu khcn



Tên đề tài:

NGHIÊN CứU CÔNG nghệ chiết tách concret trầm
hơng từ cây dó aquilaria spp. bằng phơng pháp
CO
2
siêu tới hạn phục vụ xuất khẩu


Đề tài nghiên cứu KHCN cấp Bộ



Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Ngọc Thanh
Cán bộ tham gia:

TS. Lu Hoàng Ngọc
TS. Phan Thanh Bình
ThS. Nguyễn Thu Hơng
ThS. Lê Đăng Quang
ThS. Nguyễn Mai Cơng
ThS. Nguyễn Thanh Loan
CN. Lê Ngọc Thức
KS. Nguyễn Thị Thu Trang
Hà Nội, 12/2009

1
MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN 3
1.1. Công nghệ chiết xuất bằng CO
2
siêu tới hạn (Supercritical CO
2
- SCO
2
) 3
1.1.1. Vài nét về trạng thái siêu tới hạn 3
1.1.2. Lựa chọn dung môi CO
2
siêu tới hạn trong chiết tách 5
a. Tính tan của các chất trong CO
2
siêu tới hạn 5
b. Sử dụng dung môi hỗ trợ trong quá trình chiết xuất bằng SCO

2
6
1.1.3. Một số ứng dụng của công nghệ chiết xuất các sản phẩm thiên nhiên
bằng CO
2
siêu tới hạn trên thế giới
6
a. Chiết xuất hoạt chất từ hoa Huplon 7
b. Chiết xuất các chất có hoạt tính sinh học, tinh dầu và các chất thơm từ
thảo dược bằng công nghệ sử dụng SCO
2

8
1.2.1. Đặc điểm hình thái, sinh thái và phân bố của cây Dó Bầu 10
1.2.2. Sự tạo thành Trầm hương trên cây Dó 10
1.2.3. Giá trị kinh tế và tình hình phát triển cuả cây Dó trên thế giới và trong
nước
12
1.2.4. Những nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Aquilaria 13
a. Các sesquiterpene 13
b. Các chromon 15
c. Các thành phần hóa học khác 16
1.3. Tình hình nghiên cứu tinh dầu trầm hương 16
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 16
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 20
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ
U 22
2.1. Đối tượng nghiên cứu 22
2.2. Phương pháp nghiên cứu 22
2.2.1. Xác định độ ẩm nguyên liệu 22

2.2.2. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu 22
2.2.3. Phương pháp chiết bằng SCO
2
22
a. Thiết bị chiết suất SFT 250 và thao tác thực nghiệm 22
b. Nguyên lý hoạt động và sự biến đổi trạng thái của CO
2
trong quá trình
chiết
24
2.2.4. Chiết và chưng cất các mẫu đối chứng theo phương pháp chiết tách 25

2
truyền thống
a. Phương pháp cất cuốn theo hơi nước 25
b. Phương pháp chiết bằng n-hexan 26
2.2.5. Tối ưu hóa các điều kiện công nghệ chiết bằng SCO
2
26
2.2.6. Phương pháp phân tích thành phần hóa học của sản phẩm 27
a. Các phương pháp sắc ký 27
b. Các phương pháp khảo sát cấu trúc 29
2.3. Hóa chất và thiết bị thí nghiệm khác 29
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31
3.1. Khảo sát nguyên liệu 31
3.1.1. Khảo sát độ ẩm nguyên liệu 31
3.1.2. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu tới hiệu quả chiết 31
3.2. Mô hình hóa quá trình thực nghiệm và xác định điều kiện chiết 32
3.2.1. Nguyên liệu gỗ mang Trầm lo
ại 5 32

a. Xây dựng hàm mục tiêu trên phần mềm MODDE 9.0 32
b. Kết quả tính cực trị và xây dựng bề mặt đáp ứng trên phần mềm 33
c. Tiến hành các thí nghiệm kiểm chứng 37
3.2.2. Nguyên liệu gỗ mang Trầm loại 6 37
a. Xây dựng hàm mục tiêu trên phần mềm MODDE 9.0 37
b. Kết quả tính cực trị và xây dựng bề mặt đáp ứng trên phần mềm 39
c. Tiến hành các thí nghiệm kiểm chứng 42
3.3. Chiết concret và cất cuốn tinh dầ
u trầm hương đối chứng 42
3.3.1. Cất cuốn theo hơi nước 42
3.3.2. Chiết bằng n-hexan 43
3.4. So sánh thành phần cấu tử dễ bay hơi trong các mẫu 43
3.5. Đề xuất tiêu chuẩn sản phẩm chiết từ gỗ mang trầm bằng SCO
2
46
3.6. Phân lập một số cấu tử của mẫu chiết bằng SCO
2
51
3.6.1. Phân tích bằng sắc kí lớp mỏng (TLC) 51
3.6.2. Phân tách bằng sắc ký cột (CC) 51
3.7. Khảo sát cấu trúc của các chất phân lập 52
3.8. Đề xuất sơ đồ nguyên lý hệ thống chiết 100L 54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 56



1
LỜI MỞ ĐẦU
Các phương pháp chiết tách và khai thác chất thơm, tinh dầu, hương liệu từ

giữa thế kỷ 20 đã mang nhiều nét biến đổi mạnh mẽ so với diện mạo của nó trước
đây. Bên cạnh các phương pháp cổ điển như chưng cất, ngâm chiết bằng dung môi
hữu cơ, các phương pháp mới có tính hiệu quả cao như quá trình chiết với sự hỗ trợ
của vi sóng, sóng siêu âm, dung môi CO
2
siêu tới hạn (SCO
2
) đang ngày càng thay
thế trong quá trình nghiên cứu và sản xuất.
Phương pháp chiết tách bằng dung môi CO
2
siêu tới hạn mang tính kỹ thuật
hoàn toàn mới do các đặc điểm rất lý tưởng trong vùng siêu tới hạn của CO
2
. Dung
môi CO
2
ở trạng thái tồn tại giữa lỏng và khí, tỷ trọng của dung môi sấp xỉ bằng với
chất lỏng, hệ số khuếch tán và độ linh động cao tạo ra quá trình chuyển khối mạnh
mẽ, hòa tan được cả những chất dễ bay hơi trong thành phần tinh dầu bên cạnh đó
kéo ra cả các oleoresin khó bay hơi. Quá trình chiết diễn ra ở vùng nhiệt độ thấp từ
20-80
0
C không làm phân giải các chất thơm, CO2 tách ra hoàn toàn khỏi dịch chiết,
không để lại dư lượng dung môi và kim loại nặng. Sản phẩm chiết mang hương
thơm gần gũi với tự nhiên nhất so với các phương pháp khác.
Sinh trưởng và phát triển chi Dó mạnh mẽ ở Việt Nam đã tạo ra được một
thuận lợi lớn cho khai thác nguồn lâm sản quý giá này. Trầm hương là một sản vật
rất đặc trưng đượ
c sinh ra từ những cây thuộc chi Dó, từ xa xưa Trầm Hương Việt

Nam đã được ưa chuộng sử dụng trên nhiều nước, và cho tới hiện nay khi mà các
loài này có nguy cơ bị tuyệt chủng, chỉ còn lại rất ít nước thuộc vùng Đông Nam Á
còn có khả năng khai thác trầm. Trầm đã trở thành một sản phẩm mang tính riêng
và đặc trưng ở khu vực. Riêng Việt Nam đã chiếm 6 loài Dó : A.baillonii ;
A.banaensis ; A.crassna ; A. malaccensis ; A. rugosa L.C.Kiet ; A. sinensis
(A.agallocha) đa dạ
ng và sản lượng nhiều nhất trong khu vực. Việt Nam cũng là
nước đứng đầu trong số các nước xuất khẩu Trầm hương, không những vậy chất
lượng Trầm còn có thể đạt tới hạng cao nhất.
Một khó khăn hiện nay đó là hiện tượng trồng và kinh doanh cây Dó tràn lan,
không theo quy hoach đã đến mất kiểm soát về chất lượng cây giống, chất lượng
Trầm, phổ biến là hạng 5 và 6. Vi
ệt Nam đang chịu nhiều thiệt thòi khi phải xuất
khẩu các mặt hàng Trầm thô ít giá trị, khả năng khai thác tất cả các nguồn lợi từ cây
Dó không đạt, mục đích chính vẫn là tạo Trầm thô hoặc đồ gỗ mỹ nghệ để bán.

2
Tinh dầu Trầm hương (agarwood oil) được biết đến trên thế giới như một
loại hương liệu quí dùng để chế tạo nước hoa cao cấp, chất định hương bền mùi.
Giá trị của tinh dầu rất cao, giá đắt, thị trường tiêu thụ trực tiếp là các nước Ả Rập,
Nhật Bản, khu vực Hồi giáo, Phật giáo, các ngành công nghiệp hương liệu, mỹ
phẩm dược phẩm và thực ph
ẩm. Thực trạng ngành trồng Dó đang phát triển nhưng
chưa được quy hoạch, chưa có chiến lược đa dạng hóa sản phẩm. Lĩnh vực sản xuất
tinh dầu Trầm còn yếu, sản lượng thấp, cở sở nhỏ lẻ và chủ yếu là chưng cất thủ
công.
Trước vấn đề cần khai thác các nguồn chất thơm, tinh dầu từ cây Dó với mục
đích khai thác tố
t hơn, nâng cao chất lượng một loại sản phẩm quí, đề tài ‘‘Nghiên
cứu công nghệ chiết tách concret Trầm hương từ cây Dó Aquilaria spp. bằng CO

2

siêu tới hạn phục vụ xuất khẩu’’ được tập trung nghiên cứu với các nội dung :
• Nghiên cứu quá trình chiết concret từ cây Dó bầu Aquilaria crassna Piere ex
Lecomte bằng CO
2
ở trạng thái siêu tới hạn trên gỗ loại 5, 6.
• Phân tích thành phần các cấu tử chính, dễ bay hơi bằng GC-MS, so sánh với
tinh dầu cất lôi cuốn bằng hơi nước và concrete chiết bằng dung môi n-
hexan.
• Đề xuất hệ thống chiết concret bằng CO
2
ở trạng thái siêu tới hạn.
• Phân lập một số thành phần hóa học có trong concret.

3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Công nghệ chiết xuất bằng CO
2
siêu tới hạn (Supercritical CO
2
- SCO
2
)
Năm 1861, Gore lần đầu tiên giới thiệu về khả năng hòa tan tốt của
Naphtalen và Camphor trong CO
2
lỏng. Vào các năm 1875 - 1876, Andrews, một
trong những người đầu tiên nghiên cứu về trạng thái siêu tới hạn của CO

2
, đó tiến
hành đo và cung cấp những giá trị áp suất và nhiệt độ tới hạn của CO
2
khá gần với
các số liệu hiện đại [45]. Hiện tượng một số muối vô cơ như các muối: KI, KBr có
thể hòa tan trong dung môi etanol và tetracloruametan ở trạng thái siêu tới hạn được
Hannay và Hogarth công bố lần đầu tiên tại hội nghị khoa học Hội khoa học Hoàng
gia London năm 1879 [45, 15]. Buchner (1906) cũng thông báo về khả năng hòa tan
của một số hợp chất hữu cơ kém bay hơi trong SCO
2
cao hơn nhiều lần so với trong
CO
2
ở dạng khí [28].
Sau này đã có nhiều tác giả nghiên cứu và công bố về tính chất của dung môi
ở trạng thái siêu tới hạn, như là các hydrocacbon phân tử lượng thấp (CH
4
, C
2
H
6
,
C
3
H
6
), các ôxit Nitơ, CO
2
, Các chất tan phổ biến đó được khảo sát bao gồm các

chất thơm, tinh dầu, các dẫn xuất halogen, các triglyxerid và một số các hợp chất
hữu cơ khác [45,Error! Reference source not found.,32,28,12]
Các nghiên cứu về công nghệ chiết xuất các hợp chất thiên nhiên bằng dung
môi siêu tới hạn thực sự đó được bắt đầu từ những năm 1970 và đó mở ra khả năng
áp dụng đa dạng trong công nghiệp thực phẩ
m, mỹ phẩm, dược phẩm và môi
trường.v.v [12]. Một ví dụ: nhà máy công nghiệp đầu tiên ở châu Âu sử dụng
công nghệ chiết xuất bằng SCO
2
đó được hãng HAG A.G. xây dựng và đưa vào
hoạt động từ năm 1979 để tách caffein ra khỏi nhân cà phê [Error! Reference
source not found., 32].
1.1.1. Vài nét về trạng thái siêu tới hạn
Đối với mỗi một chất đang ở trạng thái khí, khi bị nén đẳng nhiệt tới một áp
suất đủ cao, chất khí sẽ hóa lỏng và ngược lại. Tuy nhiên, có một giá trị áp suất mà
tại đó, nếu tăng nhiệt độ lên thì chất lỏng cũng không hóa h
ơi trở lại mà tồn tại ở
một dạng đặc biệt gọi là trạng thái siêu tới hạn. Vật chất ở trạng thái trung gian này,
mang đặc tính của cả chất khí và chất lỏng [28].
Chất ở trạng thái siêu tới hạn có tỷ trọng tương đương như tỷ trọng của pha

4
lỏng. Nhưng sự linh động của các phân tử lại rất lớn, sức căng bề mặt nhỏ, hệ số
khuếch tán cao giống như khi chất ở trạng thái khí. Hình 1.1 biểu thị vùng trạng thái
siêu tới hạn của một chất trong biểu đồ cân bằng pha rắn, lỏng và khí của chất đó
theo sự biến thiên của áp suất và nhiệt độ [28, 12, 46].
Giá trị P
C
phụ thuộc nhiều vào phân tử lượng của các chất, ví dụ với các chất
có phân tử lượng nhỏ như các hydrocacbon có số cacbon từ 1đến 3 thì giá trị P

c
của
chúng không cao, mà chỉ xấp xỉ vào khoảng 45 bar [12]. Giá trị T
C
chỉ tăng ít theo
phân tử lượng, nhưng T
C
lại phụ thuộc nhiều vào độ phân cực của chất. Độ phân
cực của phân tử càng lớn thì giá trị T
C
cũng càng lớn. Điều này được giải thích là do
ở các chất phân cực, tồn tại một lực cảm ứng giữa các cực của phân tử, do đó năng
lượng để phá vỡ trật tự giữa các phân tử khi chất ở pha lỏng sẽ lớn hơn nhiều so với
các chất không phân cực.
Nếu giữa các phân tử có liên
kết hydro thì giá trị T
C
sẽ tăng lên rất
lớn. Ví dụ, H
2
O là một chất có phân
tử lượng thấp nhưng giá trị T
c
lại rất
cao (374,2
0
C), đó là do giữa các phân
tử H
2
O xuất hiện liên kết hydro. Các

thông số vật lý của một số dung môi
ở điểm tới hạn được trình bày trong
bảng 1.1.
Bảng 1.1. Điểm tới hạn của một số dung môi [Error! Reference source not
found.]
Chất
Nhiệt độ
tới hạn
(
o
C
)
Áp suất
tới hạn
(
bar
)
Tỷ trọng riêng
tới hạn
(g
/c
m
3
)

Metan
Etylen
Carbon dioxide
Etan
Propan

Aceton
Metanol
-82, 6
9, 3
30, 9
32, 3
96, 7
235, 0
239, 5
46, 0
50, 3
73, 8
48, 8
42, 4
47, 0
80, 9
0, 162
0, 218
0, 468
0, 203
0, 217
0, 278
0, 272
Các dung môi siêu tới hạn có khả năng hòa tan tốt các chất ở cả 3 dạng rắn,
lỏng và khí. Dung môi siêu tới hạn có sự tác động lên cả các chất dễ bay hơi và cả
Khí
Lỏng
Rắn

Vùng siêu tới hạn

P
T
P
T
P
C

1 - Điểm ba (P
T
, T
T
)
2 - Điểm tới hạn (P
C
, T
C
)
Hình 1.1 Đồ thị trạng thái của các chất ở vùng siêu tới hạn


5
các cấu tử không bay hơi của mẫu. Hiệu quả phân tách kết hợp của quá trình chưng
cất lôi cuốn và quá trình chiết ngược dòng lỏng - rắn [Error! Reference source not
found.].
1.1.2. Lựa chọn dung môi CO
2
siêu tới hạn trong chiết tách

CO
2
và một số dung môi khác ở trạng thái siêu tới hạn có các tính chất hóa lý
đặc biệt như [Error! Reference source not found., 45,46]
+ Sức căng bề mặt thấp;
+ Độ linh động cao, độ nhớt thấp;
+ Tỷ trọng xấp xỉ tỷ trọng của chất lỏng;
+ Có thể điều chỉnh khả năng hòa tan các chất khác bằng cách thay đổi nhiệt
độ và áp suất.
Để đáp ứng các yêu cầu công nghệ chiế
t tách các hợp chất thiên nhiên, SCO
2

là dung môi được ưu tiên lựa chọn áp dụng vì các thuận lợi sau [12, 13, 28, 32]
- CO
2
là một chất dễ kiếm, rẻ tiền vì nó là sản phẩm phụ của nhiều ngành
công nghệ húa chất khác;
- Là một chất trơ, ít có phản ứng kết hợp với các chất cần tách chiết. Khi
được đưa lên đến trạng thái tới hạn, CO
2
không tự kích nổ, không bắt lửa
và không duy trì sự cháy;
- CO
2
không độc với cơ thể, không ăn mòn thiết bị;
- Điểm tới hạn của CO
2
(P
c

= 73 atm; T
c
= 30,9
o
C) là một điểm có giá trị
nhiệt độ, áp suất không cao lắm so với các chất khác cho nên sẽ ít tốn năng
lượng hơn để đưa CO
2
tới vùng siêu tới hạn;
- Có khả năng hòa tan tốt các chất tan hữu cơ ở thể rắn cũng như lỏng, đồng
thời cũng hòa tan được cả các chất thơm dễ bay hơi, không hòa tan các kim
loại nặng và có thể điều chỉnh các thông số trạng thái như áp suất và nhiệt
độ để nâng cao độ chọn lọc khi chiết tách;
- Khi sử dụng CO
2
thương phẩm để chiết tách không có dư lượng cặn độc
hại trong chế phẩm chiết.
a. Tính tan của các chất trong CO
2
siêu tới hạn
Có một số quy luật tổng quát về tính tan của các chất trong CO
2
lỏng đã
được Hyatt đưa ra [13, 45, 46,], và có thể áp dụng cho dung môi SCO
2
như sau:

6
1. Các chất có phân tử lượng trên 500 đ.v.c. thì kém tan;
2. Các chất tan rất tốt như: các aldehyd, xeton, este, ancol và các cacbon

halogenua có phân tử lượng nhỏ và trung bình;
3. Các hydrocacbon mạch thẳng dưới 20 C, ít phân cực, phân tử lượng thấp và
các hydrocacbon thơm phân tử lượng nhỏ tan tốt;
4. Các chất hữu cơ phân cực như các axit cacboxylic nếu phân tử lượng rất nhỏ
tan được trong SCO
2
;
5. Các axit béo và các triglyxerid đều tan kém. Mặc dầu vậy, nếu este hóa các
axit béo bằng một rượu đơn chức thì tính tan tăng lên nhiều;
6. Nếu trong phân tử các chất tan có thêm các nhóm phân cực như hidroxyl,
carbonyl, hay Nitơ, thì tính tan sẽ bị suy giảm. Nói chung các ancaloid, các
hợp chất phenol, aniline, amid, urea, urethan và các phẩm màu azo đều tan
kém;
7. Các carotenoid, axit amin, các axit quả, diệp lục và đa phần các muối vô cơ
đều không tan.
b. Sử dụng dung môi hỗ trợ trong quá trình chiết xuất bằng SCO
2

Dung môi hỗ trợ là một lượng nhỏ loại dung môi hữu cơ được đưa thêm vào
hòa trộn với SCO
2
, thường là 1 - 5 % mol, nhằm thay đổi tính chọn lọc của dung
môi trong quá trình tách, chẳng hạn như làm thay đổi tính phân cực, hay các tương
tác riêng của dung môi đối với các chất tan, mà không làm thay đổi đáng kể tỷ trọng
và khả năng chịu nén của dung môi chính [12,13, 46]. Metanol là một ví dụ tốt, khi
cho thêm metanol với nồng độ 3,5 % mol trong SCO
2
làm tăng độ tan của axit 2-
amino-benzoic lên đến 620 % [32].
Khi thêm dung môi hỗ trợ (co-solvent) sẽ làm thay đổi các giá trị tới hạn

(nhiệt độ, áp suất) của dung môi chính. Thông thường với nồng độ co-solvent nhỏ
hơn 5 % mol, sự sai khác này không đáng kể [32].
1.1.3. Một số ứng dụng của công nghệ chiết xuất các sản phẩm thiên nhiên
bằng CO
2
siêu tới hạn trên thế giới
Trên thế giới đã sử dụng công nghệ chiết xuất bằng SCO
2
vào việc loại cafein
của chè và cà phê trong quá trình sản xuất các loại đồ uống không cafein [28, 19,
15]. Đối với công nghiệp sản xuất đồ uống không có cồn, SCO
2
được dùng để chiết
loại cồn ra khỏi chế phẩm thay cho phương pháp cũ là chưng cất. Trong công
nghiệp thuốc lá, SCO
2
được sử dụng để chiết những thành phần dễ bay hơi và tách

7
phần hương tự nhiên từ cây thuốc lá để nâng cao chất lượng sản phẩm. Trong công
nghiệp thực phẩm ứng dụng công nghệ SCO
2
để sản xuất các sản phẩm có hàm
lượng chất béo và cholestesrol thấp hoặc các thực phẩm chức năng (giàu axit béo
DHA, EPA, FOS .v.v ); SCO
2
cũng được dùng để chiết các hợp chất của hoa
huplon [Error! Reference source not found., 32, 28] dùng trong công nghệ bia và
dược phẩm; chiết các hoạt chất chống oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên.
Trung Quốc và Ấn Độ đã có nhà máy sản xuất thiết bị cũng như các nhà máy

chiết tách một số chế phẩm có nguồn gốc thực vật sử dụng công nghệ chiết bằng
CO
2
siêu tới hạn. Bảng 1.2 cung cấp một số thông tin về những nước hàng đầu
trong ứng dụng công nghệ chiết xuất bằng SCO
2
và các sản phẩm từ công nghệ này
[3,28].
Bảng 1.2. Các sản phẩm được sản xuất bằng công nghệ SCO
2
ở một số nước trên thế giới [3,28]
Nước Công ty Sản phẩm tự nhiên
Đức
HAG-General Foods
SKW Chemical
Barth
- Cà phê
- Chè, huplon, gia vị
- Huplon
Australia
Carlton & United - Huplon
Anh
English Hops - Huplon, gia vị
Mỹ
General Foods
Pfizer
Phasex
- Cà phê
- Huplon
- Các sản phẩm khác

Theo đánh giá của Vitzthum và các cộng sự thì việc sử dụng SCO
2
vào chiết
tách các hoạt chất thiên nhiên với sản lượng lớn ở quy mô công nghiệp để ứng dụng
trong thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm sẽ trở thành phổ biến trong tương lai.
a. Chiết xuất hoạt chất từ hoa Huplon
Trong công nghiệp thực phẩm, công nghệ chiết xuất hoạt chất bằng CO
2
lỏng
từ hoa Huplon được công bố lần đầu tiên vào năm 1950 ở Liên Xô cũ và Nhật Bản.
Nhưng chất lượng chế phẩm chiết xuất lúc đó không cao và vẫn còn ở dạng sản
phẩm thí nghiệm [28]. Cho tới năm 1981, công nghệ sử dụng SCO
2
chiết xuất dịch
hoa Huplon mới thành công và bắt đầu được áp dụng ở Đức. Trong những năm 80,
sản lượng các chất được chiết bằng SCO
2
từ hoa Huplon ở Đức đã tăng nhanh và
vượt quá 10.000 tấn/năm. Sau đó tới những năm đầu thập kỉ 90, công nghệ chiết

8
SCO
2
mới thực sự lan rộng ra Châu âu và Mỹ [28]. Ưu điểm của chế phẩm Huplon
chiết bằng SCO
2
so với các phương pháp khác được thể hiện chủ yếu ở sự vắng mặt
các thành phần tạp chất như diệp lục, nhựa cứng - sản phẩm từ quá trình oxy hóa
khi chưng cất, muối vô cơ và các cặn không tan khác. Thêm vào đó, hàm lượng các
thành phần hữu ích cũng cao hơn ở kỹ thuật truyền thống, các so sánh này được cụ

thể hóa trong bảng 1.3.
Bảng 1.3. So sánh thành phần chế phẩm chiết hoa Huplon
b
ằng SCO
2
và bằng các kỹ thuật truyền thống [28]
Thành phần
Chế phẩm chiết với
ố
Chế phẩm chiết
ồ
Chế phẩm chiết
Alpha axit
Beta axit
Nhựa ít biến tính
Nhựa cứng
Chất dễ bay hơi
Lipit và sáp
Tanin
Clorophyll
Muối vô cơ
Cặn chất tan
Nước
35 - 45%
15 - 20%
3 - 8%
2 - 5%
1 - 3%
1 - 2%
vết

>1%
<1%
<1%
vết
30 - 40%
10 - 15%
3 - 8%
2 - 10%
1 - 2%
vết
1 - 5%
vết
0,5 - 1%
0,01 - 0,1%
1 - 5%
40 - 50%
18 - 40%
5 - 20%
- -
2 - 8%
0 - 5%


vết

1 - 5%
b. Chiết xuất các chất có hoạt tính sinh học, tinh dầu và các chất thơm từ thảo
dược bằng công nghệ sử dụng SCO
2

Công nghệ SCO
2
đang được nghiên cứu áp dụng để chiết các hoạt chất có tác
dụng chữa bệnh và tăng cường sức khoẻ từ thảo mộc [3,6,4,45]. Các hợp chất
triterpenoid mà đặc trưng nhất là faradiol có tác dụng chống viêm được chiết từ hoa
cây cúc vàng (Calendula officialis). Nếu chiết bằng SCO
2
, hàm lượng faradiyl este
trong sản phẩm chiết cao gấp hàng trăm lần so với hàm lượng trong sản phẩm chiết
bằng cồn, cho thấy sự ưu việt của công nghệ SCO
2
trong việc chiết tách sản phẩm
này [32].
Các hợp chất chống ung thư từ thảo dược rất được quan tâm nghiên cứu trên
thế giới và công nghệ chiết bằng SCO
2
cũng có nhiều triển vọng áp dụng, chẳng hạn
như vinblastin - chất chống ung thư máu từ cây dừa cạn [32]; moncrotaline từ hạt
cây lục lạc (crotalaria spectabilis) [32]; maytansine từ cây maytenus senegalenis;
taxol - có tác dụng chống các khối u phổi, ung thư vú và buồng trứng [32]. Công

9
nghệ chiết bằng SCO
2
có thêm 10 - 20 % dung môi hỗ trợ (co-solvent) là methanol
cho hàm lượng hoạt chất 0,27 - 1,82 %, cao hơn hẳn so với chiết bằng cồn (0,125
%).
Công nghệ SCO
2
được áp dụng rộng rãi để chiết tách nhiều loại tinh dầu.

Ngoài những ưu điểm chung, khi áp dụng cho các đối tượng tinh dầu, công nghệ
này còn có một số tính ưu việt khác mà các công nghệ kinh điển (chiết dung môi,
cất lụi cuốn hơi nước) không có được. Sản phẩm có độ tinh khiết cao và có mùi
hương đặc trưng. Công nghệ SCO
2
đặc biệt hiệu quả khi áp dụng cho các đối tượng
tinh dầu quý và kém bền nhiệt [31, 47, Error! Reference source not found., 3].
Tinh dầu hoa nhài được chiết bằng SCO
2
cho năng suất khá cao (0,2 - 0,37
%) [32]. Tinh dầu hoa hồng cất lôi cuốn hơi nước chỉ cho hiệu suất 0,025 %, chủ
yếu được sản xuất ở Thổ Nhĩ Kỳ, Bungaria và Ma Rốc. Tinh dầu hoa hồng chiết
bằng SCO
2
có đầy đủ các đặc trưng của absolute hoa hồng chiết bằng dung môi
(hexan/ethanol), nhưng có chất lượng tốt hơn và không chứa dư lượng dung môi
[32]. Bảng 1.4 trình bày kết quả so sánh hiệu suất chiết các sản phẩm absolute và
concrete từ một số loại nguyên liệu hoa giữa kỹ thuật chiết sử dụng dung môi hữu
cơ và kỹ thuật chiết bằng SCO
2
.
Bảng 1.4. Hiệu suất thu Concrete và Absolute từ các loại nguyên liệu hoa với các kỹ
thuật chiết bằng dung môi hữu cơ và bằng SCO
2
[32, 33]
Kỹ thuật chiết bằng dung môi hữu cơ Chiết bằng SCO
2
Tên Hoa
Concrete (%)
Absolute từ

concrete (%)
Absolute (%)
Helichrysum
Hoa Dạ hương lan
Hoa Nhài
HoaTử đinh hương
Hoa Cam
Hoa Hồng
Violet
YlangYlang
0,90 - 1,15
0,17 - 0,20
0,28 - 0,34
0,60 - 0,95
0,24 - 0,27
0,22 - 0,25
0,07 - 0,13
0,80 - 0,95
60 - 70
10 - 14
45 - 53
35 - 45
36 - 55
50 - 60
35 - 40
75 - 80
4,40 - 6,60
-
0,44 - 0,66
-

0,28
-
-
-
Công nghệ chiết sử dụng SCO
2
còn có thể áp dụng đối với hầu hết các loại
tinh dầu và chất thơm quý khác từ thảo mộc như tinh dầu hương lau, hoa nhài, hoa
cam, lavan (Lavandula stoechas), hoàng đàn, hương lau, hoa bưởi.v.v [6, 4, 5,44].

10
1.2. Đối tượng lựa chọn nghiên cứu của đề tài
Đề tài nghiên cứu chiết concret từ nguyên liệu là gỗ thân cây Dó Bầu được
trồng để khai thác trầm hương tại Việt Nam bằng CO
2
ở trạng thái siêu tới hạn. Bên
cạnh đó khảo sát và phân lập một số cấu tử của concrete thu được.
1.2.1. Đặc điểm hình thái, sinh thái và phân bố của cây Dó Bầu
Cây Dó Bầu được xếp loại thực vật thuộc họ Trầm Hương Thymelaeaceae,
chi Aquilaria Lamk, loài Aquilaria crassna Pierre ex Lecomte.
Dó Bầu thuộc loại thuộc loại thân gỗ, cao 30-40 m, vỏ xám, có xơ. Lá mọc
so le, có phiến mỏng, thuôn hay bầu dục ngọn giáo, nhọn
ở gốc, thon hẹp dần ở
chóp. Hoa thành chùm hay thành tán, ở nách lá có lông. Quả khô, loại quả nang,
hình quả lê, có lông lún phún dài 4 cm, rộng 3 cm, dày 2 cm, ở gốc có bao hoa đồng
trưởng có vỏ quả mở làm hai mảnh van, xốp. Hạt thường chỉ có gồm một phần
chính ở trên dạng nón và một phần kéo dài ở dưới cũng bằng phần trên, vỏ ngoài
cứng và hóa gỗ, bên trong mềm. Cây thường ra hoa và kết quả từ tháng 3 đến tháng
6 [8,9].
Cây Dó Bầu thích hợp phát triể

n ở những vùng có độ cao 1000m, thường tập
trung ở độ cao 300-700m, độ dốc trên 25%. Nhiệt độ thích hợp không dưới 15
0
C và
nhiệt độ tối đa không vượt quá 35
0
C, nhiệt độ phù hợp thường là 22-29
0
C. Lượng
mưa cả năm ở các vùng có Trầm từ 1200mm trở lên, mùa khô từ 3 đến 5 tháng. Cây
Dó bầu thường mọc trên nhiều loại đất núi, đất đỏ, đất xám, đất đỏ vàng, đất feralit
trên đá macma trung tính, đất feralit trên đá kết tinh chua, trên đá biến chất dạng
phiến và cả trên đất đỏ bazan. Cây ưa đất thịt pha cát, có tầng sâu, dầy và nhiều
mùn[9].
Sự phân bố của cây Dó ở nước ta, thường tìm thấy
ở những vùng núi hướng
về phía có gió biển, nên thường gặp ở vùng phía Đông Trường Sơn hơn là Tây
Trường Sơn. Hiện nay ở nước ta, cây Dó bầu được trồng tập trung nhiều nhất ở một
số tỉnh như:Quảng Nam, Bình Phước, Bình Dương, Hà Tĩnh, Khánh Hòa, An
Giang, Đắc Lắc, Gia Lai, Quảng Trị…với khoảng 15000 -18000 hécta. Nơi có diện
tích trồng Dó bầu nhiều nhất là Hà Tĩnh khoảng 3000 ha, tiếp đến là Bình Ph
ước
khoảng 1000 ha. Trong đó cây Dó bầu chuẩn bị khai thác (4 năm tạo trầm) có trên
400 hécta. Theo Hội trầm hương Việt Nam, mỗi năm diện tích cây Dó bầu cả nước
tăng trên 2.500 hécta, ước tính đến 2010, diện tích Dó bầu của cả nước sẽ lên đến
30.000 hecta [Error! Reference source not found.].
1.2.2. Sự tạo thành Trầm hương trên cây Dó

11
Ba giả thuyết hiện nay có liên qua đến việc hình thành Trầm hương : là kết

quả của những quá trình bệnh học, gây thương tích và phi bệnh học[Error!
Reference source not found.,43]. Nhưng các giả thuyết này đều chưa đủ cơ sở để
kết luận giả thuyết nào là đúng hoàn toàn [Error! Reference source not found.].
Heuveling van Beek[9,Error! Reference source not found.,Error! Reference
source not found.] cho là quá trình đối ứng lại vết thương. Theo Oldfield[Error!
Reference source not found.] cây Dó hình thành nhựa do đối ứng lại sự lây lan của
n
ấm, và giả thuyết sự lây lan nấm làm tăng việc tạo nhựa như là một phản ứng của
vật chủ chống lại việc phát triển của nấm. Cây Aquilaria bị lây lan tự nhiên bởi
nhiều loại nấm như Aspergillus spp, Botrydyplodia spp, Dilodia spp, Furarium
bulbiferum, Flaterium, F.oxysporum, F.solani, Penicillium spp và Pythium spp. Các
nghiên cứu của S.R.Bose cho rằng Trầm hương là những phần gỗ bệnh lý, xuất hiện
ở Aquilaria agallocha dưới tác động của tác nhân gây b
ệnh là một số loại nấm ở
nhóm bất toàn [9]. Julaluddin [9] cho rằng vùng gỗ Trầm có chứa một loại nấm
Cryptosphacria mangifera ở cây Dó nhiễm bệnh và sau một thời gian vùng bị
nhiễm sậm màu đi, tạo thành trầm rõ rệt vì khi đốt tỏa ra mùi trầm.
Những nhân tố khác như tuổi cây, khác do biến đổi theo mùa, biến đổi môi
trường và biến đổi di truyền của Aquilaria spp có thể giữ vai trò quan trọng trong
hình thành Trầ
m hương. Không phải là tất cả cây Aquilaria tạo ra trầm hương,
Gibson[Error! Reference source not found.] báo cáo rằng ước chừng chỉ 10%
Aquilaria spp. và một số thống kê khác cũng nhận định chỉ 1/10 cây trưởng thành
trên 20 cm đường kính ở bề cao ngang ngực có thể tạo ra trầm hương. Một số báo
cáo bởi Dự án Mưa Rừng [Error! Reference source not found.,Error! Reference
source not found.] ở Việt Nam cho biết sự hình thành trầm hương có thể xuất hiện
trên những cây Dó trẻ
ba năm tuổi. Cho đến nay nguồn gốc của quá trình tạo trầm
vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn [9,Error! Reference source not
found.,Error! Reference source not found.].

Quá trình gây trầm nhân tạo trên cây Dó trồng đã có thành công bước đầu
trên cả hai phương diện nghiên cứu và thực tiễn. Những cây Dó đủ điều kiện để tạo
trầm thường có thời gian sinh trưởng 5 năm tuổi trở lên, đường kính thân cây từ 15-
18cm[9,Error! Reference source not found.,Error! Reference source not
found.].
Các phương pháp tạ
o trầm đang được áp dụng hiện nay là :
- Phương pháp gây tổn thương: đục khoét hoặc đóng sắt vào thân cây. Cách
này dễ làm, ít tốn kém, nhưng lâu cho trầm và chất lượng thấp.

12
- Phương pháp sinh học: Tạo men vi sinh rồi cấy vào thân cây. Cách này khó
làm, ít người biết, giá thành cao, nhưng an toàn về mặt sử dụng sản phẩm.
- Phương pháp hoá chất: Tạo hỗn hợp hóa chất rồi cấy vào thân cây. Cách này
phức tạp, nhanh cho trầm, nhưng có thể lưu lại một phần hoá chất có hại.
- Một số cách tạo trầm khác như kết hợp một số phương pháp trên với nhau đã
được trình bày trong bản phát minh sáng chế tạo trầm của các tác giả:
Balnchette, Robert A, Van Beek, Henry Heuveling trong dự án Mưa rừng ở
Việt Nam [Error! Reference source not found.,Error! Reference source
not found.].
1.2.3. Giá trị kinh tế và tình hình phát triển cuả cây Dó trên thế giới và trong
nước
Trầm hương trên thị trường thế giới thời kỳ 1995-1997 khoảng 1350 tấn (số
liệu của Đài Loan trong khoảng thời gian này hơn 2050 tấn). Theo thống kê của
TRP (tổ chức mưa rừng nhiệt
đới), khoảng 5 năm gần đây khu vực Đạo giáo và Hồi
giáo sử dụng hơn 2500 tấn trầm các loại. Trầm hương mua bán trên thị trường hầu
hết là khai thác từ thiên nhiên. Các nước có nguồn Trầm hương cung cấp cho thế
giới tập trung chủ yếu ở khu vực Đông Nam Á và vài nước Nam Á như Ấn Độ,
Bangladesh, Bhutan. Tuy nhiên, nạn khai thác trầm hương vào những thập niên cuối

của thế kỷ 20 có tính chất h
ủy diệt cây Dó, làm cho nguồn cung cấp trầm hương
trên thị trường ngày càng cạn kiệt. Chẳng hạn, năm 1993, Indonesia khai thác và
xuất khẩu hơn 661 tấn thì năm 1997 chỉ còn 302 tấn; tương tự như Indonesia,
Malaysia từ 43,6 tấn còn 21,6 tấn; Campuchia năm 1995 khai thác và xuất khẩu
133,8 tấn thì 3 năm sau chỉ còn 13,2 tấn; Ấn Độ năm 1995 xuất khẩu 15,1 tấn thì
năm 1997 chỉ còn 1,4 tấn. Ở Việt Nam, theo thống kê của ngành thương mại t
ừ năm
1986-1990, khai thác và sản xuất khoảng 1163,9 tấn Trầm hương. Nhưng cũng
giống như các nước là số lượng ngày càng giảm sút. Chẳng hạn năm 1985 khai thác
và xuất khẩu 216,1 tấn thì năm 1990 chỉ còn 73,4 tấn. 1kg Kỳ nam, thập niên 80 giá
1.500-5.000USD, nay tăng lên 15.000-50.000USD (theo loại). Trầm hương loại 1 từ
800-1.200USD lên 7.000-8.000USD/1kg, các loại khác cũng có mức tăng từ 10 đến
15 lần [Error! Reference source not found.].
Trầm hương được mua bán dưới nhiều hình th
ức khác nhau, phần nhiều xuất
khẩu dạng mảnh, miếng chiếm 95%, dạng gỗ chiếm 3%, dạng bột chiếm hơn 1% và
tinh dầu dưới 1%[Error! Reference source not found.,Error! Reference source
not found.].

13
Thị trường mua bán Trầm hương và các sản phẩm Trầm hương chủ yếu là
Đài Loan, Thái Lan, Hồng Kông, Singapore (70% tái xuất); thị trường tiêu thụ trực
tiếp là các nước Ả Rập, Nhật Bản (loại trầm hương tốt), khu vực Hồi giáo.
Trong nước hiện nay, Trầm hương là mặt hàng kinh tế cao nhưng do trầm
trong tự nhiên ngày càng cạn kiệt vì vậy việc gây giống trồng cây Dó, tạo trầm
hương, chế bi
ến, xuất khẩu đem lại nhiều lợi ích kinh tế ở Việt Nam. Ngoài ra,
trồng cây Dó có thể đem lại các sản phẩm khác như gỗ làm đồ gia dụng, làm bột
giấy, bột nhang, lá làm dược liệu, vỏ làm sợi [9,Error! Reference source not

found.].
Có thể khẳng định con người đã tạo được trầm hương trên cây Dó là rõ ràng
(sau 2 năm tạo có thể thu được trầm hương loại 5, loại 6 từ 1kg đến vài kg/cây).
Tuy nhiên, hiệ
n nay những tổ chức và cá nhân nắm được kỹ thuật tạo trầm chưa
nhiều, thường giữ bí mật, coi đó là bí quyết riêng [Error! Reference source not
found.].
Đến năm 2010, nhu cầu về trầm hương sẽ vượt quá cầu, ở Việt Nam, các
vùng cây Dó ngày càng phát triển nhưng vẫn còn tự phát, 95% trầm trên thị trường
hiện nay là trầm hương nhân tạo, giải pháp của Chính Phủ là cần phải tạo được một
hành lang pháp lý cho cây Dó phát triể
n [Error! Reference source not found.].
1.2.4. Những nghiên cứu về thành phần hóa học của chi Aquilaria
a. Các sesquiterpene
Phần Trầm trên cây Dó mang lại giá trị kinh tế cao do có chứa nhựa thơm,
các thành phần mang mùi là các sesquiterpen.
Nhóm sesquiterpen chủ yếu gồm:
Sesquitepene khung Vetispiran [51,27,55]









OH
Agarospirol
1(10)-spirovetiven-11-ol-2-one

O
OH
10
1
11
3
2
15
14
13
12
9
8
7
6
5
4
CHO
OH
oxo-agarospirol
O
O
CHO
2
8
9
10
13
11
1

2
1
7
6
5
4
3
3
8
7
6
5
4
10
9

14





Nhóm Vetispiran được tác giả Varma K.R, Nakanishi T, Näf R.[36, 65] tách
ra từ phần concret n-hexan và benzen của cây A. agallocha Roxb. có nguồn gốc từ
Việt Nam và Ấn Độ, cũng được tìm thấy tại cây A. malaccensis Benth. ở Indonesia
[40,41]. Agrospirol đã được công bố là có tác dụng lên thần kinh chuột và ảnh
hưởng như một loại thuốc an thần, gây ngủ [55].
Sesquitepene khung Guaiane [22,25,24,23]

Được công bố bởi các tác giả Ishihara M., Tsuneya T.[22] khi khảo sát các
hợp chất thơm có trong mẫu trầm hương Việt Nam A. agallocha Roxb. Loại thương
phẩm được mang tên Kanankoh trên thị trường Nhật bản. Đã có 9 sesquiterpene
khung guaiane được phân tách bằng sắc ký cột, sắc ký khí điều chế và giải thích cấu
trúc bằng các phương pháp phổ MS, IR và NMR.
Sesquitepen khung Agarofuran [35,34,40,41]


Guaia-1(10),11-diene
OHC
HOH
2
C
HO
Guaia-1(10),11-dien-15-al
Guaia-1(10),11-dien-2,15-diol
O
Guaia-1(10),11-dien-9-one
H
O

O
H
Guaia-1(10),11-dien-2,15-olide
O
1,10-Epoxyguai-11-ene
O
O
α-agarofuran
β-agarofuran
O
O
epoxy-β-agarofuran

15


Xuất hiện trong A. agallocha Roxb. của Ấn độ khi tinh dầu thương phẩm
được tinh chế lại bằng chưng cất cuốn hơi nước dưới áp suất giảm và chiết bằng
SCO2, các tác giả Näf R., Velluz A. và cộng sự [35,34,36] đã phân tách được 4
agarofuran. Trong đó xác định được cấu trúc của dạng α và β-agarofuran ngoài ra
còn có epoxy và 2-oxo agarofuran. Khi so sánh thành phần các chất thơm trong
concrete chiết bằng benzen sử dụng phương pháp GC/MS và GLC của hai loài A.
agallocha Roxb. của Việ
t Nam và A. malaccensis Benth. ở Indonesia nhập khẩu qua
Singapore [40,59,41], các tác giả Nakanishi T. và Yoneda K. đã nhận thấy sự khác
nhau là loài trầm của Việt nam có chứa α -agarofuran nhưng không chứa β-
agarofuran và ngược lại.
Một số sesquiterpen khung khác

Các Jinkohol và II được Nakanishi T. và Yoneda K.[59] cùng cộng sự tách ra
bằng sắc ký cột sau đó xác định bằng NMR từ loài Aquilaria sp. Của Indonesia.
Trong khi đó loài A. agallocha Roxb. của Việt Nam không thấy có [40,41].
Karanone và dihydrokaranone được tìm thấy trong A. sinesis mọc ở Campuchia và
OH
10-epi-gama-eudesmol
OH
H
Jinkohol
H
CHO
O
H
Selina-3,11-dien-9-one
Selina-3,11-dien-14-al
CH
2
OH

H
Jinkohol II
Prezizaene
OH
Jinkoh-eremol
O
OH
Karanone
Valenca-1(10),8-dien-11-ol

16
Trung Quốc [18]. Khung selinane được Ishihara M.[24,23,25] tìm thấy cùng với
khung guaiane ở A. agallocha Roxb. của Việt Nam và Gunasekera [Error!
Reference source not found.] tìm thấy ở A. malaccensis mọc ở Thái Lan.
b. Các chromon




Yagura T., Shimada Y.[53,54], Konoshima T., Konishi T.[29], Nakanishi T.
và Inada A.[42] đều nhận định đã tách được các dẫn xuất của 2-(2-Phenylethyl)
chromone từ hạng trầm tốt nhất Kanankoh[42]
Trong đó đặc biệt có các dẫn xuất dạng diepoxy tetrahydrochromon như
oxidoagarochromon A, B,C được tìm thấy A.crassna Pierre ex Lecomte thu từ Việt
Nam và được cho là yếu tố xác định của các cây Dó t
ạo trầm bằng phương pháp
kích cảm nhân tạo [55]
c. Các thành phần hóa học khác
Theo nhận định của Hsu, benzylaceton, p-methoxybenzylaceton, axit
hydrocinnamic, p-methoxylhydrocinnamic, agarospirol, agarofuran có trong phần

tinh dầu của loài Dó không kích cảm nhân tạo.
Từ dịch chiết CHCl
3
của loài A. agallocha Roxb.mọc tại Ấn độ, Bhandari P.,
Pant P.[18,11] đã tách được aquillochin và một số dẫn xuất của nó.







Nghiên cứu về sự tạo thành tinh dầu trong cây dó A. agallocha Roxb. mọc tại
Ấn độ, các tác giả Tamuli, Phatik (2005) và cộng sự đã nêu ra một số sự khác nhau
trong thành phần tinh dầu của cây Dó nhiễm bệnh tự nhiên, cây Dó không nhiễm
COOH
Me
MeO
COOH
MeO
O
Me
O
p-Methoxybenzylacetone
Axit hydrocinnamic
p-Methoxyhydrocinnamic
benzylacetone
O OO
O
OMeMeO

OH
MeO
OH
Aquillochin
O
O
O
O
R
1
R
2
O
O
Oxidoagarochromone A
Flindersiachromone: R1=R2=H

17
bệnh và cây được kích cảm nhân tạo. Ở cây Dó nhiễm bệnh tự nhiên thành phần
axit tetradecanoic và valerianol cao hơn trong cây Dó khỏe. Trong phần dầu của cây
Dó khỏe có hàm lượng pentadecenoic, dodecanoic, hexadecanoic, octadecanoic
tương tự như cây Dó được kích cảm nhân tạo và cao hơn so với hàm lượng các cấu
tử tương ứng ở cây Dó nhiễm bệnh tự nhiên [51].
1.3. Tình hình nghiên cứu tinh dầu trầm hương
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trên Thế giới trạng thái siêu tới hạn củ
a các chất và phương pháp chiết bằng
SCO
2
đã được nghiên cứu và áp dụng phổ biến trong công nghiệp như chiết tách

caffein từ cà phê và chè xanh, chiết hoa Huplong, tinh dầu hoa Nhài, Chanh, Taxol,
Vinblastin. Công nghệ chiết các hợp chất tự nhiên bằng SCO
2
đang là hướng phát
triển được ưu tiên của lĩnh vực chiết tách hiện hiện đại. Sự thành công trên các sản
phẩm tách được bằng SCO
2
mang lại nhiều bằng chứng về một công nghệ mới có
tiềm năng kinh tế đồng thời tạo ra các sản phẩm chất lượng cao [42,43].
Trầm hương phát triển trong khoảng 06 nước trên Thế giới [17], tập trung
chủ yếu ở Đông Nam Á và hiện nay chỉ duy nhất có 03 nước xuất khẩu là Việt
Nam, Lào và Campuchia trong đó nguyên liệu Trầm hương Việt Nam có phẩm cấp
cao nhất [16,18]. Các nghiên cứu về thành phầ
n tinh dầu Trầm hương đã được
nghiên cứu từ những năm đầu thập niên 1990 bởi các tác giả Ishihara, Tsutomu
Nakanishi chủ yếu bằng các phương pháp sắc ký khí hiện đại [43,46]. Công nghệ
chiết tách và sản xuất tinh dầu Trầm hương, thực tế trên Thế giới chưa có nhiều
nghiên cứu, đặc biệt đối với nguồn nguyên liệu Trầm hương Việt Nam từ cây Dó
Aqualiria spp.
Nhóm nghiên cứu của Ishihara so sánh thành phầ
n hóa học bốn loại tinh dầu
được trích ra từ 4 loại gỗ Trầm hương thu từ các nguồn khác nhau trên lãnh thổ Việt
Nam. Kết quả phân tích bằng GC/MS cho thấy các mẫu tinh dầu chứa nhiều
sesquiterpen và chromon và được trình bày trong bảng 1.5.
Bảng 1.5. Thành phần hóa học tinh dầu trầm hương
STT Hợp chất % GC/MS

I II III IV
01
α

-Guaien
0,1 0,1 <0,05 -
02
β
-Agarofuran
0,3 0,2 0,1 0,8
03
α
-Bulnesen
0,2 0,2 <0,05 -
04 Nor-cetoagarofuran 0,1 0,1 0,1 0,4
05 1,10-Epoxi bulnesen 0,1 <0,05 - -

18
06 1,5-Epoxi-nor-cetoguaien 0,1 <0,05 - -
07 Agarospirol <0,05 <0,05 0,1 0,7
08 Jinkoh-eremol 0,4 0,7 0,8 1,0
09 Kusunol 1,7 1,0 1,0 1,8
10 Dehidrojinkoh-eremol <0,05 <0,05 0,1 0,3
11 Selina-3,11-dien-9-on 0,9 2,1 0,2 -
12 Routundon 0,2 0,1 - -
13 Selina-3,11-dien-14-al 1,2 2,8 0,4 -
14 9,11-Eremophiladien-8-on 0,7 0,6 0,8 0,4
15 Selina-3,11-dien-14-ol 1,1 1,2 0,3 8,1
16 Guaia-1(10),11-dien-9-on 1,2 1,5 0,4 <0,05
17 Selina-4,11-dien-14-al 0,1 <0,05 - -
18 Guaia-1(10),11-dien-15-ol 0,8 0,6 0,4 0,2
19 Sinenofuranol 0,6 1,2 - -
20 Dihidrokaranon - - 0,2 0,8
21 Guaia-1(10),11-dien-15-al 1,0 0,7 0,2 2,6

22 Karanon 3,4 2,5 0,4 -
23 Oxo-agarospirol 0,1 0,1 <0,05 0,3
24 Guaia-1(10),11-dien-15,2-olide 1,6 1,4 5,3 11,6
25 Acid selina-4,11-dien-14-oic 0,5 0,5 0,2 -
26 Acid selina-3,11-dien-14-oic 0,6 - - -
27 Acid guaia-1(10),11-dien-15-oic 0,9 0,2 - -
28 Acid 2-hidroxiguaia-1(10),11-dien-15-oic 4,7 <0,05 - -
29 Acid 9-hidroxiselina-4,11-dien-14-oic 1,8 0,3 - -
30 2-(2-Pheniletil) chromon 0,8 <0,05 - -
31 2-(2-(4-Metoxiphenil)etil) chromon 16,1 17,2 23,6 0,3
32 6-Metoxi-2(2-(4-metoxiphenil)etil) chromon 21,2 24,5 33,0 0,7
33 Selina-3,11-dien-9-ol 2,0 3,2 3,7 0,3
I: Kanankoh (Ryoku-yu) ex. VietNam (A. agallocha)
II: Kanankoh (Cha-yu) ex. VietNam (A. agallocha)
III: Kanankoh (Murasaki) ex. VietNam (A. agallocha)
IV: Jinkoh (Bateikei) ex. VietNam (A. sinensis)
Hàm lượng các chất dễ bay hơi từ mẫu tinh dầu I (41%), mẫu II (45%), mẫu
III (34%), mẫu IV (2,7%). Hàm lượng các chất không bay hơi (bao gồm các dẫn
xuất của chromon) của các mẫu I – III từ 57,3–70,5%, còn trong mẫu IV thì chỉ vào
khoảng 14,8%. Ngoài ra, thành phần chính của các mẫu cây từ I – III còn được chia
làm 2 nhóm:
Thành phần sesquiterpen chính của các mẫu tinh dầu I, II là guaia-1(10)-
dien15-al, guaia-1(10),11-dien-15,2-olide, selina-3,11-dien-9-on, và selina-3,11-
dien-9-ol.

19
Thành phần sesquiterpen chính của mẫu tinh dầu III là oxo-agarospirol.
Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu tiến hành so sánh thành phần hóa học của các
mẫu cây khi bị đốt cháy, bằng cách đốt các mẫu cây thu được (mẫu I và IV) trong
hệ thống kính, nhiệt độ đốt 180–210

0
C. Thu lấy hơi khói bằng cách trích với dietil
eter. Các kết quả phân tíc bằng GC/MS thể hiện trong bảng 1.6.
Bảng 1.6. Thành phần hóa học của mẫu cây khi bị đốt cháy
%GC/MS
STT Hợp chất
Kanankoh
(Ryoku-ku)
Jinkoh
(Bateikei)
01 Acid acetic 3,97 2,76
02 Acid propionic 0,14 0,18
03 Toluen 0,12 0,19
04 Furfural 0,72 2,79
05 Alcol furfuryl 0,32 0,11
06 Anisole <0,05 0,26
07 Benzaldehid 0,57 3,53
08 Phenol 0,29 0,98
09 p-Metilanisole <0,05 1,47
10 Acetophenon <0,05 0,37
11 Guaiacol 0,21 1,02
12 p-Metoxiphenol <0,05 0,79
13 p-Vinilphenol <0,05 1,22
14 Benzilaceton 0,24 2,36
15 Anisaldehid 0,26 3,29
16 p-Vinilguaiacol 0,20 0,46
17 3,4-Dimetoxiphenol 0,42 2,72
18 Vanilin 0,38 0,56
19
α

-Guaien
<0,05 -
20 p-Metoxibenzilaceton 0,16 2,37
21
β
-Agarofuran
1,36 2,75
22
α
-Bulnesen
0,33 -
23 Nor-cetoagarofuran 0,25 0,97
24 4-Hidroxi-3,5-dimetoxibenzaldehid - 1,02
25 Agarospirol 0,13 <0,05
26 4-(4-Hidroxi-3-metoxiphenil)-2-butanon - 1,88
27 Jinkoh-eremol 1,02 <0,05
28 Kusunol 3,00 0,93
29 Dehidrojinkoh-eremol <0,05 <0,05
30 Selina-3,11-dien-9-on 1,99 -
31 Selina-3,11-dien-9-ol 1,78 -
32 Selina-3,11-dien-14-al 0,31 1,40
33 9,11-Eremophiladien-8-on 0,31 2,67
34 Selina-3,11-dien-14-ol 0,64 0,50

20
35 Selina-4,11-dien-14-al 0,41 0,39
36 Guaia-1(10),11-dien-15-ol 0,65 -
37 Sinenofuranol - 0,37
38 Dihidrokaranon 1,37 4,73
39 Guaia-1(10),11-dien-15-al 2,30 -

40 Karanon Vết 1,36
41 Oxo-agarospirol 4,54 3,04
42 Guaia-1(10),11-dien-15,2-olide 1,68 -
43 Acid selina-4,11-dien-14-oic 1,32 -
44 Acid selina-3,11-dien-14-oic 1,02 -
45 Acid guaia-1(10),11-dien-15-oic 9,92 -
46 Acid palmitic 1,42 -
47 Acid 2-hidroxiguaia-1(10),11-dien-15-oic 4,23 -
48 Acid 9-hidroxiselina-4,11-dien-14-oic 2,33 -
49 Acid linoleic 0,46 -
50 Acid oleic 0,87 -
51 Acid stearic 0,35 -
52 2-(2-Pheniletil) chromon 5,83 0,28
53 2-(2-(4-metoxiphenil)etil) chromon 1,59 -

1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Ở nước ta, khả năng áp dụng của SCO
2
vào lĩnh vực chiết tách các hoạt chất
sinh học và các tinh dầu quý hiếm đang được từng bước nghiên cứu. Viện Hóa học
công nghiệp Việt Nam đã nghiên cứu và ứng dụng vào thực tế quá trình chiết bằng
SCO
2
với các nguồn tinh dầu hoa Nhài, hoa Bưởi, oleoresin Gừng, alkaloit từ Dừa
cạn [8,9].
Những nghiên cứu về sinh thái thực vật của Trầm hương đã được các tác giả
Nguyễn Hiền, Lã Đình Mỡi đề cập [10,14]. Nguyễn Hồng Lam đã có một số nghiên
cứu về đặc điểm sinh lý, sinh thái của cây Dó bầu, những biện pháp kỹ thuật và các
yếu tố ảnh hưởng tạo trầm trên cây Dó bầ
u. Từ đó đề xuất biện pháp gây trồng cây

Dó bầu trong các trang trại và các biện pháp chủ động tạo trầm.
Các nghiên cứu về công nghệ sản xuất tinh dầu Trầm hương Việt Nam chưa
có nhiều công bố, chủ yếu là nghiên cứu về thành phần tinh dầu Trầm. Năm 2005,
Nguyễn Thị Minh Tú công bố những khảo sát bước đầu thu tinh dầu Trầm hương
bằng phương pháp chiết bằng dung môi hữ
u cơ và cất cuốn theo hơi nước, tuy nhiên
hiệu suất không cao, hàm lượng tinh dầu thô 0,1-0,74%. Nhược điểm của phương
pháp chiết bằng dung môi hữu cơ là độ chọn lọc không cao và quá trình loại dung
môi chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ như vậy trong thành phần dịch chiết còn nhiều tạp
chất và các chất thơm chính quan trọng như 2-(2-(4-Metoxyphenyl) etyl) chromone,

21
2 - (2-phenyletyl) chromone, oxoagarospirol có hàm lượng thấp hơn nhiều so với
trong tự nhiên và các khảo sát trước đây.
Công đọan chế tác trầm hương đầu tiên là tách phần gỗ nhiễm dầu ra khỏi
phần gỗ chưa nhiễm dầu bằng những công cụ thô sơ (rìu, đục, dũm…) với lao động
thủ công có tay nghề. Sản phẩm thu được là gỗ mang trầm có dạng miếng, mảnh,
thanh.
Chiết xuất tinh dầu trầm hương có th
ể dùng phương pháp tẩm trích, lôi cuốn
bằng khí CO2 hoặc hơi nước… Việc sản xuất tinh dầu trầm hương hiện nay chủ
yếu bằng phương pháp chưng cất thủ công truyền thống. Các công đọan chưng cất
theo phương pháp này gồm nghiền phần gỗ mang trầm hương hoặc cây dó đã tạo
trầm hương thành bột, sau đó ngâm nước, cho vào nồi chưng cất. Sản phẩm chính
thu được là tinh d
ầu và sản phẩm phụ là bột dùng cho sản xuất nhang. Các cơ sở sản
xuất tinh dầu trầm hương hiện nay có ở Hà Tĩnh, Huế, Quảng Nam, Bình Định và
Thành phố Hồ Chí Minh…, nhưng sản lượng chưa nhiều do khan hiếm nguyên liệu
(phải có 4-5 tấn cây dó mới tạo trầm hoặc 2-3 tấn đầu ngông, xát trầm mới thu được
1 lít dầu), chất lượng dầu chưa cao, do nguyên liệu chưa chuẩn (cây dó tạ

o trầm
hương không đồng lọat, thu gom nhiều nơi không đồng lọai) và công nghệ chế biến
thủ công, nên giá bán chỉ trong khỏang 5.000 - 9.000 USD/lít FOB.
Hiện nay, chưa có văn bản nào của cấp có thẩm quyền quy định hay xác
nhận về tiêu chuẩn chất lượng tinh dầu trầm hương Việt Nam theo thông lệ Quốc tế.
Việc đánh giá chất lượng tinh dầu chủ yếu dựa vào kinh nghiệm, xem mùi, màu sắc,
thời gian lưu mùi, các ch
ỉ số hóa lý. Thị trường mua bám trầm hương nhân tạo
(trầm mảnh, trầm cảnh, tinh dầu) ở nước ta diễn ra chủ yếu tại Tp HCM. Giá gỗ
mang trầm mảnh lọai 5 đẹp từ 1,5 - 2 triệu/kg (bằng 50-60% giá trầm hương thiên
nhiên), gỗ trầm cảnh giá bán từ 5 - 50 triệu, thậm chí nhiều hơn, tùy theo số chi,
màu sắc, hình dáng, nét thẩm mỹ của người tiêu dùng. Tinh dầu trầm hương nhân
tạo có giá bán từ 80 - 120 triệu/lít. Các th
ương nhân có quan hệ mua trầm hương
nhân tạo với Việt Nam thường là người Đài Loan, Hồng Kông, Nhật Bản, đôi khi là
Ả Rập hay Tây Âu. Một số doanh nghiệp Việt Nam (chủ yếu là ở Tp HCM) đã nhập
khẩu trầm hương và tinh dầu của Malaysia, Indonesia để tái chế sau đó tái xuất.
Việc xuất khẩu trầm hương nhân tạo, trầm hương nhập khẩu được Nhà nước cho
phép theo xác nhận của tổ
chức CITES.
Trên thực tế ở Việt Nam, sản phẩm tinh dầu thu được có phẩm cấp thấp do
sản xuất hoàn toàn thủ công bằng thiết bị cất hơi nước ở quy mô xưởng sản xuất,
quá trình chưng cất không hiệu quả với các cấu tử có trọng lượng phân tử lớn, đồng