Đánh giá đặc tính thành thành phần tinh dầu một số loài bạch đàn (eucalyptus) trồng ở việt nam và mối liên hệ của nó với một số vấn đề sinh thái môi trường điển hình

MỞ ĐẦU
Bạch đàn (Eucalyptus) là loài cây bản địa của Australia được trồng phổ
biến trên thế giới với hơn 700 loài khác nhau. Tại Việt Nam, Bạch đàn cũng
là loài cây được trồng khá phổ biến để lấy nguyên liệu, tuy nhiên thực tế cho
thấy các loài cây khác phát triển dưới tán rừng Bạch đàn rất chậm, đặc biệt là
các loài cỏ dại. Đồng thời những nghiên cứu cho thấy có sự nghèo nàn về tính
đa dạng sinh học dưới tán rừng Bạch đàn, đặc biệt là một số loài côn trùng.
Do đó đã có rất nhiều các quan điểm khác nhau của các nhà khoa học trong và
ngoài nước giải thích về vấn đề này và cho đến nay các quan điểm đó vẫn
chưa thật thống nhất. Trong khi đó Bạch đàn được biết là loài cây có hàm
lượng tinh dầu trong lá khá lớn. Vậy phải chăng tinh dầu của nó có liên quan
đến các vấn đề trên, nó có tác động như thế nào đối với sinh vật trong hệ sinh
thái?. Các tính chất của tinh dầu phụ thuộc hoàn toàn vào thành phần các chất
có mặt trong tinh dầu. Thành phần, cũng như hàm lượng của các chất trong
tinh dầu rất khác nhau giữa các loài Bạch đàn, tuổi của cây và các điều kiện tự
nhiên. Do đó việc thực hiện đề tài: “Đánh giá đặc tính thành thành phần
tinh dầu một số loài Bạch đàn (Eucalyptus) trồng ở Việt Nam và mối liên
hệ của nó với một số vấn đề sinh thái môi trường điển hình’’ là rất cần thiết,
góp phần giải quyết các vấn đề nêu trên.
Mục tiêu của đề tài nhằm đánh giá vai trò của các chất chính có mặt
trong tinh dầu một số loài Bạch đàn trồng ở Việt Nam đối với môi trường
sinh thái; đồng thời trên cơ sở một số hoạt tính sinh học của các chất sẽ đề
xuất hướng sử dụng các loài Bạch đàn theo hướng thân thiện với môi trường.
Để thực hiện được các mục tiêu trên, luận văn tập trung giải quyết các
nội dung chính sau:
- Khảo sát các phương pháp tách chiết tinh dầu từ lá Bạch đàn;

1


- Xác định và đánh giá các hoạt tính sinh học của các chất chính có

trong tinh dầu các loài Bạch đàn nghiên cứu;
- Bước đầu đánh giá một số ảnh hưởng của tinh dầu Bạch đàn đến môi
trường sinh thái.

2


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Một vài nét về cây Bạch đàn
Bạch đàn còn gọi là cây Khuynh diệp, tên khoa học là Eucalyptus thuộc
họ Sim (Myrtaceae). Tên Bạch đàn là tên có từ lâu ở vùng Nghệ An, Hà Tĩnh,
tên Khuynh diệp là do mùi tinh dầu có mùi tinh dầu Tràm. Hiện nay tên Bạch
đàn được dùng phổ biến hơn [2].
Bạch đàn là một chi có số lượng loài khá lớn, theo Lã Đình Mỡi và
cộng sự, Bạch đàn ước có khoảng trên 500 loài, theo Dairy R.Batish và cộng
sự Bạch đàn có khoảng 700 loài khác nhau, còn theo Lê Văn Truyền và cộng
sự Bạch đàn có tới 800 loài khác nhau. Hầu hết số loài trong chi là đặc hữu
của Australia. Chỉ có hai loài phân bố tự nhiên trong khu vực Malesian (New
Guinea, Moluccas, Sulawesi, quần đảo Lesser Sunda và Philippin). Một vài
loài có biên độ sinh thái rộng, phân bố trong khu vực kéo dài từ miền Bắc
Australia đến miền Đông Malesian. Những nghiên cứu gần đây đã phát hiện
được khoảng trên 10 loài có phân bố ở miền Nam New Guinea. Người ta cho
rằng, việc điều tra, nghiên cứu, khai thác các thảm thực vật rừng gió mùa và
các savan tại khu vực rộng lớn phía Đông Nam của vùng Đông Nam Á chắc
chắn sẽ còn phát hiện thêm nhiều loài mới nữa thuộc chi Bạch đàn. Tính đã
dạng của chi Bạch đàn tại vùng ven biển của New Sounth Wales và miền Tây
Nam Australia đã và đang được đánh giá cao [3].
Hiện nay rất nhiều loài đã được đưa trồng ngoài vùng phân bố tự nhiên
của chúng. Nhiều dải rừng Bạch đàn đã được hình thành ở nước ta; các nước

lục địa châu Á; các nước nhiệt đới, cận nhiệt đới châu Phi, khu vực Địa Trung
Hải và miền Nam châu Âu đến các khu vực Nam và Trung châu Mỹ [2].
Ở Việt Nam, lần đầu tiên Bạch đàn được Brochet tìm thấy ở Cốc Lếu
tỉnh Lào Cai vào năm 1904 (Hoàng Hòe, 1996). Ngày nay có khoảng trên 20

3


loài Bạch đàn đã được trồng ở Việt Nam trong đó Bạch đàn trắng (Eucalyptus
camaldulensis Dehn) được coi như loài có giá trị kinh tế cao, được trồng rộng
rãi ở cả các vùng đất thấp và cao, trừ những đỉnh núi có độ cao trên 1000 mét
so với mực nước biển [10].
Theo Lã Đình Mỡi một số loài Bạch đàn đã được nhập và trồng tương
đối rộng rãi ở Việt Nam như:
- Bạch đàn trắng (Eucalyptus camaldulensis Dehnl., 1832. Tên đồng
nghĩa: E. rostrata Sch., 1847). Một vài địa phương khác còn gọi là
Bạch đàn camal, Bạch đàn Úc, Khuynh diệp đỏ;
- Bạch đàn chanh (Eucalyptus citriodora Hook., 1848). Còn có các
tên đồng nghĩa khác: E. melissiodara Lindley, 1848; E. variegata E.
v. Mueller, 1859; E. maculata Hook. var. citriodora (Hook.) Bailey,
1990; Corymbia citriodora (Hook.). Có nơi ở nước ta còn gọi là
Bạch đàn đỏ;
- Bạch đàn uro (Eucalyptus urophylla S.T. Blake, 1977. Còn có tên
đồng nghĩa: E. alba auct. non Reinw.ex Blume, E. decaisneana
auct. Non Blume);
- Bạch đàn long duyên (Eucalyptus exserta F. v. Muell.,1859). Có nơi
ỏ nước ta còn gọi là Bạch đàn liễu;
- Bạch đàn lá nhỏ (Eucalyptus tereticornis J . E. Smith, 1795. Tên
đồng nghĩa: E. subulata Cunn. ex Schauer, 1843);
- Bạch đàn vỏ dày (Eucalyptus robusta Smith, 1849. Các tên đồng

nghĩa: E. multiflora Rich. ex A. Gray non Poir. (1854); E.
naudiniana F .v. Mueller, 1886; E. schlechteri Diels, 1992).
Hiện nay với sự phát triển của công nghệ sinh học nên có rất nhiều các
dòng Bạch đàn nuôi cấy mô đã và đang được đưa vào trồng tại các lâm trường
của các tỉnh ở nước ta với mục đích chính vẫn là dùng để lấy nguyên liệu cho

4


sản xuất giấy, gỗ cho xây dựng. Các giá trị khác vẫn chưa được nghiên cứu và
quan tâm đúng mức.
Gỗ Bạch đàn thuộc loại có tỉ trọng nhẹ hoặc nặng vừa phải, trong gỗ
không có silica, không mùi vị, dễ gia công chế biến. Gỗ Bạch đàn được sử
dụng khá rộng rãi trong xây dựng với cấu trúc nhẹ hoặc nặng trung bình
(khung cửa, trang trí nội thất, làm sàn nhà). Những năm qua gỗ Bạch đàn
được coi là nguồn nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp giấy sợi [3].
Một đặc điểm quan trọng của loài Bạch đàn là nó thuộc loài cây chứa
tinh dầu. Tinh dầu được chứa trong lá của rất nhiều loài thuộc chi Bạch đàn.
1,8-cineol thường là thành phần chính trong tinh dầu của nhiều loài Bạch đàn.
Đây là một nguyên liệu có giá trị trong công nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm.
Tinh dầu của một số loài đã được dùng làm cao xoa, làm thuốc sát trùng.
Nhiều loại tinh dầu lại được dùng làm nguyên liệu để sản xuất thuốc trừ sâu
bệnh thảo mộc [3]. Các loài cung cấp tinh dầu chủ yếu trong chi Bạch đàn là:
Eucalyptus globulus Labil., Eucalyptus polybractea R. T. Backer, Eucalyptus
citriodora Hook... Trung Quốc là nước sản xuất tinh dầu Bạch đàn lớn nhất,
tiếp đến là Bồ Đào Nha, Nam Phi và Tây Ban Nha.
Về sinh thái, sinh trưởng và phát triển của Bạch đàn: Hầu hết các loài
thuộc chi Bạch đàn đều thích nghi với điều kiện khí hậu gió mùa. Rất nhiều
loài lại có thể sinh trưởng ở các khu vực có một mùa khô khắc nghiệt trong
năm. Bạch đàn vỏ dày (E. deglupta) là loài duy nhất trong chi thích nghi với

những vùng đất thấp và sinh trưởng tự nhiên trong các kiểu rừng mưa trên núi
thấp. E. deglupta cũng sinh trưởng tốt ở những khu vực có tổng lượng mưa
hàng năm lớn (2500 – 5000 mm). Do đó loài này đã được đưa trồng rộng rãi ở
khắp các khu vực có điều kiện nhiệt đới ẩm.
Thời kỳ 1960 – 1975, một số loài Bạch đàn như Bạch đàn long duyên
(E. exserta), Bạch đàn lá nhỏ (E. tereticornis), Bạchddàn đỏ (E. robusta),

5


Bạch đàn chanh (E. citriodora) và Bạch đàn trắng (E. camaldulensis) đã được
nhập trồng tại nhiều khu vực miền núi và trung du phía Bắc nước ta. Riêng
rừng Bạch đàn long duyên (E. exserta) có thời kỳ đã lên tới hàng vạn hecta
nhưng năng suất còn thấp, thậm chí có nơi không tạo thành rừng. Nhiều nhận
định trái chiều về Bạch đàn đã xuất hiện như năng suất rừng trồng thấp nhưng
vẫn cao hơn từ 1,5 đến 3 lần so với Thông nhựa ở thời kỳ khai thác ngắn, 10
-12 năm. Rừng Bạch đàn thường làm khô đất, cạn nguồn nước và diệt lớp cây
bụi, cây cỏ dưới tán,...). Một số kết quả nghiên cứu của Hoàng Xuân Tý và
cộng sự (1997) đã cho biết Bạch đàn lá nhỏ (E. tereticornis) và Bạch đàn long
duyên (E. exserta) đều có thể sinh trưởng bình thường trên các đất feralit
vùng đồi có nguồn gốc đá mẹ rất khác nhau (như: phiến thạch sét, sa thạch,
gownai, phiến thạch mica, phù sa cổ, acgilit, phylit, rhiolit) nếu tầng đất còn
dày và cung cấp đủ nước.
Bạch đàn là một chi lớn thuộc nhóm các chi có dạng quả nang trong họ
Sim (Myrtaceae). Một số tác giả đã đưa ra nhận xét và những đề nghị chia
tách chi Bạch đàn thành những phân chi hoặc nhiều nhóm loài khác nhau (có
thể tới 7-10 nhóm loài tùy thuộc vào từng quan điểm của từng tác giả). Người
ta cũng cho rằng chi Bạch đàn có quan hệ họ hàng rất gần gũi với các chi
Angophora, Arillastrum và Eucalyptopsis trong họ Myrtaceae. Kết quả nghiên
cứu về hệ thống phát sinh ở chi Bạch đàn đã cho thấy, chi Bạch đàn

(Eucalyptus) cực kỳ đa dạng và đây cũng là chi có nhiều nguồn gốc
(polyphyletic). Nói cách khác, các loài trong chi Bạch đàn (Eucalyptus) có thể
có những lịch sử tiến hóa khác nhau. Cũng chính vì vậy mà một số tác giả đã
đề nghị tách chi Bạch đàn thành một số chi khác nhau. Hill K.D. và Johnson
L.A.S (1995) đã chuyển Bạch đàn chanh (E. citriodora Hook.) vào một chi
mới là Corymbia citriodora (Hook) [3].

6


Bạch đàn có thể nhân giống dễ dàng từ hạt và đôi khi bằng cành giâm.
Hạt nảy mầm trong vòng 4 - 20 ngày sau khi gieo. Hạt Bạch đàn thường rất
nhỏ và nhiều loại đã trở thành thương phẩm ở Australia. Tại Thái Lan mỗi
năm cũng sản xuất một lượng lớn cho việc gây trồng rừng. Theo Lã Đình Mỡi
Bạch đàn sinh trưởng rất nhanh và chế độ chăm sóc, quản lý có quan hệ tới
mục đích sử dụng. Nếu trồng để lấy nguyên liệu cho công nghiệp giấy sợi thì
có thể thu hoạch ở giai đoạn 6 - 10 năm tuổi. Trường hợp để làm gỗ xẻ thì cần
trồng thưa và thu hoạch muộn hơn. Hiện nay việc hái lá để cất tinh dầu
thường là tận dụng. Trường hợp hái lá là chủ yếu thì cần tạo tán sao cho cây
thấp, sinh cành nhiều để cho khối lượng lá lớn [3].
Như vậy nguồn gen của các loài trong chi Bạch đàn là rất phong phú,
đa dạng trong đó nhiều loài có hàm lượng tinh dầu cao, rất có giá trị. Hiện nay
đã xuất hiện nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã bắt đầu đi sâu vào
các ứng dụng của tinh dầu Bạch đàn để sản xuất hóa mỹ phẩm đặc biệt là chế
biến thuốc trừ sâu có nguồn gốc thực vật. Như vậy tinh dầu Bạch đàn có rất
nhiều các tính chất khác nhau, trong đó có các độc tính chống lại các loài vi
sinh vật, côn trùng. Xét ở một khía cạnh khác thì đây lại là nguyên nhân có
thể dẫn tới suy giảm đa dạng sinh học, tác động kìm hãm sự phát triển của các
loài cây dưới tán và có tác động xấu đến môi trường đất. Việc nghiên cứu một
cách thấu đáo về tinh dầu của loài cây này là cơ sở khoa học rất quan trọng để

giải thích các vấn đề đã đặt ra ở trên.
1.2. Tình hình nghiên cứu về tinh dầu Bạch đàn trên thế giới
Tinh dầu của Bạch đàn đã được biết đến và sử dụng từ hàng trăm năm
nay. Hiện nay trên thế giới cũng đã có một số nghiên cứu về thành phần và
hoạt tính của tinh dầu Bạch đàn cũng như tác động của nó đến môi sinh.
Trong các nghiên cứu đó phải kể đến công trình nghiên cứu của Daizy R.
Batish và cộng sự (2008). Trong nghiên cứu này tác giả đã chỉ ra rằng tinh

7


dầu Bạch đàn có tính chất như một loại thuốc trừ sâu tự nhiên do nó có khả
năng tiêu diệt được nhiều loài sâu bệnh hại cây trồng, nhiều loài vi khuẩn và
nấm, muỗi [6]. Tuy nhiên tác giả chưa chỉ ra được đâu là hoạt chất có trong
tinh dầu Bạch đàn có khả năng đó. Tác giả cũng đã liệt kê một số hợp chất
chính trong tinh dầu của một số loài Bạch đàn nhưng chưa chỉ rõ hàm lượng
phần trăm có trong tinh dầu, đồng thời trong công trình này tác giả chưa mô tả
rõ phương pháp tách chiết, chưng cất để đạt được hiệu suất cao nhất.
Một số tác giả khác như Duke (2004), Brooker và Kleinig (2006), Liu,
(2008),... đã tập trung nghiên cứu thành phần hóa học trong tinh dầu một số
loài Bạch đàn cùng với một số tính chất của nó. Các tác giả đã chỉ ra được
một số hợp chất hóa học chính trong tinh dầu một số loài Bạch đàn tuy nhiên
chưa thấy các tác giả mô tả phương pháp tách chiết và phân tích tinh dầu.
Trong khi đó đây là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả nghiên
cứu. Đặc biệt các tác giả đều thừa nhận rằng thành phần và hàm lượng tinh
dầu phụ thuộc rất lớn vào tuổi của lá cây, khí hậu, loại đất trồng, chế độ trồng
và chăm sóc, nguồn gốc giống, ...
1.2.1. Các hợp chất tự nhiên của tinh dầu Bạch đàn
Theo nghiên cứu của Brooker và Kleinig (2006), tinh dầu Bạch đàn là
một hỗn hợp phức tạp của nhiều monoterpenes và sesquiterpenes khác nhau,

cùng với các phenol và oxit, este, rượu, ete, andehyt và keton. Thành phần
này phụ thuộc vào từng loài, khu vực trồng, khí hậu, loại đất và tuổi của lá,
chế độ phân bón, đồng thời còn phụ thuộc vào phương pháp tách chiết tinh
dầu. Hoạt tính trừ sâu hại của tinh dầu Bạch đàn do các thành phần như 1,8cineole, citronellal, citronellol, citronellyl acetate, p-cymene, eucamalol,
limonene, linalool, α -pinene, γ -terpinene, α -terpineol, alloocimene và
aromadendrene (Watanable, 1993; Li, 1995, 1996; Cimanga, 2002; Deke,
2004; Batish., 2006; Liu., 2008) [6]. Các hợp chất chính trong tinh dầu Bạch

8


đàn với hoạt tính trừ sâu tách chiết từ rất nhiều các loại Bạch đàn khác nhau
cho ở Bảng 1 [6].
Bảng 1. Thành phần chính của tinh dầu tách chiết từ một số
loài Bạch đàn
STT
1
2
3
4
5
6
7

Loài bạch đàn
Thành phần chính
E. camaldulensis Eucamalol
E. citriodora
Citronella
E. globulus

1,8-Cineole
E. grandis
α-Pinene, 1,8-cineole
E. robusta
α-Pinene
E. urophylla
γ-Terpin,
E. urophylla
Alloocimene,α-pinene
Các nghiên cứu tại Trung Quốc đã chỉ ra

Tác giả
Watanabe và cộng sự, 1993
Ramezani và cộng sự, 2002
Yang etal, 2004
Lucia etal, 2007
Sartorelli và cộng sự, 2007
Su và cộng sự, 2006
Liu etal, 2008
rằng hàm lượng tinh dầu

trong lá tươi của Bạch đàn chanh thay đổi từ 0,5 - 2,0 %. Tinh dầu thường có
màu vàng nhạt, tỉ trọng ở 150C từ 0,915 - 0,925; chỉ số chiết quang ở 200C từ
-10 đến -50C. Tinh dầu có thành phần chủ yếu là citronellal (65 – 80 %),
citronellol (15 – 20 %) và một lượng nhỏ geraniol [3].
Nghiên cứu thành phần hóa học trong tinh dầu Bạch đàn chanh trồng ở
Australia, Boland và cộng sự (1991) đã cung cấp các dẫn liệu sau: citronellal
(80,1 %), isoisopulegol (3,4 %), linalool (0,7 %), ß-caryophyllen (0,4 %), ßpinene (0,4 %), α-pinene (0,1 %) và α-para-dimethylstyren (0,1 %). Các hợp
chất còn lại như α-terpineol, geraniol, 1,8-cineole, globulol và viridiflorol chỉ
ở dạng vết [11].

Các thành phần khác nhau của tinh dầu Bạch đàn có tác dụng bổ trợ
cho các hoạt tính sinh học trừ sâu bệnh (Cimanga et al., 2002). Trong tổng số
các thành phần khác nhau của tinh dầu Bạch đàn thì 1,8-cienole là thành phần
quan trọng nhất và là một hợp chất đặc trưng cho chi Bạch đàn (Duke, 2004).
1.2.2. Hoạt tính kháng nấm và vi khuẩn của tinh dầu Bạch đàn
Theo Fiori và cộng sự, (2000), Oluma và Garba (2004), tinh dầu Bạch
đàn với các thành phần chính của nó có độc tính kháng rất nhiều các loài vi

9


khuẩn, nấm và cả mầm bệnh ủ trong đất. Chúng làm giảm sự phát triển của
nấm sợi [6]. Một vài nghiên cứu hiệu quả chống nấm của tinh dầu Bạch đàn
được mô tả ở trong Bảng 2.
Năm 2002, Ramezani và cộng sự đã chỉ ra dầu bay hơi của Bạch đàn
chanh với thành phần chính monoterpene citronelle có một phổ hoạt tính rộng
chống nấm, ức chế sự phát triển và có tác dụng làm khô mạch rây của 6 loại
nấm. Gần đây Lee và cộng sự (2007) đã kết luận rằng dầu thơm của Bạch đàn
chanh có khả năng kiểm soát được bệnh mốc xám ở táo đến 70%. Các nghiên
cứu đã kết luận rằng tinh dầu Bạch đàn có thể được sử dụng để hạn chế khả
năng hô hấp của vi khuẩn [6].
Su và cộng sự (2006) đã chứng minh hoạt tính chống nấm của tinh dầu
một số loài Bạch đàn như E. grandis, E. camaldulensis và E. citriodora kháng
lại nấm Mildew và nấm gây thối ở gỗ như Aspergillus clavatus, A.niger,
Chaetomium alobosum, Penicillium citrinum, Trichoderma viride,... Theo
nghiên cứu này các tác giả cho rằng tinh dầu Bạch đàn chanh có thể là sự lựa
chọn tuyệt vời như một chất bảo quản gỗ, đồ da và vật dụng bằng gỗ [6].
Tzortzakis (2007) đã chứng minh rằng tinh dầu Bạch đàn xanh là một sự lựa
chọn tốt cho bảo quản dâu tây và cà chua trong suốt quá trình vận chuyển,
không làm thay đổi độ ngọt, các axit hữu cơ và hàm lượng tổng số các

phenolic [6]. Khả năng kháng nấm và vi khuẩn của một số loài Bạch đàn
được mô tả trong Bảng 2 [6].

Bảng 2. Hoạt tính kháng kháng nấm và vi khuẩn của tinh dầu
một số loài Bạch đàn
Tinh dầu loài

Vi khuẩn, nấm

Tác giả

10


Penicilium digitatum gây thối cam quýt

Dhaliwal

(2004)
Nấm ngoài da-Microsporum canis, Microsporum Dhaliwal
E. camaldulensis

gypseum,

Trichophyton

schoenleinii,Trichophyton

rubrum,

Trichophyton (2004)

mentagrophytes

và

Epidermophyton floccosum
Ngăn ngừa nấm giống Borne: Colletotrichum Somda et al
graminicola,

Phoma

sorghina,

Fusarium (2007)

moniliforme
Microsporum nanum, Trichophyton mentagrophytes Shahi et al
và T.rubrum
(1999)
Sự phát triển và nảy mần của bào tử Didymella Fiori et al,

E. citriodora

bryoniae
(2000)
Làm khô mầm bệnh hại lúa Helminthosporium Ramezani,
oryae và Rhizoctonia solani DC
(2002)
Aspergillus sp, Penicilium sp., Fusarium sp và Alfazairy

Mucor sp.
(2004)
Phytophthora cactorum, Cryphonectria parasitica Lee et al,

E. globulus

và Fusarium cicrinatum
Escherichia coli O157:H1

(2008)
Moreira,

E. urophylla

(2002)
Bệnh nấm Fusarium oxysporum, Pyricularia grisea, Liu

Eucalyptus sp.

Gloeoporium musarum và Phytophthora capsici
Vi khuẩn gram âm, gram dương và nấm

2008
Pattnaik
(1996)

1.2.3. Hoạt tính xua đuổi, diệt trừ côn trùng của tinh dầu bạch đàn
Tinh dầu Bạch đàn có hoạt tính như một loại thuốc trừ côn trùng tự
nhiên để chống lại muỗi và các loài chân đốt gây hại hoặc một vài loài động
vật ăn cỏ. Yang và cộng sự (2004) đã công bố rằng tinh dầu của loài Bạch đàn

xanh (E. globulus) với hợp chất chính là 1,8-cineole có biểu hiện tính độc
chống lại chấy hại da đầu Pediculus humanus capitis. Hoạt tính trừ chấy rận

11

al,


của tinh dầu Bạch đàn tốt hơn cả deltaphenothrin hoặc pyrethrum. Giá trị LT 50
của tinh dầu Bạch đàn là 0,125 mg/cm2, trong khi đó của delta-phenothrin là
0,25 mg/cm2 [6]. Năm 2006, Ceferino cũng đã chứng minh trong tinh dầu ở
một số loài Bạch đàn có hoạt tính chống lại một số loài chấy rận hại da đầu.
Theo nghiên cứu đó Ceferino đã kết luận rằng tinh dầu bạch đàn có thể được
sử dụng để phát triển các sản phẩm mới cho chữa trị các loài chấy rận hại da
đầu [6]. Hoạt tính trừ côn trùng của tinh dầu một số loài Bạch đàn được mô tả
trong Bảng 3 [6].
Bảng 3. Hoạt tính trừ côn trùng của tinh dầu một số loài Bạch đàn
Loài Bạch đàn

Sinh vật thử nghiệm
Nguồn
Xua đuổi muỗi vằn trưởng thành
Erler et al (2006)
Giết chết loài Callosobruchus, Negahban
và
Sitophilus

E. citriodora

oryzae

và

Tribolium Moharramipour

castaneum trưởng thành từ 1-7 ngày. (2007)
Độc tính chống lại Sitophilus Tinkeu et al. (2004)
zeamais
Giết chết nhộng Musca domestica.

E. globulus

Eucalypstus sp.

Abdel

Halim

và

Morsy (2005)
Chống lại chấy rận hại da đầu.
Yang et al (2004)
Độc với ấu trùng Aedes aegypti.
Lucia et al (2007)
Trừ ấu trùng Aedes albopictus, A. Zhu et al (2006)

aegypi và Culex pipiens pallens.
Vào cuối những năm 1990, một số công trình nghiên cứu công bố cho
thấy các sản phẩm tinh dầu Bạch đàn chủ yếu sử dụng để xua đuổi các loài

côn trùng. Sau đó vào năm 2002 Fraduin và Day cho rằng 30 % tinh dầu Bạch
đàn có thể dùng trong xua đuổi muỗi trong 2 giờ, tuy nhiên tinh dầu phải có ít
nhất 70 % hàm lượng cineole. Lucia và cộng sự, (2007) đã chứng minh rằng
tinh dầu Bạch đàn xanh (E. globulus) thì độc với ấu trùng Aedes aegypi và có
giá trị LC50 là 32,4 ppm. Năm 2005, Trung tâm Kiểm soát và ngăn chặn bệnh

12


ở Mỹ đã đề nghị sử dụng tinh dầu Bạch đàn chanh trong đó có p-methane-3,8
diol có hoạt tính chống lại virus West Nile gây bệnh Neuological do muỗi.
1.2.4. Hoạt tính trừ cỏ của tinh dầu Bạch đàn
Theo Kohli và cộng sự (1998), Singh và cộng sự (2005), Batish và
cộng sự (2007), Setia và cộng sự (2007) cho rằng tinh dầu của một số loài
Bạch đàn có biểu hiện kháng lại các loài cỏ dại và có một tiềm năng tốt cho
kiểm soát cỏ dại. Cũng theo Kohli (1998), tinh dầu của loài E. tereticornis và
E. citriodora khi ở dạng hơi có khả năng làm giảm sự nảy mầm của cỏ hại
Parthenium hysterophorus. Hơi tinh dầu Bạch đàn có khả năng làm giảm sự
phát triển chlorophyll và hàm lượng nước, sự hô hấp của tế bào trong các loài
thực vật trưởng thành. Hoạt tính ức chế đó phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc và
hiện tượng suy giảm sự phát triển của cỏ dại quan sát được trong thời kỳ tiếp
xúc với tinh dầu. Sau 14 ngày tiếp xúc với hơi tinh dầu, thực vật đã có những
biểu hiện của sự tổn thương được quan sát như sự úa vàng và chết hoặc sự
gây tổn hại đến mô. Tinh dầu của loài E. citriodora có tính độc hơn loài E.
tereticornis và thuộc tính này do sự khác nhau về cấu tạo hóa học của các hợp
chất trong tinh dầu. Nghiên cứu của Kohli và cộng sự đã kết luận rằng tinh
dầu Bạch đàn đang hứa hẹn tốt cho công tác quản lý cỏ dại. Tuy nhiên các tác
giả lại chưa định lượng được những độc tính của nó đối với các loài thực vật
liên đới và các vi sinh vật. Theo Batish và cộng sự (2004) cho rằng việc xác
định tác động của tinh dầu Bạch đàn tách chiết từ Bạch đàn chanh đối với

một số loài cây trồng như Triticum aestivum, Zea mays, Raphanus sativus và
các loài cỏ dại như Cassia occidentalis, Amaranthus viridis và Echinochloa
crus-galli. Cũng theo nhóm tác giả đã chứng minh tinh dầu đã bộc lộ những
độc tính rất rõ ràng đối với một số loài và ảnh hưởng của tính độc đó rõ hơn
đối với sự nảy mầm của các loài cây nhỏ như A. viridis [6].
1.3. Tình hình nghiên cứu về tinh dầu Bạch đàn ở Việt Nam

13


Hiện nay ở nước ta cây Bạch đàn vẫn là loài cây được trồng chủ yếu để
phủ xanh đất trống đồi núi trọc và để cung cấp nguồn nguyên liệu cho công
nghiệp giấy và xây dựng, cho nên việc nghiên cứu về loài cây này phần lớn
tập trung vào quá trình trồng và chăm sóc. Tuy nhiên bên cạnh giá trị về cung
cấp gỗ thì tinh dầu trong lá của chúng còn có một số tính chất rất quý, đặc biệt
là loài Bạch đàn chanh là loài có tinh dầu đáng quan tâm nhất trong chi Bạch
đàn ở nước ta. Tinh dầu của nó cũng đã được một số tác giả quan tâm và
nghiên cứu. Theo Lã Đình Mỡi, Bạch đàn không chỉ là loài cây cung cấp gỗ
cho công nghiệp giấy sợi mà còn là nguồn nguyên liệu lấy tinh dầu cho công
nghiệp dược phẩm, hoá mỹ phẩm và công nghiệp chế biến thuốc trừ sâu có
nguồn gốc từ thực vật. Do đó Bạch đàn đã và đang là những đối tượng được
quan tâm nghiên cứu để trồng rừng tại nhiều khu vực khác nhau trên thế giới
[4]. Đỗ Tất Lợi đã mô tả lá Bạch đàn được dùng để chữa ho, giúp tiêu hóa,
ngoài ra còn dùng để chữa cảm sốt [2].
Trong các công trình nghiên cứu về tinh dầu của loài cây này phải kể
đến công trình nghiên cứu của Nguyễy Xuân Dũng và cộng sự (1995). Tác giả
đã xác định được khoảng 30 hợp chất trong tổng số khoảng 40 hợp chất có
trong tinh dầu Bạch đàn chanh (Eucalyptus citriodora), hàm lượng tinh dầu
trong lá tươi từ 1,8 - 2,0 %, tỉ trọng 0,87235, tỉ số chiết quang n D20 là 1,45852.
Hàm lượng các chất trong tinh dầu như sau: citronellal (72,53 %), isopulegol

(12,5 %), citronellol (5,61 %), neo- isopulegon (1,63 %), caryophyllen (1,16
%), 1,8-cineole (0,63 %) [3]. Tuy nhiên tác giả cũng chưa mô tả rõ phương
pháp tách chiết và đặc biệt là độ tuổi của cây được chọn lấy mẫu lá nghiên
cứu cũng như loại lá nghiên cứu (lá non, lá già hay lá bánh tẻ). Trong khi đó
các nghiên cứu về thành phần hoá học trong tinh dầu của loài Bạch đàn này ở
Australia có tỉ lệ các hợp chất so với nghiên cứu của Nguyễn Xuân Dũng có

14


sự khác nhau đáng kể. Đặc biệt trong tất cả các nghiên cứu này các tác giả
cũng chưa đánh giá đặc tính của các chất vừa xác định được.
Theo Nguyễn Thị Thái Hằng (1995) thì tinh dầu Bạch đàn trắng
(Eucalyptus camaldulensis) chứa tới 64,79 % hoạt chất 1.8-cineole trong khi
đó hợp chất này theo nghiên cứu của Nguyễn Xuân Dũng chỉ ở dạng vết trong
tinh dầu lá Bạch đàn chanh. Đối với Bạch đàn liễu (Eucalyptus exserta), tác
giả Nguyễn Thị Thái Hằng cho rằng hợp chất này chiếm tới 40 % – 82 % tinh
dầu trong khi đó theo E. Guenther IV, 1950 thì chỉ có 29 %. Nguyễn Thị Thái
Hằng cũng dẫn ra các hợp chất hóa học trong tinh dầu Bạch đàn trắng và
Bạch đàn liễu, tuy nhiên cũng như các tác giả khác trên thế giới, ở đây tác giả
cũng chưa đề cập đến đặc điểm của mẫu lá được nghiên cứu như về loại lá,
tuổi của cây, vị trí địa lý trồng cây và đặc biệt là phương pháp chưng cất, tách
chiết tinh dầu cũng như phương pháp phân tích. Theo nghiên cứu của Nguyễn
Thị Thái Hằng thì Bạch đàn liễu lá có 0,4 % - 2,0 % tinh dầu, trong đó hợp
chất chính là 1,8- cineole chiếm từ 40 % - 82 %.
Theo Lã Đình Mỡi, chất Citronella được coi là thành phần chủ yếu
trong tinh dầu Bạch đàn chanh. Song Bạch đàn chanh không chỉ đa dạng về
hình thái mà còn đa dạng về hoạt động sinh tổng hợp và tích lũy tinh dầu.
Hàm lượng citronellal biến động rất rộng (từ 1 % đến 91 %). Căn cứ vào
thành phần hóa học chính trong tinh dầu người ta cho rằng ở Australia loài

Bạch đàn chanh có thể gồm bốn dạng hóa học:
- Dạng Bạch đàn chanh trong tinh dầu chứa chủ yếu là citronellal (65
- 91 %): loại citronellal;
- Dạng Bạch đàn chanh có các thành phần chính trong tinh dầu gồm
citronellol (khoảng 50 %) và citronellal (1 – 14 %): loại citronellol
và citronellal;

15


- Dạng Bạch đàn chanh mà thành phần chính trong tinh dầu chỉ gồm
citronellal (20 – 50 %) và guaiol: loại citronellal và guaiol;
- Dạng Bạch đàn chanh với các hydrocacbon là thành phần chủ yếu
của tinh dầu: loại hydrocacbon.
Đối với loài Bạch đàn trắng, theo Lã Đình Mỡi hàm lượng tinh dầu
trong lá tương đối thấp, chỉ từ 0,14 – 0,28 % và các thành phần chính trong
tinh dầu là ß-cymen, phellandren, cuminal, phellandral, geraniol và cineol.
Như vậy các nghiên cứu về tinh dầu Bạch đàn ở nước ta cho thấy nó có
một số tính chất quý, có thể dùng làm thuốc. Thành phầnh hóa học rất đa dạng
và phức tạp, đặc biệt có sự khác nhau giữa các loài, tuổi của cây và vị trí địa
lý trồng cây. Tuy nhiên trong các nghiên cứu trên chưa thấy các tác giả mô tả
phương pháp chưng cất và tách chiết trong khi đó yếu tố này ảnh hưởng rất
lớn đến thành phần và hàm lượng các chất hóa học trong tinh dầu của lá.
Trong các loài Bạch đàn mà các tác giả lựa chọn nghiên cứu cũng chưa chỉ rõ
được lấy từ các địa phương nào của nước ta.
Một trong những vấn đề mà trong hầu tất cả những nghiên cứu của các
tác giả đã dẫn ra ở trên chưa đề cập đến đó là việc nghiên cứu và đánh giá
hoạt tính sinh học của các chất chính trong tinh dầu. Khi đã dự đoán được
hoạt tính sinh học của các chất chính có mặt trong tinh dầu thì nó sẽ tạo ra
một cơ sở khoa học hết sức quan trọng để lựa chọn ra những tính chất cần

thiết tạo thành các sản phẩm thương mại sau khi đã nghiên cứu thử nghiệm
trên các loài động thực vật. Đồng thời nó sẽ đóng góp vào cơ sở khoa học để
giải thích các tác động đến môi trường sinh thái của rừng trồng Bạch đàn ở
nước ta và trên thế giới.
1.4. Các phương pháp nghiên cứu chưng cất và phân tích tinh dầu
1.4.1. Các phương pháp chưng cất tinh dầu
1.4.1.1. Phương pháp tẩm trích

16


Phương pháp tẩm trích bằng dung môi dễ bay hơi có nhiều ưu điểm vì
tiến hành ở nhiệt độ phòng, nên thành phần hóa học của tinh dầu ít bị thay
đổi. Phương pháp này không những được áp dụng để trích ly cô kết từ hoa mà
còn dùng để tận trích khi các phương pháp khác không trích ly hết hoặc dùng
để trích ly các loại nhựa dầu (oleoresin), gia vị.
- Nguyên tắc của phương pháp
Dựa trên hiện tượng thẩm thấu, khuếch tán và hòa tan của tinh dầu có
trong các mô cây bằng các dung môi hữu cơ.
- Yêu cầu của dung môi
Yếu tố quan trọng nhất cho sự thành công của phương pháp này là đặc
tính của dung môi sử dụng, do đó dung môi dùng trong tẩm trích cần phải đạt
được những yêu cầu sau đây:
+ Hòa tan hoàn toàn và nhanh chóng các cấu phần có mùi thơm trong
nguyên liệu;
+ Hòa tan kém các hợp chất khác như sáp, nhựa dầu có trong nguyên
liệu;
+ Không có tác dụng hóa học với tinh dầu;
+ Không biến chất khi sử dụng lại nhiều lần;
+ Hoàn toàn tinh khiết, không có mùi lạ, không độc, không ăn mòn

thiết bị, không tạo thành hỗn hợp nổ với không khí và có độ nhớt kém;
+ Nhiệt độ sôi thấp vì khi chưng cất dung dịch trích ly để thu hồi dung
môi, nhiệt độ sôi cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu. Điểm sôi của
dung môi nên thấp hơn điểm sôi của cấu phần dễ bay hơi nhất trong tinh dầu.
+ Ngoài ra, cần có thêm những yếu tố phụ khác như: giá thành thấp,
nguồn cung cấp dễ tìm, …
Thường thì không có dung môi nào thỏa mãn tất cả những điều kiện kể
trên. Người ta sử dụng cả dung môi không tan trong nước như dietyl ete, ete

17


dầu hỏa, hexan, cloroform,… lẫn dung môi tan trong nước như etanol, aceton.
Trong một số trường hợp người ta còn dùng một hỗn hợp dung môi.
- Quy trình tẩm trích
Phương pháp trích ly thích hợp cho các nguyên liệu có chứa lượng tinh
dầu không lớn lắm hoặc có chứa những cấu phần tan được trong nước và
không chịu được nhiệt độ quá cao. Quy trình kỹ thuật gồm các giai đoạn sau:
+ Tẩm trích: nguyên liệu được ngâm vào dung môi trong bình chứa.
Trong một số trường hợp, để gia tăng khả năng trích ly, nguyên liệu cần được
xay nhỏ trước. Hỗn hợp nguyên liệu và dung môi cần được xáo trộn đều trong
suốt thời gian trích ly. Nên khảo sát trước xem việc gia nhiệt có cần thiết hay
không, nếu cần, cũng không nên gia nhiệt quá 50 oC để không ảnh hưởng đến
mùi thơm của sản phẩm sau này.
+ Xử lý dung dịch ly trích: sau khi quá trình tẩm trích kết thúc, dung
dịch ly trích được lấy ra và có thể thay thế bằng dung môi mới sau một
khoảng thời gian nhất định, tùy theo nguyên liệu. Tách nước (nếu có) ra khỏi
dung dịch, rồi làm khan bằng Na2SO4 và lọc. Dung môi phải được thu hồi ở
nhiệt độ càng thấp càng tốt để tránh tình trạng sản phẩm bị mất mát và phân
hủy. Do đó, nên loại dung môi ra khỏi sản phẩm bằng phương pháp cô quay

chân không. Dung môi thu hồi có thể dùng để trích ly lần nguyên liệu kế tiếp.
+ Xử lý sản phẩm trích ly: sau khi thu hồi hoàn toàn dung môi, sản
phẩm là một chất đặc sệt gồm có tinh dầu và một số hợp chất khác như nhựa,
sáp, chất béo, cho nên cần phải tách riêng tinh dầu ra. Chất đặc sệt này đem đi
chưng cất bằng hơi nước để tách riêng tinh dầu ra. Tinh dầu có mùi thơm tự
nhiên, nhưng khối lượng thu được kém, ngoài ra tinh dầu này có chứa một số
cấu phần thơm có nhiệt độ sôi cao nên có tính chất định hương rất tốt.
+ Tách dung dịch từ bã: sau khi tháo hết dung dịch trích ly ra khỏi hệ
thống, trong bã còn chứa một lượng dung dịch rất lớn (khoảng 20 – 30%

18


lượng dung môi trích ly). Phần dung dịch còn lại nằm trong nguyên liệu
thường được lấy ra bằng phương pháp chưng cất hơi nước (trường hợp dung
môi không tan trong nước), hoặc ly tâm, lọc ép (trường hợp dung môi tan
trong nước). Sau đó dung dịch này cũng được tách nước, làm khan và nhập
chung với dung dịch trích ly.
Chất lượng thành phẩm và hiệu quả của phương pháp trích ly này phụ
thuộc chủ yếu vào dung môi dùng để trích ly. Để đạt kết quả tốt thì dung môi
sử dụng phải thoả mãn được các yêu cầu đã được trình bày ở trên.
Vì dung môi dễ bay hơi nên chúng ta cần phải lưu ý đến tỉ lệ thất thoát
dung môi trong quy trình trích ly vì việc này có thể ảnh hưởng rất lớn đến giá
thành sản phẩm.
Trong điều kiện phòng thí nghiệm, khi muốn tiến hành phương pháp
tẩm trích với dung môi dễ bay hơi thì tiến hành sử dụng phương pháp truyền
thống như khuấy từ ở nhiệt độ phòng hoặc đun – khuấy từ (kèm ống hoàn
lưu) hay phương pháp dùng Soxhlet. Ngoài ra, cùng với sự phát triển ngày
càng mạnh mẽ của “hóa học xanh”, mà ngày nay, chúng ta còn áp dụng các
phương pháp mới như là: tẩm trích có sự hỗ trợ của siêu âm và vi sóng.

- Ưu và nhược điểm
+ Ưu điểm: sản phẩm thu được theo phương pháp này thường có mùi
thơm tự nhiên. Hiệu suất sản phẩm thu được thường cao hơn các phương
pháp khác.
+ Khuyết điểm: yêu cầu cao về thiết bị; thất thoát dung môi; quy trình
tương đối phức tạp và tốn kém chi phí.
1.4.1.2. Phương pháp chưng cất hơi nước
Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan, khuếch tán và lôi
cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các
mô khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao. Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế

19


bào chứa tinh dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa
trong một thời gian nhất định. Trường hợp mô thực vật có chứa sáp, nhựa,
axít béo thì khi chưng cất phải được thực hiện trong một thời gian dài vì
những hợp chất này làm giảm áp suất hơi chung của hệ thống và làm cho sự
khuyếch tán trở nên khó khăn.
- Lý thuyết chưng cất
Chưng cất có thể được định nghĩa là: Sự tách rời các cấu phần của một
hỗn hợp nhiều chất lỏng dựa trên sự khác biệt về áp suất hơi của chúng.
Trong trường hợp đơn giản, khi chưng cất một hỗn hợp gồm 2 chất lỏng
không hòa tan vào nhau, áp suất hơi tổng cộng của hỗn hợp là tổng của hai áp
suất hơi riêng phần. Do đó, nhiệt độ sôi của hỗn hợp sẽ tương ứng với áp suất
hơi tổng cộng xác định, không tùy thuộc vào thành phần phần trăm của hỗn
hợp, miễn là lúc đó hai pha lỏng vẫn còn tồn tại. Nếu vẽ đường cong áp suất
hơi của từng chất theo nhiệt độ, rồi vẽ đường cong áp suất hơi tổng cộng, thì
ứng với một áp suất, ta dễ dàng suy ra nhiệt độ sôi tương ứng của hỗn hợp và
nhận thấy là nhiệt độ sôi của hỗn hợp luôn luôn thấp hơn nhiệt độ sôi của

từng hợp chất. Thí dụ, ở áp suất 760 mmHg nước sôi ở 100 oC và benzen sôi ở
80oC và chúng là hai chất lỏng không tan vào nhau. Thực hành cho thấy, nếu
đun hỗn hợp này dưới áp suất 760 mmHg nó sẽ sôi ở 69 oC cho đến khi nào
còn hỗn hợp hai pha lỏng hoà tan vào nhau với bất kì tỉ lệ nào. Giản đồ nhiệt
độ sôi theo áp suất cho thấy, tại 69 oC, áp suất hơi của nước là 225 mmHg và
benzen là 535 mmHg. Chính vì đặc tính làm giảm nhiệt độ sôi này mà từ lâu
phương pháp chưng cất hơi nước là phương pháp đầu tiên dùng để tách tinh
dầu ra khỏi nguyên liệu thực vật.
- Những ảnh hưởng chính trong sự chưng cất hơi nước
+ Sự khuếch tán

20


Ngay khi nguyên liệu được làm vỡ vụn thì chỉ có một số mô chứa tinh
dầu bị vỡ và cho tinh dầu thoát tự do ra ngoài theo hơi nước lôi cuốn đi. Phần
lớn tinh dầu còn lại trong các mô thực vật sẽ tiến dần ra ngoài bề mặt nguyên
liệu bằng sự hòa tan và thẩm thấu. Von Rechenberg đã mô tả quá trình chưng
cất hơi nước như sau: “Ở nhiệt độ nước sôi, một phần tinh dầu hòa tan vào
trong nước có sẵn trong tế bào thực vật. Dung dịch này sẽ thẩm thấu dần ra bề
mặt nguyên liệu và bị hơi nước cuốn đi. Còn nước đi vào nguyên liệu theo
chiều ngược lại và tinh dầu lại tiếp tục bị hòa tan vào lượng nước này. Quy
trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tinh dầu trong các mô thoát ra ngoài hết.
Như vậy, sự hiện diện của nước rất cần thiết, cho nên trong trường hợp
chưng cất sử dụng hơi nước quá nhiệt cần tránh để nguyên liệu bị khô. Nhưng
nếu lượng nước sử dụng thừa cũng không có lợi, nhất là trong trường hợp tinh
dầu có chứa những cấu phần tan dễ trong nước.
Ngoài ra, vì nguyên liệu được làm vỡ vụn ra càng nhiều càng tốt, nên
khi đó cần làm cho lớp nguyên liệu có một độ xốp nhất định để hơi nước có
thể đi xuyên ngang lớp này đồng đều và dễ dàng.

+ Sự thủy phân
Những cấu phần este trong tinh dầu thường dễ bị thủy phân tạo ra axit
và rượu khi đun nóng trong một thời gian dài với nước. Do đó, để hạn chế
hiện tượng này, sự chưng cất hơi nước phải được thực hiện trong một thời
gian càng ngắn càng tốt.
+ Nhiệt độ
Nhiệt độ cao làm phân hủy tinh dầu. Do đó, khi cần thiết phải dùng hơi
nước quá nhiệt (trên 100oC) và thực hiện việc này trong giai đoạn cuối cùng
của sự chưng cất sau khi các cấu phần dễ bay hơi đã lôi cuốn đi hết. Thực ra,
hầu hết các tinh dầu đều kém bền dưới tác dụng của nhiệt nên vấn đề là làm
sao cho thời gian chịu nhiệt độ cao của tinh dầu càng ngắn càng tốt.

21


Tóm lại, dù ba ảnh hưởng trên được xem xét độc lập nhưng thực tế thì
chúng có liên quan với nhau và quy về ảnh hưởng của nhiệt độ. Khi tăng nhiệt
độ, sự khuếch tán thẩm thấu sẽ tăng, sự hòa tan tinh dầu trong nước sẽ tăng
nhưng sự phân hủy cũng tăng theo.
Trong công nghiệp người ta chia các phương pháp chưng cất hơi nước
ra thành ba loại chính: chưng cất bằng nước, chưng cất bằng hơi nước và
chưng cất bằng hơi nước.
Đối với trường hợp chưng cất bằng nước, trong trường hợp này nước
phủ kín nguyên liệu nhưng phải chừa một khoảng không gian tương đối lớn
phía bên trên lớp nước để tránh khi nước sôi mạnh làm văng chất nạp qua hệ
thống hoàn lưu. Nhiệt cung cấp có thể đun trực tiếp bằng củi lửa hoặc bằng
hơi nước dẫn từ nồi hơi vào (sử dụng bình có hai lớp đáy). Trong trường hợp
chất nạp quá mịn, lắng chặt xuống đáy nồi, lúc đó nồi phải trang bị những
cánh khuấy trộn đều bên trong trong suốt thời gian chưng cất. Sự chưng cất
này không thích hợp với những tinh dầu dễ bị thủy phân. Những nguyên liệu

xốp và rời rạc rất thích hợp cho phương pháp này. Những cấu tử có nhiệt độ
sôi cao, dễ tan trong nước sẽ khó hóa hơi trong khối lượng lớn nước phủ đầy,
khiến cho tinh dầu sản phẩm sẽ thiếu những chất này. Thí dụ điển hình là mùi
tinh dầu hoa hồng thu được từ phương pháp chưng cất hơi nước kém hơn sản
phẩm tẩm trích vì eugenol và ancol phenetil nằm lại trong nước khá nhiều, vì
thế người ta chỉ dùng phương pháp này khi không thể sử dụng các phương
pháp khác.
- Ưu điểm
+ Quy trình kỹ thuật tương đối đơn giản;
+ Thiết bị gọn, dễ chế tạo;
+ Không đòi hỏi vật liệu phụ như các phương pháp tẩm trích, hấp thụ;
+ Thời gian tương đối nhanh.

22


- Nhược điểm
+ Không có lợi đối với những nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp;
+ Chất lượng tinh dầu có thể bị ảnh hưởng nếu trong tinh dầu có những
cấu phần dễ bị phân hủy;
+ Không lấy được các loại nhựa và sáp có trong nguyên liệu (đó là
những chất định hương thiên nhiên rất có giá trị);
+ Trong nước chưng luôn luôn có một lượng tinh dầu tương đối lớn
nằm dưới hai dạng phân tán và hòa tan. Dạng phân tán thì có thể dùng
phương pháp lắng hay ly tâm, còn dạng hòa tan thì phải chưng cất lại. Nếu
trọng lượng riêng của tinh dầu và nước quá gần nhau thì có thể thêm NaCl để
gia tăng tỉ trọng của nước làm tinh dầu tách ra dễ dàng;
+ Những tinh dầu có nhiệt độ sôi cao thường cho hiệu suất rất kém.
1.4.1.3. Các phương pháp mới trong chưng cất tinh dầu
- Vi sóng

+ Cơ sở của phương pháp
Một số phân tử, thí dụ như nước, phân chia điện tích trong phân tử một
cách bất đối xứng. Như vậy các phân tử này là những lưỡng cực có tính định
hướng trong chiều của điện trường. Dưới tác động của điện trường một chiều,
các phân tử lưỡng cực có khuynh hướng sắp xếp theo chiều điện trường này.
Nếu điện trường là một điện trường xoay chiều, sự định hướng của các lưỡng
cực sẽ thay đổi theo chiều xoay đó. Cơ sở của hiện tượng phát nhiệt do vi
sóng là sự tương tác giữa điện trường và các phân tử phân cực bên trong vật
chất. Trong điện trường xoay chiều có tần số rất cao (2,45x10 9 Hz), điện
trường này sẽ gây ra một xáo động ma sát rất lớn giữa các phân tử, đó chính
là nguồn gốc sự nóng lên của vật chất.
Với một cơ cấu có sự bất đối xứng cao, phân tử nước có độ phân cực
rất lớn, do đó nước là một chất rất lý tưởng dễ đun nóng bằng vi sóng. Ngoài

23


ra, các nhóm định chức phân cực như: -OH, -COOH, -NH 2 … trong các hợp
chất hữu cơ cũng là những nhóm chịu sự tác động mạnh của trường điện từ.
Do đó, những hợp chất càng phân cực càng rất mau nóng dưới sự chiếu
xạ của vi sóng. Việc này có liên quan đến hằng số điện môi của hợp chất đó.
Tóm lại, sự đun nóng bởi vi sóng rất chọn lọc, trực tiếp và nhanh chóng.
+ Quá trình trích ly dưới sự hỗ trợ của vi sóng
Dưới tác dụng của vi sóng, nước trong các tế bào thực vật bị nóng lên,
áp suất bên trong tăng đột ngột làm các mô chứa tinh dầu bị vỡ ra. Tinh dầu
thoát ra bên ngoài, lôi cuốn theo hơi nước sang hệ thống ngưng tụ (phương
pháp chưng cất hơi nước) hoặc hòa tan vào dung môi hữu cơ đang bao phủ
bên ngoài nguyên liệu (phương pháp tẩm trích).
Mức độ chịu ảnh hưởng vi sóng của các loại mô tinh dầu không giống
nhau do kiến tạo của các loại mô khác nhau, ngay khi nguyên liệu được làm

nhỏ. Kết quả này được phản ánh qua thời gian trích ly.
Trong sự chưng cất hơi nước, việc trích ly tinh dầu có thể thực hiện
trong điều kiện có thêm nước hay không thêm nước vào nguyên liệu (trường
hợp nguyên liệu chứa nhiều nước, đây là đặc điểm của phương pháp chưng
cất hơi nước dưới sự hỗ trợ của vi sóng). Ngoài ra, nước có thể thêm một lần
hoặc thêm liên tục (trường hợp lượng nước thêm một lần không đủ lôi cuốn
hết tinh dầu trong nguyên liệu) cho đến khi sự trích ly chấm dứt.
Ngoài việc nước bị tác dụng nhanh chóng, các cấu phần phân cực (hợp
chất có chứa oxi) hiện diện trong tinh dầu cũng bị ảnh hưởng bởi vi sóng.
Ngược lại các cấu phần hidrocarbon ít chịu ảnh hưởng của vi sóng (do chúng
có độ phân cực kém) nên sự trích ly chúng tựa như trong sự chưng cất hơi
nước bình thường nhưng với vận tốc nhanh hơn rất nhiều vì nước được đun
nóng nhanh bởi vi sóng.

24


Trong phòng thí nghiệm, nhóm tác giả Nguyễn Văn Minh và cộng sự Viện nghiên cứu dầu và cây có dầu đã nghiên cứu, sữa chữa và cải tiến lò vi
sóng gia dụng để cho lò này có thể sử dụng trong cả việc trích ly tinh dầu
bằng phương pháp chưng cất hơi nước, và cho cả phương pháp tẩm trích ở áp
suất thường.
Năm 1998, Luque de Castro và cộng sự đã đưa ra kiểu lò vi sóng tiêu
điểm hỗ trợ cho sự trích ly bằng Soxhlet (FMASE – Focused Microwave
Assisted Soxhlet Extraction). Hệ thống này giúp cho thời gian trích ly hợp
chất thiên nhiên sử dụng Soxhlet giảm xuống đáng kể và khả năng bảo vệ
những hợp chất dễ bị phân hủy tăng lên.
- Siêu âm
+ Nguyên tắc của phương pháp
Siêu âm là âm thanh có tần số nằm ngoài ngưỡng nghe của con người
(16 Hz – 18 kHz), siêu âm được chia làm hai vùng:

Vùng có tần số cao (5–10 MHz), ứng dụng trong y học để chuẩn đoán
bệnh.
Vùng có tần số thấp hơn (20 – 100 kHz), ứng dụng trong các ngành
khác (kích hoạt phản ứng hóa học, hàn chất dẻo, tẩy rửa, cắt gọt, …) dựa trên
khả năng cung cấp năng lượng của siêu âm.
Siêu âm cung cấp năng lượng thông qua hiện tượng tạo và vỡ “bọt”
(khoảng cách liên phân tử). Trong môi trường chất lỏng, bọt có thể hình thành
trong nửa chu kỳ đầu và vỡ trong nữa chu kỳ sau, giải phóng một năng lượng
rất lớn. Năng lượng này có thể sử dụng tẩy rửa chất bẩn ngay trong những vị
trí không thể tẩy rửa bằng phương pháp thông thường, khoan cắt những chi
tiết tinh vi, hoạt hóa nhiều loại phản ứng hóa học, làm chảy và hòa tan lẫn vào
nhau trong việc chế tạo những sản phẩm bằng nhựa nhiệt dẻo, …

25