Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học chính trong tinh dầu cây gai xanh

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐÀ NẴNG
KHOA HÓA HỌC
----------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Ngành: Sƣ phạm Hóa học

Đề tài
Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần
hóa học chính trong tinh dầu cây gai xanh

Giảng viên hƣớng dẫn : TRẦN ĐỨC MẠNH
Sinh viên thực hiện

: LÊ HUYỀN MY

Đà Nẵng, tháng 4 năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐHSP
KHOA HÓA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên:
Lớp:

LÊ HUYỀN MY

14SHH

1. Tên đề tài:

Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa
học chính trong tinh dầu cây gai xanh

2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị:

3. Nội dung nghiên cứu:

4. Giáo viên hướng dẫn:
5. Ngày giao đề tài:
6. Ngày hoàn thành:
Chủ nhiệm khoa
(Ký và ghi rõ họ, tên)

Trần Đức Mạnh

Giáo viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ, tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho khoa ngày … tháng … năm 2018.
Kết quả đánh giá:
Ngày … tháng … năm 2018
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ, tên)


LỜI CẢM ƠN

*****
Được sự phân công của khoa Hóa học trường đại học Sư phạm Đà Nẵng và sự
đồng ý của thầy giáo hướng dẫn ThS. Trần Đức Mạnh, tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên
cứu phân lập một số hợp chất hóa học chính trong tinh dầu cây gai xanh”.
Để hoàn thành khóa luận này tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã tận
tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và rèn luyện ở
trường đại học Sư phạm Đà Nẵng. Xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn ThS.
Trần Đức Mạnh đã tận tình, chu đáo hướng dẫn tôi thực hiện khóa luận này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất, song
do buổi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế sản
xuất cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những
thiếu sót nhất định mà bản thân chưa thấy được. Tôi rất mong được sự góp ý của quý
thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để khóa luận được hoàn chỉnh hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
LÊ HUYỀN MY


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Mục lục
Danh mục các bảng
Danh mục các hình, đồ thị
MỞ ĐẦU
LỜI CẢM ƠN
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ............................................................................................. 1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU......................................................................................1
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ......................................................... 1
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................2
4.1. Nghiên cứu lý thuyết: .............................................................................................. 2

4.2. Nghiên cứu thực nghiệm......................................................................................... 2
5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU......................................................................................2
5.1. Nghiên cứu lý thuyết............................................................................................... 2
5.1.1. Cây gai xanh .........................................................................................................2
5.1.2. Các phương pháp chiết tách ................................................................................2
5.1.3. Phương pháp xác định thành phần hóa học và cấu trúc hợp chất hữu cơ .......2
5.1.4. Phương pháp xác định các chỉ tiêu vật lý –hóa lý ..............................................3
5.2. Nghiên cứu thực nghiệm ........................................................................................ 3
6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .....................................3
CHƢƠNG 1 ....................................................................................................................4
TỔNG QUAN .................................................................................................................4
1.1. Giới thiệu về cây gai xanh ......................................................................................4
1.2. Tổng quan tinh dầu ................................................................................................ 5
1.2.1. Vài nét chung về tinh dầu ...................................................................................5
1.2.2. Phân loại tinh dầu ................................................................................................ 6
1.2.3. Tính chất vật lý ....................................................................................................6
1.2.4. Tính chất hóa học ................................................................................................ 6
1.2.5. Phân bố tinh dầu trong thiên nhiên ...................................................................7
1.2.6. Qúa trình tích lũy ................................................................................................ 7
1.2.7. Sơ lƣợc một số thành phần hóa học chủ yếu của tinh dầu. ............................. 8


1.2.7.1. Hợp chất monotecpen.......................................................................................8
1.2.7.2. Hợp chất Secquitecpen ...................................................................................10
1.2.7.3. Hợp chất chứa nhân thơm .............................................................................12
1.2.7.4. Các thành phần khác...................................................................................... 12
1.2.8. Ảnh hƣởng của những nhân tố khác nhau đến thành phần và tính chất của
tinh dầu ......................................................................................................................... 13
CHƢƠNG 2 ..................................................................................................................15
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............................................................................15

2.1. Ép ........................................................................................................................... 15
2.2. Phƣơng pháp chiết Soxhlet ..................................................................................17
2.3. Phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc ........................................................ 19
2.4. Ly trích bằng chiếu xạ vi sóng .............................................................................22
2.5. Các phƣơng pháp xác định chất lƣợng tinh dầu ...............................................23
2.5.1. Đánh giá cảm quan ............................................................................................ 23
2.5.2. Các phƣơng pháp xác định chỉ tiêu lý học ...................................................... 24
2.5.2.1. Xác định nƣớc trong tinh dầu .......................................................................24
2.5.2.2. Xác định độ ẩm ............................................................................................... 25
2.5.2.3. Xác định tỉ trọng ............................................................................................. 25
2.5.2.4. Xác định chỉ số khúc xạ..................................................................................26
2.5.2.5. Xác định góc quay cực ...................................................................................27
2.5.2.6. Nhiệt độ sôi ......................................................................................................28
2.5.2.7. Xác định nhiệt độ đông đặc ...........................................................................28
2.5.3. Các phƣơng pháp xác định chỉ số hóa học. .....................................................28
2.5.3.1. Chỉ số axit (AX) ............................................................................................... 28
2.5.3.2. Chỉ số xà phòng hóa (XP) ...............................................................................29
2.5.3.3. Chỉ số este (ES) ................................................................................................ 30
2.5.4. Phƣơng pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) dùng để xác định thành
phần hóa học tinh dầu .................................................................................................30
2.5.4.1. Phƣơng pháp phân tích sắc ký khí (GC) ...................................................... 30
2.5.4.2. Phƣơng pháp khối phổ (MS) .........................................................................32
2.5.4.3. Phƣơng pháp sắc ký khí – khối phổ (GC – MS) ..........................................33
CHƢƠNG 3 ..................................................................................................................36


KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ........................................................................................ 36
3.1. Nguyên liệu nghiên cứu ........................................................................................ 36
3.2. Cách tiến hành ......................................................................................................36
3.3. Kết quả chiết tách từ dung môi nƣớc .................................................................37

3.3.1. Khảo sát tỷ lệ chiết rắn lỏng .............................................................................37
3.3.2. Khảo sát thời gian tối ƣu cho quá trình chiết tách. ........................................38
3.3.3. Hình thái sản phẩm ........................................................................................... 39
3.4. Kết quả chiết tách bằng dung môi n-hexan ....................................................... 39
3.4.1. Thực nghiệm ......................................................................................................39
3.4.2. Phân tích sản phẩm bằng GC-MS ...................................................................39
3.4.2.1. Hàm lƣợng phần trăm của các chất có trong mẫu lá cây gai xanh ...........39
3.4.2.2. Công thức cấu tạo các cấu tử chính có trong mẫu lá cây gai xanh ............40
3.5. Kết quả chƣng cất và định lƣợng tinh dầu lá cây gai xanh .............................. 42
3.5.1.Sơ đồ quy trình chƣng cất..................................................................................42
3.5.2. Thuyết minh sơ đồ ............................................................................................. 42
3.5.2.1. Nguyên liệu dạng lá ........................................................................................ 42
3.5.2.2. Làm sạch nguyên liệu .....................................................................................43
3.5.2.3. Giã nhỏ.............................................................................................................43
3.5.2.4. Chƣng cất tinh dầu ......................................................................................... 43
3.5.2.5. Định lƣợng tinh dầu lá cây gai xanh ............................................................. 43
3.5.2.6. Tinh chế tinh dầu ............................................................................................ 43
3.6. Kết quả xác định các hằng số vật lý ....................................................................43
3.6.1. Tỷ trọng của tinh dầu lá cây gai xanh ............................................................. 43
3.6.2. Chỉ số khúc xạ của tinh dầu lá cây gai xanh ...................................................44
3.7. Kết quả xác định các chỉ số hóa học ...................................................................44
3.7.1. Chỉ số axit ...........................................................................................................44
3.7.2. Chỉ số este ...........................................................................................................45
3.7.3. Chỉ số xà phòng hóa .......................................................................................... 45
3.8. Kết quả xác định một số thành phần chính trong tinh dầu lá cây gai xanh ...45
3.8.1. Thiết bị chính hệ thống sắc ký khối phổ GC-MS ...........................................45
3.8.2. Kết quả................................................................................................................46
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................48

1. Kết luận ....................................................................................................................48
2. Kiến nghị ..................................................................................................................48
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 50


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Sự xuất hiện và biến đổi liên tục các cấu tử của tinh dầu mùi theo
hướng phát triển của cây ........................................................................................ 14
Bảng 3.1. Sự phụ thuộc giữa thể tích dung môi và khối lượng sản phẩm chiết ....37
Bảng 3.2. Sự phụ thuộc giữa thời gian và khối lượng sản phẩm chiết...................38
Bảng 3.3. Hàm lượng % của các chất trong mẫu lá cây gai xanh theo thời gian
lưu ........................................................................................................................... 39
Bảng 3.4. Hàm lương tinh dầu lá cây gai xanh khi chưng cất ............................... 43
Bảng 3.5. Tỷ trọng của mẫu tinh dầu lá cây gai xanh ............................................44
Bảng 3.6. Chỉ số khúc xạ của mẫu tinh dầu lá cây gai xanh. .................................44
Bảng 3.7. Chỉ số axit của tinh dầu lá cây gai xanh ................................................44
Bảng 3.8. Chỉ số este của tinh dầu lá cây gai xanh ................................................45
Bảng 3.9 . Chỉ số xà phòng hóa của tinh dầu lá cây gai xanh ............................... 45


DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ

Hình 2.1. Bộ chiết Soxhlet ........................................................................................ 17
Hình 2.2. Bộ chiết Soxhlet .......................................................................................... 17
Hình 2.3. Máy sắc ký ..................................................................................................31
Hình 2.4. Hình ảnh sắc ký đồ .....................................................................................31
Hình 2.5. Sơ đồ thiết bị sắc ký khí ghép khối phổ ...................................................... 34
Hình 3.1. Đồ thị biểu di n sự phụ thuộc giữa thể tích dung môi và khối lượng sản
phẩm chiết. .................................................................................................................38
Hình 3.2. Đồ thị biểu di n sự phụ thuộc giữa thời gian chiết và khối lượng sản phẩm

....................................................................................................................................38
thu được......................................................................................................................38


1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Từ thời cổ đại, trong các cung điện hay các gia đình quyền quý ở Ai Cập, Trung
Hoa, Hi Lạp...tinh dầu đã được chưng cất và sử dụng. Với lịch sử phát triển hàng ngàn
năm, tinh dầu được mệnh danh là báu vật của thiên nhiên, được phát triển thành
phương pháp trị liệu, chăm sóc sức khỏe và làm đẹp trên toàn thế giới.
Xã hội hiện đại ngày càng phát triển, trình độ khoa học kỹ thuật của con người
ngày càng tiến bộ, nhu cầu chăm lo, giữ gìn và bảo vệ sức khỏe của con người ngày
càng cao. Tuy nhiên, sự tin tưởng vào các hợp chất hóa học tổng hợp đang càng giảm
dần vì các tác dụng phụ tiềm ẩn của chúng, do đó con người ngày càng có khuynh
hướng sử dụng các dược liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên. Trong đó tinh dầu thực vật
là 1 trong những sản phẩm được chú trọng nghiên cứu.
Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ cao, mưa nhiều và độ ẩm
tương đối cao. Vì vậy đã tạo ra một hệ thực vật phong phú và đa dạng, có nhiều ứng
dụng trong đời sống, đặc biệt là các loại cây cho tinh dầu (sả, hương nhu, oải hương,
bạc hà, quýt, cam, chanh, lài,…) . Trong đó, cây gai xanh (Severina monophylla) là
một loài thực vật đã từ lâu được sử dụng để chữa một số bệnh viêm nhiễm, đặc biệt là
rất hiệu quả trong việc chữa bệnh viêm họng nên nó được xem như một loại dược liệu
được dùng rộng rãi trong dân gian. Trong những năm gần đây, do sự ô nhiễm môi
trường ngày càng cao, dẫn đến bệnh viêm họng ngày càng nhiều và càng nặng thuộc
các đối tượng khác nhau. Do vậy nghiên cứu xác định thành phần, hoạt tính sinh học
của cây gai xanh làm cơ sở cho việc ứng dụng cây này có hiệu quả hơn nhằm nâng cao
chất lượng sức khỏe cộng đồng là điều hết sức cần thiết. Chính vì vậy tôi quyết định
tiến hành nghiên cứu cây gai xanh với nội dung “Nghiên cứu chiết tách và xác định
thành phần hóa học chính trong tinh dầu cây gai xanh”
Tôi hi vọng rằng với những kết quả nghiên cứu được của đề tài, kết hợp với
những công trình nghiên cứu trước đây về cây gai xanh, chúng ta sẽ có một kiến thức

tổng hợp để từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng của chúng.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu, nghiên cứu quy trình chiết tách tinh dầu trong lá cây gai xanh.
- Xác định thành phần hóa học trong tinh dầu chiết tách.
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tượng: Cây gai xanh, phần rắn và dịch chiết từ cây bằng các dung môi khác nhau
1


ở khu vực Sơn Trà – Đà Nẵng.
- Phạm vi nghiên cứu: Quy trình chiết tách, xác định thành phần và cấu trúc một số
hợp chất trong tinh dầu cây gai xanh. Quá trình thực nghiệm được tiến hành ở phòng
thí nghiệm Hóa học, trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng.
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1. Nghiên cứu lý thuyết:
Tổng quan tài liệu về tinh dầu, tìm hiểu thực tế về cây gai xanh.
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm
Phương pháp vật lý
- Thu gom và xử lý mẫu lá cây gai xanh thô.
Phương pháp hóa học
- Khảo sát thời gian chiết tối ưu và ảnh hưởng của thời gian thu hoạch đến lượng tinh
dầu.
- Chiết Soxhlet với các loại dung môi: phân cực, không phân cực.
- Chưng cất lôi cuốn hơi nước.
- Xác định thành phần hóa học của dịch chiết dựa vào các phổ: hồng ngoại, GC-MS.
- Xác định các chỉ số hóa lí: tỉ trọng; chỉ số khúc xạ; chỉ số axit, chỉ số este, chỉ số xà
phòng hóa.
5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
5.1. Nghiên cứu lý thuyết
5.1.1. Cây gai xanh

- Đặc điểm sinh thái.
- Thành phần hóa học.
5.1.2. Các phương pháp chiết tách
- Chiết Soxhlet với các loại dung môi: phân cực, không phân cực.
- Chưng cất lôi cuốn hơi nước.
5.1.3. Phương pháp xác định thành phần hóa học và cấu trúc hợp chất hữu cơ
- Phương pháp sắc ký.
- Phương pháp GC-MS.
- Phương pháp HPLC.
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân.

2


5.1.4. Phương pháp xác định các chỉ tiêu vật lý –hóa lý
- Xác định độ ẩm toàn phần; tỉ trọng tinh dầu, chỉ số khúc xạ, chỉ số axit, chỉ số este,
chỉ số xà phòng hóa.
5.2. Nghiên cứu thực nghiệm
- Xử lý mẫu, áp dụng phương pháp phân hủy mẫu phân tích để khảo sát hàm lượng
hữu cơ.
- Chiết mẫu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước.
- Chiết mẫu bởi các dung môi H2O, CHCl3, n-C6H14
- Dùng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS để khảo sát bước sóng hấp
thụ, dựa vào độ hấp thụ để nghiên cứu khảo sát tối ưu các điều kiện chiết.
- Định tính dịch chiết trong các loại dung môi trên.
- Phân lập các dịch chiết bằng các dung môi khác nhau như H2O, CHCl3, n-C6H14
- Dùng phương pháp sắc ký khối phổ để xác định thành phần hóa học và cấu trúc.
6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
- Cung cấp các thông tin khoa học về thành phần và cấu tạo một số hợp chất trong
tinh dầu cây gai xanh.

- Cung cấp các tư liệu về ứng dụng của tinh dầu gai xanh, giải thích một số công dụng
của tinh dầu gai xanh trong thực tế.

3


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về cây gai xanh
Tên khác: Tầm xoọng, quýt gai, cam trời, độc lực, mền tên, tửu bính lặc.
Tên khoa học: Severina Monophylla, thuộc họ cam Rutaceae.
Phân bố: Cây mọc phổ biến ở miền Bắc và dọc theo duyên hải các tỉnh miền Trung
nước ta.
Đặc điểm hình thái: Cây bụi nhỏ, nhiều cành, cao khoảng 0,8 – 1,5m. Thân có gai
dài, lá tựa như lá chanh nhưng dày hơn, mọc so le và chứa nhiều tinh dầu. Hoa màu
trắng mọc thành chùm, dài 4cm. Qủa hình cầu giống như quả quýt nhỏ, đường kính 12,5cm, khi chín có màu đen.Toàn cây có tinh dầu thơm mùi quýt. Quả xanh chứa chất
nhầy. Các bộ phận khác có vị đắng, the, mùi thơm, tính ấm, không độc.
Công dụng: Ở nông thôn mỗi khi luộc ốc, người ta dùng gai của cây này để khêu ruột
ốc. Vì loại gai này dài sắc và có độ cứng thích hợp. Toàn cây được dùng làm thuốc.
Theo y học cổ truyền, cây gai xanh là một cây thuốc nam với nhiều tác dụng quý như
điều trị: ho hen, viêm nhiễm và đặc biệt nó là 1 vị thuốc trong bài thuốc 4 vị điều trị
bệnh thận hư.
Theo kinh nghiệm, cây này dùng tươi tốt hơn dùng khô. Có thể dùng riêng hoặc
phối hợp cùng những vị khác thành bài. Hãy cùng khám phá 10 tác dụng của cây
gai xanh đối với sức khỏe người sử dụng:
Rễ: thu hái quanh năm, tốt nhất là vào mùa thu, rửa sạch, rễ nhỏ để nguyên, rễ to
chỉ lấy vỏ.
- Chữa phong thấp, đau xương, đau mình: rễ quýt gai 16g, phối hợp với thổ phục
linh 12g, ngưu tất 12g, thiên niên kiện 8g. Tất cả thái nhỏ, phơi khô, ngâm với rượu
trong nhiều ngày, càng lâu càng tốt. Ngày uống 2 lần, mỗi lần 1 chén nhỏ. Có thể nấu

thành cao rồi pha rượu mà uống.
- Chữa ho: rễ quýt gai 20g, vỏ cây dâu 10g, rễ hoặc lá cam thảo Nam 10g. Ba thứ
thái mỏng, sắc với 400ml nước còn 100ml, uống làm 2 lần trong ngày.
- Chữa đinh râu: rễ quýt gai và bã rượu (lượng 2 thứ bằng nhau) giã nhỏ, hơ
nóng, đắp hằng ngày.
- Chữa đau răng, sâu răng: vỏ rễ quýt gai cắt nhỏ, nhai với muối, ngậm trong 5
phút, rồi nhổ nước.
4


- Chữa kiết lỵ: vỏ, thân: quýt gai, vỏ quả lựu, vỏ quả chuối hột, rễ tầm xuân, mỗi
thứ 20g, búp ổi 10g, thái nhỏ, phơi khô, sắc uống trong ngày..
Lá: thu hái khi cần, chỉ lấy lá non và lá bánh tẻ, lá chứa nhiều tinh dầu.
- Chữa cảm, cúm, nhức đầu: lá quýt gai nấu với những loại lá thơm khác như sả,
cúc tần, đại bi, hương nhu, lá bưởi dùng xông cho ra mồ hôi.
- Chữa sưng tấy, ứ huyết: lá quýt gai 40g, lá bạc thau 40g, trộn chung rồi chia
thành 2 phần bằng nhau, một phần đem phơi khô, sao vàng sắc uống. Phần còn lại để
tươi, giã đắp. Dùng 3 - 4 ngày.
- Chữa mụn rò lâu ngày có mủ: lá quýt gai 20g, lá chanh 20g, tinh tre 10g. Tất cả
phơi khô, tán nhỏ, rây bột mịn, rắc và băng làm 1 - 2 lần trong ngày.
- Chữa rắn cắn: lá quýt gai tươi, rửa sạch, giã nhỏ, thêm ít muối và một chén
nước đun sôi để nguội, chắt nước uống, dùng bã đắp (trong lúc chuyển bệnh nhân tới
cơ sở y tế).
- Thuốc giảm ho, tiêu đờm: Quả: chỉ dùng quả xanh còn chứa nhiều tinh dầu và
chất nhầy. Lấy 8 - 16 quả quýt gai, trộn với một thìa cà phê đường kính hoặc mật ong,
ít muối ăn và 5g bồ hóng (loại bồ hóng đốt bằng củi, không dùng thứ đốt bằng than tổ
ong hoặc các chất liệu khác). Đem hấp cơm trong 15 phút. Lấy ra, nghiền nát, trộn
đều. Uống 2 - 3 lần trong ngày.
1.2. Tổng quan tinh dầu
1.2.1. Vài nét chung về tinh dầu

Tinh dầu là một hỗn hợp nhiều chất dễ bay hơi, có mùi đặc trưng tùy thuộc vào
nguồn nguyên liệu cung cấp tinh dầu. Phần lớn tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật và số
ít từ động vật ( cầy hương, chồn hôi, cá voi, long diên hương…) Tinh dầu được ví như
là nhựa sống của cây, vì vậy đã mang sức sống, năng lượng và mạnh hơn 100 lần các
loại thảo dược sấy khô. Khác với hương liệu hóa học tổng hợp, tinh dầu thiên nhiên
thường mau bay mùi và dễ dàng bị phân hủy bởi ánh sáng hoặc nhiệt độ do đó tinh dầu
thường được đựng trong các chai màu tối ( thủy tinh trung tính hoặc chai nhựa HDPE).
Tinh dầu được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như công nghiệp dược phẩm để
làm thuốc, công nghiệp hóa mỹ phẩm như để làm nước hoa, mỹ phẩm, sữa tắm…,
thêm hương liệu cho đồ uống và thực phẩm, sát trùng. Ngoài ra tinh dầu còn là nguyên
liệu để tách hoặc chuyển hóa hoặc tổng hợp nhiều chất thơm quan trọng được ứng
dụng rộng rãi trong công nghiệp.
5


1.2.2. Phân loại tinh dầu
Tinh dầu có hai loại: tinh dầu nguyên chất và tinh dầu không nguyên chất.
- Tinh dầu nguyên chất: hoàn toàn không có độc tố, không có chất bảo quản hóa
học nên rất an toàn cho người sử dụng và mang lại kết quả nhanh khi điều trị.
- Tinh dầu không nguyên chất: là tinh dầu được pha trộn với các loại dầu hoặc
tinh dầu khác, các chất dẫn hương hoặc trong tinh dầu có lẫn các tạp chất.
1.2.3. Tính chất vật lý
- Trạng thái tồn tại: Tinh dầu thường ở thể lỏng ở nhiệt độ thường. Ngoài ra tinh
dầu rất dễ bay hơi nên tạo ra mùi đặc trưng.
- Màu sắc: Hầu hết các loại tinh dầu đều trong, ngoại trừ một vài loại tinh dầu
như dầu cây hoắc hương, dầu cam… thì có màu vàng hoặc hổ phách.Nếu để tinh dầu
tiếp xúc với không khí trong thời gian dài có thể làm tinh dầu đổi màu do bị oxi hoá.
- Tỉ trọng: Tinh dầu thường nhẹ hơn nước nhưng vẫn có một vài loại nặng hơn
nước như tinh dầu quế, đinh hương,…
- Tính tan: Tinh dầu thường không tan trong nước (thực ra là tan rất ít), tan tốt

trong các dung môi hữu cơ. Tuy nhiên tinh dầu lại dễ bay hơi cùng với hơi nước. Dựa
vào tính chất này mà người ta thường tiến hành chiết tách tinh dầu bằng phương pháp
chưng cất lôi cuốn hơi nước, phương pháp chiết tách dung môi ít phổ biến hơn.
- Về mùi: Tinh dầu là hỗn hợp của các chất hữu cơ có mùi thơm do đó mùi thơm
của tinh dầu chính là mùi thơm của những cấu tử tạo thành nhưng mùi của tinh dầu
thường là mùi của cấu tử chiếm nhiều nhất trong đó. Đa số tinh dầu có mùi thơm dễ
chịu nhưng vẫn có một vài loại có mùi hắc.
- Chỉ số khúc xạ: Chỉ số khúc xạ của tinh dầu nói chung thường biến đổi từ 1,45
– 1,56.
1.2.4. Tính chất hóa học
- Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, không khí, nước, tinh dầu dễ bị oxi hóa
và có thể bị nhựa hóa một phần.
- Ancol trong tinh dầu bị oxi hóa biến thành anđehit, anđehit biến thành axit.
- Các hợp chất có nối đôi dễ bị oxi hóa hoặc tham gia vào phản ứng cộng hợp.
- Các hợp chất xeton và anđehit dễ bị ancol hóa tạo nhựa khi có mặt của kiềm.
- Nhiều thành phần có các nhóm chức khác nhau có thể tham gia các phản ứng
hóa học, làm thay đổi tính chất của tinh dầu.
6


1.2.5. Phân bố tinh dầu trong thiên nhiên
Các loại cây có tinh dầu được phân bố rộng trong thiên nhiên. Trữ lượng tinh dầu
trong cây phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng. Cây mọc ở vùng nhiệt đới có
hàm lượng tinh dầu nhiều hơn ở vùng ôn đới. Ngay trong một cây, thành phần và
lượng tinh dầu trong các bộ phận khác nhau cũng khác nhau. Ngoài ra, lượng tinh dầu
còn phụ thuộc vào môi trường sống của cây, phương pháp thu hoạch, bảo quản, tách
chiết.
Tinh dầu có nhiều trong họ long não, họ hoa môi, họ cam, họ sim, họ hoa tán…
Tinh dầu có trong các bộ phận khác nhau của cây, như ở hoa (hồng, nhài, cam,
chanh,…), ở lá (gai xanh, bạch đàn, bạc hà, hương nhu, …), ở quả và hạt (hồi,

thông,…), ở vỏ cây (quế), ở rễ (gừng, nghệ, hương bài,…)
Trong cây, tinh dầu có thể ở dạng có sẵn hoặc chỉ tạo thành trong một điều kiện
nhất định nào đó. Khi đó, tinh dầu không phải là những bộ phận bình thường trong cây
mà chỉ xuất hiện trong những điều kiện nhất định khi một số bộ phận bị chết. Ví dụ
tinh dầu trong nhân hạt mơ, hạt đào, hạt cải và củ tỏi. Tinh dầu hạt mơ, hạt đào
(andehit benzoic) xuất hiện do tác dụng của men emulsin trên một heterozit gọi là
amygdalin. Tinh dầu hạt cải (bạch đới tử) xuất hiện do tác dụng của men myrosin trên
một heterozit gọi là grozit. Tinh dầu củ tỏi xuất hiện do tác dụng của men alliinnaza
trên một chất không phải heterozit mà là một axit amin chứa sunfua là anillin cho một
sunfoxyt gọi là allixin để cho chất đisunfua allyl.
1.2.6. Qúa trình tích lũy
Trong thực vật tinh dầu được tạo ra và tích lũy trong các mô. Hình dạng các mô
này thay đổi tùy theo vị trí của chúng trong cây. Những mô này có thể hiện diện ở tất
cả các bộ phận của cây như rễ, thân, lá, hoa và cả trái…với những tên gọi khác nhau
như:
- Tế bào tiết: tinh dầu được tiết ra rồi chúng được giữ trong tế bào (mô tiết) ví dụ
trong cánh hoa hồng, trong củ gừng…
- Lông tiết: cũng là tế bào tiết nhưng nằm nhô ra ngoài thực vật, thường bắt gặp ở
các loài hoa môi, cúc, cà…
- Túi tiết: tế bào tiết ra tinh dầu nhưng không chứa lại bên trong mà dồn chung
chứa vào một xoan trống, tạo ra bởi cơ chế ly bào hay tiêu bào. Túi tiết thường nằm

7


bên dưới lớp biểu bì. Thường có ở các giống Citrus (Cam), eucalyptus (Khuynh
Diệp)…
- Ống tiết: cách tạo ra tinh dầu cũng giống như túi tiết nhưng nằm sâu trong phần
gỗ và chạy dài theo sớ gỗ, thường bắt gặp trong các giống Dipterocarpus(Chi Dầu),
Artemisia (Chi Ngải)…

1.2.7. Sơ lƣợc một số thành phần hóa học chủ yếu của tinh dầu.
Tinh dầu thực vật là một hỗn hợp phức tạp của nhiều chất hữu cơ như
hidrocacbon, ancol, este, ete, andehit, xeton,… nhưng phần lớn và quan trọng hơn cả
là các hợp chất tecpen và dẫn xuất có oxi của chúng – tecpenoit. Hai loại hợp chất này
là sản phẩm của quá trình trao đổi chất thứ cấp trong thực vật và cũng là chất chủ yếu
gây ra mùi của tinh dầu.
- Tecpen là tên gọi nhóm hiđrocacbon không no thường có công thức chung
là (C5H8)n (n≥2), thường gặp trong giới thực vật.
- Các dẫn xuất chứa oxi của tecpen như ancol tecpen, xeton, andehit tecpen hay
cacboxylic, este tecpen… lại được gọi là tecpenoit. Chúng thường có mùi thơm hấp
dẫn hơn so với tecpen cũng loại.
- Tecpen và tecpenoit đôi khi còn được gọi chung là isoprenoit bởi cấu tạo chung
của mạch cacbon của chúng chính là sự lắp ghép các mắt xích isoprene với nhau theo
trật tự “đầu nối đuôi”.
H2C

C

CH

C
H2

CH3

Sau đây là một số hợp chất thường gặp trong tinh dầu
1.2.7.1. Hợp chất monotecpen
a. Monotecpen mạch hở
Monotecpen do 2 đơn vị isopren ngưng tụ, tiêu biểu là Myrcenen và Ocimene.

Myrcene

α – ocimene

β – ocimene
8


Các dẫn xuất thường gặp của chúng là linalol, geranilol, Citronelol, Citral.

Linalol

Geranilol

Citronelol

Citral

Linalol có trong tinh dầu hoa lan, hoa bưởi, hoa quýt… nó được dùng trong kỹ
nghệ nước hoa dưới dạng nguyên hay dạng este axetat.
Geranilol, Citronelol, Citral có trong tinh dầu hoa hồng, hoa bưởi, hoa chanh,
trong tinh dầu sả cũng chứa nhiều Geranilol, Citronelol, Citral.
b. Monotecpen một vòng
Đa số monotecpen một vòng có bộ khung Cacbon dạng 1-metyl-4- izopropyl
xiclohexan.
7

1

2

6
5

3
4

9

8

10

Monotecpen đơn vòng phổ biến hơn cả là limonene và dẫn xuất chứa oxi của nó
là menthone, menthol, piperitone, carvone.

Limonene

Menthone

Menthol

Piperitone

Carvone

9


Limonene chứa trong tinh dầu hoa và vỏ quả quýt, Menthol có nhiều trong tinh

dầu Bạc hà…
c. Monotecpen 2 vòng
Với loại này chúng ta thường gặp: Pinene, camphene, camphor, borneol, cineol.

α – pinene

Camphor

β – pinene

Borneol

Camphene

1,8 – cineol

Pinene có trong nhiều loại tinh dầu, đặc biệt có nhiều trong tinh dầu thông.
Pinene tồn tại hai dạng đồng phân α và β.
Camphene có nhiều trong tinh dầu họ cam, quýt, họ hoa trắc bạch và nhiều loại
khác.
Borneol là một ancol bậc (II) có nhiều trong tinh dầu long não. Khi oxi hóa ta thu
được camphor.
Camphor là một xeton có nhiều trong tinh dầu thảo mộc.
1.2.7.2. Hợp chất Secquitecpen
Secquitecpen có thể xem là hợp chất do 3 đơn vị isopren tạo thành. Secquitecpen
có hai loại mạch hở và mạch vòng.
a. Secquitecpen mạch hở
Secquitecpen mạch hở tiêu biểu là Farnesene.

10

Farnensene

Nerolidol

Farnesol

Nerolidol có nhiều trong tinh dầu họ cam quýt, hoa hồng… nó được xem là nhân
tố cố định mùi của nước hoa.
Farnesol có nhiều trong tự nhiên, đặc biệt nó có nhiều trong tinh dầu họ cam quýt
và có nhiều trong tinh dầu chiết từ một số loại côn trùng. Với côn trùng ở kỳ động dục
farnesol là một chất gây tình cảm mà côn trùng đực tiết ra để dẫn dụ côn trùng cái.
b. Secquitecpen mạch vòng
- Một vòng

Bisabolane

Bisabolol

Elemence

Elemenol

Humulane

Humulol

- Hai vòng

Eudesmane

11


- Ba vòng

α – Cedrene

β - Cedrene

1.2.7.3. Hợp chất chứa nhân thơm
Trong tinh dầu có chứa các hợp chất chứa nhân thơm như: Safrol, Thymol, Eugenol,
Estragol, Andehit cuminic, Cumarin…

Safrol

Thymol

Estragol

Andehit cuminic

Eugenol

Cumarin

1.2.7.4. Các thành phần khác
Ngoài các thành phần kể trên trong tinh dầu còn chứa nhiều chất khác như: các
aminoaxit (axit anthranilic), các hợp chất có lưu huỳnh (anlyl isosulfocyanate), hợp

chất có nitơ (methyl anthranilate), có thể chứa dị vòng Furan, Thiofen…

Axit anthranilic

Anlyl isosulfocyanate

Methyl anthranilate
12


Furan-2

Thiofen

Thành phần tinh dầu của một loại cây là phức tạp, nó là hỗn hợp hàng chục hợp
chất khác nhau với thành phần phần trăm khác nhau.
1.2.8. Ảnh hƣởng của những nhân tố khác nhau đến thành phần và tính chất của
tinh dầu
Tinh dầu chứa trong thực vật có thành phần không cố định mà luôn luôn thay đổi
theo hướng phát triển của cây cũng như ảnh hưởng của những yếu tố khác.
a. Nguyên liệu chế biến và bộ phận dùng để chế biến
Mỗi một loại cây tinh dầu, ở mỗi bộ phận chứa tinh dầu, có thành phần nhất định
trong những điều kiện nhất định. Cùng một giống nhưng khác loại, thành phần tinh
dầu cũng khác nhau.
Ví dụ : Trong Lavender vera cấu tử chính là linalyl axetat (30 - 60%), còn trong
Lavende spica cấu tử chính lại là ximeol ( 46%).
Trong cùng một cây nhưng tinh dầu khai thác ở các bộ phận khác, hàm lượng và
thành phần cũng khác nhau.
Ví dụ: Quả hồi khô có hàm lượng tinh dầu là 13% và anetol chiếm 70 - 80%
nhưng lá hồi hàm lượng tinh dầu chỉ 1- 2% và hàm lượng anetol khoảng 40 - 50%.

b. Phương pháp chế biến
Tùy thuộc vào phương pháp chế biến mà hàm lượng và thành phần tinh dầu cũng
khác nhau.
Tinh dầu nhận được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước nghèo cấu tử
so với tinh dầu trích ly bằng dung môi bay hơi vì khi chưng cất ở nhiệt độ cao, một số
cấu tử bị phân hủy hoặc biến đổi, mặt khác một số cấu tử không bay hơi với hơi nước
(sáp, nhựa thơm, chất béo) bị giữ lại. Ngoài ra còn một số cấu tử hòa tan vào nước
chưng.
Ví dụ : Tinh dầu hoa hồng nhận được bằng phương pháp chưng cất 1% rượu
phenyl etylic còn tinh dầu hoa hồng trích ly chứa 45% phenyl etylic.

13


Tinh dầu hoa nhài trích ly hiệu suất tách thấp hơn 8 lần so với tách bằng phương
pháp hấp thụ. Trong tinh dầu hấp thụ còn có indol và methyl anthranylate mà tinh dầu
trích ly không có.
c. Hướng phát triển của cây
Trong thời gian cây sinh trưởng thành phần tinh dầu chịu hàng loạt những biến
đổi và chuyển hóa này có thể xác định một cách đúng đắn thời kỳ mà cây tích tụ được
nhiều tinh dầu nhất và tinh dầu có chất lượng cao nhất để thu hoạch và chế biến.
Quan sát và theo dõi sự phát triển của cây thấy rằng sự biến đổi và chu kỳ chuyển
hóa hóa học của tinh dầu xảy ra trong những hướng phát triển của cây đều tuân theo
những quy luật nhất định.
Tinh dầu tạo thành trong cây không phải có một lượng cố định mà biến đổi liên
tục theo hướng phát triển của cây. Sự biến đổi này có xu hướng là càng ngày càng tích
tụ nhiều những hợp chất có chứa oxi.
Trong các bộ phận khác nhau của cây, tinh dầu tạo thành và tích lũy không giống
nhau mà luôn luôn chuyển hóa lẫn nhau.
Ví dụ : Sự xuất hiện và biến đổi liên tục các cấu tử của tinh dầu mùi theo hướng

phát triển của cây được ghi trong bảng như sau:

Bảng 1.1. Sự xuất hiện và biến đổi liên tục các cấu tử của tinh dầu mùi theo hướng
phát triển của cây
Tinh dầu trong hoa chiếm 90% andehyt, khi kết quả andehyt chuyển thành
linalol. Khi quả chín hoàn toàn linalol sẽ chuyển thành tecpen 1 vòng là Limonen.
Trong tinh dầu mùi cấu tử có giá trị là linalol. Vì vậy để có được tinh dầu có chất
lượng cao nên thu hoạch vào lúc quả chín sáp là tốt nhất. Lúc này hàm lượng tinh dầu
trong quả mùi là 1% và hàm lượnng linalol trong tinh dầu là 70 - 80% còn hàm lượng
andehyt chỉ 1 -2 %.
14


CHƢƠNG 2
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Tùy thuộc từng loại nguyên liệu và trạng thái của tinh dầu trong nguyên liệu mà
người ta dùng các phương pháp khác nhau để tách chúng.
Các phương pháp tách tinh dầu cần phải đạt được những yêu cầu cơ bản như sau:
* Giữ cho tinh dầu thu được có mùi vị tự nhiên ban đầu.
* Qui trình chế biến phải phù hợp, thuận lợi và nhanh chóng.
* Phải tách được triệt để tinh dầu trong nguyên liệu, tổn thất tinh dầu trong quá
trình chế biến và hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu sau khi chế biến (bã) càng thấp
càng tốt.
* Chi phí đầu tư vào sản xuất là ít nhất.
Dựa vào các yêu cầu đã nêu trên, người ta thường dùng những phương pháp khai
thác tinh dầu sau:
* Phương pháp hóa lý: chưng cất và tẩm trích ( tẩm trích có thể dùng dung môi
bay hơi hoặc dung môi không bay hơi)
* Phương pháp cơ học: dùng các quá trình cơ học để khai thác tinh dầu như ép,
bào, nạo.

* Phương pháp kết hợp: khai thác tinh dầu bằng cách kết hợp giữa quá trình hóa
lý và quá trình cơ học, hoặc sinh hóa (lên men) và cơ học, hoặc sinh hóa và hóa lý. Ví
dụ, trong quả vani, tinh dầu ở dạng liên kết glucozit nên dùng enzym để thủy phân,
phá hủy liên kết này rồi sau đó dùng phương pháp chưng cất (hóa lý) để lấy tinh dầu.
Sau đây ta sẽ cùng tìm hiểu một vài phương pháp phổ biến ly trích tinh dầu.
2.1. Ép
a. Nguyên tắc:
Phương pháp ép thường dành cho những nguồn giàu tinh dầu và dễ lấy. Ví dụ lớp
ngoài quả họ citrus: vỏ cam, chanh, quýt, bưởi, tắc.Tinh dầu họ loài này nhiều và chứa
trong các túi (tế bào lớn).
b. Quy trình:

15


Tinh
dầu loại
1

Vỏ
tươi

Nước (làm
mát)

ép

Làm khan

Huyền phù

(tinh dầu +
nước + mảnh tế
bào)

Gia nhiệt nhẹ

Tách
nước

Na2SO4
khan

Nước

Tướng lỏng

Lắng

Lọc li tâm

Bã rắn

Chưng cất lôi
cuốn hơi nước

Tinh dầu loại 2

Nguyên liệu vỏ phải tươi, vì khi đó tế bào ở cạnh túi tinh dầu còn căng, nên khi
ép túi tinh dầu sẽ vỡ ra, và tinh dầu dễ thoát ra ngoài.
16