Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly tinh dầu từ lá trầu không piper betle l và khảo sát hoạt tính kháng khuẩn

ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH
BAN CHẤP HÀNH TP. HỒ CHÍ MINH
----------------------

CƠNG TRÌNH DỰ THI
GIẢI THƯỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC – EURÉKA
LẦN THỨ XIX NĂM 2017

TÊN CƠNG TRÌNH:

NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
Q TRÌNH TRÍCH LY TINH DẦU TỪ LÁ TRẦU
KHƠNG (PIPER BETLE L.) VÀ KHẢO SÁT HOẠT
TÍNH KHÁNG KHUẨN

LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU

: Cơng nghệ Hóa – Dược

CHUN NGÀNH

: Cơng nghệ hóa học

Mã số cơng trình: ....................................................


i

MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ..............................................................................v
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. vi

DANH MỤC HÌNH ............................................................................................. viii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................6
1.1. Giới thiệu về Trầu Không ..............................................................................6
1.1.1. Vị trí phân loại................................................................................................6
1.1.2. Khái quát về họ hồ tiêu ..................................................................................7
1.1.3. Sơ lược về chi hồ tiêu .....................................................................................8
1.1.4. Nguồn gốc ......................................................................................................8
1.1.5. Đặc điểm thực vật ..........................................................................................8
1.1.6. Thành phần hóa học .......................................................................................9
1.2. Giới thiệu về tinh dầu ...................................................................................11
1.2.1. Khái niệm tinh dầu .......................................................................................11
1.2.2. Phân bố tinh dầu trong tự nhiên ...................................................................12
1.2.3. Quá trình tích lũy tinh dầu............................................................................12
1.2.4. Tính chất vật lý của tinh dầu ........................................................................13
1.2.5. Tính chất hố học của tinh dầu ....................................................................14
1.2.6. Ảnh hưởng của những nhân tố khác nhau đến thành phần và tính chất
của tinh dầu trầu khơng ................................................................................14
1.2.7. Ứng dụng của tinh dầu trầu không ...............................................................15
1.2.8. Nguyên tắc sản xuất tinh dầu từ nguyên liệu thiên nhiên ............................15
1.2.9. Nguyên tắc trích ly tinh dầu .........................................................................15
1.2.10. Các phương pháp trích ly tinh dầu .............................................................16
1.3. Giới thiệu về phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ..........................21
1.3.1. Nguyên lý hoạt động của phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước .........21
1.4. Khả năng kháng khuẩn và cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất
kháng khuẩn có nguồn gốc thực vật ...........................................................22


ii

1.4.1. Khái niệm .....................................................................................................22
1.4.2. Các cơ chế kháng khuẩn ...............................................................................22
1.5. Giới thiệu về các chủng vi khuẩn gây bệnh ...............................................29
1.5.1. Staphylococcus aureus .................................................................................29
1.5.2. Escherichia coli (E.coli) ...............................................................................31
1.5.3. Salmonella ....................................................................................................32
1.5.4. Bacillus subtillis ...........................................................................................34
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ................................................36
2.1. Thời gian thực hiện đề tài ............................................................................36
2.2. Vật liệu ...........................................................................................................36
2.2.1. Nguyên liệu ..................................................................................................36
2.2.2. Dụng cụ, thiết bị ...........................................................................................36
2.2.3. Hóa chất........................................................................................................37
2.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................38
2.3.1. Tiến hành trích ly tinh dầu và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng .....................40
2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến hàm lượng tinh dầu trầu không
thu được bằng phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước ...........................44
2.3.2.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu (cắt
nhỏ, xay nhuyễn) đến hàm lượng thu được bằng phương pháp chưng
cất lôi cuốn hơi nước ....................................................................................44
2.3.2.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tuổi nguyên liệu (lá non, lá
bánh tẻ, lá già) đến hàm lượng tinh dầu trầu không thu được bằng
phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước ...................................................44
2.3.2.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl bổ sung
vào nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu trầu không thu được bằng
phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ...................................................44
2.3.2.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm muối NaCl
đến hàm lượng thu hồi tinh dầu....................................................................45

iii

2.3.2.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hàm
lượng tinh dầu trầu không thu được bằng phương pháp chưng cất lôi
cuốn hơi nước ...............................................................................................45
2.3.2.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của lượng nước chưng cất đến
hàm lượng tinh dầu trầu không thu được bằng phương pháp chưng cất
lôi cuốn hơi nước ..........................................................................................45
2.3.3. Xác định chỉ số vật lý, hoá học của tinh dầu trầu không .............................46
2.3.3.1. Đánh giá cảm quan .....................................................................................46
2.3.3.2. Xác định chỉ số vật lý .................................................................................47
2.3.3.3. Xác định chỉ số hoá học .............................................................................48
2.3.3.4. Xác định thành phần hoá học của tinh dầu ................................................50
2.3.4. Phương pháp đánh giá hoạt lực kháng khuẩn ..............................................51
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................54
3.1. Ảnh hưởng của các yếu tố đến hàm lượng tinh dầu trầu không thu
được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước .............................54
3.1.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hàm lượng
tinh dầu thu được bằng phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước trực
tiếp ................................................................................................................54
3.1.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của tuổi nguyên liệu (lá non, lá bánh tẻ, lá
già) đến hàm lượng tinh dầu thu được bằng phương pháp chưng cất lôi
cuốn hơi nước. ..............................................................................................56
3.1.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của lượng nước đến hàm lượng tinh dầu
trầu không thu được bằng phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước ........58
3.1.4. Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl bổ sung vào
nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu thu được bằng phương pháp
chưng cất lơi cuốn hơi nước .........................................................................60
3.1.5. Thí nghiệm 5: Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu đến hàm lượng
tinh dầu thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước .............62

iv

3.1.6. Thí nghiệm 6: Ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh
dầu thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nuớc ....................64
3.2. Xác định chỉ số vật lý, hóa học của tinh dầu trầu khơng ..........................66
3.2.1. Đánh giá cảm quan .......................................................................................66
3.2.2. Định lượng tinh dầu trầu không ...................................................................66
3.2.3. Kết quả đo tỷ trọng tinh dầu trầu khơng ......................................................66
3.2.4. Kết quả xác định độ hồ tan của tinh dầu trầu không trong ethanol ............67
3.2.5. Chỉ số hóa học của tinh dầu trầu khơng .......................................................68
3.3. Kết quả xác định thành phần hoá học tinh dầu ........................................68
3.4. Thử hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu trầu khơng thu được
bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước .......................................70
3.4.1. Hoạt tính kháng Salmonella của tinh dầu trầu khơng thu được bằng
phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ...................................................70
3.4.2. Hoạt tính kháng Staphylococcus aureus của tinh dầu trầu khơng thu
được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước .................................73
3.4.3. Hoạt tính kháng E.coli của tinh dầu trầu khơng thu được bằng phương
pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ................................................................75
3.4.4. Hoạt tính kháng khuẩn Bacillus subtilis của tinh dầu trầu không thu
được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước .................................77
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................81
4.1. Kết luận .........................................................................................................81
4.2. Kiến nghị .......................................................................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................83
PHỤ LỤC

v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DĐVN

:

Dược điển Việt Nam

DMSO

:

Dimethyl sulfoxyde

DNA

:

Deoxyribonucleic Acid

ĐC

:

Đối chứng

E.Coli

:

Escherichia coli

GC

:

Gas chromatography

IA

:

Index acid

IE

:

Index Ester

IS

:

Index Savon

MS

:

Mass spectrometry

NA

:

Nutrient Agar

NB

:

Nutrient Broth

NXB

:

Nhà xuất bản

RNA

:

Ribonucleic Acid

TB

:

Trung bình

TCVN

:

Tiêu chuẩn Việt Nam

TCVS

:

Tiêu chuẩn vệ sinh

TSA

:

Trypticase Soy Agar

TSB

:

Trypticase Soy Broth


vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu
thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ....................54
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của tuổi nguyên liệu (lá già, lá bánh tẻ, lá non) đến
hàm lượng tinh dầu thu được bằng phương pháp lôi cuốn hơi
nước .......................................................................................................56
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của lượng nước đến hàm lượng tinh dầu thu được
bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ...................................58
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl đến hàm lượng tinh dầu thu
được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ..........................60
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu đến hàm lượng tinh dầu thu
được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ..........................62
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh dầu thu
được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nuớc...........................64
Bảng 3.7. Kết quả định lượng tinh dầu trầu không ................................................66
Bảng 3.8. Kết quả xác định tỷ trọng tinh dầu trầu không .......................................67
Bảng 3.9. Kết quả xác định độ hoà tan tinh dầu trầu không bằng phương
pháp chưng cất hơi nước trong ethanol .................................................67
Bảng 3.10. Kết quả khảo sát chỉ số hóa học của tinh dầu trầu khơng ....................68
Bảng 3.11. Kết quả phân tích thành phần và hàm lượng tương đối các hợp
chất trong mẫu tinh dầu trầu không bằng phương pháp GC – MS ........69
Bảng 3.12. Kết quả kháng Salmonella của tinh dầu trầu không thu được
bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ...................................71
Bảng 3.13. Kết quả kháng Staphylococcus aureus của tinh dầu trầu không
thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ....................73
Bảng 3.14. Kết quả kháng E.coli của tinh dầu trầu không thu được bằng
phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ............................................75


vii

Bảng 3.15. Kết quả kháng Bacillus subtilis của tinh dầu trầu không thu được
bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ...................................78


viii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Một số lồi cây thuộc họ hồ tiêu..............................................................7
Hình 1.2. Hình 3-Allyl-6 methoxyphenyl acetate .................................................11
Hình 1.3. Hệ thống chưng cất hơi nước ...............................................................16
Hình 1.4. Máy ép tinh dầu .....................................................................................17
Hình 1.5. Hệ thống chưng cất hơi nước dưới sự hỗ trợ của vi sóng .....................19
Hình 1.6. Những vị trí của vi khuẩn bị tác động bởi hợp chất thực vật ................23
Hình 1.7. Cấu trúc của Morphine ..........................................................................24
Hình 1.8. Quinine trích ly từ cây Cinchona officinalis ........................................25
Hình 1.9. Sơ đồ phân loại saponin .........................................................................27
Hình 1.10. Vi khuẩn Staphylococcus aureus .........................................................30
Hình 1.11. Vi khuẩn E.coli ....................................................................................31
Hình 1.12. Vi khuẩn Salmonella ...........................................................................33
Hình 1.13. Vi khuẩn Bacillus subtilis ....................................................................35
Hình 2.1. Lá trầu Piper betle L. .............................................................................36
Hình 2.2. Sơ đồ các bước tiến hành nghiên cứu thu nhận tinh dầu trầu
không bằng phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước ........................39
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình chưng cất và thu nhận tinh dầu trầu khơng ..................40
Hình 2.4. Hình dạng lá trầu khơng (Piper betle) ...................................................41
Hình 2.5. Lá trầu khơng sau khi xay nhuyễn và chuyển vào bình cầu ..................42
Hình 2.6. Bộ chưng cất lơi cuốn hơi nước sử dụng để trích ly tinh dầu trầu ........43
Hình 2.7. Quy trình đánh giá hoạt lực kháng khuẩn của tinh dầu trầu khơng.......51
Hình 3.1. Đồ thị ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hàm lượng tinh

dầu thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước .............55
Hình 3.2. Đồ thị ảnh hưởng của tuổi nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu
trầu không thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi
nước .......................................................................................................57


ix

Hình 3.3. Đồ thị ảnh hưởng của lượng nước đến hàm lượng tinh dầu thu
được bằng phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước ..........................59
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl đến hàm lượng tinh dầu thu
được bằng phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước ..........................61
Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian ngâm NaCl mẫu đến hàm lượng tinh
dầu thu được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước .............63
Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh dầu thu
được bằng phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nuớc...........................65
Hình 3.7. Kết quả kháng Salmonella của tinh dầu trầu khơng ..............................72
Hình 3.8. Kết quả kháng Salmonella của thuốc kháng sinh ..................................72
Hình 3.9. Kết quả kháng Staphylococcus aureus của tinh dầu trầu khơng ...........75
Hình 3.10. Kết quả kháng Staphylococcus aureus của thuốc kháng sinh .............75
Hình 3.11. Kết quả kháng E.coli của tinh dầu trầu khơng.....................................77
Hình 3.12. Kết quả kháng E.coli của thuốc kháng sinh ........................................77
Hình 3.13. Kết quả kháng Bacillus subtilis của tinh dầu trầu khơng ....................79
Hình 3.14. Kết quả kháng Bacillus subtilis của thuốc kháng sinh ........................79


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Từ lâu con người đã biết sử dụng thuốc kháng sinh để trị bệnh. Kháng sinh
thường là thuốc tổng hợp, nếu chúng ta dùng khơng đúng sẽ gây nhiều tác hại như
có tác dụng phụ, dễ kháng thuốc, lệ thuộc vào thuốc,...
Nền y học dân gian dùng cây cỏ để trị bệnh là hình thức trị bệnh cổ nhất của
nhân loại, đã có nhiều ngàn năm về trước. Trên thế giới, xu hướng nhân loại ngày
càng ưa thuốc có nguồn gốc từ các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học. Việt
Nam là nước nằm trong vùng nhiệt đới ẩm ướt nên hệ thực vật rất phong phú và đa
dạng, nó là nguồn tài nguyên sinh học quý giá, thuộc loại tài nguyên tái tạo được,
nhiều cây thuốc quý với đầy đủ chủng loại và số lượng lớn. Vậy một câu hỏi đặt ra
là: “Tại sao chúng ta không sử dụng chúng để chữa bệnh?”
Trong quá trình nghiên cứu kháng sinh thực vật, người ta đặc biệt quan tâm
đến tinh dầu. Tinh dầu có nhiều đặc tính dược học, có khả năng kháng khuẩn, kháng
nấm.
Trầu khơng là một nguồn ngun liệu sẵn có, dễ tìm, dễ trồng, thu hoạch
quanh năm và có tiềm năng to lớn để sản xuất tinh dầu và kháng sinh.
Cây trầu cịn có tên là trầu khơng và có tên khoa học là Piper betle L. Theo
Đông y, lá trầu có vị cay nồng, tính ấm, có tác dụng chữa ho, trị các bệnh đường
tiêu hóa, đau bụng hoặc sa dạ con sau sinh,... Lá trầu có chất tinh dầu giúp ngăn
ngừa phát sinh ưng thư gan, thực quản, đại tràng, da,... Các nhà khoa học Ấn Độ
cho biết trong lá trầu có carotenoid, chất xơ rất có lợi cho tiêu hóa, chống lão hóa và
hạ cholesterol, làm vững chắc thành mạch, chữa bệnh tăng huyết áp,...
Đặc biệt việc nghiên cứu tách chiết các hợp chất có dược tính cao ngồi tinh
dầu từ lá trầu khơng là vấn đề mới mẻ, chưa được quan tâm nghiên cứu nhiều. Việc
nghiên cứu tách chiết tinh dầu và các hợp chất ngoài tinh dầu có dược tính cao đồng
thời thử hoạt tính sinh học của tinh dầu trầu không là việc làm cần thiết góp phần
vào việc đánh giá hiệu quả và áp dụng các hợp chất thiên nhiên trong các lĩnh vực
như thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Nghiên cứu của đề tài sẽ làm tăng giá trị


2

kinh tế của trầu không ở khu vực miền Nam nói riêng và ở Việt Nam nói chung. Vì
thế, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến q trình
trích ly tinh dầu từ lá Trầu khơng (Piper betle L.) và khảo sát hoạt tính kháng
khuẩn”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
 Xác định ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng thu nhận tinh dầu trầu
không bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước.
 Định danh và định lượng thành phần hoá học tinh dầu trầu khơng bằng
phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS).
 Kiểm tra hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu trầu không bằng phương
pháp khuếch tán trên đĩa thạch.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
 Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
 Tiến hành thực nghiệm ly trích tinh dầu từ các lá trầu không bằng phương
pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước.
 Định danh và định lượng các thành phần hoá học của tinh dầu trầu khơng
bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS).
 Thử hoạt tính sinh học về khả năng kháng khuẩn của tinh dầu trầu không thu
được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp.
4. Các phương pháp nghiên cứu
 Nghiên cứu lý thuyết: thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu.
 Thực nghiệm:
 Các phương pháp tách chiết tinh dầu: phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi
nước trực tiếp sử dụng bộ chưng cất tinh dầu nhẹ Clevenger.
 Phương pháp sinh hóa: thử hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu trầu khơng
trên các chủng vi khuẩn: Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, E.coli,
Salmonella.
 Xử lý số liệu bằng phần mềm SAS 9.1 và Excel 2016 ®.
5. Đối tượng nghiên cứu

3

 Lá trầu không được trồng ở xã Long Kiến, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang.
6. Lịch sử của vấn đề nghiên cứu
Các cơng trình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam về tinh dầu lá trầu cụ
thể là:
 Năm 2003, Hoàng Văn Lựu đã nghiên cứu “Thành phần hóa học của tinh
dầu cây Hồ tiêu Piper nigrum L. và tinh dầu cây trầu không Piper bette L. ở
Nghệ An”, Tạp chí Dược học, 43(11), trang 15-17.
 Menon và cộng sự (2003), “Thành phần tinh dầu thiết yếu của 4 chi tiêu đen
(Piper nigrum L.) III”, Journal Of Essential Oil Research, 15(3), pp. 155157.
 Năm 2009, Phạm Thế Chính đã nghiên cứu “Thành phần hóa học của tinh
dầu lá Trầu (Piper betle L.) trồng tại Hải Dương – Trường Đại Học Khoa
Học – Đại Học Thái Nguyên.
 Năm 2011, Nguyễn Nho Dũng đã tiến hành “Nghiên cứu chiết tách, xác định
thành phần hoá học tinh dầu và dịch chiết từ lá trầu khơng”. Chun nghành
Hố Hữu Cơ – Đại học Đà Nẵng – năm 2011.
 Năm 2016, Nguyễn Thiện Chí và cộng sự đã tiến hành “Khảo sát thành phần
hố học và hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu lá trầu khơng” (Nguyễn
Thiện Chí và cộng sự, 2016). Tạp chí Khoa học trường Đại học Cần Thơ.
7. Những đóng góp mới của đề tài
 So sánh hàm lượng tinh dầu của 3 loại lá trầu non, lá trầu bánh tẻ và lá
trầu già.
 Xác định các điều kiện trích ly tinh dầu tối ưu đối với trầu không (Piper
betle L.) trồng ở xã Long Kiến, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang.
 Xác định thành phần hoá học của tinh dầu trầu không thu được từ nguồn
trầu không trồng ở xã Long Kiến, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang bằng
phương pháp lôi cuốn hơi nước trực tiếp.

a. Ý nghĩa về mặt kinh tế của đề tài


4

Nâng cao giá trị của cây trầu khơng, có thể tạo ra nhiều sản phẩm có giá trị
cao từ tinh dầu trầu, có giá thành rẻ, mà lại có ứng dụng nhiều trong đời sống, an
toàn, giúp cải thiện nguồn kinh tế cho người dân trồng trầu.
b. Ý nghĩa về mặt xã hội
Tạo ra nhiều sản phẩm có chứa tinh dầu trầu trên thị trường chưa có.
c. Ý nghĩa về mặt sức khỏe
Đối với Tây y
Các lá trầu không cũng được sử dụng như là chất kích thích, chất khử
trùng và chất làm sạch hơi thở. Trong y học Ayurveda, chúng cịn được sử dụng
như là thuốc kích dục. Tại Malaysia chúng được sử dụng để điều trị chứng đau
đầu, viêm khớp và các thương tổn khớp. Tại Thái Lan và Trung Quốc chúng được
dùng để làm dịu bệnh đau răng. Tại Indonesia chúng được uống như một loại trà và
sử dụng như là thuốc kháng sinh. Chúng cũng được sử dụng trong trà để điều
trị chứng khó tiêu, cũng như trong thuốc mỡ hay thuốc hít để điều trị đau đầu, cũng
như trong điều trị chứng táo bón, cũng như có tác dụng thơng mũi và hỗ trợ tiết sữa.
Đối với Đơng y
Trầu Khơng có vị cay nồng, mùi thơm hắc, tính ấm có tác dụng trừ
phịng thấp, hạ khí, tiêu đờm, sát trùng. Y học dân gian nhiều nước có kinh nghiệm
dùng nước sắc lá trầu khơng để rửa vết thương và những chỗ lở loét ngoài da. Tại
Malaysia, lá trầu không được dùng để chữa đau đầu, viêm khớp. Ở Thái Lan, lá trầu
dùng để chữa đau răng. Ở Indonesia, dùng lá trầu để làm thuốc kháng sinh, kháng
khuẩn, diệt nấm. Lá trầu có thể dùng để thơng hơi, hít qua mũi để trị nhức đầu, làm
thơng mũi hoặc sát trùng đường hô hấp. Ở Ấn Độ, lá và tinh dầu trầu không được
dùng để điều trị bệnh phổi. Cịn ở Việt Nam, ngồi dùng để ăn trầu (nhai với cau và
vôi) cho ấm người, chống lạnh trừ sốt ngã nước và phòng bệnh, còn dùng lá trầu giã

nhỏ, cho thêm nước sôi vào rồi dùng rửa vết thương, mẩn ngứa, hạch sưng đau, tắm
cho trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ để trị hăm da, rôm, sảy.
Nước pha lá trầu khơng cịn được dùng để làm thuốc nhỏ mắt chữa viêm kết
mạc, chữa bệnh chàm mặt ở trẻ nhỏ.


5

Có nơi cịn giã nhỏ đắp lên ngực để chữa ho và hen, hoặc đắp lên vú để cho
sữa không ra nữa.
d. Ý nghĩa trong công nghệ thực phẩm
Dùng ăn kèm chung với vôi và cau trong tục ăn trầu, hương liệu cho các loại
gia vị như ngũ vị hương,...
8. Kết cấu của đề tài
Kết cấu của đề tài gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan tài liệu
Chương 2: Vật liệu và phương pháp
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Chương 4: Kết luận và kiến nghị


6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về Trầu Khơng
1.1.1. Vị trí phân loại
Cây trầu khơng (Piper betle L.) thuộc:
Giới (regnum)

:

Plantae

Ngành (divisio)

:

Ngọc lan (Magnoliophyta)

Lớp (class)

:

Ngọc lan (Magnoliopsida)

Phân lớp (sublass) :

Ngọc lan (Magnoliidae)

Bộ (ordo)

:

Piperales

Họ (familia)

:

Piperaceae

Chi (genus)

:

Piper

Lồi (species)

:

Piper Betle L.

Trầu khơng có tên khoa học: Piper betle L. Ngồi ra trầu khơng cịn có tên
khác là: Pipe siriboa L.
Tên thơng thường: trầu, thược tượng, betel Baum (Đức), árbol de betel (Tây
Ban Nha), arbre de betel (Pháp), pokok sirih (Malaisia), Betel Boom (Hà Lan),...


7

Trầu khơng

Tiêu rừng

Hồ tiêu

Lá lốt

Hình 1.1. Một số lồi cây thuộc họ hồ tiêu

1.1.2. Khái quát về họ hồ tiêu
Trên thế giới, họ Hồ tiêu (Piperaceae) có khoảng 2.000 – 3.000 lồi. Sự phân
nhóm đối với các lồi và chi của họ này cho đến nay vẫn chưa đạt được sự thống
nhất. Theo hai tác giả Phạm Hoàng Hộ và Nguyễn Kim Đào (1991), họ Hồ tiêu
phân bố ở Việt Nam có 5 chi gồm: Peperomia, Zippelis, Circaeocarpus, Piper,
Lepianthes, trong đó, chi Piper có 46 lồi.
Các thành viên của Piperaceae là những cây nhỏ, những cây bụi, hoặc các
loại thảo mộc. Thân cỏ hay dây leo nhờ rễ bám. Lá: đơn, ngun, mọc cách, có hay
khơng có lá kèm, phiến lá hình tim hay hình trứng, gân lá hình chân vịt hay lông
chim. Cụm hoa: không phân nhánh mọc ở nách lá hay đối diện với lá. Các loài của


8

họ này được chia thành chuỗi, thơng thường có mùi thơm rất mạnh, cay nồng. Quan
trọng nhất về mặt kinh tế trong họ này bao gồm các loại cây như tiêu, trầu, lá lốt,...
Các cây tiêu biểu trong họ:
 Rau càng cua (Piperomia pellucida): dùng làm rau ăn.
 Trầu không (Piper betel L.): thân, lá chữa nhức mỏi, ăn không tiêu.
 Lá lốt (Piper lolot C.DC): toàn cây chữa phong hàn, rối loạn tiêu hoá.
 Tiêu (Piper nigrum L.): dùng làm gia vị.
1.1.3. Sơ lược về chi hồ tiêu
Chi Hồ Tiêu (Piper) là một chi lớn, gồm khoảng 1.200 loài, phân bố chủ yếu
ở các khu vực có khí hậu nhiệt đới điển hình. Trong vùng Đơng Nam Á có khoảng
400 loài. Ở nước ta, theo Phạm Hoàng Hộ (1991) chi hồ tiêu có khoảng 40 lồi,
thường là những cây thân bụi, thân thảo và cây dây leo. Lá mọc so le, nguyên hay
chẻ ba. Hoa lưỡng tính hoặc đơn tính, khơng có bao hoa, xếp thành bơng dày đặc và
dài, hoa có hai nhị đứng trịn trục hay ở gốc bầu. Quả mọng khơng có cuống hoặc
có cuống.
1.1.4. Nguồn gốc

Lồi này có nguồn gốc ở vùng Đơng Nam Á và được trồng ở Ấn Độ,
Indonesia, Sri Lanka, Việt Nam, Malaysia. Lá trầu loại tốt nhất thuộc về giống
"Magahi" (từ vùng Magadha) sinh trưởng ở gần Patna tại Bihar, Ấn Độ. Ở nước ta,
cây trầu được trồng khắp các vùng miền với quy mơ lớn nhỏ khác nhau. Có thể
trồng từng cây riêng lẻ ở từng hộ gia đình hoặc trồng thành vườn.
1.1.5. Đặc điểm thực vật
Cây trầ u hay trầ u không là một cây gia vi,̣ cây thuố c. Đây là loa ̣i cây thường
có màu xanh, dây leo, sớ ng lâu năm.
Lá có cuống có bẹ, dài 1,5 – 3,5 cm; phiến hình trái xoan, dài 10 – 13 cm,
rộng 4,5 – 9 cm.
Có gốc hơi khơng cân.


9

Lá hình tim có mặt bóng, có mũi nhọn ở chóp, có dạng màng và cứng, có các
điểm tuyến trong suốt rất mịn; gân gốc thường là 5. Hoa khác gốc, mọc thành bơng,
đi sóc, màu trắng.
Theo phân tích dinh dưỡng, cứ 100 gram lá trầu khơng thì có đến 85,4% độ
ẩm, 3,1% protein, 0,8% chất béo, 2,3% muối khoáng, 2,3% chất xơ và 6,1%
carbohydrate. Hàm lượng khoáng chất và vitamin chủ yếu là calcium, caroten,
thiamin và vitamin C. Riêng giá trị calo lên tới 44. Ngồi ra, trầu khơng cịn chứa
một dạng phenol có tên là chavicol có đặc tính khử trùng rất tốt. Chính vì vậy trầu
khơng hữu ích đối với sức khoẻ con người.
1.1.6. Thành phần hóa học
a. Nghiên cứu trên thế giới
Chi Piper là chi lớn nhất trong họ Hồ tiêu và là một trong những chi có số
lượng lồi lớn nhất trong ngành thực vật hạt kín. Vì thế, đã có khá nhiều những
nghiên cứu về thành phần hóa học của chi này được thực hiện. Theo Parmar và
cộng sự (1996) có 85 lồi trên tổng số hơn 1.000 loài thuộc chi Piper được nghiên

cứu về thành phần hóa học và có 555 chất được cơng bố phân lập từ chi này. Tùy
mục đích của từng nghiên cứu, những bộ phận của chi Piper được chọn làm đối
tượng nghiên cứu về thành phần hóa học có thể là thân, lá, rễ, quả hoặc hạt. Những
hợp chất phân lập được có cấu trúc hóa học rất đa dạng và nằm trong những nhóm
chính sau: alkaloid, tinh dầu, flavonoid, propenylbenzen, lignan, neolignan,… Cũng
theo nghiên cứu này, alkaloid là nhóm hợp chất phong phú nhất với 145 chất được
liệt kê. Trong đó, piperin là hợp chất đầu tiên của nhóm alkaloid được phân lập và
cũng là alkaloid phổ biến nhất có mặt trong chi Piper (Parmar, 1996). Từ năm 1996
đến nay, đã có thêm nhiều hợp chất mới được phân lập từ những loài đã nghiên cứu
cũng như từ một số loài mới được nghiên cứu của chi này, trong đó, riêng nhóm
hợp chất alkaloid cũng đã có thêm khoảng 135 chất được công bố bởi Gutierrez và
cộng sự (2013).
 Nhóm hợp chất alkaloid


10

Alkaloid là nhóm hợp chất được quan tâm nhất trong số các nhóm hợp chất
có mặt trong chi Piper khơng những bởi hàm lượng cao mà còn bởi những tác dụng
sinh học mà chúng đem lại như: độc tính tế bào, chống kết tập tiểu cầu, kháng
khuẩn, kháng nấm,... Đặc điểm của alkaloid phân lập được từ chi này là có ngun
tử nitrogen nằm ở mạch thẳng (ngồi vịng) hoặc là dị tố của vòng 5 hoặc 6 cạnh
(piperidin, pyrrolidin,…). Qua tham khảo tài liệu, đã thống kê được 280 alkaloid
phân lập từ 61 loài thuộc chi Piper (Nascimento, 2012).
 Nhóm tinh dầu
Tinh dầu là nhóm hợp chất điển hình của chi Piper và được thể hiện ở mùi
thơm đặc trưng của các cây trong chi. Hai bộ phận của các loài thuộc chi Piper
được nghiên cứu nhiều về thành phần tinh dầu là lá và quả. Đây cũng là hai bộ phận
chứa hàm lượng tinh dầu cao nhất trong cây. Ngồi ra, ở chi Piper, tinh dầu cịn
xuất hiện ở thân và rễ của cây. Một số cấu tử có mặt khá phổ biến trong thành phần

tinh dầu của nhiều loài thuộc chi Piper như: α-pinen, camphen, 1,8-cineol, myrcen,
γ-cardinen,… (Parmar, 1996).
 Nhóm hợp chất flavonoid
Từ một số lồi thuộc chi Piper, đã có 61 hợp chất flavonoid được phân lập và
cơng bố. Những hợp chất thuộc nhóm này sở hữu một số tác dụng sinh học đáng
quan tâm như: độc tính tế bào, chống oxy hóa, kháng nấm. Dựa vào công thức cấu
tạo, hầu hết những hợp chất này đều thuộc nhóm euflavonoid và nằm trong 4 phân
nhóm gồm: chalcon, dihydrochalcon, flavanon và flavon (Parmar, 1996).
b. Nghiên cứu trong nước
Các cơng trình nghiên cứu trước đây cho thấy trong lá trầu chứa các thành
phần sau: lá trầu chứa tinh dầu gồm 23 thành phần, trong đó chủ yếu: 3-Allyl- 6
methoxyphenyl acetate (14,95%); 4-Allyl-1,2 diacetoxybenzene (8,98%); Chvicol
(4,57%); Eugenol (9,03%); Beta-caryophyllene (7,06%); linalol (1,55%). Tinh dầu
của nó có màu vàng nhạt, hương thơm nồng, khi nếm có vị nóng và cay.


11

Nhiều nghiên cứu gần đây còn cho biết lá trầu còn chứa cả chất tanin, đường khử,
pectin 10%, flavonoid, alkaloid, phytosterol, steroid, acid hữu cơ (Nguyễn Nho
Dũng, 2011).

Hình 1.2. 3-Allyl- 6 methoxyphenyl acetate
1.2. Giới thiệu về tinh dầu
1.2.1. Khái niệm tinh dầu
Tinh dầu gồm nhiều hợp chất dễ bay hơi, có mùi đặc trưng tùy thuộc vào
nguồn gốc cung cấp nguyên liệu tinh dầu. Phần lớn tinh dầu có nguồn gốc từ thực
vật và số ít từ động vật. Hệ thực vật có tinh dầu khoảng 3.000 lồi, trong đó có 150
– 200 lồi có ý nghĩa cơng nghiệp.
Tinh dầu là hỗn hợp các chất hữu cơ tan lẫn vào nhau, có mùi đặc trưng. Ở

nhiệt độ thường hầu hết tinh dầu ở thể lỏng, có khối lượng riêng bé hơn 1 (trừ một
vài tinh dầu như quế, đinh hương,...), khơng tan trong nước hoặc tan rất ít, nhưng lại
hịa tan tốt trong dung môi hữu cơ như alcohol, eter, chất béo,… Tinh dầu bay hơi
với hơi nước, có vị cay và ngọt, nóng bỏng và có tính sát trùng mạnh (Lê Ngọc
Thạch, 2003).
Trong thiên nhiên tinh dầu ở trạng thái tự do, chỉ có một số ít ở trạng thái
tiềm tàng, nghĩa là tinh dầu khơng có sẵn trong nguyên liệu mà chỉ xuất hiện trong
những điều kiện gia cơng nhất định trước khi tiến hành ly trích hay dưới tác dụng cơ


12

học. Cịn ở trạng thái tự do, tinh dầu có sẵn trong ngun liệu có thể thu hái ly trích
trong điều kiện bình thường (Nguyễn Thị Hồng Liên, 2014).
1.2.2. Phân bố tinh dầu trong tự nhiên
Các loại cây có tinh dầu được phân bố rộng trong thiên nhiên. Kết quả thống
kê cho thấy có khoảng 2.500 lồi cây có chưa tinh dầu.
Trữ lượng tinh dầu trong cây phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thỗ nhưỡng. Cây
mọc ở vùng nhiệt đới có trữ lượng tinh dầu cao 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 thu được còn phụ thuộc vào điều kiện, phương pháp thu
hoạch, bảo quản, tách chiết,... Hàm lượng tinh dầu trong những cây khác nhau cũng
rất khác nhau: hoa hồng hàm lượng tinh dầu vào khoảng 0,25%; bạc hà hàm lượng
khoảng 1%; quả hồi và nụ đinh hương thì hàm lượng tinh dầu tương ứng có thể đạt
giá trị 5% và 15% (Nguyễn Thị Hồng Liên, 2014).
1.2.3. Q trình tích lũy tinh dầu
Trong thực vật, tinh dầu được tạo ra và tích trữ trong các mơ. Hình thành các
mơ này thay đổi tùy theo vị trí của chúng trong cây. Những mơ này có thể hiện ở tất
cả mọi nơi trong cây như rễ, thân, lá, hoa và trái,... dưới những tên gọi khác nhau
như:

 Tế bào tiết: tế bào tiết ra tinh dầu rồi giữ luôn trong tế bào (mô tiết) như
trong cánh hoa hồng, củ gừng,...
 Lông tiết: cũng là tế bào tiết nhưng nằm nhơ ra ngồi bề mặt thực vật,
thường bắt gặp ở lá các họ Hoa môi, Cúc, Cà,...
 Túi tiết: tế bào tiết ra tinh dầu nhưng không chứa lại bên trong mà dồn chung
chứa vào một xoang trống, tạo ra bởi cơ chế ly bào hay tiêu bào. Túi tiết
thường năm bên dưới biểu bì. Thường có ở vỏ trái các loài thuộc Citrus,
Eucalyptus,...
 Ống tiết: cách tạo ra tinh dầu cũng như túi tiết nhưng nằm sâu bên trong phần
gỗ và chạy dài theo sớ gỗ, bắt gặp trong các loài thuộc chi Dipterocarpi,
Artmisia,...


13

Về phần phân bố lượng tinh dầu, đặc biệt 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 (bạch đàn, bạc hà, hương nhu, tần dầy lá,...); ở vỏ cây (quế); ở
thân cây (hương đàn, peru, sả,...); ở rễ (hương bài, gừng, nghệ, xuyên khung,...)
(Nguyễn Thị Hồng Liên, 2014).
1.2.4. Tính chất vật lý của tinh dầu
Ở nhiệt độ thường, tinh dầu ở thể lỏng, trừ một số trường hợp như menthol,
camphor,... là ở thể rắn.
Tinh dầu gần như không tan trong nước và dễ bay hơi, do vậy có thể tách thu
tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước. Tinh dầu rất ít tan trong
nước, tan tốt trong cồn và các dung môi hữu cơ, các loại dầu mỡ, có thể tan một
phần trong dung dịch kiềm,...
Đa số tinh dầu khơng có màu hoặc màu vàng nhạt, một số tinh dầu có màu
như: tinh dầu quế có màu nâu sẫm, tinh dầu thymus màu đỏ. Tinh dầu thường có vị

cay và hắc.
Tỷ trọng của tinh dầu thường vào khoảng 0,85 – 0,95; có một số tinh dầu
nặng hơn nước như tinh dầu đinh hương, tinh dầu quế. Tỷ trọng thay đổi theo thành
phần hóa học. Nếu tinh dầu có thành phần chủ yêu là hydrocarbon terpenic thì tỷ
trọng thấp, tinh dầu có hợp chất chứa oxy hoặc nhân thơm thì tỷ trọng cao hơn.
Tinh dầu thường có chỉ số khúc xạ vào khoảng 1,45 – 1,56. Chỉ số khúc xạ
cao hay thấp tùy theo thành phần các chất chứa trong tinh dầu là no, khơng no hoặc
có nhân thơm. Nếu tinh dầu có nhiều thành phần có nhiều dây nối đơi thì có chỉ số
khúc xạ cao.
Vì tinh dầu là một hỗn hợp nên khơng có nhiệt độ sơi nhất định. Điểm sơi
của tinh dầu thay đổi tùy theo thành phần hợp chất. Ví dụ, hợp chất terpen có điểm
sơi là 150 – 160oC, hợp chất sesquiterpen có điểm sơi cao hơn, khoảng 250 – 280oC,
cịn các hợp chất polyterpen có điểm sơi trên 300oC. Từ đó, ta có thể tách riêng các
thành phần khác nhau trong tinh dầu bằng phương pháp chưng cất phân đoạn.


14

Khi hạ nhiệt độ một số tinh dầu có thể kết tinh như tinh dầu hồi, tinh dầu bạc
hà, tinh dầu xá xị,... (Nguyễn Thị Hồng Liên, 2014).
1.2.5. Tính chất hoá học của tinh dầu
Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, khơng khí, nước tinh dầu dễ bị oxy
hóa và có thể bị nhựa hóa một phần. Alcol trong tinh dầu bị oxy hóa thành
aldehyde, aldehyde biến thành acid.
Các hợp chất có nối đơi dễ bị oxy hóa hoặc tham gia vào phản ứng cộng hợp.
Các hợp chất ceton và aldehyde dễ bị aldol hóa tạo nhựa khi có dự hiện diện
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 (Phùng Thị Ái Hữu, 2012).
1.2.6. Ảnh hưởng của những nhân tố khác nhau đến thành phần và tính chất

của tinh dầu trầu khơng
Tinh dầu chứa trong thực vật có thành phần khơng cố định mà 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
Ở mỗi loại cây có chứa tinh dầu, ở mỗi bộ phận chứa tinh dầu, có thành phần
nhất định trong những điều kiện nhất định, các giống khác nhau thì thành phần tinh
dầu cũng khác nhau. Trong cùng một cây lượng tinh dầu khác, hàm lượng và thành
phần cũng khác nhau.
b. Phương pháp chế biến
Tùy thuộc vào phương pháp chế biến mà hàm lượng và thành phần cũng
khác nhau. Tinh dầu nhận được bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ít bị
tạp hơn so với tinh dầu trích ly bằng dung mơi bay hơi vì các thành phần tạp khác sẽ
hòa tan vào nước.
c. Hướng phát triển của cây
Trong thời gian cây sinh trưởng thành phần tinh dầu chịu hàng loạt các biến
đổi và những chuyển hóa này có thể xác định thời kỳ mà cây tích tụ được nhiều tinh
dầu nhất và có chất lượng cao nhất để thu hoạch và chế biến.


15

Tinh dầu tạo thành trong cây khơng phải có 1 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 oxy.
Trong các bộ phận khác nhau của cây, tinh dầu tạo thành và tích lũy khơng
giống nhau mà ln ln chuyển hóa lẫn nhau (Lê Ngọc Thạch, 2003).
1.2.7. Ứng dụng của tinh dầu trầu không
Khoa học ngày càng tiến bộ thì ứng dụng của tinh dầu ngày càng rộng rãi và
chiếm một vị trí quan trọng:
 Trong thực phẩm: ăn kèm với cau, vôi trong tục ăn trầu.

 Mỹ phẩm: tinh dầu đóng vai trị quan trọng vì nó có khả nằng giữ mùi, chống
oxy hóa, bảo vệ da, tạo hương thơm dịu tự nhiên. Nên tinh dầu được ứng
dụng nhiều trong: dầu thơm, nước hoa, kem, dầu gội,dung dịch vệ sinh phụ
nữ,...
 Trong y học: giúp dễ tiêu hóa, bài tiết của dạ dày, tăng khả năng tuần hồn
máu, giảm đau, tăng q trình trao đổi chất, chống vi khuẩn, virus. Nên tinh
dầu được được sử dụng nhiều dưới dạng thuốc viên, cao, dung dịch lỏng,...
1.2.8. Nguyên tắc sản xuất tinh dầu từ nguyên liệu thiên nhiên
 Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên như nguyên liệu.
 Quy trình khai thác phải phù hợp với nguyên liệu.
 Tinh dầu phải được lấy triệt để khỏi nguyên liệu, với chi phí thấp nhất.
 Đơn giản, thuận tiện và nhanh chóng (Mai Thị Anh Tú, 2009).
1.2.9. Nguyên tắc trích ly tinh dầu
Nguyên tắc ly trích của tất cả các phương pháp nói trên đều dựa vào những
đặc tính của tinh dầu như:
 Dễ bay hơi.
 Lơi cuốn theo hơi nước ở nhiệt độ dưới 100oC.
 Hòa tan dễ dàng trong dung môi hữu cơ.
 Dễ bị hấp thu ngay ở thể khí.