Luận văn Khảo sát tinh dầu tần dày lá

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƯ PHẠM KHẢO SÁT TINH DẦU TẦN DÀY LÁ Luận Văn Tốt Nghiệp Ngành: Sư phạm hóa học GV hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Th.S Ngô Quốc Luân Mai Thị Anh Tú Lớp: Sư phạm Hóa học K31 Mã số SV: 2051766 Cần Thơ, 2009 LỜI CÁM ƠN: Sau 8 tháng thực hiện đề tài, em đã học hỏi được nhiều điều bổ ích và tích lũy được nhiều kiến thức quý báu về lĩnh vực mà em nghiên cứu. Do đó trong trang đầu luận văn này em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Thầy Ngô Quốc Luân, người đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Tất cả quý thầy cô Bộ môn Hóa Học – Khoa Sư Phạm, Trường Đại Học Cần Thơ đã giúp đỡ và đóng góp những ý kiến quý báu cho đề tài của em được hoàn thành tốt hơn. Cha mẹ, gia đình đã ủng hộ, động viên, tạo mọi điều kiện cho em về tinh thần và vật chất giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tập thể lớp Sư Phạm Hóa K31 đã động viên, giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC:  Trang LỜI CẢM ƠN ...............................................................................................................................i NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN MỤC LỤC .....................................................................................................................................ii TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI ...............................................................................................iv DANH SÁCH PHỤ LỤC ............................................................................................................v PHẦN I: MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 I. Lý do chọn đề tài: ................................................................................................................ 7 II. Một số nghiên cứu liên quan đến đề tài nghiên cứu:.................................................... 7 III. Giới hạn của đề tài: .......................................................................................................... 8 IV. Những giả thuyết của đề tài: ........................................................................................... 8 V. Phương pháp và phương tiện nghiên cứu: ..................................................................... 8 VI. Các bước thực hiện đề tài: .............................................................................................. 8 PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .................................................................................. 10 A – LÝ THUYẾT: ..................................................................................................................... 10 I. Tìm hiểu về cây tần dày lá: .................................................................................................. 10 I.1. Mô tả cây ......................................................................................................................... 4 I.2. Nơi sống và thu hái:...................................................................................................... 11 I.3. Công dụng của cây tần dày lá: ..................................................................................... 11 II. Tìm hiểu về tinh dầu: .......................................................................................................... 13 II.1. Trạng thái tự nhiên: ..................................................................................................... 13 II.2. Phân bố tinh dầu trong thiên nhiên: ........................................................................... 13 II.3. Quá trình tích lũy tinh dầu: ......................................................................................... 13 II.4. Tính chất lý – hóa của tinh dầu: ................................................................................. 14 II.4.1. Tính chất vật lý:........................................................................................................ 14 II.4.2. Tính chất hóa học ..................................................................................................... 14 II.4.3. Công dụng của tinh dầu ........................................................................................... 14 II.4.4. Nguyên tắc sản xuất tinh dầu từ nguyên liệu thiên nhiên:..................................... 15 II.4.5. Các phương pháp sản xuất tinh dầu ........................................................................ 15 II.4.5.1. Phương pháp cơ hoc ...................................................................................... 15 II.4.5.2 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước ................................................... 15 II.4.5.3. Phương pháp trích bằng dung môi dễ bay hơi ............................................. 16 II.4.5.4. Trích ly bằng dung môi không bay hơi : ...................................................... 16 II.4.5.5. Phương pháp trích ly bằng CO2 .................................................................... 16 II.4.5.6. Phương pháp sinh học ................................................................................... 17 III. Tìm hiểu về tinh dầu của cây tần dày lá:........................................................................ 17 B – THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ: ................................................................................... 18 I. Dụng cụ và hóa chất:......................................................................................................... 18 I.1. Dụng cụ: ........................................................................................................................ 18 I.2. Hóa chất:........................................................................................................................ 18 II. Ly trích tinh dầu tần dày lá và xác định các chỉ số vật lí, chỉ số hóa học của tinh dầu: .......................................................................................................................................... 18 II.1 Ly trích tinh dầu tần dày lá .......................................................................................... 18 II.2. Xác định chỉ số vật lí, chỉ số hóa học của tinh dầu ................................................... 19 II.2.1. Đánh giá cảm quan ................................................................................................... 19 II.2.2. Xác định chỉ số vật lí................................................................................................ 19 II.2.3. Xác định chỉ số hóa học ........................................................................................... 20 III. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu trong quá trình chưng cất: ........................................................................................................................................... 22 III.1. Khảo sát nguyên liệu xay và không xay ................................................................... 22 III.2. Khảo sát thời gian để héo nguyên liệu...................................................................... 22 III.3. Khảo sát thời gian chưng cất ..................................................................................... 23 III.4. Khảo sát lượng nước chưng cất................................................................................. 24 IV. Xác định thành phần hóa học của tinh dầu................................................................ 25 V. Thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu tần dày lá............................. 26 V.1. Chuẩn bị....................................................................................................................... 26 V.2. Thí nghiệm................................................................................................................... 27 VI. Định tính thành phần hợp chất tự nhiên có trong cây tần dày lá........................... 29 V.1. Khảo sát sự hiện diện của hợp chất sterol............................................................. 29 V.1.1. Đại cương về sterol .................................................................................................. 29 V.1.2. Một số thuốc thử dùng để nhận biết sterol ............................................................. 29 V.1.2. Định tính sterol......................................................................................................... 30 V.2 Khảo sát sự hiện diện của hợp chất flavon............................................................. 31 V.2.1. Đại cương về flavon................................................................................................. 31 V.2.2. Thuốc thử flavon ...................................................................................................... 31 V.2.3. Thí nghiệm định tính flavon .................................................................................... 31 V.3. Khảo sát sự hiện diện của hợp chất glucosid ........................................................ 32 V.3.1. Đại cương về glucosid ............................................................................................. 32 V.3.2. Thuốc thử định tính glucosid................................................................................... 32 V.3.3. Thí nghiệm định tính glucosid ................................................................................ 32 V.4. Khảo sát sự hiện diện của hợp chất saponin: ....................................................... 33 V.4.1. Đại cương về saponin .............................................................................................. 33 V.4.2. Thí nghiệm định tính saponin.................................................................................. 33 V.5. Khảo sát sự hiện diện của hợp chất tanin ............................................................. 34 V.5.1. Đại cương về tanin ................................................................................................... 34 V.5.2. Thuốc thử dùng để nhận biết tanin.......................................................................... 34 V.5.3. Thí nghiệm định tính tanin ...................................................................................... 35 V.6. Khảo sát sự hiện diện của hợp chất alkaloid ........................................................ 35 V.6.1. Đại cương về alkaloid .............................................................................................. 35 V.6.2. Một vài thuốc thử dùng để nhận biết alkaloid........................................................ 36 V.6.3. Thí nghiệm định tính alkaloid ................................................................................. 36 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................................. 37 PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................................vi DANH SÁCH PHỤ LỤC: Phụ lục 1: Một số hình ảnh ghi lại trong thời gian thực hiện đề tài. Phụ lục 2: Bảng công thức cấu tạo các cấu phần trong tinh dầu tần dày lá. TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI: Tinh dầu xuất hiện và phát triển theo nền văn minh của nhân loại. Từ thời xa xưa, con người đã biết sử dụng trực tiếp các loại cây cỏ, hoa lá có mùi thơm trong các nghi lễ tôn giáo. Đến thời kì trung cổ đại tại châu Âu, những hợp chất thiên nhiên mới được sử dụng rộng rãi. Hiện nay, tinh dầu đang là nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp trên thế giới và ngày càng được ứng dụng trong nhiều sản phẩm, từ những sản phẩm đắt tiền như các loại nước hoa cao cấp đến những mặt hàng rẻ tiền như một nồi xông trị cảm ta đều bắt gặp sự hiện diện của tinh dầu. Người ta xem tinh dầu như là “vàng lỏng” và nó sẽ trở thành nguồn tài nguyên vô hạn nếu con người biết khai thác, sử dụng một cách hợp lí. Một đặc điểm quan trọng không thể thay thế của tinh dầu so với các hợp chất hữu cơ tổng hợp khác là nó không gây hại môi trường và dễ phân hủy. Do có những công dụng thực tiễn như vậy nên ngày càng có nhiều những nghiên cứu cũng như khai thác tinh dầu trên toàn thế giới. Trong những nguồn tinh dầu được ly trích đó, không thể không kể đến tinh dầu cây tần dày lá thuộc họ Hoa môi. Tần dày lá còn có tên gọi khác như: rau tần, rau thơm lông, húng chanh, dương tử tô…là một trong những loại rau thơm quý ở nước ta, được dùng chế biến hương vị trong các món ăn và làm thuốc trị bệnh rất hiệu quả. Chính vì vậy đề tài “Khảo sát tinh dầu tần dày lá” được thực hiện nhằm bước đầu tìm hiểu, khảo sát thành phần hóa học, những ứng dụng của cây tần dày lá với mong ước góp một phần nhỏ trong nghiên cứu khoa học về loại cây này. § Phương pháp để ly trích tinh dầu trong đề tài là phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp, sử dụng bộ chưng cất tinh dầu nhẹ Clevenger. § Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu trong quá trình chưng cất, từ đó đưa ra các thông số tối ưu để thực hiện việc ly trích tinh dầu đạt hiệu quả cao. § Xác định chỉ số vật lý, chỉ số hóa học của tinh dầu. § Xác định thành phần hóa học của tinh dầu bằng phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ (GC/MS). § Thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu bằng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch. § Bước đầu thực hiện một số thí nghiệm nhỏ để định tính thành phần hợp chất tự nhiên có trong cây tần dày lá. PHẦN I: MỞ ĐẦU I. Lý do chọn đề tài: Từ thời xa xưa con người đã biết khai thác và sử dụng tinh dầu để làm thuốc, gia vị, chất thơm phục vụ nhu cầu cuộc sống. Ngày nay, tinh dầu lại càng khẳng định vị thế quan trọng của nó trong các phương pháp hương trị liệu do tinh dầu có mùi thơm ngát làm tinh thần chúng ta thoải mái, dễ chịu hơn rất nhiều. Phần lớn tinh dầu được chiết xuất từ lá, thân, hoa, củ hoặc vỏ cây từ thực vật, vì vậy chúng rất tinh khiết và có công dụng tốt đối với sức khỏe. Hằng năm, trên thế giới sản xuất ra khoảng 20.000 tấn tinh dầu thiên nhiên chủ yếu từ thực vật. Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, điều kiện tự nhiên rất thuận lợi cho việc hình thành và phát triển các loài thực vật, đặc biệt là các loại cây chứa tinh dầu có giá trị cao. Ở vùng đồng bằng sông Cửu Long, cây chứa tinh dầu phân bố khá đa dạng và phong phú, trong đó có cây tần dày lá – một trong những loại rau thơm quý ở Việt Nam, là loại gia vị đặc sắc và làm thuốc trị bệnh rất hiệu quả. Tần có vị the cay, mùi thơm, tính ấm, không độc, có tác dụng lợi phế, trừ đờm, giải cảm, làm ra mồ hôi, làm thông hơi, giải độc. Bộ phận dùng là lá và ngọn non – thường được dùng trị cảm cúm, ho hen, sốt, đau bụng, đau đầu, côn trùng cắn đốt, đổ máu cam, nôn ra máu, viêm họng, viêm phế quản, khản tiếng và nhiều bệnh khác. Lá rau tần chứa ít tinh dầu (0.05 – 0.12 %). Tinh dầu tần dày lá là một chất lỏng màu vàng nhạt, độ nhớt thấp, có vị cay, nóng, mùi thơm như chanh rất dễ chịu. Tác dụng chữa bệnh của rau tần là nhờ tinh dầu này. Tinh dầu được sản xuất từ lá cây tươi bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Theo những nghiên cứu gần đây tinh dầu tần dày lá có tính chất kháng sinh mạnh, chữa được nhiều bệnh, phù hợp với kinh nghiệm chữa bệnh cổ truyền của nhân dân ta. Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã chiết xuất tinh dầu tần dày lá để dùng trong dược phẩm, mỹ phẩm, làm chất tạo hương trong các loại thức uống, kem, kẹo, các loại gia vị ướp thịt… Xuất phát từ thực tế chung đó, đề tài “Khảo sát tinh dầu tần dày lá” được thực hiện nhằm bước đầu tìm hiểu, khảo sát thành phần hóa học và những ứng dụng của cây tần dày lá từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng của loại cây này. II. Một số nghiên cứu liên quan đến đề tài nghiên cứu: - Năm 2003, Dilexa Valera, Roimar Rivas, Jorge Luis Avila và các nhà khoa học thuộc khoa dược, đại học Los Andes (Venezuela) cũng tiến hành nghiên cứu tinh dầu tần dày lá sau khi ly trích tinh dầu từ lá cây tần bằng bộ chưng cất tinh dầu Clevenger. Nhóm các nhà khoa học này đã tiến hành nghiên cứu trên cây tần dày lá được trồng ở hai nơi khác nhau là: Mérida (độ cao 1.400 m so với mực nước biển) và Rancherías (độ cao 1.100 m so với mực nước biển) - Năm 2004, các nhà khoa học: Raimundo N. Silva – Filho; Igara O. Lima, Evandro L. de Souza (Brazil) cũng tiến hành ly trích tinh dầu từ lá cây tần bằng bộ chưng cất tinh dầu Clevenger. Sau đó thử hoạt tính kháng vi sinh của tinh dầu trên chủng nấm Candida bằng phương pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch; kiểm tra ảnh hưởng của tinh dầu tần dày lá đến hoạt tính kháng nấm Candida của một số chất kháng sinh. - Năm 2005, K Magathayaru (Ấn Độ) và nhóm cộng sự cũng tiến hành ly trích tinh dầu từ lá cây tần bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước và phân tích thành phần hóa học của tinh dầu bằng phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ (GC/MS). III. Giới hạn của đề tài: - Đề tài khảo sát tinh dầu tần dày lá chỉ giới hạn nghiên cứu ly trích tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp. - Kiểm tra hoạt tính kháng vi sinh của tinh dầu bằng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch. - Định tính thành phần hợp chất tự nhiên có trong dịch etanol và dịch cloroform của tần dày lá. IV. Những giả thuyết của đề tài: - Tinh dầu tần dày lá là một chất lỏng màu vàng sáng, nhẹ hơn nước, dễ bay hơi, có mùi thơm đặc trưng. Không tan trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ: diethyl ether, chất béo, cloroform… - Thành phần hóa học của tinh dầu chủ yếu là các hợp chất phenolic: thymol, carvacrol, eugenol, charvicol; còn có một chất màu đỏ là colein. - Tinh dầu tần dày lá có tính chất kháng sinh mạnh, có tác dụng ức chế nhiều loại vi khuẩn: Staphylococcus, Shighella flexneri, Sonnei, Shiga, B. Shubtilis, Streptococcus, D. Pneumoniae…. V. Phương pháp và phương tiện nghiên cứu: V.1. Phương pháp: - Thu thập và xử lý nguyên liệu. - Ly trích tinh dầu tần dày lá bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước trực tiếp sử dụng bộ chưng cất tinh dầu nhẹ Clevenger. - Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu - Xác định chỉ tiêu lý hóa của tinh dầu - Định danh và định lượng thành phần hóa học có trong tinh dầu bằng phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ (GC/MS). - Thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu bằng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch và đo đường kính vòng ức chế. - Thực hiện một số thí nghiệm để định tính thành phần hợp chất tự nhiên có trong cây tần dày lá. V.2. Phương tiện: - Bộ chưng cất tinh dầu Clevenger - Máy sắc kí khí ghép khối phổ GC/MS: HP 6890 - Cân đồng hồ - Cân phân tích - Bình đo tỷ trọng - Tủ sấy - Bếp điện… VI. Các bước thực hiện đề tài: - Từ tháng 10/2008 đến tháng 11/2008: tìm tài liệu - Tháng 12/2008: nghiên cứu, tổng hợp tài liệu, tìm phương pháp thực hiên. - Từ tháng 01/2009 đến tháng 02/2009: Mua nguyên liệu và tiến hành ly trích trong phòng thí nghiệm. - Từ tháng 03/2009 đến tháng 04/2009: Tổng hợp tài liệu lý thuyết và thực nghiệm viết bài báo cáo. PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU A – LÝ THUYẾT: I. Tìm hiểu về cây tần dày lá: I.1. Mô tả cây tần dày lá: Cây cỏ, sống lâu năm, cao 20-50 cm. Phần thân sát gốc hóa gỗ. Lá mọc đối, dày cứng, giòn, mọng nước, mép khía răng tròn.Thân và lá dòn, mập, lá dày có lông mịn, thơm và cay . Hai mặt lá màu xanh lục nhạt. Hoa nhỏ, 4 tiểu nhị, màu tím đỏ, mọc thành bông ở đầu cành. Quả nhỏ, tròn, màu nâu. Toàn cây có lông rất nhỏ và thơm như mùi chanh. Hình 1: Cây tần dày lá Tên gọi khác: Húng chanh, rau thơm lông, rau thơm lùn, rau tần, dương tử tô, sak đam ray. Thuộc họ: Hoa môi- Lamiaceae. Tên khoa học: Plectranthus amboinicus, đồng nghĩa: Coleus amboinicus Tên gọi ở một số nước khác trên thế giới: QUỐC GIA TÊN GỌI CuBa Cuban Oregano Ấn Độ Indian Borage Spanish Spanish thyme Mexico Mexican mint Pháp French thyme Anh Lemon balm Phân loại khoa học: Giới (regnum): Plantae Ngành (divisio): Magnoliophyta Lớp (class): Magnoliopsida Bộ (ordo): Lamiales Họ (fami