Khoá luận tốt nghiệp Trờng Đại học vinh khoa SINH Học ----------o0o------------ Lê Thị Duyên Bớc đầu nghiên cứu về tinh dầu lá một số loài cây thuộc họ cam (rutaceae) mọc ở nghệ an- hà tĩnh. Khoá luận tốt nghiệp đại học Ngành cử nhân khoa học sinh học Vinh - 05/2006 Lê Thị Duyên 42E 2 1 Khoá luận tốt nghiệp Mục lục Danh sách các bảng Danh sách các hình Mở Đầu .1 Chơng 1. tổng quan .3 1.1. Vài nét chung về tinh dầu .3 1.2. Trạng thái tự nhiên và phân bố 3 1.2.1. Trạng thái tự nhiên 3 1.2.2. Phân bố .4 1.3. Thành phần hoá học của tinh dầu 4 1.3.1. Tecpenoit .4 1.3. 2 Dẫn xuất phenol 7 1.4. Họ Cam ( Rutaceae ) 7 1.4. 1. Đặc điểm thực vật họ Cam .7 1.4.2. Chi clausena 8 1.4. 2.1. Đặc điểm thực vật học 8 1.4.2.2. Thành phần hoá học .9 1.4.3. Chi Citrus 11 1.4.3.1. Đặc điểm thực vật học .11 1.4.3.2. Thành phần hoá học .11 1.4.4. Chi Euodia .12 1.4.4.1. Đặc điểm thực vật 12 1.4.4.2. Thành phần hoá học .13 1.4.5. Chi Atalantia .13 1.4.5.1. Đặc điểm thực vật học .13 1.4.5.2. Thành phần hoá học 14 Lê Thị Duyên 42E 2 2 Khoá luận tốt nghiệp Chơng 2. Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu 15 2.1. Đối tợng nghiên cứu 15 2.2. Phơng pháp nghiên cứu 16 2.2.1. Thu mẫu thực vật 16 2.2.2. Thời gian và địa điểm thu hái mẫu .16 2.2.3. Phơng pháp định lợng tinh dầu .17 2.2.4. Phơng pháp xác định thành phần hoá học của tinh dầu bằng phơng pháp sắc ký khí . 17 chơng 3. Kết quả và thảo luận .18 3.1. Hàm lợng và thành phần hoá học của tinh dầu lá cây Hồng Bì dại .18 3.1.1. Hàm lợng 18 3.1.2. Thành phần hoá học 18 3.2. Hàm lợng và thành phần hoá học của lá cây Chỉ Xác 23 3.2.1. Hàm lợng 23 3.2.2. Thành phần hoá học 27 3.3. Hàm lợng và thành phần hoá học của tinh dầu lá cây Ba Chạc 27 3.3.1. Hàm lợng 27 3.3.2. Thành phần hoá học 27 3.4. Hàm lợng và thành phần hoá học cây Quýt Gai .30 3.4.1. Hàm lợng 30 3.4.2. Thành phần hoá học 30 kết luận và kiến nghị .34 Tài liệu tham khảo .35 Lê Thị Duyên 42E 2 3 Khoá luận tốt nghiệp Lời cảm ơn Khoá luận này đợc hoàn thành tại bộ môn Hoá Sinh phòng thí nghiệm sinh lý thực vật Hoá Sinh Trờng Đại Học Vinh. Với lòng biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo giảng dạy tại khoa sinh Trờng Đại Học Vinh đã quan tâm và đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho quá trình làm khoá luận. Đặc biệt là Th.S Phan Xuân Thiệu đã giao đề tài hớng dẫn tận tình chu đáo, tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi về vật chất và tinh thần trong quá trình nghiên cứu tìm hiểu phơng pháp thực hiện cho tới khi hoàn thành đề tài. Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn các anh (chị) học viên cao học, các bạn bè trong nhóm và gia đình đã động viên, giúp đỡ tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài này. Vinh, ngày tháng . năm 2006 Sinh viên Lê Thị Duyên Lê Thị Duyên 42E 2 4 Khoá luận tốt nghiệp Mở Đầu 1. Lý do chọn đề tài Nguồn tài nguyên tự nhiên dầu mỏ, than đá đợc xem là thứ vàng đen thì tinh dầu đợc ví nh một loại vàng lỏng có giá trị rất cao. Tinh dầu là nguồn cung cấp nguyên liệu chủ yếu cho các ngành công nghiệp, giữ vai trò quyết định đến chất lợng sản phẩm. Thế kỉ XXI với sự phát triển vợt bậc của Công nghệ Sinh học, ngành sinh học phân tử tập trung nghiên cứu các hợp chất tự nhiên có nhiều hoạt tính sinh học, đóng góp vai trò quan trọng trong đời sống con ngời nh: Ancaloit, Flavonoit, Saponin, Tinh dầu . Ngày nay, con ngời đã khám phá ra bản chất của tinh dầu, cũng nh động thái biến đổi, vai trò của tinh dầu trong cây. Đồng thời nghiên cứu áp dụng công nghệ hiện đại, để phát triển khai thác chế biến, sử dụng tinh dầu với hiệu quả kinh tế tối u trong các lĩnh vực: chế biến thực phẩm, hơng liệu, mỹ phẩm . Vì vậy việc khai thác và bảo vệ nguồn gen của các loài thực vật chứa tinh dầu, nhằm đáp ứng yêu cầu của kinh tế xã hội đã và đang là vấn đề có ý nghĩa quan trọng đối với nhân loại. Đất nớc ta có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho hệ thực vật phát triển đa dạng, phong phú. Trong 100.000 loài thực vật đợc thống kê, có tới 3.200 loài cây làm thuốc, khoảng 600 loài cho tinh dầu. Các họ thực vật chứa tinh dầu chủ yếu là: Họ Thông (Pinaceae), họ Cam (Rutaceae), họ Cúc (Asteraceae), họ Gừng (Zingiberaceae) Họ Cam (Rutaceae) là một họ lớn có khoảng 150 chi, tới 1.600 loài, phân bố rộng ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới chỉ một số ít ở vùng ôn đới. Đặc biệt, có nhiều ở Nam Phi và Australia. ở nớc ta hiện có 30 chi với 110 loài [11] . Ngoài việc khai thác tinh dầu thì các cây thuộc họ Cam có thể trồng lấy quả, hoa để cất nớc thơm, làm cây cảnh, ép lấy dầu thắp, hoặc làm thuốc chữa bệnh Các chi thuộc họ cam nh: Clausena, chi Citrus, chi Euodia và chi Atalantia là những chi có nhiều loài mọc tự nhiên cũng nh cây trồng có ý nghĩa đối với con ngời, cung cấp nhiều sản phẩm quan trọng, đặc biệt chứa nhiều hợp chất có Lê Thị Duyên 42E 2 5 Khoá luận tốt nghiệp hoạt tính sinh học đợc sử dụng cho việc chữa bệnh. Các cây thuộc họ Cam qua tìm hiểu có nhiều loài đợc tìm thấy ở vùng Nghệ An- Hà Tĩnh, nhng cha đợc đa vào khai thác, sử dụng, bảo tồn hợp lý. Chính vì vậy chúng tôi đã chọn đề tài Bớc đầu nghiên cứu về tinh dầu lá một số loài cây thuộc họ cam (Rutaceae) mọc ở Nghệ An - Hà Tĩnh". 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu của đề tài là góp phần vào việc nghiên cứu về tinh dầu lá thuộc họ Cam mọc ở Nghệ An và Hà Tĩnh. Lê Thị Duyên 42E 2 6 Khoá luận tốt nghiệp Chơng 1. tổng quan 1.1. Vài nét chung về tinh dầu Tinh dầu còn đợc gọi là dầu thơm, là những hỗn hợp có mùi thơm hay khó chịu của nhiều hợp chất bay hơi, chúng có một số tính chất lý học chung và th- ờng gặp ở trong thực vật hay động vật, ví dụ nh : tinh dầu bạc hà, tinh dầu quế, tinh dầu thông, tinh dầu long não, tinh dầu xạ hơng, tinh dầu con cà cuống Tinh dầu khác với dầu béo (lipit), nó là một hỗn hợp chất hữu cơ phức tạp gồm các hiđrô cacbon béo hoặc thơm, và những dẫn xuất của chúng nh: ancol, andehit, xeton, este, ete Ngoài ra còn có một số hợp chất của sunfua và nitơ. Thành phần phổ biến trong dẫn xuất tinh dầu là monotecpen còn dầu béo là este của glixerin với axit béo. Tinh dầu bay hơi cùng với hơi nớc, vì thế tinh dầu còn đợc gọi là dầu bay hơi. 1.2. Trạng thái tự nhiên và phân bố 1.2.1. Trạng thái tự nhiên Trong thiên nhiên tinh dầu ở trạng thái tiềm tàng hay tự do ở trạng thái tiềm tàng, tinh dầu vốn không phải là những thành phần bình thờng trong cây, mà chỉ xuất hiện trong những điều kiện nhất định tơng ứng với sự chết của một số bộ phận, ví dụ nh: tinh dầu trong hạt mơ, hạt đào và hạt cải, xuất hiện do tác dụng của men emulsin trên một heterozit gọi là amygdalin. Tinh dầu hạt cải (bạch giới từ) xuất hiện do tác dụng của men myrosin trên một heterozit gọi là Sinigrozit. Tinh dầu ở trạng thái tự do trong cây có thể đợc tạo thành và tập trung ở những tế bào trông giống nh những tế bào khác của cây hoặc lớn hơn (trong cây họ long não). Tinh dầu thờng ở trạng thái tự do đợc tập trung ở những cơ quan bài tiết : lông bài tiết nh cây họ hoa môi (Labiatae), họ cúc (Asteraceae). Trong túi bài tiết liệt sinh họ sim (Myrtaceae), túi tiêu liệt sinh ở cây họ cam (Rutaceae), ống bài tiết cây họ thông (Pinaceae), họ hoa tán (Umbelliferae), và còn có cả tinh dầu tập trung dới lớp cutin 1.2.2. Phân bố Lê Thị Duyên 42E 2 7 Khoá luận tốt nghiệp Tinh dầu có ở nhiều họ thực vật nhng đặc biệt tập trung trong một số nh: Họ Thông (Pinaceae), họ Cam (Rutaceae), họ Cúc (Asteraceae), họ Long Não (Lauraceae), họ Gừng (Zingiberaceae) Tất cả các cơ quan trong cây đều có thể có tinh dầu, nhiều nhất ở ngọn có hoa (Bạc hà), thân rễ (hơng bài, xuyên khung, gừng, nghệ ). Trong vỏ (quế), trong gỗ (long não), trong quả (hồ tiêu, đại hồi, quả của nhiều loại cây họ hoa tán, Chanh, Cam, Quýt), trong hạt (Nhục Đậu Khấu) Điều cần l u ý là trong cùng một loại cây, thành phần tinh dầu của những bộ phận khác nhau có thể khác nhau và tuỳ theo điều kiện sinh thái và thu hái. Hệ thực vật thuộc vùng khí hậu nhiệt đới thờng có hàm lợng tinh dầu cao hơn so với những vùng khí hậu khác nhau. Ngoài ra ngời ta còn thấy có những nòi hoá học (Race chimique) đối với nhiều cây cho tinh dầu (ví dụ : cây Long Não bột và Long Não cho tinh dầu). 1.3. Thành phần hoá học của tinh dầu Một số tinh dầu chỉ có một hoạt chất nh : tinh dầu Mơ, tinh dầu hạt Đào, tinh dầu hạt Cải. Nhng phần lớn tinh dầu là những hỗn hợp của nhiều hợp chất với những tỷ lệ thay đổi. Thành phần quan trọng nhất (về phơng diện thơm) có khi chỉ ở một tỷ lệ rất thấp hay thay đổi ở các điều kiện sinh trởng khác nhau, ở các pha sinh trởng khác nhau, hoặc ở các bộ phận khác nhau của cây. Thành phần trong tinh dầu là một hỗn hợp: hyđrocacbon, rợu, phenol, andehyt, axit, xeton dới dạng este, hợp chất chứa Nitơ, sunfua, halogen. Tinh dầu chia làm hai nhóm chính là : Tecpenoit và dẫn xuất phenol. 1.3.1. Tecpenoit Monotecpen Dựa vào số vòng của cấu trúc, ngời ta chia monotecpen làm 3 nhóm Nhóm: monotecpen không vòng, monotecpen 1 vòng, monotecpen 2 vòng. Một số công thức monotecpen Mạch hở một vòng Lê Thị Duyên 42E 2 8 Kho¸ luËn tèt nghiÖp α-Ocimen β- Ocimen α - Myrxen β- Myrxen OH CH 2 OH CH 2 OH Linalool α-Geraniol β - Geraniol CHO CHO CH 2 OH CHO α-Citral β- Citral α- Citronelool β-- Citronelool M¹ch kÝn mét vßng Limonen Tecpinolen α- Tecpinol Lª ThÞ Duyªn 42E– 2 9 Khoá luận tốt nghiệp OH O O Mentol Menton Carvon Monotecpen hai vòng O O -Pinen Thujol - Caren Camphor O OH Fenchon Bocneol - Pinen Secquitecpen Các secquitecpen luôn luôn có mặt cùng với monotecpen ở trong cây và có cùng một nguồn gốc sinh tổng hợp. Trong cây, secquitecpen chiếm một vị trí quan trọng, về mặt tinh dầu, nhất là các tinh dầu thu đợc bằng cách cất thì lợng secquitecpen trong đó không nhiều so với monotecpen bởi vì chúng có nhiệt độ sôi cao (> 200 0 C) . Một số công thức secquitecpen -Cadien Humulen Caryophylen -Selinen Lê Thị Duyên 42E 2 10