LỜI MỞ ĐẦU
Trong hệ thực vật đa dạng của nước ta, nhóm cây có tinh dầu vô cùng phong
phú và mang những nét đặc thù riêng. Chúng là nguồn nguyên liệu đóng vai trò quan
trọng trong nhiều ngành kinh tế khác nhau cũng như trong đời sống hằng ngày của mỗi
người.
Với ngành y tế, các loại cây tinh dầu đã và đang là nguyên liệu để sản xuất
nhiều loại thuốc phòng chữa bệnh trong cả Tây y và Đông y.
Trong công nghiệp thực phẩm nếu thiếu một số loại tinh dầu hương liệu thì giá
trị của sản phẩm sẽ giảm đi rõ rệt. Trong công nghiệp hương liệu – hóa mỹ phẩm thì
các loại tinh dầu thực vật được xem như là nguyên liệu chính giữ vai trò quyết định
chất lượng sản phẩm.
Trên thị trường thế giới tinh dầu và các sản phẩm chế biến từ tinh dầu luôn là
những mặt hàng có giá trị và sôi động. Các nước Trung Hoa, n Độ, Indonesia đã và
đang trở thành những nước sản xuất và chế biến tinh dầu với số lượng lớn. Nhiều nước
công nghiệp phát triển, đặc biệt là Hoa Kỳ, Anh, Pháp, Đức, Thụy Sỹ, Nhật Bản…rất
chú trọng việc nhập tinh dầu thô và tái xuất các sản phẩm đã qua chế biến. Công nghệ
sản xuất, chế biến và kinh doanh tinh dầu đã đem lại những khoản lợi nhuận khổng lồ
cho nhiều công ty tư bản.
Tinh dầu Quế là loại tinh dầu quý có nhu cầu sử dụng cao trên thị trường thế
giới, chỉ có thể trồng từ vĩ tuyến 32
o
Bắc đến 32
o
Nam trên các loại đất đỏ, đất đồi núi
tầng dày, dễ thoát nước, có nhiệt độ bình quân 22 – 25
o
C.
Việt Nam ở vùng nhiệt đới rất phù hợp cho việc trồng Quế. Quế Việt Nam từ
lâu đã được các thương nhân nước ngoài đánh giá cao nhưng lượng Quế sản xuất ở
nước ta còn thấp, lại phân tán, chất lượng không đều. Một số nơi trồng Quế đạt chất
CHƯƠNG 1: TNG QUAN 1
1.1 TNG QUAN VỀ HỌ LAURACEAE 1
1.2 TNG QUAN VỀ CHI CINNAMOMUM
1
1.2.1 Tên gi 1
1.2.2 Ngun gốc và phân bố
1
1.3 TNG QUAN VỀ CÂY QUẾ 2
1.3.1 Phân loại 2
1.3.2 Giới thiệu chung về cây Qu 2
1.3.3 Giới thiệu về Qu Nam Trà My (Cinnamomum cassia Blume) 3
1.3.3.1 Tên gi 3
1.3.3.2 Mô t thực vật 4
1.3.4 Phân bố - Mô t thực vật 6
1.3.4.1 Phân bố trên th giới 6
1.3.4.1.1 Vùng Qu Sri Lanka 7
1.3.4.1.2 Vùng Qu Trung Quốc 7
1.3.4.1.3 Vùng Qu Việt Nam 7
1.3.4.2 Phân bố ở Việt Nam 7
1.3.4.2.1 Vùng Qu Hoàng Liên Sơn 7
1.3.4.2.2 Vùng Qu Thanh Hóa 8
1.3.4.2.3 Vùng Qu Qung Ninh 9
1.3.4.2.4 Vùng Qu Trà My, Trà Bng 9
1.3.5 Sinh thái, sinh trưởng và pht trin 9
1.3.6 Sn xut và buôn bn 11
1.3.6.1 Sn xut và buôn bn trên th giới 11
1.3.6.2 Sn xut và buôn bn trên th trưng Việt Nam 12
1.4 TNG QUAN VỀ TINH DU QUẾ 13
MIHD 46
2.7 KHO ST LY TRÍCH TINH DU LÁ QUẾ 48
2.7.1 Phương php CHHD 48
2.7.2 Phương php MIHD 48
2.7.3 So sánh 2 phương php ly trch tinh du lá Qu CHHD và
MIHD 49
2.8 SO SNH HM LƯNG TINH DU R, V, G V L QUẾ
GIA HAI PHƯƠNG PHP CHHD V MIHD 51
2.9 XC ĐNH CH S VT L – HO HỌC 53
2.9.1 Ch số vật l 53
2.9.2 Ch số ho hc 54
2.10 THNH PHN HO HỌC 54
2.11 TH NGHIM HOT TNH KHNG VI SINH VT 59
2.11.1 Kt qu khng vi sinh vật tinh du sn phm 59
2.11.2 So snh kt qu khng vi sinh vật tinh du sn phm ở cc
nng đ khc nhau 62
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 64
3.1 NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT, THIẾT BỊ 64
3.1.1 Nguyên liệu 64
3.1.2 Hoá chất 64
3.1.3 Thiết bò 64
3.1.4 Gii phu hc 64
3.2 LY TRÍCH TINH DẦU 65
3.2.1 Phương pháp chưng cất hơi nước đun nóng cổ điển (CHHD) 65
3.2.2 Phương pháp chưng cất hơi nước chiếu xạ vi sóng (MIHD) 66
3.3 XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ VẬT LÝ 66
3.3.1 Tỷ trọng 66
3.3.2 Chỉ số khúc xạ 67
3.3.3 Góc quay cực 68
3.4 XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ HÓA HỌC 68
LV: lun văn
TLTK: Ti liu tham kho
TCVN: tiêu chun Vit Nam
DANH MC CC BNG
Bảng 1.4.1.1.1: Thnh phn ho hc tinh du r Qu Cinnamomum loureirii Nees có
ngun gc Nht Bản
Bảng 1.4.1.2.1: Thnh phn ho hc tinh du v Qu Cinnamomum cassia Blume
thương phm (Trung Quc)
Bảng 1.4.1.2.2: So sánh thành phn ho hc tinh du v Qu Cinnamomum cassia
Blume (Trung Quc)
Bảng 1.4.1.2.3: Thành phn ho hc của tinh du v Qu Cinnamomum cassia Blume
c ngun gc Australia
Bảng 1.4.1.2.4: So sánh thành phn ho hc tinh du v Qu Cinnamomum cassia
Blume được ly trích từ 3 phương php CHHD, CHHDS, SP
Bảng 1.4.1.2.5: Thành phn cu phn chính tinh du v Qu thương phm
Cinnamomum cassia Blume từ 2 tnh Quảng Tây v Quảng Đông, Trung Quc
Bảng 1.4.1.2.6: Thnh phn ha hc tin h du v Qu Cinnamomum cassia Blume
(Trung Quc)
Bảng 1.4.1.2.7: Thành phn ho hc tinh du v Qu Cinnamomum cassia Blume
(Trung Quc)
Bảng 1.4.1.2.8: Thành phn ho hc tinh du v Qu Cinnamomum cassia Blume có
ngun gc Quảng Tây, Trung Quc
Bảng 1.4.1.2.9: So sánh thành phn ho hc tinh du v Qu Cinnamomum cassia
Blume từ 2 phương php ly trích CHHD v MIHD
Bảng 1.4.1.3.1: Thành phn ho hc tinh du nhnh , cành Qu Cinnamomum cassia
Blume (Trung Quc)
Bảng 1.4.1.3.2: Thành phn hoá hc tinh du nhnh , cành Qu Cinnamomum cassia
Blume thương phm ly từ tnh Quảng Tây, Trung Quc
php CHHD vi cc TLTK khc
Bảng 2.9.1.1: Bảng ch s vt l của tinh du cc b phn cây Qu
Bảng 2.9.1.2: Bảng ch s vt l của tinh du v Qu của LV vi các TLTK khác
Bảng 2.9.2.1: Bảng ch s ho hc của tinh du cc b phn cây Qu
Bảng 2.10.1: Bảng so snh thnh phn ho hc tinh du cc b phn cây Qu
Cinnamomum cassia Blume
Bảng 2.10.2: Bảng so snh cu phn chính tinh du r Qu của LV vi cc TLTK khác
Bảng 2.10.3: Bảng so snh cu phn chính tinh du v Qu của LV vi cc TLTK khc
Bảng 2.10.4: Bảng so snh cu phn ho hc tinh du l Qu vi cc TLTK khc
Bảng 2.11.2.1: Bảng so snh kt quả khng vi sinh vt tinh du nguyên cht C
o
Bảng 2.11.2.2: Kt quả tính khng vi sinh vt tinh du sản phm nng đ C
Bảng 2.11.2.3: Kt quả tính khng vi sinh vt tinh du sản phm nng đ C
2
1
Bảng 2.11.2.4: Kt quả tính khng vi sinh vt của tinh du sản phm nng đ C
3
DANH MỤC CÁC HÌNH – SƠ Đ – Đ TH
Hình 1.3.3.1: Một góc vườn Quế Nam Trà My, Quảng Nam
Hình 1.3.3.2.1: Hình lá Quế Nam Trà My, Quảng Nam
Hình 1.3.3.2.2: Hnh v Quế Nam Trà My, Quảng Nam
Hình 1.3.3.2.3: Hình hoa Quế Nam Trà My, Quảng Nam
Hình 1.4.2.1: Tinh du v Quế
Hình 1.4.2.2: Tinh du l Quế
Hình 1.4.2.3: Tinh du nhnh và cành Quế
Lauraceae là một họ thực vật có hoa nằm trong bộ Nguyệt Quế (Laurales). Họ
này chứa khoảng 55 giống và trên 2000 (có thể nhiều tới 4000) loài phân bố rộng khắp
thế giới, chủ yếu trong các khu vực nhiệt đới, đặc biệt là khu vực Đông Nam Á và
Brazil.
[4]
Các loại cây thân gỗ trong họ Nguyệt quế (Lauraceae) chiếm ưu thế trong các
cánh rừng Nguyệt Quế trên thế giới, có tại một số khu vực ẩm ướt của vùng cận nhiệt
đới và ôn đới thuộc Bắc và Nam bán cầu, bao gồm các đảo thuộc Macaronesia, miền
Nam Nhật Bản, Madagascar và miền Trung Chile.
[4]
Có ba mục đích sử dụng chính của các loài cây trong họ này: - hàm lượng cao
của tinh dầu tìm thấy nhiều loài thuộc họ Lauraceae; - các tinh dầu này là nguyên liệu
quan trọng cho nhiều gia vị và sản xuất nước hoa; - một vài loài còn cung cấp gỗ.
[4]
1.2 TỔNG QUAN VỀ GIỐNG CINNAMOMUM
1.2.1 Tên gọi
[4]
Tên khác: Quế Bon, re Bon….
Tên nước ngoài: Camphor tree, Cinnamomum, Cassia…
1.2.2 Nguồn gốc và phân bố
Giống Quế (Cinnamomum) là một giống lớn trong các loài thực vật thường xanh
thuộc họ Nguyệt quế (Lauraecae). Lá và vỏ của các loài thuộc giống này có tinh dầu
thơm. Giống này gồm khoảng 300 loài, phân bố chủ yếu tại các khu vực nhiệt đới và
cận nhiệt đới của Bắc Mỹ, Trung Mỹ, Nam Mỹ, từ vùng đại lục châu Á đến khắp vùng
Đông Nam Á, Australia và khu vực Tây Thái Bình Dương; riêng tại các vùng Nam Mỹ
đã phát hiệ
n được 90 loài. Đến nay mới chỉ khoảng 150 loài đã được nghiên cứu ở
những chừng mực nhất định về từng khía cạnh khác nhau.
tròn đều, vỏ ngoài màu xám, hơi nứt rạn theo chiều dọc. Cây Quế khoảng 8 – 10 tuổi
thì b
ắt đầu ra hoa, hoa Quế mọc ở nách lá đầu cành, hoa tụ chùm, nhỏ chỉ bằng nửa hạt
gạo, vươn lên phía trên của lá, màu trắng hay phớt vàng.
[4,8]
3
Quế ra hoa vào tháng 4, tháng 5 và quả chín vào tháng 1, tháng 2 năm sau. Quả
Quế khi chưa chín có màu xanh, khi chín chuyển sang màu tím than, quả mọng trong
có chứa một hạt, quả hạt dài 1 – 1,2 cm, hạt hình bầu dục, 1 kg hạt Quế có khoảng
2500 – 3000 hạt. Bộ rễ phát triễn mạnh, rễ cọc cắm sâu vào lòng đất, rễ bàn lan rộng,
đan chéo vào nhau vì vậy Quế có khả năng sinh sống tốt trên các vùng đồi núi dốc. Cây
Quế lúc nhỏ còn cần có bóng che thích hợp mới sinh trưởng và phát triển tố
t, nhưng
đến độ trưởng thành (sau khoảng 3 – 4 năm trồng) thì cây Quế lại ưa sáng và cần được
chiếu sáng đầy đủ. Ánh sáng càng nhiều cây sinh trưởng càng nhanh và chất lượng tinh
dầu càng cao.
[1,6,7]
1.3.3 Giới thiệu Quế Nam Trà My (Cinnamomum cassia Blume)
Hình 1.3.3.1: Một góc vườn Quế Nam Trà My, Quảng Nam
1.3.3.1 Tên gọi
[2,3,8]
Tên thường gọi: Quế đơn, Quế bì, Quế Trà My…
Họ: Lauraceae
Tên gọi khác:
Chinese cassia, Cinnamon, Cassia lignea (Anh)
Cannellier de China, Cannellier casse (Pháp)
4
Rougui (Trung Quốc)
S’a: chwang (Lào)
Hình 1.3.3.2.3: Hình hoa Quế Nam Trà My, Quảng Nam
6
1.3.4 Phân bố – Mô tả thực vật
1.3.4.1 Phân bố trên thế giới
Trên thế giới Quế phân bố tự nhiên và được trồng trở thành hàng hóa ở một số
nước châu Á và châu Phi như Indonesia, Trung Quốc, Việt Nam, Sri Lanka, và
Madagasca… Trong các nước có cây Quế, chúng cũng chỉ phân bố ở một số địa
phương nhất định, có đặc điểm khí hậu, đất đai và địa hình thích hợp của nó, ở ngoài
vùng sinh thái cây Quế sinh trưởng và phát triển t
ốt.
[4]
Trên thế giới hiện nay có 3 vùng Quế chính: vùng Quế Sri Lanka, vùng Quế
Trung Quốc và vùng Quế Việt Nam.
1.3.4.1.1 Vùng Quế Sri Lanka
Quế Sri Lanka có tên khoa học là Cinnamomum zeylanium Nees. Cây có chiều
cao từ 20 – 25 m. Lá mọc đối, dài, có hình bầu dục, nhẵn bóng và phía cuống hơi thon
lại. Phiến lá có chiều dài từ 11 – 20 cm, rộng 4 – 6 cm, có 3 – 5 gân rõ rệt, nổi lên ở cả
mặt trên và mặt dưới lá, mặt trên của lá có lông măng. Hoa có màu trắng hay màu vàng
nhạt, mọc thành chùy ở kẻ lá hay đầu cành và dài từ 10 – 12 cm, cuống hoa chính và
cuố
ng hoa phụ có nhiều lông. Quả mọng có hình trứng thuôn, dài 8 mm, phía cuống có
đài tồn. Vỏ có màu sẫm, hơi dày, chứa một hạt.
[1,4]
1.3.4.1.2 Vùng Quế Trung Quốc
Quế Trung Quốc có tên khoa học là Cinnamomum cassia Blume. Cây có kích
thước trung bình khoảng 12 – 17 m. Lá mọc so le dài và cứng, phiến lá dài từ 12 – 15
cm, rộng 2,5 – 6 cm, mặt trên của lá nhẵn và bóng, mặt dưới có lông và có 3 gân, hai
gân phụ nổi rất rõ. Cuống lá to, mặt trên của cuống có rãnh dài 1,5 – 2 cm. Hoa mọc
thành chùy ở những kẻ lá phía trên. Quả có hình trứng, thuôn dài từ 12 – 13 mm, phía
o
C, lượng mưa bình quân là 2000 mm/năm, có nơi như Phong Dụ lượng
mưa bình quân đạt 3000 mm/năm; độ ẩm bình quân là 84 %. Đất đai phát triển trên đá
sa thạch, phiến thạch, có tầng đất dày, ẩm, nhiều mùn và thoát nước.
[1,4,6]
Quế Hoàng Liên Sơn chủ yếu là loài Cinnamomum cassia Blume, có đặc điểm
thực vật giống Quế Trung Quốc.
[8]
8
1.3.4.2.2 Vùng Quế Thanh Hóa
Vùng Quế Thanh Hoá có diện tích trồng vào khoảng 5000 – 6000 ha, chủ yếu là
loài Cinnamomum loureirii Nees. Các huyện Quế Phong, Quỳ Châu (Nghệ An) và
Thường Xuân, Ngọc Lạc (tỉnh Thanh Hoá) là một vùng liền giải nằm phía Đông dãy
Trường Sơn; có vĩ độ từ 19
o
đến 20
o
vĩ Bắc. Phía Tây thượng nguồn là dãy núi cao
khoảng 1500 – 2000 m án ngữ biên giới Việt Lào và thấp dần về phía Đông. Vùng Quế
Quế Phong, Thường Xuân kẹp giữa lưu vực sông Chu và sông Hiến; có độ cao bình
quân 300 – 700 m. Địa hình chia cắt và đón gió Đông Nam nên lượng mưa của vùng
đất rất cao trên 2000 mm/năm, nguồn nước dồi dào, nhiệt độ bình quân năm 23,1
o
C,
độ ẩm bình quân là 85 %. Thực vật đa dạng và phong phú, có rất nhiều loại lâm sản
ngoài gỗ có giá trị như song, mây, tre, trúc và các loại cây làm thuốc, cây cho thực
phẩm… Quế Thanh, Quế Quỳ là Quế tốt vì hàm lượng và chất lượng dầu cao nổi tiếng
trong cả nước, đồng bào các dân tộc Thái, Mường, Mán sinh sống trong vùng có nghề
trồng, khai thác sử dụng Quế từ lâu đời. Những vườn Quế ở Châu Kim, Thông Thụ,
như Cà Tu, Cà Toong từ lâu đời nay. Các xã như Trà Quân, Trà Thủy (Trà Bồng), Trà
Long, Trà Giác, Trà Mai (Trà My) là các xã có nhiều Quế nhất trong vùng. Vùng Quế
Trà My, Trà Bồng đến nay đã được mở rộng ra các huyện xung quanh Quế S
ơn, Phước
Sơn, Sơn Tây, Sơn Hà.
[1,4,6]
1.3.5 Sinh thái, sinh trưởng và phát triển
Quế đơn (Cinnamomum cassia Blume) có phạm vi phân bố rộng ở nhiều khu
rừng ở nước ta, đặc biệt rất nổi tiếng là vùng Quế Trà My, Trà Bồng, nên chúng rất đa
dạng về hình thái cũng như chất lượng sản phẩm. Mặc dù diện tích gieo trồng ngày một
tăng, song những hiểu biết của chúng ta về loài này chưa hoàn hảo.
[4]
Quế đơn sinh trưởng tự nhiên trong rừng ẩm nhiệt đới trên độ cao 200 – 500 m
tại nhiều khu vực của Việt Nam, Lào, Campuchia. Chúng có biên độ sinh thái rộng, có
thể trồng ở các khu vực có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ở nước ta, Quế đơn sinh
trưởng bình thường tại nhiều địa phương Yên Bái, Cao Bằng, Quảng Ninh đến Nghệ
An, Quảng Trị, Quảng Ngãi và Bà Rịa – Vũng Tàu. Nhiệt độ thích hợp với sự sinh
trưởng và phát triển của Quế đơn là 20 – 25
o
C, nhưng vẫn có thể chịu được điều kiện
lạnh tới 1
o
C hoặc 0
o
C và nhiệt độ cao tối đa tới 37 – 38
o
C. Tổng lượng mưa tại các
vùng trồng Quế đơn ở nước ta thay đổi từ 2000 – 3000 mm/năm.
[1,4]
10
quả chín vào các tháng 11 – 12 hoặc tháng 1 – 2 năm sau.
[1]
Tại Quảng Tây Trung Quốc, Quế đơn thường ra hoa vào các tháng 5 – 6 nhưng
ở Quảng Đông lại muộn hơn (tháng 7 – 8 và quả chín vào các tháng 2 – 3 năm sau).
[4]
11
1.3.6 Sản xuất và buôn bán
1.3.6.1 Sản xuất và buôn bán trên thế giới
Vỏ, tinh dầu vỏ, tinh dầu lá của Quế Cinnamomum cassia Blume đều là những
sản phẩm có giá trị thương mại cao. Sản lượng vỏ Quế trung bình hàng năm trên thị
trường thế giới vào khoảng 15000 tấn, chủ yếu là do các nước Việt Nam, Trung Quốc,
Sri Lanka, Indonesia, Malaysia… cung cấp. Các nước Nhật Bản, Singapore… nhập vỏ
Quế thô và sau đó tái xuất tinh dầu Quế.
[4]
Theo thống kê của Tổ chức Lương thực quốc tế (Food and Agriculture
Organization: FAO) thì đến năm 1998, tổng diện tích Quế đơn ở độ tuổi khai thác tại
hai tỉnh Quảng Tây, Quảng Đông, Trung Quốc vào khoảng 35000 ha với sản lượng vỏ
ước chừng 28000 tấn. Trong thời kỳ từ 1966 – 1976, hàng năm Trung Quốc xuất khẩu
từ 1250 đến 2500 tấn vỏ Quế và là nước xuất khẩu Quế đơn lớn nhất thế giới.
[4]
Trong khoảng thời gian từ 1987 – 1993, hàng năm Hoa Kỳ nhập chừng 600 tấn
vỏ và 340 tấn tinh dầu lá Quế. Ở Trung Quốc, nhu cầu chế biến thực phẩm trong các
gia đình hàng năm cũng cần trên dưới 500 tấn tinh dầu lá Quế.
[4]
Dưới đây là bảng đánh giá nhu cầu và thực tế việc nhập vỏ Quế trên thế giới của
một số nước, theo thống kê của Bộ Thương mại (1996):
[1,4]
Nước nhập khẩu Nhu cầu (tấn/năm) Nhập khẩu (tấn/năm)
Mỹ 10000 7000 – 8000
Nhật Bản 10000 4000 – 5000
Ngoài việc sản lượng Quế sút giảm nghiêm trọng do rừng Quế tự nhiên đã cạn
kiệt, chúng ta vẫn chưa tận dụng vỏ Quế vụn, Quế cành, Quế lá để ly trích thu hồi tinh
dầu.
13
1.4 TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU QUẾ
1.4.1 Các nghiên cứu về tinh dầu Quế
1.4.1.1 Nghiên cứu tinh dầu rễ Quế
Các thông tin nghiên cứu về tinh dầu rễ Quế Cinnamomum cassia Blume rất
hiếm tài liệu nghiên cứu mà chỉ có vài nghiên cứu về rễ các loài Quế khác.
Năm 1923, nhóm nghiên cứu của A. Rolet công bố hàm lượng tinh dầu ly trích
từ rễ Quế Cinnamomum loureirii Nees lấy từ Paris (Pháp) là 1,17 % và trong tinh dầu
chứa khoảng 27 % (E)-cinamaldehid và 11 % eugenol.
[13]
Năm 1934, nhóm nghiên cứu của Anon công bố hàm lượng tinh dầu ly trích từ
rễ Quế Cinnamomum zeylanicum Nees từ vùng Seychelles (Anh Quốc) là 1 % và trong
tinh dầu chỉ chứa khoảng 36 % (E)-cinamaldehid, 40 % các alcol (linalol, eugenol và
eucaliptol).
[12]
Năm 1975, nhóm nghiên cứu của Kameoka công bố thành phần hoá học rễ Quế
Cinnamomum loureirii Nees có nguồn gốc Nhật Bản, bao gồm các cấu phần sau:
[29]
Bảng 1.4.1.1.1: Thành phần hoá học tinh dầu rễ Quế
Cinnamomum loureirii Nees có nguồn gốc Nhật Bản
Stt Cấu phần
% GC-MS
01 Fenchen 0,1
02 α-Pinen 0,5
03 Camphen 1,3