MỞ ĐẦU
Bạch đàn (Eucalyptus) là loài cây bản địa của Australia được trồng phổ
biến trên thế giới với hơn 700 loài khác nhau. Tại Việt Nam, Bạch đàn cũng
là loài cây được trồng khá phổ biến để lấy nguyên liệu, tuy nhiên thực tế cho
thấy các loài cây khác phát triển dưới tán rừng Bạch đàn rất chậm, đặc biệt là
các loài cỏ dại. Đồng thời những nghiên cứu cho thấy có sự nghèo nàn về tính
đa dạng sinh học dưới tán rừng Bạch đàn, đặc biệt là một số loài côn trùng.
Do đó đã có rất nhiều các quan điểm khác nhau của các nhà khoa học trong và
ngoài nước giải thích về vấn đề này và cho đến nay các quan điểm đó vẫn
chưa thật thống nhất. Trong khi đó Bạch đàn được biết là loài cây có hàm
lượng tinh dầu trong lá khá lớn. Vậy phải chăng tinh dầu của nó có liên quan
đến các vấn đề trên, nó có tác động như thế nào đối với sinh vật trong hệ sinh
thái?. Các tính chất của tinh dầu phụ thuộc hoàn toàn vào thành phần các chất
có mặt trong tinh dầu. Thành phần, cũng như hàm lượng của các chất trong
tinh dầu rất khác nhau giữa các loài Bạch đàn, tuổi của cây và các điều kiện tự
nhiên. Do đó việc thực hiện đề tài: “Đánh giá đặc tính thành thành phần
tinh dầu một số loài Bạch đàn (Eucalyptus) trồng ở Việt Nam và mối liên
hệ của nó với một số vấn đề sinh thái môi trường điển hình’’ là rất cần thiết,
góp phần giải quyết các vấn đề nêu trên.
Mục tiêu của đề tài nhằm đánh giá vai trò của các chất chính có mặt
trong tinh dầu một số loài Bạch đàn trồng ở Việt Nam đối với môi trường
sinh thái; đồng thời trên cơ sở một số hoạt tính sinh học của các chất sẽ đề
xuất hướng sử dụng các loài Bạch đàn theo hướng thân thiện với môi trường.
Để thực hiện được các mục tiêu trên, luận văn tập trung giải quyết các
nội dung chính sau:
- Khảo sát các phương pháp tách chiết tinh dầu từ lá Bạch đàn;
1
- Xác định và đánh giá các hoạt tính sinh học của các chất chính có
lục địa châu Á; các nước nhiệt đới, cận nhiệt đới châu Phi, khu vực Địa Trung
Hải và miền Nam châu Âu đến các khu vực Nam và Trung châu Mỹ [2].
Ở Việt Nam, lần đầu tiên Bạch đàn được Brochet tìm thấy ở Cốc Lếu
tỉnh Lào Cai vào năm 1904 (Hoàng Hòe, 1996). Ngày nay có khoảng trên 20
3
loài Bạch đàn đã được trồng ở Việt Nam trong đó Bạch đàn trắng (Eucalyptus
camaldulensis Dehn) được coi như loài có giá trị kinh tế cao, được trồng rộng
rãi ở cả các vùng đất thấp và cao, trừ những đỉnh núi có độ cao trên 1000 mét
so với mực nước biển [10].
Theo Lã Đình Mỡi một số loài Bạch đàn đã được nhập và trồng tương
đối rộng rãi ở Việt Nam như:
- Bạch đàn trắng (Eucalyptus camaldulensis Dehnl., 1832. Tên đồng
nghĩa: E. rostrata Sch., 1847). Một vài địa phương khác còn gọi là
Bạch đàn camal, Bạch đàn Úc, Khuynh diệp đỏ;
- Bạch đàn chanh (Eucalyptus citriodora Hook., 1848). Còn có các
tên đồng nghĩa khác: E. melissiodara Lindley, 1848; E. variegata E.
v. Mueller, 1859; E. maculata Hook. var. citriodora (Hook.) Bailey,
1990; Corymbia citriodora (Hook.). Có nơi ở nước ta còn gọi là
Bạch đàn đỏ;
- Bạch đàn uro (Eucalyptus urophylla S.T. Blake, 1977. Còn có tên
đồng nghĩa: E. alba auct. non Reinw.ex Blume, E. decaisneana
auct. Non Blume);
- Bạch đàn long duyên (Eucalyptus exserta F. v. Muell.,1859). Có nơi
ỏ nước ta còn gọi là Bạch đàn liễu;
- Bạch đàn lá nhỏ (Eucalyptus tereticornis J . E. Smith, 1795. Tên
đồng nghĩa: E. subulata Cunn. ex Schauer, 1843);
- Bạch đàn vỏ dày (Eucalyptus robusta Smith, 1849. Các tên đồng
những vùng đất thấp và sinh trưởng tự nhiên trong các kiểu rừng mưa trên núi
thấp. E. deglupta cũng sinh trưởng tốt ở những khu vực có tổng lượng mưa
hàng năm lớn (2500 – 5000 mm). Do đó loài này đã được đưa trồng rộng rãi ở
khắp các khu vực có điều kiện nhiệt đới ẩm.
Thời kỳ 1960 – 1975, một số loài Bạch đàn như Bạch đàn long duyên
(E. exserta), Bạch đàn lá nhỏ (E. tereticornis), Bạchddàn đỏ (E. robusta),
5
Bạch đàn chanh (E. citriodora) và Bạch đàn trắng (E. camaldulensis) đã được
nhập trồng tại nhiều khu vực miền núi và trung du phía Bắc nước ta. Riêng
rừng Bạch đàn long duyên (E. exserta) có thời kỳ đã lên tới hàng vạn hecta
nhưng năng suất còn thấp, thậm chí có nơi không tạo thành rừng. Nhiều nhận
định trái chiều về Bạch đàn đã xuất hiện như năng suất rừng trồng thấp nhưng
vẫn cao hơn từ 1,5 đến 3 lần so với Thông nhựa ở thời kỳ khai thác ngắn, 10
-12 năm. Rừng Bạch đàn thường làm khô đất, cạn nguồn nước và diệt lớp cây
bụi, cây cỏ dưới tán,...). Một số kết quả nghiên cứu của Hoàng Xuân Tý và
cộng sự (1997) đã cho biết Bạch đàn lá nhỏ (E. tereticornis) và Bạch đàn long
duyên (E. exserta) đều có thể sinh trưởng bình thường trên các đất feralit
vùng đồi có nguồn gốc đá mẹ rất khác nhau (như: phiến thạch sét, sa thạch,
gownai, phiến thạch mica, phù sa cổ, acgilit, phylit, rhiolit) nếu tầng đất còn
dày và cung cấp đủ nước.
Bạch đàn là một chi lớn thuộc nhóm các chi có dạng quả nang trong họ
Sim (Myrtaceae). Một số tác giả đã đưa ra nhận xét và những đề nghị chia
tách chi Bạch đàn thành những phân chi hoặc nhiều nhóm loài khác nhau (có
thể tới 7-10 nhóm loài tùy thuộc vào từng quan điểm của từng tác giả). Người
ta cũng cho rằng chi Bạch đàn có quan hệ họ hàng rất gần gũi với các chi
Angophora, Arillastrum và Eucalyptopsis trong họ Myrtaceae. Kết quả nghiên
cứu về hệ thống phát sinh ở chi Bạch đàn đã cho thấy, chi Bạch đàn
giải thích các vấn đề đã đặt ra ở trên.
1.2. Tình hình nghiên cứu về tinh dầu Bạch đàn trên thế giới
Tinh dầu của Bạch đàn đã được biết đến và sử dụng từ hàng trăm năm
nay. Hiện nay trên thế giới cũng đã có một số nghiên cứu về thành phần và
hoạt tính của tinh dầu Bạch đàn cũng như tác động của nó đến môi sinh.
Trong các nghiên cứu đó phải kể đến công trình nghiên cứu của Daizy R.
Batish và cộng sự (2008). Trong nghiên cứu này tác giả đã chỉ ra rằng tinh
7
dầu Bạch đàn có tính chất như một loại thuốc trừ sâu tự nhiên do nó có khả
năng tiêu diệt được nhiều loài sâu bệnh hại cây trồng, nhiều loài vi khuẩn và
nấm, muỗi [6]. Tuy nhiên tác giả chưa chỉ ra được đâu là hoạt chất có trong
tinh dầu Bạch đàn có khả năng đó. Tác giả cũng đã liệt kê một số hợp chất
chính trong tinh dầu của một số loài Bạch đàn nhưng chưa chỉ rõ hàm lượng
phần trăm có trong tinh dầu, đồng thời trong công trình này tác giả chưa mô tả
rõ phương pháp tách chiết, chưng cất để đạt được hiệu suất cao nhất.
Một số tác giả khác như Duke (2004), Brooker và Kleinig (2006), Liu,
(2008),... đã tập trung nghiên cứu thành phần hóa học trong tinh dầu một số
loài Bạch đàn cùng với một số tính chất của nó. Các tác giả đã chỉ ra được
một số hợp chất hóa học chính trong tinh dầu một số loài Bạch đàn tuy nhiên
chưa thấy các tác giả mô tả phương pháp tách chiết và phân tích tinh dầu.
Trong khi đó đây là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả nghiên
cứu. Đặc biệt các tác giả đều thừa nhận rằng thành phần và hàm lượng tinh
dầu phụ thuộc rất lớn vào tuổi của lá cây, khí hậu, loại đất trồng, chế độ trồng
và chăm sóc, nguồn gốc giống, ...
1.2.1. Các hợp chất tự nhiên của tinh dầu Bạch đàn
Theo nghiên cứu của Brooker và Kleinig (2006), tinh dầu Bạch đàn là
một hỗn hợp phức tạp của nhiều monoterpenes và sesquiterpenes khác nhau,
1,8-Cineole
E. grandis
α-Pinene, 1,8-cineole
E. robusta
α-Pinene
E. urophylla
γ-Terpin,
E. urophylla
Alloocimene,α-pinene
Các nghiên cứu tại Trung Quốc đã chỉ ra
Tác giả
Watanabe và cộng sự, 1993
Ramezani và cộng sự, 2002
Yang etal, 2004
Lucia etal, 2007
Sartorelli và cộng sự, 2007
Su và cộng sự, 2006
Liu etal, 2008
rằng hàm lượng tinh dầu
trong lá tươi của Bạch đàn chanh thay đổi từ 0,5 - 2,0 %. Tinh dầu thường có
màu vàng nhạt, tỉ trọng ở 150C từ 0,915 - 0,925; chỉ số chiết quang ở 200C từ
-10 đến -50C. Tinh dầu có thành phần chủ yếu là citronellal (65 – 80 %),
citronellol (15 – 20 %) và một lượng nhỏ geraniol [3].
Nghiên cứu thành phần hóa học trong tinh dầu Bạch đàn chanh trồng ở
Australia, Boland và cộng sự (1991) đã cung cấp các dẫn liệu sau: citronellal
(80,1 %), isoisopulegol (3,4 %), linalool (0,7 %), ß-caryophyllen (0,4 %), ßpinene (0,4 %), α-pinene (0,1 %) và α-para-dimethylstyren (0,1 %). Các hợp
chất còn lại như α-terpineol, geraniol, 1,8-cineole, globulol và viridiflorol chỉ
ở dạng vết [11].
phenolic [6]. Khả năng kháng nấm và vi khuẩn của một số loài Bạch đàn
được mô tả trong Bảng 2 [6].
Bảng 2. Hoạt tính kháng kháng nấm và vi khuẩn của tinh dầu
một số loài Bạch đàn
Tinh dầu loài
Vi khuẩn, nấm
Tác giả
10
Penicilium digitatum gây thối cam quýt
Dhaliwal
(2004)
Nấm ngoài da-Microsporum canis, Microsporum Dhaliwal
E. camaldulensis
gypseum,
Trichophyton
schoenleinii,Trichophyton
rubrum,
Mucor sp.
(2004)
Phytophthora cactorum, Cryphonectria parasitica Lee et al,
E. globulus
và Fusarium cicrinatum
Escherichia coli O157:H1
(2008)
Moreira,
E. urophylla
(2002)
Bệnh nấm Fusarium oxysporum, Pyricularia grisea, Liu
Eucalyptus sp.
Gloeoporium musarum và Phytophthora capsici
Vi khuẩn gram âm, gram dương và nấm
2008
Pattnaik
(1996)
1.2.3. Hoạt tính xua đuổi, diệt trừ côn trùng của tinh dầu bạch đàn
Tinh dầu Bạch đàn có hoạt tính như một loại thuốc trừ côn trùng tự
nhiên để chống lại muỗi và các loài chân đốt gây hại hoặc một vài loài động
vật ăn cỏ. Yang và cộng sự (2004) đã công bố rằng tinh dầu của loài Bạch đàn
và
Tribolium Moharramipour
castaneum trưởng thành từ 1-7 ngày. (2007)
Độc tính chống lại Sitophilus Tinkeu et al. (2004)
zeamais
Giết chết nhộng Musca domestica.
E. globulus
Eucalypstus sp.
Abdel
Halim
và
Morsy (2005)
Chống lại chấy rận hại da đầu.
Yang et al (2004)
Độc với ấu trùng Aedes aegypti.
Lucia et al (2007)
Trừ ấu trùng Aedes albopictus, A. Zhu et al (2006)
aegypi và Culex pipiens pallens.
Vào cuối những năm 1990, một số công trình nghiên cứu công bố cho
thấy các sản phẩm tinh dầu Bạch đàn chủ yếu sử dụng để xua đuổi các loài
một số loài cây trồng như Triticum aestivum, Zea mays, Raphanus sativus và
các loài cỏ dại như Cassia occidentalis, Amaranthus viridis và Echinochloa
crus-galli. Cũng theo nhóm tác giả đã chứng minh tinh dầu đã bộc lộ những
độc tính rất rõ ràng đối với một số loài và ảnh hưởng của tính độc đó rõ hơn
đối với sự nảy mầm của các loài cây nhỏ như A. viridis [6].
1.3. Tình hình nghiên cứu về tinh dầu Bạch đàn ở Việt Nam
13
Hiện nay ở nước ta cây Bạch đàn vẫn là loài cây được trồng chủ yếu để
phủ xanh đất trống đồi núi trọc và để cung cấp nguồn nguyên liệu cho công
nghiệp giấy và xây dựng, cho nên việc nghiên cứu về loài cây này phần lớn
tập trung vào quá trình trồng và chăm sóc. Tuy nhiên bên cạnh giá trị về cung
cấp gỗ thì tinh dầu trong lá của chúng còn có một số tính chất rất quý, đặc biệt
là loài Bạch đàn chanh là loài có tinh dầu đáng quan tâm nhất trong chi Bạch
đàn ở nước ta. Tinh dầu của nó cũng đã được một số tác giả quan tâm và
nghiên cứu. Theo Lã Đình Mỡi, Bạch đàn không chỉ là loài cây cung cấp gỗ
cho công nghiệp giấy sợi mà còn là nguồn nguyên liệu lấy tinh dầu cho công
nghiệp dược phẩm, hoá mỹ phẩm và công nghiệp chế biến thuốc trừ sâu có
nguồn gốc từ thực vật. Do đó Bạch đàn đã và đang là những đối tượng được
quan tâm nghiên cứu để trồng rừng tại nhiều khu vực khác nhau trên thế giới
[4]. Đỗ Tất Lợi đã mô tả lá Bạch đàn được dùng để chữa ho, giúp tiêu hóa,
ngoài ra còn dùng để chữa cảm sốt [2].
Trong các công trình nghiên cứu về tinh dầu của loài cây này phải kể
đến công trình nghiên cứu của Nguyễy Xuân Dũng và cộng sự (1995). Tác giả
đã xác định được khoảng 30 hợp chất trong tổng số khoảng 40 hợp chất có
trong tinh dầu Bạch đàn chanh (Eucalyptus citriodora), hàm lượng tinh dầu
trong lá tươi từ 1,8 - 2,0 %, tỉ trọng 0,87235, tỉ số chiết quang n D20 là 1,45852.
Hàm lượng các chất trong tinh dầu như sau: citronellal (72,53 %), isopulegol
Bạch đàn chanh có thể gồm bốn dạng hóa học:
- Dạng Bạch đàn chanh trong tinh dầu chứa chủ yếu là citronellal (65
- 91 %): loại citronellal;
- Dạng Bạch đàn chanh có các thành phần chính trong tinh dầu gồm
citronellol (khoảng 50 %) và citronellal (1 – 14 %): loại citronellol
và citronellal;
15
- Dạng Bạch đàn chanh mà thành phần chính trong tinh dầu chỉ gồm
citronellal (20 – 50 %) và guaiol: loại citronellal và guaiol;
- Dạng Bạch đàn chanh với các hydrocacbon là thành phần chủ yếu
của tinh dầu: loại hydrocacbon.
Đối với loài Bạch đàn trắng, theo Lã Đình Mỡi hàm lượng tinh dầu
trong lá tương đối thấp, chỉ từ 0,14 – 0,28 % và các thành phần chính trong
tinh dầu là ß-cymen, phellandren, cuminal, phellandral, geraniol và cineol.
Như vậy các nghiên cứu về tinh dầu Bạch đàn ở nước ta cho thấy nó có
một số tính chất quý, có thể dùng làm thuốc. Thành phầnh hóa học rất đa dạng
và phức tạp, đặc biệt có sự khác nhau giữa các loài, tuổi của cây và vị trí địa
lý trồng cây. Tuy nhiên trong các nghiên cứu trên chưa thấy các tác giả mô tả
phương pháp chưng cất và tách chiết trong khi đó yếu tố này ảnh hưởng rất
lớn đến thành phần và hàm lượng các chất hóa học trong tinh dầu của lá.
Trong các loài Bạch đàn mà các tác giả lựa chọn nghiên cứu cũng chưa chỉ rõ
được lấy từ các địa phương nào của nước ta.
Một trong những vấn đề mà trong hầu tất cả những nghiên cứu của các
tác giả đã dẫn ra ở trên chưa đề cập đến đó là việc nghiên cứu và đánh giá
hoạt tính sinh học của các chất chính trong tinh dầu. Khi đã dự đoán được
hoạt tính sinh học của các chất chính có mặt trong tinh dầu thì nó sẽ tạo ra
một cơ sở khoa học hết sức quan trọng để lựa chọn ra những tính chất cần
thiết bị, không tạo thành hỗn hợp nổ với không khí và có độ nhớt kém;
+ Nhiệt độ sôi thấp vì khi chưng cất dung dịch trích ly để thu hồi dung
môi, nhiệt độ sôi cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu. Điểm sôi của
dung môi nên thấp hơn điểm sôi của cấu phần dễ bay hơi nhất trong tinh dầu.
+ Ngoài ra, cần có thêm những yếu tố phụ khác như: giá thành thấp,
nguồn cung cấp dễ tìm, …
Thường thì không có dung môi nào thỏa mãn tất cả những điều kiện kể
trên. Người ta sử dụng cả dung môi không tan trong nước như dietyl ete, ete
17
dầu hỏa, hexan, cloroform,… lẫn dung môi tan trong nước như etanol, aceton.
Trong một số trường hợp người ta còn dùng một hỗn hợp dung môi.
- Quy trình tẩm trích
Phương pháp trích ly thích hợp cho các nguyên liệu có chứa lượng tinh
dầu không lớn lắm hoặc có chứa những cấu phần tan được trong nước và
không chịu được nhiệt độ quá cao. Quy trình kỹ thuật gồm các giai đoạn sau:
+ Tẩm trích: nguyên liệu được ngâm vào dung môi trong bình chứa.
Trong một số trường hợp, để gia tăng khả năng trích ly, nguyên liệu cần được
xay nhỏ trước. Hỗn hợp nguyên liệu và dung môi cần được xáo trộn đều trong
suốt thời gian trích ly. Nên khảo sát trước xem việc gia nhiệt có cần thiết hay
không, nếu cần, cũng không nên gia nhiệt quá 50 oC để không ảnh hưởng đến
mùi thơm của sản phẩm sau này.
+ Xử lý dung dịch ly trích: sau khi quá trình tẩm trích kết thúc, dung
dịch ly trích được lấy ra và có thể thay thế bằng dung môi mới sau một
khoảng thời gian nhất định, tùy theo nguyên liệu. Tách nước (nếu có) ra khỏi
dung dịch, rồi làm khan bằng Na2SO4 và lọc. Dung môi phải được thu hồi ở
nhiệt độ càng thấp càng tốt để tránh tình trạng sản phẩm bị mất mát và phân
hủy. Do đó, nên loại dung môi ra khỏi sản phẩm bằng phương pháp cô quay
- Ưu và nhược điểm
+ Ưu điểm: sản phẩm thu được theo phương pháp này thường có mùi
thơm tự nhiên. Hiệu suất sản phẩm thu được thường cao hơn các phương
pháp khác.
+ Khuyết điểm: yêu cầu cao về thiết bị; thất thoát dung môi; quy trình
tương đối phức tạp và tốn kém chi phí.
1.4.1.2. Phương pháp chưng cất hơi nước
Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan, khuếch tán và lôi
cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các
mô khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao. Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế
19
bào chứa tinh dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa
trong một thời gian nhất định. Trường hợp mô thực vật có chứa sáp, nhựa,
axít béo thì khi chưng cất phải được thực hiện trong một thời gian dài vì
những hợp chất này làm giảm áp suất hơi chung của hệ thống và làm cho sự
khuyếch tán trở nên khó khăn.
- Lý thuyết chưng cất
Chưng cất có thể được định nghĩa là: Sự tách rời các cấu phần của một
hỗn hợp nhiều chất lỏng dựa trên sự khác biệt về áp suất hơi của chúng.
Trong trường hợp đơn giản, khi chưng cất một hỗn hợp gồm 2 chất lỏng
không hòa tan vào nhau, áp suất hơi tổng cộng của hỗn hợp là tổng của hai áp
suất hơi riêng phần. Do đó, nhiệt độ sôi của hỗn hợp sẽ tương ứng với áp suất
hơi tổng cộng xác định, không tùy thuộc vào thành phần phần trăm của hỗn
hợp, miễn là lúc đó hai pha lỏng vẫn còn tồn tại. Nếu vẽ đường cong áp suất
hơi của từng chất theo nhiệt độ, rồi vẽ đường cong áp suất hơi tổng cộng, thì
ứng với một áp suất, ta dễ dàng suy ra nhiệt độ sôi tương ứng của hỗn hợp và
nhận thấy là nhiệt độ sôi của hỗn hợp luôn luôn thấp hơn nhiệt độ sôi của
+ Sự thủy phân
Những cấu phần este trong tinh dầu thường dễ bị thủy phân tạo ra axit
và rượu khi đun nóng trong một thời gian dài với nước. Do đó, để hạn chế
hiện tượng này, sự chưng cất hơi nước phải được thực hiện trong một thời
gian càng ngắn càng tốt.
+ Nhiệt độ
Nhiệt độ cao làm phân hủy tinh dầu. Do đó, khi cần thiết phải dùng hơi
nước quá nhiệt (trên 100oC) và thực hiện việc này trong giai đoạn cuối cùng
của sự chưng cất sau khi các cấu phần dễ bay hơi đã lôi cuốn đi hết. Thực ra,
hầu hết các tinh dầu đều kém bền dưới tác dụng của nhiệt nên vấn đề là làm
sao cho thời gian chịu nhiệt độ cao của tinh dầu càng ngắn càng tốt.
21
Tóm lại, dù ba ảnh hưởng trên được xem xét độc lập nhưng thực tế thì
chúng có liên quan với nhau và quy về ảnh hưởng của nhiệt độ. Khi tăng nhiệt
độ, sự khuếch tán thẩm thấu sẽ tăng, sự hòa tan tinh dầu trong nước sẽ tăng
nhưng sự phân hủy cũng tăng theo.
Trong công nghiệp người ta chia các phương pháp chưng cất hơi nước
ra thành ba loại chính: chưng cất bằng nước, chưng cất bằng hơi nước và
chưng cất bằng hơi nước.
Đối với trường hợp chưng cất bằng nước, trong trường hợp này nước
phủ kín nguyên liệu nhưng phải chừa một khoảng không gian tương đối lớn
phía bên trên lớp nước để tránh khi nước sôi mạnh làm văng chất nạp qua hệ
thống hoàn lưu. Nhiệt cung cấp có thể đun trực tiếp bằng củi lửa hoặc bằng
hơi nước dẫn từ nồi hơi vào (sử dụng bình có hai lớp đáy). Trong trường hợp
chất nạp quá mịn, lắng chặt xuống đáy nồi, lúc đó nồi phải trang bị những
cánh khuấy trộn đều bên trong trong suốt thời gian chưng cất. Sự chưng cất
này không thích hợp với những tinh dầu dễ bị thủy phân. Những nguyên liệu
+ Cơ sở của phương pháp
Một số phân tử, thí dụ như nước, phân chia điện tích trong phân tử một
cách bất đối xứng. Như vậy các phân tử này là những lưỡng cực có tính định
hướng trong chiều của điện trường. Dưới tác động của điện trường một chiều,
các phân tử lưỡng cực có khuynh hướng sắp xếp theo chiều điện trường này.
Nếu điện trường là một điện trường xoay chiều, sự định hướng của các lưỡng
cực sẽ thay đổi theo chiều xoay đó. Cơ sở của hiện tượng phát nhiệt do vi
sóng là sự tương tác giữa điện trường và các phân tử phân cực bên trong vật
chất. Trong điện trường xoay chiều có tần số rất cao (2,45x10 9 Hz), điện
trường này sẽ gây ra một xáo động ma sát rất lớn giữa các phân tử, đó chính
là nguồn gốc sự nóng lên của vật chất.
Với một cơ cấu có sự bất đối xứng cao, phân tử nước có độ phân cực
rất lớn, do đó nước là một chất rất lý tưởng dễ đun nóng bằng vi sóng. Ngoài
23
ra, các nhóm định chức phân cực như: -OH, -COOH, -NH 2 … trong các hợp
chất hữu cơ cũng là những nhóm chịu sự tác động mạnh của trường điện từ.
Do đó, những hợp chất càng phân cực càng rất mau nóng dưới sự chiếu
xạ của vi sóng. Việc này có liên quan đến hằng số điện môi của hợp chất đó.
Tóm lại, sự đun nóng bởi vi sóng rất chọn lọc, trực tiếp và nhanh chóng.
+ Quá trình trích ly dưới sự hỗ trợ của vi sóng
Dưới tác dụng của vi sóng, nước trong các tế bào thực vật bị nóng lên,
áp suất bên trong tăng đột ngột làm các mô chứa tinh dầu bị vỡ ra. Tinh dầu
thoát ra bên ngoài, lôi cuốn theo hơi nước sang hệ thống ngưng tụ (phương
pháp chưng cất hơi nước) hoặc hòa tan vào dung môi hữu cơ đang bao phủ
bên ngoài nguyên liệu (phương pháp tẩm trích).
Mức độ chịu ảnh hưởng vi sóng của các loại mô tinh dầu không giống
nhau do kiến tạo của các loại mô khác nhau, ngay khi nguyên liệu được làm
Vùng có tần số cao (5–10 MHz), ứng dụng trong y học để chuẩn đoán
bệnh.
Vùng có tần số thấp hơn (20 – 100 kHz), ứng dụng trong các ngành
khác (kích hoạt phản ứng hóa học, hàn chất dẻo, tẩy rửa, cắt gọt, …) dựa trên
khả năng cung cấp năng lượng của siêu âm.
Siêu âm cung cấp năng lượng thông qua hiện tượng tạo và vỡ “bọt”
(khoảng cách liên phân tử). Trong môi trường chất lỏng, bọt có thể hình thành
trong nửa chu kỳ đầu và vỡ trong nữa chu kỳ sau, giải phóng một năng lượng
rất lớn. Năng lượng này có thể sử dụng tẩy rửa chất bẩn ngay trong những vị
trí không thể tẩy rửa bằng phương pháp thông thường, khoan cắt những chi
tiết tinh vi, hoạt hóa nhiều loại phản ứng hóa học, làm chảy và hòa tan lẫn vào
nhau trong việc chế tạo những sản phẩm bằng nhựa nhiệt dẻo, …
25