Khảo sát thực vật và phân tích thành phần tinh dầu của 3 cây trong họ lamiaceae (rosemarinus officinalis L; mentha piperita L; thymus vulgaris L.), đã di thực và đang được trồng với qui mô lớn tại Bảo Lộc

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Dược Học 188 KHẢO SÁT THỰC VẬT VÀ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN TINH DẦU CỦA 3 CÂY TRONG HỌ LAMIACEAE (Rosemarinus officinalis L.; Mentha piperita L.; Thymus vulgaris L.), ĐÃ DI THỰC VÀ ĐANG ĐƯỢC TRỒNG VỚI QUI MÔ LỚN TẠI BẢO LỘC Huỳnh Thị Ngọc Sương*, Phan Thanh Dũng*, Võ Thị Bạch Huệ* TÓM TẮT Mở đầu: Ba cây Rosemarinus officinalis L., Mentha piperita L. và Thymus vulgaris L. thuộc họ Lamiaceae đã được di thực từ Pháp vào Việt Nam và đang được trồng tại Bảo Lộc từ lâu nhưng về mặc thực vật cũng như thành phần hóa học chưa được khảo sát. Mục tiêu: Khảo sát phương pháp chiết sao cho thu được hiệu suất cao và thành phần hoạt chất ổn định để đưa vào thị trường. Từ đó khẳng định giá trị y học và kinh tế, tạo điều kiện phát triển và trồng trọt các cây này trên diện rộng. Phương pháp: Các tinh dầu được chiết hàng ngày bằng thiết bị chiết Clevenger, từ đó ghi lại đặc điểm động học trong quá trình chiết. Hiệu suất tinh dầu được tính theo ml tinh dầu thu được trong 100 g dược liệu. Thành phần hóa học của tinh dầu được xác định bằng máy sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS). So sánh với phổ chuẩn trong thư viện NIST 5.0. Kết quả: Phân tích thành phần tinh dầu thông qua GC-MS đã xác định được thành phần chính của tinh dầu R. officinalis là camphor (22,47%), 1,8-cinéol (19,3), α-pinen (12,53%), của T. vulgaris là thymol (36,58%), γ-terpinen (19,41%), ρ-cymen (14,81%), và của M. piperita là dl-menthol (21,89%), isomenthon (12,38%). Kết luận: Kết quả thu được cho thấy hiệu suất chiết tinh dầu của 3 cây nghiên cứu là khá cao, và thành phần hóa học của những tinh dầu này rất đáng được quan tâm. Từ đó cho thấy, việc chiết xuất trên quy mô công nghiệp của những tinh dầu này là hoàn toàn có khả thi và sẽ đem lại những lợi ích kinh tế nhất định. Từ khóa: Tinh dầu, Sắc ký khí ghép với khối phổ (GC-MS), Rosemary, Thyme, Peppermint. ABSTRACT SURVEY AND ANALYSIS OF PLANT ESSENTIAL OIL COMPOSITION OF THREE PLANTS IN THEIR LAMIACEAE, ACCLIMATIZED FROM FRANCE AND GROWING AT BAO LOC. Huynh Thi Ngoc Suong, Phan Thanh Dung, Vo Thi Bach Hue * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 - Supplement of No 2 - 2014: 188 - 192 Background: Three herbs: Rosemary (Rosmarinus officinalis L.), Thyme (Thymus vulgaris L.) and Peppermint (Mentha piperita L.) were acclimatized from France and grew long time ago in Bao Loc, however, their botanical characteristics and chemical compositions have not been studied. Objectives: To investigate the extraction method of Essential oil for high yield and stable compositions in order to commercializing. Based on that, their medicinal and economical values will be confirmed and their culltivation can be widely promoted. Methods: The essential oils extracted daily by hydrodistillation with Clevenger equipment and extraction kinetics were recorded. Extraction yield was calculated by volume (ml) of essential oils obtained per 100 g of herb. Chemical compositions of essential oils were determined by GC/MS. Data were interpreted by comparing to NIST * Khoa Dược, Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: TS. Phan Thanh Dũng ĐT: 0983 957158 Email: dungpharm@yahoo.com Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Học 189 5.0 library. Results: it is observed that the essential oil composition of R. officinalis are camphor (22.47%), 1,8-cineole (19.3%) and α-pinene (12.53%). Those of T. vulgaris are thymol (36.58%), γ-terpinene (19.41%), ρ-cymene (14.81%). Meanwhile, those of M. piperita are dl-menthol (21.89%), isomenthone (12.38%). Conclusion: The results showed that essential oil yield of these herbs are rather high and their chemical compositions are interesting. Therefore, industrial scale extraction of these essential oils is feasible and have economical benefits. Keywords: essential oils, GC-MS, vegetable anatomy, Rosemary, Thyme, Peppermint. ĐẶT VẤN ĐỀ Tinh dầu có tác dụng đáng kể giúp giải tỏa stress, phục hồi cơ thể và cảm hứng(1). Nhóm tinh dầu có tác dụng thư giãn (tinh dầu hoa hồng, hoa lài) đem lại cảm giác thanh thản, ngủ ngon, giảm căng thẳng. Nhóm tinh dầu tái tạo (bạc hà, thông, hương thảo) kích thích lưu thông máu, giảm mệt mỏi hoặc sưng tấy cơ bắp. Nhóm tinh dầu có tác dụng giải độc (chanh, khuynh diệp, bạch đậu khấu) giúp giải độc cho da, làm da sáng mượt, tinh thần sảng khoái. Đề tài này được thực hiện với mục tiêu là khảo sát phương pháp chiết sao cho thu được hiệu suất cao và thành phần hoạt chất ổn định để đưa vào thị trường. Từ đó khẳng định giá trị y học và kinh tế, tạo điều kiện phát triển và trồng trọt các cây này trên diện rộng. NGUYÊN LIỆU - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên liệu- Trang thiết bị Phần trên mặt đất của Hương thảo- Rosemary (R. officinalis), Cỏ xạ hương- Thyme (T. vulgaris), và Bạc hà âu- Peppemint (M. piperita) được thu hái tại Đà Lạt vào tháng 4 và tháng 5/2011 bởi công ty Rừng hoa bạch cúc. Tinh dầu được chiết bằng thiết bị Clevenger, khảo sát thực vật học bằng kính hiển vi quang học Olympus 20, kính hiển vi nền nổi Nikon SMZ1000, máy chụp hình Canon Ixus 105, khảo sát thành phần hóa học bằng máy sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) Shimazu GC-MS QP2000 và Waters Micromass Autospec premier. Phương pháp nghiên cứu Phân tích thực vật bằng cảm quan, phân tích vi học thực vật bằng kỹ thuật nhuộm màu kép (màu phèn iốt) và tiến hành soi bột thực vật bằng cách sử dụng dung dịch chloral hydrat R. Chiết xuất tinh dầu bằng thiết bị chiết Clevenger, hiệu suất tinh dầu được tính theo ml tinh dầu thu được trong 100 g dược liệu. Phân tích thành phần hóa học tinh dầu bằng máy sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS). So sánh với phổ chuẩn trong thư viện NIST 5.0. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Thực vật học Hương thảo (Rosmarinus officinalis L.) Thân dạng cây bụi, cao đến 1- 1,5 m, cây có mùi thơm dễ chịu. Thân dẹp, màu xanh có nhiều lông trắng ở cả cành; gốc hóa gỗ. Lá mọc đối chéo chữ thập, phiến lá hình thuôn dài, dài 2,5 - 4 cm, rộng 2 - 3 mm, bìa nguyên, cong về phía dưới; mặt trên xanh đậm, bề mặt hơi gồ ghề, mặt dưới xanh có phủ rất nhiều lông trắng, dài. Lá không có cuống. Cụm hoa là gié mang xim có ở ngọn cành hoặc nách lá. Hoa mẫu năm, không đều, dạng 2/3, màu xanh phớt tím. Đặc điểm giải phẫu Lông che chở mật độ dày đặc ở thân non và mặt dưới phiến lá. Lông đa bào, rất phân nhánh, ít khi thẳng. Lông tiết rất nhiều, có ba loại: lông tiết đầu đơn bào, hình bầu dục, chân đa bào (thường 2 tế bào); loại lông tiết to, tròn, đầu có 8 tế bào chứa tinh dầu, chân là một tế bào ngắn hoặc có chân là tế bào biểu bì. Đặc biệt có lông che chở phân nhánh với một trong số những nhánh của cây có đầu giống đầu của lông tiết, chứa chất tiết. Bột dược liệu nâu vàng. Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Dược Học 190 Cỏ xạ hương (Thymus vulgaris L.) Thân dạng cây bụi nhỏ, chiều cao 20 – 30 cm, cây có mùi thơm dễ chịu. Thân hơi vàng, nhám do nhiều lông, có góc ở phần non, gần tròn tại thân già, đường kính thân 1-2 mm. Lá mọc đối chéo chữ thập, phiến lá hình oval, dài 7 - 10 mm, rộng 2- 4 mm, bìa có răng cưa nhẹ hoặc nguyên ở khoảng ½ về phía ngọn lá, mặt trên xanh đậm, nhám, mặt dưới xanh nhạt hơn, cả 2 mặt đều phủ nhiều lông trắng ngắn ; cuống lá dài khoảng 1 – 2 mm, cuống rất ngắn đối với lá ở phía ngọn cành. Cụm hoa hình lá xim có 2 ngã mọc ở nách lá, thường tạo thành một vòng giả quanh thân. Hoa mẫu năm, không đều dạng 2/3, màu trắng hơi hồng tím dần ở đầu cánh hoa. Đặc điểm giải phẫu Lông che chở dày đặc ở thân và ở lá, thường là 1- 2 tế bào, không phân nhánh. Lông tiết rất nhiều, có hai loại: lông tiết đầu đơn bào, hình bầu dục, chân ngắn; và loại lông tiết to, tròn, đầu 8 tế bào chứa tinh dầu, chân là một tế bào ngắn hoặc có chân là tế bào biểu bì. Bột dược liệu màu nâu vàng. Bạc hà Âu (M. piperita) Thân cỏ đứng, cao 30-60 cm, có thân ngầm, phân nhánh nhiều, cây có mùi thơm dễ chịu. Thân vuông, nhẹ, nhẵn, đường kính khoảng 2 – 3 mm, màu tím hoặc trắng tím. Lá mọc đối chéo chữ thập, phiến lá hình trứng một đầu nhọn, dài 3-6 cm, rộng 1,5-3,5 cm; bìa lá có răng cưa nhọn khoảng 2/3 về phía trên. Mặt trên xanh đậm hơn mặt dưới, hai mặt hơi nhám, có lông nhỏ. Cuống lá dài 0,5-1,5 cm. Không tìm thấy hoa trong thời gian nghiên cứu. Đặc điểm giải phẫu Lông che chở từ 2-4 tế bào xếp thành 1 dãy (rất ít gặp), bề mặt lấm tấm. Lông tiết rất nhiều, có hai loại: lông tiết đầu đơn bào, hình bầu dục, chân ngắn; và loại lông tiết to, tròn, đầu 4-8 tế bào chứa tinh dầu, chân là một tế bào ngắn hoặc Hình 5: Toàn cây M. piperita Hình 4: Toàn cây (trái), hoa (phải) T. vulgaris Hình 3: Toàn cây (trái), hoa (phải) R. officinalis Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Học 191 có chân là tế bào biểu bì, thường nằm trong vùng lõm của biểu bì trên và dưới. Bột dược liệu màu xám xanh. Khảo sát tinh dầu Ảnh hưởng của quá trình làm khô lên hiệu suất chiết tinh dầu Hiệu suất chiết tăng dần theo thời gian phơi âm can, cao nhất vào ngày thứ 8 của quá trình với hiệu suất tương ứng cho R. officinalis, T. vulgaris, M. piperita là 3,01%. 1,61%, 2,15%. Kết quả cho thấy hiệu suất chiết của R. officinalis là cao nhất. - 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R. officinalis T. vulgaris M. piperita Hiệu suất chiết tinh dầu % Thời gian làm khô (ngày) Nghiên cứu động học trong quá trình chiết tinh dầu Quá trình chiết tinh dầu được chia làm 3 giai đoạn. Giai đoạn 1 khoảng 10-15 phút, hiệu suất bằng 0 tương ứng với quá trình gia nhiệt. Giai đoạn 2 khoảng 15-90 phút, hiệu suất tinh dầu tăng mạnh. Trong đó, quá trình chiết tinh dầu M. piperita được tiến triển nhanh nhất. Giai đoạn 3 là giai đoạn hiệu suất đã đạt tối đa, không tăng nữa. Thành phần hóa học của tinh dầu R. officinalis: Camphor (22,47%), 1,8- cinéol (19,3), α-pinen (12,53%), camphen (7,29%). Loại tinh dầu này chứa chủ yếu là camphor, trong khi các tinh dầu cùng loại ở Tây Ban Nha (5), Brazil (2), Monaco(3) chứa chủ yếu là α- Pinen, còn tinh dầu ở Maroc và Tunisie (5) chứa chủ yếu là 1,8-cineol. T. vulgaris: Thymol (36,58%), γ-terpinen (19,41%), ρ-cymen (14,81%), cis-sabinen hydrat (4,42%). So sánh với những tinh dầu cùng loại ở một số nơi trên thế giới, thymol luôn là thành phần quan trọng nhất của tinh dầu T. vulgaris. Tỷ lệ phần trăm của thành phần này trong tinh dầu ở Đà Lạt nằm trong khoảng quy định của Dược điển Châu Âu 7.0 (5), tỷ lệ này cao hơn so với tinh dầu ở Tây Ban Nha và thấp hơn so với ở Serbie và Montenegro(4). M. piperita: dl-menthol (21,89%), isomenthon (12,38%), neo-menthyl acetat (10,07%). Tỷ lệ menthol của tinh dầu ở Đà Lạt thấp hơn ở tinh dầu quy định trong dược điển châu Âu(5), và ở Thổ Nhĩ Kỳ(Error! Reference source not found.), cao hơn nhiều so với ở Ấn Độ. KẾT LUẬN Kết quả cho thấy 3 cây được nghiên cứu có những đặc điểm rất đặc trưng của họ Lamiaceae. Hiệu suất chiết tinh dầu (ml/100mg) đạt cao nhất vào ngày thứ 8 của quá trình phơi âm can cụ thể là 3,01 ; 1,61 và 2,15 lần lượt cho R. officinalis, T. vulgaris, M. piperita, với thời gian chiết tinh dầu là khoảng 50 phút kể từ lúc có giọt chất lỏng đầu tiên ngưng tụ lại trên dụng cụ Clevenger đối với R. officinalis, T. vulgaris và khoảng 35 phút đối với M. piperita. Phân tích thành phần tinh dầu thông qua GC-MS đã xác định được thành phần chính của tinh dầu R. officinalis là camphor (22,47%), 1,8- cinéol (19,3), α-pinen (12,53%), của Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Dược Học 192 T. vulgaris là thymol (36,58%), γ-terpinen (19,41%), ρ-cymen (14,81%), và của M. piperita là dl-menthol (21,89%), isomenthon (12,38%). Kết quả thu được cho thấy hiệu suất chiết tinh dầu của 3 cây nghiên cứu là khá cao, và thành phần hóa học của những tinh dầu này rất đáng được quan tâm. Từ đó cho thấy, việc chiết xuất trên quy mô công nghiệp của những tinh dầu này là hoàn toàn có khả thi và sẽ đem lại những lợi ích kinh tế nhất định. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bruneton J (1999), Pharmacognosy, Phytochemistry, Medicinal Plants, 2e ed, TEC & DOC, Paris, 249-250, 484-512, 536-537, 539-540, 545-547. 2. Cristina C et al. (2005), Physico-chemical Evaluation of Rosmarinus officinalis L. Essential Oils, Brazilian archives of biology and technology, 48(6): 1035-1039. 3. Derwich E, Benziane Z & Chabir R (2011), Aromatic and medicinal plants of morocco: chemical composition of essential oils of Rosmarinus officinalis and Juniperus phoenicea, JJABPT, 2(1): 145-153. 4. Dimitrijevic SI et al. (2007), A study of the synergistic antilisterial effects of a sub-lethal dose of lactic acid and essential oils from Thymus vulgaris L., Rosmarinus officinalis L. and Origanum vulgare L., Food Chemistry, 104, 774–782. 5. Dược điển Châu Âu, 7e ed (2011): No 01/2008:1560 ; 01/2008:1846 ; 04/2009:0865 ; 01/2008:1347 ; 01/2008:0405 ; 01/2008:0406 ; 2098. Ngày nhận bài báo: 10.12.2012 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 21.12.2013 Ngày bài báo được đăng: 10.03.2014