Thành phần hoá học của tinh dầu hồi (Illicium verum Hook. f.) ở Lạng Sơn

Mở đầu

Hồi (Illicium verum Hook. f.) là cây kinh tế truyền thống được trồng từ lâu ở một số tỉnh phía Bắc Việt Nam (Lạng Sơn, Cao Bằng, Quảng Ninh). Sản phẩm chủ yếu của cây hồi  là tinh dầu cất từ quả và quả sấy khô (thường gọi là hoa hồi) sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, dược phẩm và hương liệu. Những năm trước đây, Việt Nam và Trung Quốc là hai quốc gia duy nhất sản xuất và cung cấp các sản phẩm của cây hồi cho thị trường thế giới. Gần đây, do giá trị kinh tế cao và nhu cầu thị trường lớn, một số nước châu Á (Nhật Bản, Philippin,...) đã trồng và bước đầu xuất khẩu các sản phẩm từ cây hồi.

Ở Việt Nam, diện tích trồng Hồi tăng lên khá nhanh trong những năm gần đây; chỉ riêng tỉnh Lạng Sơn diện tích Hồi đã lên tới trên 24.000 ha. Ngoài ra, hồi còn được trồng ở một số tỉnh phía Bắc khác (Lai Châu, Lào Cai). Trong quá trình mở rộng diện tích cây Hồi, vấn đề chọn giống và quản lý chất lượng giống không được quan tân đúng mức. Để nâng cao hiệu quả sản xuất và duy trì ổn định ngành trồng và chế Hồi ở Việt Nam, tuyển chọn giống Hồi có năng suất, chất lượng cao phù hợp với nhu cầu thị trường quốc tế và nghiên cứu quy trình chế biến sản phẩm là một trong những nhiệm vụ cấp thiết trong thời gian hiện nay. Trong những nghiên cứu này, bên cạnh việc tuyển chọn giống Hồi cho tinh dầu theo tiêu chuẩn chất lượng truyền thống (có hàm lượng trans-anethole cao), việc phát hiện các kiểu hoá học (chemotypes) khác để nghiên cứu sản xuất các sản phẩm thương mại mới từ cây Hồi nằm trong số những nội dung đã và đang được thực hiện. Các kết quả trình bày trong báo cáo này là một phần kết quả của những nghiên cứu nêu trên.

Địa điểm, đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Địa điểm nghiên cứu là các rừng hồi trồng tại một số xã (Bình Phúc, Vân Mộng, Chu Túc) thuộc huyện Văn Quan tỉnh Lạng Sơn. Đây là huyện có diện tích hồi lớn nhất của tỉnh. Nghiên cứu được tiến hành vào vụ hồi tứ quý từ tháng 12 năm 2004 đến tháng 1 năm 2005 tại các rừng hồi có tuổi từ 40-60 tuổi.

Kiểu hình thái quả được xác định theo chỉ tiêu số lượng lá noãn (cánh) trên mỗi quả. Mỗi cây được đo đếm ngẫu nhiên ít nhất 500 quả khi còn tươi ở giai đoạn thu hoạch, tính cả các lá noãn bị lép.

Tinh dầu được thu từ quả tươi theo phương pháp lôi cuốn bằng hơi nước (Ginzberg, 1938) trên thiết bị chưng cất tinh dầu có hồi lưu của Hiệp hội Dược phẩm châu Âu. Thời gian chưng cất mỗi mẫu 8 giờ; tinh dầu được loại bỏ nước bằng Natri sunphat trước khi phân tích thành phần hoá học.

Thành phần hoá học của tinh dầu được xác định trên máy sắc ký khí-khối phổ (GC/MS) HP 6890, detectơ Agilen 5973, cột HP-1 kích thước 0,25 àm x 30 m x 0,32 mm, chương trình nhiệt 600C/2 phút - 2200C/4 phút tăng tới 2600C với tốc độ 200C/phút, khí mang He. Ngân hàng dữ liệu sử dụng để tra cứu là Wiley 275 và Nist 98.

Kết quả và thảo luận

Đa dạng hình thái của loài hồi ở Lạng Sơn

Loài Hồi trồng ở Việt Nam, từ lâu đã được xác định là có sự đa dạng lớn về đặc điểm hình thái. Để tiến tới xác định các kiểu hình thái của loài Hồi ở Lạng Sơn làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về đa dạng nguồn gen, thành phần hoá học, và chọn, tạo giống Hồi có năng suất, chất lượng cao phục vụ sản xuất. Bước đầu đã xác định trong tập đoàn hồi trồng tại Lạng Sơn có sự khác biệt khá rõ về số lượng lá noãn trên mỗi quả. Từ kết quả thu được, cho thấy về đặc điểm số lượng lá noãn trên mỗi quả, hồi Lạng Sơn thuộc 3 nhóm chính:

a. Nhóm quả tám cánh: số lượng lá noãn trên mỗi quả ít nhất là 7 và cao nhất là 10, trong đó số lượng quả có 8 lá noãn (cánh hồi) chiếm tỷ lệ ưu thế, từ 75 đến 91%. Trong nhóm này, rất ít khi có quả có trên 10 lá noãn (chỉ gặp 04 quả có 11 lá noãn trong tổng số quả của 61 cây nghiên cứu). Đây là nhóm có biên độ dao động rất hẹp về số lượng lá noãn và có tỷ lệ cây lớn trong quần thể.

b. Nhóm trung gian: số lượng lá noãn trên mỗi quả dao động từ 5 đến 13, trong đó số quả có 8 lá noãn không vượt quá 60,9%. Trong nhóm này, trên mỗi cây có thể gặp các quả có số lá noãn từ ít nhất tới nhiều nhất.

c. Nhóm quả nhiều lá noãn: lá noãn trên mỗi quả ít nhất là 7 và cao nhất là 13. Số lượng quả có từ 9 đến 13 lá noãn chiếm từ 61,9 đến 95,6%, số quả có 8 lá noãn không có tỷ lệ ưu thế, chỉ dao động trong khoảng 10,0 đến 24,4%.

Kết quả nghiên cứu này phù hợp với nghiên cứu trước đây của Phan Kế Lộc khi nghiên cứu biến dị của cây Hồi ở Lạng Sơn. Tuy nhiên, có sự khác biệt về biên độ dao động số lượng lá noãn và tỷ lệ các loại quả trong mỗi nhóm. Trong mỗi nhóm chính nêu trên, còn có sự khác biệt về hình dạng lá, màu sắc hoa và đặc biệt là hình dạng của quả. Nếu tổ hợp sự khác biệt về số lượng lá noãn với sự khác biệt về các đặc điểm khác, hồi Lạng Sơn có rất nhiều dạng hình thái, bước đầu đã xác định được 8 dạng .

Thành phần hoá học của tinh dầu thu từ quả Hồi

Số liệu về thành phần hoá học của tinh dầu thu từ các nhóm hình thái quả được trình bày trong bảng sau (Bảng 1). 

Bảng 1. Thành phần hoá học của tinh dầu hồi thu từ các nhóm hình thái

TT	Hợp chất	Nhóm trung gian		Nhóm 8 cánh			Nhóm nhiều cánh
		N.020	N.029	N.033	N.019	N.008	N. 036	N.041
1.	a-pinene	0,96	0,07	0,25	0,14	0,30	0,86	0,14
2.	Phellandrene	0,25	0,14				0,11	0,17
3.	delta. 3-carene	0,09			0,06	0,19
4.	Beta.-terpinene
5.	Limonene	2,51	2,16	0,18	0,42	3,46	2,13	4,88
6.	1,8-cineol	0,28	0,19	0,18	0,16	0,08
7.	1,6-octadien				0,12			0,09
8.	Linalool	0,16					0,1
9.	4-terpineol	0,11	0,31
10.	a-terpineol		0,13
11.	Estragole	0,13	0,29	0,23		0,19	0,30	0,32
12.	Benzaldehyde			0,18		0,19	0,25	0,50
13.	Trans-anethole	94,46	96,28	96,18	98,86	95,44	96,71	93,52
14.	Caryophyllene	0,27	0,22	0,14	0,10
15.	a- copaene	0,14		0,11
16.	Trans-a -bergamotene	0,27		0,24		0,10	0,12	0,18
17.	T-cadinol		0,16
18.	Bicyclo[3.1.1]hept-2-ene			0,13	0,10
19.	Beta bisabolene	0,11		0,09				0,09
20.	Nerolidol			0,14
21.	Delta cardinene	0,10
22.	2-(1-cyclopentenyl) furan or 1-(3-methyl-2-butenoxy)-4-(1-pr.)			0,89			0,17

(Bảng số liệu trình bày kết quả phân tích một số mẫu cụ thể)

Tinh dầu Hồi hiện nay được thu chủ yếu từ quả. Chất lượng của tinh dầu Hồi trên thị trường thế giới hiện nay được đánh giá qua các chỉ tiêu sau:

- Hàm lượng trans- anethol: là chất chính trong tinh dầu Hồi, tinh dầu đạt tiêu chuẩn xuất khẩu có hàm lượng chất này không thấp hơn 85%. Hiện nay trên thị trường lưu hành loại tinh dầu có hàm lượng trans-anethol dao động trong khoảng 85-90%. Hàm lượng anethol quyết định độ đông của tinh dầu.

- Hàm lượng cis-anethol: đây là hợp chất có độc tính cao, để thoả mãn nhu cầu xuất khẩu, hàm lượng chất này trong tinh dầu không được vượt quá 3%.

Kết quả phân tích cho thấy, tất các các mẫu tinh dầu thuộc các nhóm hình thái khác nhau của cây Hồi đều có hàm lượng trans-anethol rất cao, biến động từ 93,16 đến 98,86%. Đặc biệt hàm lượng cis-anethol trong tinh dầu có hàm lượng không đáng kể, trong các mẫu phân tích chất này không xuất hiện ở độ phân giải 0,001%. Không nhận thấy sự khác biệt đáng kể về thành phần hoá học của tinh dầu trong các nhóm hình thái. Với kết quả nêu trên, có thể khảng định tinh dầu hồi của Lạng Sơn thuộc loại có chất lượng rất cao, dù được thu từ bất cứ dạng hình thái nào. Tuy nhiên, trong sản xuất chất lượng sản phẩm chỉ là một trong những chỉ tiêu lựa chọn. Thực tế cho thấy, hồi tứ quý là vụ hồi có hình dạng quả ít phù hợp với tiêu chuẩn thương phẩm của quả hồi khô (kích thước quả nhỏ và không đều, tỷ lệ cánh lép cao), trong khi đó chất lượng tinh dầu rất cao. Vì vậy, nên sử dụng quả của vụ hồi này vào mục đích sản xuất tinh dầu. Các mẫu tinh dầu nghiên cứu đều thuộc một kiểu hoá học có thành phần anethol là chất chính, như vậy, hiện chưa phát hiện được kiểu hoá học mới từ loài hồi trồng tại Lạng Sơn.

Kết luận

- Hồi Lạng Sơn có sự đa dạng lớn về đặc điểm hình thái. Theo đặc điểm số lượng lá noãn, có thể chia thành 3 nhóm chính: nhóm 8 lá noãn, nhóm trung gian và nhóm nhiều lá noãn. Ngoài ra, trong mỗi nhóm còn có sự khác biệt về hình dạng lá, màu sắc hoa và hình dạng quả, nên số lượng các dạng hình thái của loài hồi khá lớn, bước đầu xác định gồm 8 dạng.

- Tinh dầu của quả hồi thu từ các nhóm hình thái chính không khác biệt lớn về thành phần hoá học, đều có hàm lượng trans-anethol rất cao (93,16- 98,86%), và hàm lượng cis-anethol không đáng kể. Với các chỉ tiêu này, tinh dầu hồi của Lạng Sơn có chất lượng rất cao, dù được thu từ bất cứ dạng hình thái nào. Hiện chưa phát hiện các kiểu hoá học mới từ cây hồi ở Lạng Sơn.

- Vụ hồi tứ quý có chất lượng tinh dầu cao, nhưng hình dạng quả không phù hợp với tiêu chuẩn thương mại của quả hồi khô (kích thước quả nhỏ, tỷ lệ số cánh bị lép cao). Vì vậy,nên sử dụng quả của vụ hồi này vào mục đích sản xuất tinh dầu xuất khẩu.

Tài liệu tham khảo

1. Anon, 2004. Star anise (Illicium verum Hooker fil.). http//www-ang.kfunigraz.ac.at/katzerl/Illi-ver.
2. Nguyễn Ngọc Bình, Trần Quang Việt, 2002. Cây hồi (Illicium verum Hook.). Nxb. Nông nghiệp.
3. Phan Kế Lộc, 1978. Góp phần nghiên cứu một số biến dị của cây hồi (Illicium verum Hook. f.) trồng ở tỉnh Cao Lạng. Tập san Lâm nghiệp, 3, 22-24.
4. Lã Đình Mỡi, Lưu Đàm Cư  et al., 2001. Tài nguyên thực vật có tinh dầu ở Việt Nam. Nxb. Nông nghiệp, T.1, 109-117.
5. Hoàng Văn Phiệt, Hoàng Thanh Hương, Mai Nghi, 1979. Điều tra cơ bản vùng hồi Lạng Sơn-đóng góp vào việc khảo sát hoá thực vật. TC. Hoá học.

Người thẩm định: PGS.TS. Vũ Xuân Phương, Trưởng phòng Thực vật học, Viện Sinh thái & TNSV

Lưu Đàm Cư *, Trương Anh Thư,
 Bùi Văn Thanh, Hà Tuấn Anh
Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật
Nguyễn Xuân Lộc
Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên