11








CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN


12


1.1 Cây long não
1.1.1 Phân loại
1.1.1.1 Phân loại thực vật
[5,45]

Lớp: Song tử diệp
Họ: Lauraceae
Thực vật: Đa niên
Tên thông thường: Long não, Chương não,
Triều não, Não tử,
Hon-Sho, camphor tree.
Hình 1.1 Cây long não ở Nhật Bản
[46]

Giới Plantae
Giới phụ Tracheobionta - Thực vật có mạch
Trên ngành Spermatophyta - Thực vật có hạt
Ngành Magnoliophyta - Thực vật có hoa
Lớp Magnoliopsida - Thực vật hai lá mầm
Lớp phụ Magnoliidae
Bộ Laurales
Họ Lauraceae - Long não
Giống Cinnamomum
Loài camphora (L.) Presl
Năm 1753, Long não được Carl Linnaeus tìm ra đầu tiên và đặt tên là Laurus
camphora L Năm 1825, J. Presl đặt tên lại cho cây là Cinnamomum camphora (L.)
Presl cho phù hợp hơn và được thế giới công nhận. Năm 1831, C. H. Eberm và T.
Nees đặt tên cây là Cinnamomum camphora ( L.) Nees & Eberm. Do tên thực vật
Cinnamomum camphora (L.) Presl

được công bố sớm nên được công nhận là tên
chính thức.
[48]
Ngoài hai tên chính thức vừa nêu, trong quá trình nghiên cứu tài liệu, chúng
tôi thấy có một số tên gọi khác, thí dụ như Cinnamomum camphora Sieb.
[15]
,
13


Cinnamomum camphora (L.) Sieb. var. linaloolifera
[20]
do một số tác giả đặt ra
nhưng chưa được công nhận.

1.1.1.2 Đồng nghĩa
[46]

Ngôn ngữ Đồng nghĩa
Tiếng Anh Camphor tree, camphor, Japanese camphor
Tiếng Pháp Camphre, camphrier
Tiếng Đức Campher, Kampferbaum
Tiếng Hindi
Kapoor, Kapur, Karpur, Karpuram, Karpoora, Mushkapur,
Pacchakarpuram
Tiếng Ý Albero della canfora, Canfora, Canforo, Lauro canforo
Tiếng Hoa
Xiang zhang shu, Zhang, Zhang shu
Tiếng Miến Điện Payok, Payuk
Tiếng Nhật
Kusunoki
Tiếng Kannada Karpura
Tiếng Hàn
Nok na mu

Tiếng Malayalam Cutakkarpuram, Karpuram, Subhramsu
Tiếng Nepal
Kapuur
Tiếng Bồ Đào Nha Arvore da camphora (árvore-da-camphora).
Tiếng Nga
Камфорный лавр Kamfornii lavr, Камфорное
дерево Kamfornoe derevo, Коричник
камфорный Korichnik kamfornii.
Tiếng Tamil Karpuram.
Tiếng Telugu Karpuramu, Pacca karpuram

Tiếng Thái
การบูร Karabun, อบเชยญวน Op choei yuan (Central
Thailand), พรมเส็ง Phrom seng (Shan - Northern Thailand)
Tiếng Urdu Kafur, Patckafur
Medieval Latin Camphora
Tiếng Ả Rập k f r
Tiếng Malaysia kapur, kāpūr chalk
14


1.1.1.3 Phân loại theo thành phần hóa học của tinh dầu
Những nghiên cứu sâu về tinh dầu long não cho thấy camphor là một cấu
phần chính của cây long não, song không phải là duy nhất. Các cây long não có thể
giống nhau về mặt hình thái, song lại có thành phần hóa học trong tinh dầu rất khác
nhau. Từ đó người ta đã phải áp dụng cách phân loại dựa trên thành phần hóa học
(chemotaxonomy) để phân loại chúng, bổ sung cho những hạn chế của cách phân
loại dựa trên hình thái thực vật.
Năm 1951, Hirota đề nghị sự phân chia thành các thứ dựa trên thành phần
hoá học của tinh dầu
[27]
1. Subspecies eucamphor Hirota
2. Subspecies formosana Hirota
Var. occidentalis Hirota
Subvar. eucamphor
Subvar. cineol
Subvar. safrol
Subvar. sesquiterpen
Subvar. linalol
Subvar. linaloid
Var. orientalis Hirota

Subvar. eucamphor
Subvar. cineol
Subvar. safrol
Subvar. sesquiterpen
Subvar. linalol
Subvar. linaloid
Subvar. borneol
3. Subspecies newzealandia Hirota
Var. eucamphor
Var. cineol
15


Theo Guenther ở Nhật Bản chỉ thấy một chemotype long não C. camphora
Sieb.
[15,49]
gọi là cây Hon-Sho có tinh dầu chứa chủ yếu là camphor. Tuy nhiên cây
này xuất hiện dưới hai dạng được phân biệt bởi màu của các chồi non ở thời gian
các cây mọc chồi mới:
Dạng 1 (khoảng 80%): các chồi non có màu đỏ.
Dạng 2 (khoảng 20%): các chồi non có màu xanh.
Các cây dạng 2 mọc nhanh và chứa nhiều camphor hơn dạng 1. Song
khi chồi đã trưởng thành, thì màu của dạng 1 biến thành màu xanh và sự khác nhau
không còn nhận ra nữa.
[24]

Ở Đài Loan, cây long não có 2 chemotype khác nhau. Một trong số đó (cây
Kusunoki) lại chia nhỏ thành 3 dạng tùy thuộc vào thành phần hoá học tinh dầu.
Các chemotype là:
[16]

1. Kusunoki (C. camphora) gồm 3 dạng:
a. Hon-Sho : (Hon = thật, Sho = cây long não) là chemotype
long não quan trọng nhất ở Đài Loan. Về mặt hình thái, cây này giống hệt cây Hon-
Sho ở Nhật Bản. Cấu phần chính trong tinh dầu cây Hon-Sho là camphor.
b. Ho-Sho : (Ho = thơm ngát, Sho = long não) cấu phần chính
của cây là linalol. Y. Furita phân loại cây Ho-Sho là C. camphora var.
linaloolifera.
[22]

c. Yu-Sho : (Yu = dầu) cấu phần chính của cây là cineol.
2. Rau-Kusu (C. camphora var. nominale Hayata) là chemotype long
não đặc biệt về mặt hình thái, xuất hiện dọc bờ biển phía đông của Đài Loan. Cây
Rau-Kusu có 5 chemotype khác nhau:
- Chemotype 1: Tinh dầu chứa 78% camphor.
- Chemotype 2: Tinh dầu chứa 59% cineol.
- Chemotype 3: Tinh dầu chứa 87% safrol.
- Chemotype 4: Tinh dầu chứa 85% linalol.
- Chemotype 5: Tinh dầu chứa toàn sesquiterpen.
16


Ở Trung Quốc có 3 chemotype long não: long não dầu (chủ yếu cineol), long
não thật (chủ yếu camphor) và long não thơm (chủ yếu linalol). Khoảng 90% số cây
là long não dầu, chỉ có 2-3% long não thật, từ 4-5% là long não thơm.
[16]
Ở Việt Nam, theo nghiên cứu của Phạm Văn Khiển có thể chia cây long não
thành 6 chemotype dựa trên thành phần hóa học như sau:
[1]
Chemotype 1: Cấu phần chính tinh dầu từ gỗ thân và lá là camphor (67%-
74%).

Chemotype 2: Cấu phần chính tinh dầu từ gỗ thân là camphor, nhưng tinh
dầu lá là sesquiterpen (50%-70%).
Chemotype 3: Cấu phần chính tinh dầu từ gỗ thân là camphor (khoảng
43%) và cineol (khoảng 25%), nhưng tinh dầu lá là sesquiterpen (55% - 75%).
Chemotype 4: Cấu phần chính tinh dầu từ gỗ thân là cineol (khoảng 42%)
và camphor (khoảng 27%), nhưng tinh dầu lá là cineol (khoảng 53%).
Chemotype 5: Cấu phần chính tinh dầu từ gỗ thân và lá là linalol (khoảng
60% - 90%).
Chemotype 6: Cấu phần chính tinh dầu từ lá là phelandren (khoảng 70%).
1.1.2 Mô tả thực vật
[5,6]
Long não là loại cây gỗ lớn, thường xanh, có mùi thơm, cao 15 - 30 m. Đoạn
thân không phân cành cao từ 3-8 m, có khi tới 10 m, đường kính thân 40 - 60 cm, có
khi đạt tới 90 cm.
Hệ thống rễ không ăn sâu nhưng lại phát triển mạnh theo chiều rộng, bạnh
gốc thấp và mập. Vỏ ngoài màu nâu xám, thường nứt dọc thành rãnh sâu. Tán cây
rậm và to, đường kính tán đạt từ 10 - 30 cm.
Cành thường nhẵn, màu nâu, cành non có màu vàng nhạt hoặc hồng nhạt.
Chồi có dạng hình trứng, mập, phủ lông mềm, có nhiều vảy nhỏ sắp xếp lên nhau.
Lá đơn mọc cách, có mùi thơm, cuống lá mảnh, dài 1,5 - 3,0 cm; phiến lá
mỏng, hình bầu dục hay hình mác, kích thước 5 - 12 x 2 - 7 cm, gốc lá tù, chóp lá
nhọn hoặc vuông nhọn, mép lá nguyên hoặc hơi gợn sóng, xanh đậm, bóng và nhẵn
ở mặt trên, nhẵn hoặc rải rác có lông mịn ở mặt dưới; có mùi thơm; có ba gân chính
17


ở gốc nổi rõ trên cả hai mặt lá, các gân bên hình lông chim, có hai tuyến xen kẽ ở
gốc giữa ba gân chính.



Hình 1.2 Cấu tạo hoa long não
1. Cành mang hoa long não; 2. Hoa; 3. Mặt cắt dọc của hoa;
4. Nhị đực với hai tuyến gốc; 5. Quả
[16]

Cụm hoa hình chùy mọc ở nách lá hay ở tận cùng, dài tới 7 cm; cuống hoa
dài 1 - 1.5 mm, nhẵn, hoa lưỡng tính; bao hoa hình ống ngắn, sáu thùy, có lông màu
nâu nhạt; có 9 nhị, sắp xếp theo ba vòng, tuyến vòng 1 và 2 có bao phấn hình
vuông, dài 0.5 mm, hướng vào trong; vòng 3 hầu như không có, tuyến hình trứng tại
các bao phấn nền tảng và hướng ngoại; bầu hình trứng, nhẵn, vòi nhụy hình trụ
ngắn.
Quả mọng, nhỏ, có hình cầu đường kính 7 - 10 mm, khi non có màu xanh
lục, khi chín có màu tím đen; một hạt, hạt có kích thước 6 - 7 mm.
1.1.3 Phân bố
[5,6]

Long não mọc nhiều nhất ở Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan.
Long não phân bố tự nhiên trong các khu rừng nguyên sinh, nhưng chúng
vẫn sinh trưởng, phát triển bình thường trên đất trồng, đồi núi trọc. Trong tự nhiên,
18


long não phân bố tới độ cao 3000 m trên mặt biển, nhưng thích hợp nhất là từ 1000
m trở xuống.
Ở nước ta, long não sinh trưởng rất tốt trên nhiều khu vực, từ đồng bằng đến
miền núi cao (1500 m). Nhiều quần thể long não với những cây rất lớn, lâu năm đã
được thiết lập rải rác bởi người Pháp trước đây tại nhiều nơi ở nước ta (miền núi
phía Bắc, Tây Bắc và Bắc Trung Bộ).
Ở Việt Nam, long não được trồng nhiều ở các tỉnh miền Bắc như Hà Giang,
Tuyên Quang, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Cao Bằng, Lạng Sơn. Ngay tại nhiều đường

phố Hà Nội cũng trồng để lấy bóng mát.
Long não ưa đất tốt, lớp đất mặt sâu, dày, nhiều mùn, ẩm, nhưng vẫn có thể
sinh trưởng bình thường trên các vùng đồi, đất feralite nghèo dinh dưỡng, cằn cỗi
hoặc đất bạc màu. Long não chịu lạnh khỏe, nhưng chịu sương muối và gió lào
kém. Các loại đất alkaline từ nhẹ tới trung bình với độ pH 5-8 rất thích hợp cho việc
gây trồng long não thành những khu rừng thuần.
Nhìn chung thì long não sinh trưởng tốt và thích hợp nhất với điều kiện ấm,
ở các vùng có khí hậu cận nhiệt đới, nhưng vẫn sinh trưởng bình thường ở các khu
vực núi cao trong vùng nhiệt đới. Những cây long não trưởng thành có thể chịu
được điều kiện lạnh giá tới -5
o
C, còn các cây nhỏ thường bị chết rét.
1.1.4 Trồng trọt, chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh
[16]

Long não hiện vẫn được nhân giống chủ yếu bằng hạt. Cũng có thể nhân
giống long não bằng biện pháp sinh sản vô tính như trồng bằng các hom lấy từ cành
hoặc rễ, hoặc những chồi non mọc lên từ rễ.
Sau khi thu hái, quả long não chín cần ngâm nước, chà xát, loại bỏ hết thịt
quả, rửa sạch, chọn những hạt chắc, mập và hong khô nhẹ trong bóng mát 1-2 ngày
rồi bảo quản trong cát, trấu hoặc mùn cưa ẩm (tốt nhất là trong cát ẩm 60-70%).
Hạt long não nhỏ, khối lượng của 1000 hạt thường vào khoảng 160-180 g.
Hàm lượng nước trong hạt long não cao, để mất nước thì sức nảy mầm kém, tỷ lệ
nảy mầm của hạt thấp và sức sống kém. Có thể gieo ngay hoặc bảo quản trong thời
gian ngắn, nếu để lâu thì hạt sẽ mất khả năng nảy mầm. Vì sức sống của hạt kém, ở
19


điều kiện bảo quản thuận lợi, hạt long não có thể giữ được sức nảy mầm trong vòng
6 tháng.

Tốt nhất là lấy hạt và gieo ngay trong mùa đông hoặc cất giữ để gieo vào đầu
mùa xuân. Sau khi gieo cần che phủ bằng rơm, rạ hay cỏ khô và tưới đều, bảo đảm
cho đất đủ ẩm. Mỗi m
2
chỉ gieo 130-150 hạt, khi cây đạt độ cao 10 cm thì phải tỉa
bớt, chỉ để lại chừng 50-60 cây/m
2
. Các cây con thời kỳ 12-24 tháng tuổi là có thể
đem trồng trên diện tích đại trà. Mật độ trồng trung bình 2000-2500 cây/ha. Long
não sinh trưởng nhanh, khép tán sớm nên có thể trồng cây dày hơn rồi tỉa thưa dần.
Trong 4-7 năm đầu, cần quan tâm làm cỏ, xới đất, vun đất, bón phân, đặc
biệt là năm thứ nhất và thứ hai. Trường hợp gieo hạt thẳng thì số lần chăm sóc cần
nhiều hơn. Các quần thể long não trồng để lấy lá cần hạn chế chiều cao, nên cắt
ngọn khi cây đạt độ cao 1.5-2 m.
Long não nói chung thường ít bị bệnh. Trong vùng nhiệt đới châu Á mới gặp
từng cây long não riêng biệt có thể bị bệnh thối rễ do nấm Clitocybe tabescens gây
ra. Bệnh xém lá cũng có thể xuất hiện do nấm Glomerella cingalata. Sử dụng các
loại thuốc diệt nấm quen thuộc như “benlate” cũng có tác dụng tốt.
Tại hầu hết các khu vực trồng long não ở vùng nhiệt đới châu Á thường gặp
các loại sâu ăn lá như Acrocercops ordinatella, Attacus atlas, Euproctis lunata,
Suana concolor và Dictyoploca japonica. Sâu trưởng thành và ấu trùng của bọ da
(Leucopholis pingus) đã gây hại những cây long não non ở vườn ươm tại một số
khu vực châu Á. Mọt lúa (Cratopus punctum) là loại côn trùng ăn lá nguy hiểm đã
gặp ở Mauritus.
1.1.5 Thu hái và sử dụng
[5,16]

Trước kia, người ta thường thu hái lá và gỗ đồng thời với việc chặt hạ cây
long não trong rừng tự nhiên. Trong trồng trọt để lấy tinh dầu, các quần thể long
não cũng được khai thác theo từng đợt, cách nhau 16-20 năm. Sau khi chặt hạ, các

chồi mới từ gốc lại mọc ra và sinh trưởng rất nhanh.
Thường khi dùng gỗ long não để chưng cất tinh dầu, người ta thường đốn hạ
các cây trên 25 năm tuổi. Các bộ phận của cây như rễ, thân, nhánh sẽ được chặt
20


thành từng đoạn rồi đem về nhà máy sản xuất. Khi nguyên liệu được đem về nhà
máy, sẽ được bào nhỏ rồi mới cho vào nồi chưng cất.
Thu hái lá để chưng cất tinh dầu được tiến hành hằng năm. Tại Nhật Bản,
người ta thường thu hái lá long não vào thời gian giữa tháng 10 và tháng 3, thu hái 2
lần trong năm. Những nơi trồng long não lấy lá để chưng cất tinh dầu như Ấn Độ,
Sri-Lanka thường thu hoạch đều đặn 4 lần trong một năm.
Việc thu hái lá long não chủ yếu vẫn bằng tay và các công cụ đơn giản (dao,
kéo…). Nhiều thiết bị cơ khí cũng đã được thử nghiệm, song vẫn còn những hạn
chế cần được cải tiến.
Hầu hết khắp nơi trên thế giới, cây long não được xem như là một cây cảnh
cho bóng mát. Một loài cây long não, có tên gọi là Majestic Beauty, là loại cây mọc
thẳng, có lá lớn và màu xanh đậm, là một loại cây trồng cho bóng mát trên những
đại lộ.
Gỗ long não Trung Quốc có giá trị lớn vì không bị nứt nẻ và hư hỏng, và
ngăn chặn được sự tấn công của sâu bọ, chống sâu bướm. Chính vì vậy, loại gỗ này
chủ yếu được dùng để làm tủ gỗ hay những sản phẩm như rương cất giữ đồ đạc,
quần áo. Gỗ này còn được dùng để lót sàn, nhưng ngày nay nó rất đắt tiền.
Ngoài ra, người ta còn sử dụng các bộ phận của cây long não (rễ, thân, gỗ,
vỏ, lá, hạt) đem chưng cất hơi nước để thu lấy tinh dầu long não và chưng cất phân
đoạn để thu được các phân đoạn khác nhau của dầu long não như: camphor tinh thể,
tinh dầu long não trắng (chứa nhiều 1,8-cineol), tinh dầu long não nâu (chứa chủ
yếu là safrol), tinh dầu long não xanh (chủ yếu là các sesquiterpen, sesquiterpen
alcol, và azulen).
1.1.6 Tác dụng dược lý và công dụng

1.1.6.1 Theo y học cổ truyền
[6]

Long não có vị cay, tính nóng, quy kinh Tâm Tỳ; có tác dụng: trừ thấp sát
trùng, ôn tán hàn chỉ thống, khai khiếu trừ uế; chủ trị các chứng ghẻ lở, cước khí
sưng đau, đau răng, té ngã đau.
21


1.1.6.2 Theo y dược hiện đại
[7,16]
Long não cho nhiều sản phẩm có giá trị sử dụng cao như camphor, tinh dầu
long não, gỗ và ngay cả khi cây đang tồn tại đã có giá trị rất lớn về môi trường.
Camphor được dùng ngoài da làm thuốc sát trùng, tiêu viêm, kích thích (dưới
dạng cồn hay dầu 5-10%). Dùng trong cơ thể dưới dạng thuốc tiêm dầu (pha trong
dầu thảo mộc) hay nước (dạng muối camphorsulfonat natrium) để hồi tĩnh cơ tim,
chữa trụy tim mạch hay suy nhược, hoặc dùng để uống chữa đau bụng.
Camphor và tinh dầu long não là một trong những thành phần chính của
phần lớn các loại dầu xoa, cao xoa và được dùng trong nhiều chế phẩm khác. Trong
danh mục thuốc thống nhất toàn ngành của Bộ Y Tế (in lần thứ 2, năm 1982) có ghi
14 chế phẩm có chứa camphor, trong đó có 5 (trong số 8) loại cao xoa, dầu xoa, 5
loại thuốc điều trị bệnh ỉa chảy, 2 loại thuốc trợ tim, 1 loại thuốc xoa bóp và 1 loại
thuốc đau răng.
Camphor còn được dùng làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chất
dẻo, làm ngà voi nhân tạo, công nghiệp cao su, công nghiệp quốc phòng (làm thuốc
súng không khói…), trong nông nghiệp dùng để kích thích hạt nảy mầm.
Tinh dầu long não (phần đã lấy hết camphor) được dùng làm nguyên liệu cho
công nghiệp hương liệu (nước hoa, xà phòng…)
1.2 Vài nét về vi sóng
[28]


1.2.1 Lí thuyết về vi sóng
Khái niệm vi sóng: Vi sóng (microwave, micro-onde) là sóng cực ngắn, hay
gọi là sóng siêu tần, hay sóng UHF (Ultra High Frequence wave).
Trong phổ điện từ (Electromagnetic Spectrum) vi sóng nằm ở khoảng giữa
phổ, từ tần số 0.3 GHz (300 MHz hay 3.10
8
Hz) đến 300 GHz (hay 3.10
11
Hz) tương
ứng độ dài sóng trong khoảng 100 cm đến 1 cm, do đó vi sóng còn được gọi là sóng
cm.
22



Hình 1.3 Biểu diễn đường truyền của vi sóng trong điện trường
trong đó:
E: cường độ điện trường
Ң : cường độ từ trường
: chiều dài sóng (12.2 cm - 2450 MHz)
c: vận tốc ánh sáng trong chân không 300000 km/s
Biểu thức tính bước sóng của sóng điện từ:

c
f



f: tần số (Hertz), tần số f càng lớn thì độ dài sóng  càng nhỏ

f (MHz)
 (cm)
27.12 11.05
915 37.24
2450 12.22

Trong lĩnh vực ISM (Industrielles Scientifiques et Médicales) qui ước chỉ sử
dụng các loại vi sóng có tần số 27.12; 915; 2450 MHz. Trong các tần số trên, tần số
2450 MHz được sử dụng rộng rãi nhất. Tần số 915 MHz được ISM cho phép sử
dụng ở Mỹ, còn ở Pháp cũng có thể được dùng nhưng phải có giấy phép.
Lò vi sóng gia dụng, phòng thí nghiệm thường sử dụng f = 2450 MHz, f này
còn được dùng trong kỹ nghệ nông sản, thực phẩm. Sự giới hạn tần số nhằm ngăn
ngừa sự gây trở ngại những tần số dành cho ngành truyền thông.
23


- Những thiết bị vi sóng (theo ISM) không cho phép một sự thất thoát về vi sóng
vượt quá 40 db V/m đo ở khoảng cách 30 m bên ngoài vách nơi chứa.
- Năng lượng của vi sóng là năng lượng điện từ.
Năng lượng của photon vi sóng rất thấp, tại 2450 MHz năng lượng của
photon của vi sóng vào khoảng 0.00001 eV (0.037 kcal/mol).
Trong khi đó năng lượng của một nối hóa học vào khoảng 80-120 kcal/mol.
Thí dụ: H-OH là 4.8 eV; CH
3
-CH
3
là 3.61 eV; nối hidrogen là 0.04-0.44 eV
Do đó vi sóng không ảnh hưởng đến cơ cấu phân tử hợp chất hữu cơ (cắt đứt
nối). Vi sóng kích thích phân tử hữu cơ thuần túy về động học (quay phân tử).
1.2.2 Đặc tính của vi sóng

- Xuyên qua được không khí, gốm sứ, thủy tinh, polimer…
- Phản chiếu trên bề mặt kim loại.
- Lan truyền được trong chân không, áp suất cao.









Hình 1.4 Đặc tính của vi sóng đối với nước, kim loại và teflon
- Vô hại đối với sinh vật, vi sóng chỉ có tác dụng làm tăng nhiệt độ. Chẳng
hạn khi nghiên cứu tác động của enzim dưới sự hỗ trợ của vi sóng người ta nhận
thấy rằng ảnh hưởng của vi sóng tương tự như các sự cung cấp nhiệt khác (vi sóng
không ảnh hưởng làm thay đổi cơ cấu sinh vật nhưng trong cơ thể sinh vật có nước,
nước hấp thu vi sóng dẫn tới làm nóng lên, do đó vi sóng ảnh hưởng gián tiếp).
24


- Khi vi sóng chạm tới vật liệu, một phần năng lượng của nó bị phản xạ trở
lại, một phần đáng kể hơn sẽ bị vật liệu hấp thu. Năng lượng này chuyển hóa thành
nhiệt lượng và giảm dần khi nó truyền đi trong vật liệu.
1.2.3 Nguyên tắc làm nóng vật chất của vi sóng
- Sự đun nóng bằng vi sóng là một tiến trình làm tăng nhiệt của vật chất một
cách đặc biệt. Tiến trình làm nóng này không phụ thuộc vào sự dẫn nhiệt của bình
chứa và vật chất. Sự tăng nhiệt độ của vật chất cục bộ tức thời là do sự quay lưỡng
cực và sự dẫn truyền ion . Đó là 2 cơ chế cơ sở của sự chuyển năng lượng từ vi sóng
sang vật chất được đun.

- Nhiệt sinh ra do sự dẫn truyền ion là kết quả của sự tăng trở kháng của môi
trường chống lại sự dịch chuyển của các ion trong trường điện từ.
- Cơ chế quay lưỡng cực là quá trình thay đổi hướng của phân tử phân cực
theo chiều của điện trường.
Thí dụ
: f = 2450 MHz, điện trường E của vi sóng đổi chiều 4,9.10
9
lần.
Dưới tác động của điện trường, các phân tử lưỡng cực có khuynh hướng sắp
xếp theo chiều điện trường. Do đó trong điện trường xoay chiều, f rất lớn (MHz) sẽ
gây ra sự xáo trộn ma sát với vận tốc lớn giữa các phân tử, đó là nguồn gốc sự nóng
lên của vật chất, nhiệt độ tăng lên rất nhanh (khoảng 10
o
C/phút).

Hình 1.5 Cách sắp xếp của phân tử trong điện trường.
- Ưu điểm của đun nóng bằng vi sóng:
1. Không có quán tính nhiệt.
2. Năng lượng sạch, dễ tạo ra, dễ kiểm soát.
3. Nhanh chóng.
25


4. Có tác dụng đặc biệt với các phân tử phân cực (càng phân cực càng
mau nóng).
5. Chọn lọc, nhanh chóng, trực tiếp
→ Sự đun nóng bằng vi sóng chọn lọc, nhanh chóng, đồng đều.
Việc này có liên quan đến hằng số điện môi của hợp chất đó.
- Vi sóng kích hoạt những phân tử phân cực, đặc biệt là nước. Với một cơ
cấu có độ bất đối xứng cao, phân tử nước có độ phân cực mạnh, do đó nước là một

chất lý tưởng dễ đun nóng bằng vi sóng.
- Nước bị đun nóng bởi sự hấp thu vi sóng và bốc hơi, tạo ra áp suất cao tại
nơi bị tác dụng, việc này làm cho nước di chuyển từ tâm của vật chất ra đến bề mặt
của nó. Nguyên tắc này được áp dụng trong sự sấy, sự chưng cất hơi nước dưới sự
chiếu xạ vi sóng.
- Ngoài ra các nhóm định chức phân cực như -OH, -COOH, -NH
2
,…trong
các hợp chất hữu cơ cũng là những nhóm chịu tác động mạnh của trường điện từ.
1.3 Tinh dầu long não
1.3.1 Lịch sử khai thác và sử dụng long não
[16]
Theo Gildemeister và Hoffmann, tinh dầu long não được chế biến và sử dụng
ở Trung Quốc từ thời thượng cổ (khoảng 300 năm trước Công Nguyên). Ở thế kỷ
thứ VI, cây long não được sử dụng như là một vị thuốc. Nó đã được ghi chép bởi
hoàng tử Ả rập Imru-I-Kais và trong cuốn sách thánh của những người theo đạo Hồi
gọi là kinh Koran, trong đó long não được coi là một chất nước giải khát cho những
người ở thiên đường. Vào thế kỷ thứ VII, các thương gia và thầy thuốc Ả rập đã biết
nhiều chemotype long não, có loại từ Trung Quốc, có loại từ Sumatra.
Ở Nhật Bản, người ta cho rằng chính người Nhật đã học cách chế biến long
não của người Triều Tiên. Tại Đài Loan, người ta chưa biết là đã bắt đầu khai thác
long não từ khi nào. Klaproth là người đã tham quan đảo này vào đầu thế kỷ trước
cho rằng việc chế biến long não là một trong những ngành công nghiệp chủ yếu ở
đây và đã không ngừng phát triển sau khi người Nhật chiếm đóng Đài Loan.
26


Đầu tiên, long não được dùng trong y học do những người Ả rập, sau đó đến
người Ý (thế kỷ XI) và người Đức (thế kỷ XII), tinh dầu long não được nhập khẩu
vào châu Âu từ năm 1884.

Do nhu cầu về camphor trên thị trường rất lớn, nên sau chiến tranh Nhật -
Trung, chính phủ Nhật tuyên bố độc quyền về sản xuất camphor ở toàn bộ Đài Loan
vào năm 1903.
Theo Guenther rất khó để xác định ngày xuất hiện camphor trên thế giới vì
trong các tài liệu trước đây, camphor dường như bị nhầm lẫn với borneol. “Kamfur”
được đề cập tới trong nhiều tài liệu của Ả rập vào thế kỷ thứ VI, được sản xuất ở
Sumatra hoặc ở các vùng khác của Malaysia có khả năng là borneol. Theo Marco
Polo vào thế kỷ XIII, camphor đã được biết một cách rộng rãi như là một sản phẩm
kỳ diệu của phương Đông. Kể từ lúc đó, camphor trở nên có một vị trí quan trọng
trong thương mại.
Cùng với sự gia tăng về nhu cầu, việc sản xuất camphor được bắt đầu ở
Trung Quốc, nơi mà từ xa xưa, long não đã phát triển rất dồi dào.
Tác phẩm khoa học đáng tin cậy của Trung Quốc có tên là “Honzo-Komoku”
xuất bản vào năm 1596 đã mô tả camphor được ly trích từ gỗ long não ở Trung
Quốc ngay từ thế kỷ XVI, nhưng dường như camphor thiên nhiên đã được sản xuất
từ thời gian sớm hơn nhiều, có khả năng từ thế kỷ XIII. Những nhà nghiên cứu
Trung Quốc đã quan sát và ghi chép lại tinh thể camphor có màu trắng, là kết quả
của sự thăng hoa tự nhiên, hình thành do sự lắng tụ trong các khe gỗ của long não.
Những tài liệu nói về camphor ở Nhật Bản thì liên quan đến một sản phẩm
được nhập khẩu từ Trung Quốc. Người Nhật đã biết đến cây long não từ thời xa
xưa, đó là loại cây phát triển dồi dào tại khu vực Kyu-Shu, và trong thời gian dài,
cây long não được sử dụng làm gỗ xây dựng và gỗ đóng tàu. Với sự thiết lập mối
quan hệ thương mại giữa Trung Quốc và Nhật Bản, thì quy trình tách camphor từ
cây đã được đưa vào Nhật (từ khoảng giữa năm 1688 và 1703).
27


Ở Đài Loan, chính phủ Trung Quốc dưới triều Ma-Ching chiếm hòn đảo Đài
Loan vào năm 1683, đã bắt đầu một chính sách bảo hộ cây long não làm nguồn
cung cấp camphor cho Trung Quốc.

Ở thế kỷ XVIII, ngành sản xuất camphor đã bắt đầu thịnh vượng và camphor
sản xuất trên hòn đảo này đã trở nên nổi tiếng trên thế giới. Năm 1869, chính quyền
Trung Quốc đã đạt được một thỏa thuận với các công ty Anh, Mỹ, Đức về xuất
khẩu camphor. Song năm 1895, Nhật Bản chiếm Đài Loan lập chế độ độc quyền về
ngành sản xuất camphor với mục đích chống sự cạnh tranh và để phát triển ngành
công nghiệp này.
Lúc đầu, việc chưng cất cây long não chỉ vì mục đích lấy camphor nên
không có bình ngưng. Thực chất là quá trình thăng hoa. Công nghệ này được gọi là
“phương pháp đun sôi” tồn tại khoảng 300 năm. Từ thời Tempo (1830-1843) các
bình ngưng bằng nước lạnh mới được sáng chế ở Nhật Bản. Lúc đầu tinh dầu bị vứt
bỏ hoặc được dùng làm dầu đốt. Mãi tới năm 1879, người Nhật Bản phát hiện ra là
trong tinh dầu long não còn chứa một lượng camphor có thể thu lại bằng chưng cất
phân đoạn. Từ đây ngành sản xuất camphor bước sang một giai đoạn mới.
Vào những năm 1940-1950, khi Nhật Bản bị mất độc quyền về sản xuất
camphor do việc xuất hiện camphor tổng hợp, và cả hai sản phẩm quan trọng của
ngành sản xuất tinh dầu long não là “tinh dầu long não nâu” và “dầu Hô” cũng bị
cạnh tranh bởi các sản phẩm của Brazil, chính phủ Nhật Bản đã quyết định phải
tăng cường trồng rừng trên diện tích lớn và sử dụng tất cả các thành phần của tinh
dầu long não một cách khoa học, để trong tương lai, thế giới có thể dựa vào nguồn
cung cấp liên tục về camphor và tinh dầu long não từ Nhật Bản.
Ngày nay thì Nhật Bản, Đài Loan và Trung Quốc là ba nước sản xuất và
cung cấp camphor tự nhiên lớn nhất thế giới.

28


1.3.2 Phân loại tinh dầu long não
Gỗ
Chưng cất hơi nước
2.0 - 2.5% tinh dầu camphor thô

(lẫn tinh thể camphor)
Lọc
35 - 40% 60 - 55%

Camphor thô Tinh dầu long não thô
‘B’ Camphor Chưng cất phân đoạn
50% 46%

Camphor thô Tinh dầu long não
(‘B’ camphor)

Tinh dầu trắng 20%
Thăng hoa Tinh dầu nâu 22%
Camphor tinh chế Tinh dầu xanh 1%
(loại 2 - BB) Nhựa dầu 3%
Thăng hoa lần nữa

Camphor tinh chế (loại 1)
Sơ đồ 1.1 Qui trình chưng cất tinh dầu gỗ long não và các sản phẩm ở Nhật
[26]

29


Sơ đồ 1.1 cho thấy khi chưng cất tinh dầu gỗ long não không những thu
được camphor mà còn thu được những sản phẩm khác của tinh dầu long não bằng
chưng cất phân đoạn như: tinh dầu long não trắng (chứa nhiều cineol), tinh dầu long
não nâu (chứa chủ yếu là safrol), tinh dầu long não xanh (chủ yếu là các
sesquiterpen, sesquiterpen alcol, và azulen).
[16]


Tinh dầu camphor thô có màu từ vàng đậm đến nâu, tỷ trọng từ 0.950 -
0.998.
Tinh dầu camphor nhẹ là phân đoạn tinh dầu có nhiệt độ sôi thấp nhất và
thường chỉ chứa các terpen. Tỷ trọng của tinh dầu này thường nằm trong khoảng
0.870 - 0.910. Tinh dầu thường không màu.
Tinh dầu camphor nặng, hay tinh dầu camphor đen, hoặc tinh dầu camphor
nâu là phân đoạn tinh dầu có nhiệt độ sôi cao nhất, giàu safrol và chứa nhiều
serquiterpen và một lượng nhỏ các hợp chất phenol. Tỷ trọng trung bình của tinh
dầu nặng thường nằm trong khoảng 1.000 - 1.040.
Những phân đoạn tinh dầu có nhiệt độ sôi rất cao, gần như không màu, thu
được bằng cách chưng cất lại, có tỷ trọng từ 1.065 - 1.075, được bán như là “dầu
sassafras nhân tạo”.
Tinh dầu luôn có góc quay cực sang phải, thay đổi từ +12
o
với dầu nặng đến
+20
o
đến +32
o
trong tinh dầu nhẹ.
Với từng giai đoạn chưng cất, hàm lượng tinh dầu camphor nhẹ là:
175
o
- 180
o
: 25 - 35%
180
o
- 185

o
: 30 - 45%
185
o
- 190
o
: 10 - 15%
30


Bảng 1.1 Đặc tính của những phân đoạn khác nhau của tinh dầu long não
[16]

Tinh dầu Trắng Nâu Xanh Vàng
Tỉ trọng (15
o
C) 0.870 - 0.880 1.000 - 1.035 <1.000 0.97 - 0.99
Chỉ số khúc xạ 1.4663 1.5150 1.5050 1.5010
Góc quay cực +15
o
- +20
o
0
o
- +12
o
10’ - +1
o
- +5
o


Khoảng sôi (
o
C) 160 - 185 210 - 250 220 - 300 215 – 225
Camphor (%) <2.5 <3.0 <2.5 -
Safrol (%) - 50 - 60 - 20
Cineol (%) 20 - 25 - - -

1.3.3 Các nghiên cứu
1.3.3.1 Tinh dầu từng bộ phận của cây long não
Y. Fujita đã nghiên cứu các cây long não con mọc từ hạt các cây Hon-Sho (ở
Đài Loan), ở độ tuổi từ 26 ngày đến 23 tháng và kết luận rằng quá trình hình thành
tinh dầu có thể được chia thành 3 giai đoạn độc lập với nhau
[22]

Giai đoạn 1: hình thành safrol và metileugenol.
Giai đoạn 2: hình thành camphor. Ở trong lá, quá trình này xảy ra nhanh.
Giai đoạn 3: hình thành các alcol terpen. Trong tất cả các alcol terpen
được hình thành trong cây long não thì linalol được hình thành sớm nhất, sau đó
biến đổi thành terpineol, limonen và cineol.
Hầu hết các bộ phận của cây long não (rễ, thân, gỗ, lá) đều có chứa tinh dầu.
Thông thường, người ta thu lấy tinh dầu long não bằng phương pháp chưng cất hơi
nước. Từng bộ phận của cây long não, tinh dầu có hàm lượng và thành phần khác
nhau.
- Từng bộ phận của cây long não, tinh dầu có hàm lượng khác nhau. Bảng
sau là hàm lượng tinh dầu ở các bộ phận nghiên cứu ở một số quốc gia:

31



Bảng 1.2 Hàm lượng tinh dầu long não và camphor thu được khi chưng cất từng bộ
phận của cây long não ở Nhật Bản
[16]

Bộ phận Lá Nhánh Thân Gốc Rễ
Camphor (%) 1.0 0.3 0.8 1.3 0.8
Tinh dầu long não (%) 0.3 0.6 1.4 1.8 2.5
Tổng cộng 1.3 0.9 2.2 3.1 3.3

Bảng 1.3 Hàm lượng tinh dầu long não và camphor thu được khi chưng cất từng bộ
phận của cây long não Hon-Sho ở Đài Loan
[16]

Bộ phận Rễ Thân Cành Lá Toàn cây
Camphor (%) 1.02 0.67 0.47 0.7 0.80
Tinh dầu long não (%) 1.87 1.53 1.07 0.4 1.60
Tổng 2.89 2.20 1.54 1.10 2.40

- Từng bộ phận của cây long não, tinh dầu có thành phần khác nhau:
Bảng 1.4 Hàm lượng các cấu phần chính trong tinh dầu lá và rễ ở các chemotype
long não ở Trung Quốc
[44]

Hàm lượng các cấu phần chính trong tinh dầu (%)
Chemotype
Bộ
phận
Hàm lượng
tinh dầu
(%)

Camphor Linalol Cineol

-Terpineol
Safrol
Lá 1.70 72.0 1.3 3.3 3.5 0.7
Camphor
Rễ 1.86 33.6 1.2 10.1 4.6 38.3
Lá 2.05 0.7 80.2 4.8 2.1 0.8
Linalol
Rễ 1.15 5.8 8.9 0.5 0.5 78.8
Lá 2.22 1.4 0.5 48.1 15.9 0.3
Cineol
Rễ 1.52 12.2 2.1 10.6 5.5 60.7

32


Bảng 1.5 So sánh hàm lượng và thành phần hoá học tinh dầu vỏ và lá long não ở
Pháp
[35]

Hàm lượng (%)
Cấu phần
Vỏ Lá
1,8-Cineol 6.8 1.0
Camphor 59.2 84.1
-Terpineol
1.5 -
Borneol - 1.0
Terpinen-4-ol 0.1 1.2

-Terpineol
- 2.0
Safrol 4.5 -
-Santalen
4.2 -
cis--Bergamoten
2.2 -
-Humulen
1.0 1.5
-Santalen
2.5 -
N.I. (M=204) 1.8 0.2
Biciclogermacren - 2.0
Spatulenol - 2.6
-Cadinol
1.0 0.3

Các nghiên cứu về tinh dầu long não cho thấy:
- Rễ long não là bộ phận có hàm lượng tinh dầu nhiều nhất.
- Từng bộ phận của cây long não, tinh dầu có hàm lượng và thành phần hóa học
khác nhau.
1.3.3.2 Tinh dầu gỗ long não
1.3.3.2.1 Cấu tạo lớp màng tế bào gỗ
[5]

Lớp màng tế bào gỗ có tới ba lớp. Điều này khác hẳn với màng tế bào ở các
bộ phận khác, chúng thường chỉ có hai lớp. Ba lớp này bao gồm:
33



- Lớp chung: cấu tạo bởi các pectin
- Lớp sơ lập: dày hơn lớp chung, hình thành bởi các celuloz và pectin
- Lớp hậu lập: do các tế bào già chuyển hóa thành. Ở lớp này celuloz thường
bị tẩm mộc tố, nên rất dày và chắc chắn.
1.3.3.2.2 Tính chất hoá lý và thành phần hoá học của tinh dầu gỗ
Bảng 1.6 Tính chất hóa lý của tinh dầu gỗ long não ở một số quốc gia
Quốc gia Đài Loan
[16]
Ấn Độ
[18]

Trung Quốc
[44]
Kenya
[15]

Chemotype Hon-Sho

Ho-Sho Hon-Sho Yu-Sho
Tỉ trọng
(25
o
C)
0.9543
0.9231 -
0.9306
0.9428 -
0.9436
0.9101
a

0.9270 -
0.9337
0.9460
a
Chỉ số khúc xạ
(25
o
C)
1.4806
1.4692 -
1.4702
1.4713 -
1.4727
1.4751
b
1.4704 -
1.4735
1.4910
a
Góc quay cực
(25
o
C)
+32
o
24’
+17
o
14’
- +22

o

+26
o
-
-29
o

+31
o
23’
+7
o
48’ -
-18
o
48’
+31
o

IA 1.1 - 2.5 - 3.1 - 0.6 - 0.9 -
IE 4.1 - 4.0 - 5.0 - 1.4 - 2.2 -
Chỉ số acetil 23.3 - 21.6 - 36.4 - 47.9

-
Alcol (%) 6.5 - - - - -
Camphor (%) 50.5
39.6 -
44.0
- 51.5 27.0 - 34.2


87.29
với
a
20
o
C;
b
30
o
C

34


Bảng 1.7 Thành phần hóa học tinh dầu gỗ long não ở một số quốc gia
Cấu phần
Australia
[35]
Việt Nam
[1]
Kenya
[15]
-Pinen
2.2 1.81-2.59
-
Limonen 2.5 0.00-2.91
-
1,8-Cineol 11.5 2.73-4.13
-

Camphor 51.3 75.60-83.50 87.29
Citronelol 3.2
- -
Safrol 11.0 0.00-0.23 1.10
-Terpineol -
0.35-1.36 2.44
Eugenol
- -
1.15
trans-1,2,3-Trimetil-4-propenilnaptalen
- -
4.01
Camphen
-
1.54-1.98
-

1.3.3.2.3 Sơ lược về việc trồng rừng long não, sản xuất camphor, tinh dầu
long não và bán tổng hợp camphor ở một số nước trên thế giới
[16]

Theo Gildemeister, ngày xưa ở Nhật Bản có tới 10 triệu ha cây long não. Lúc
đầu người ta thường chưng cất tinh dầu từ những cây long não rất lớn, có chu vi gốc
cây từ 7-12 m. Cùng với sự phát triển của ngành sản xuất camphor và tinh dầu long
não, nguồn cây long não mọc tự nhiên bị khai thác cạn dần. Để tạo nguồn nguyên
liệu cho ngành sản xuất đang phát triển này, người ta đã phải tổ chức trồng cây long
não trên qui mô lớn. Khoảng từ năm 1906-1913, chính phủ Nhật Bản đã tổ chức
trồng được một lượng rất lớn cây long não và tới những năm 1950, phần lớn số cây
được khai thác là những cây được trồng vào thời gian này. Tới năm 1947, Nhật Bản
có khoảng 12 triệu cây, phủ trên khoảng 18000 ha, tương ứng với 2 triệu tấn gỗ, có

thể thu được khoảng 40000 tấn camphor và tinh dầu long não, đủ đáp ứng cho nhu
cầu sản xuất trong khoảng 15 năm. Do sự kiệt quệ của các rừng long não, chính phủ
Nhật Bản lại phải tiến hành một kế hoạch trồng rừng long não, mỗi năm trồng 2750
ha để sau 5 năm sẽ có 13750 ha rừng long não do nhà nước quản lí. Sau đại chiến
35


thứ II, do việc mất Đài Loan, chính phủ Nhật Bản đã có một cố gắng rất lớn để
trồng rừng long não, để trong tương lai thế giới có thể dựa vào nguồn cung cấp liên
tục về camphor và tinh dầu long não từ Nhật Bản.
Ở Đài Loan: năm 1900, chính phủ Đài Loan đã bắt đầu một chương trình
trồng rừng long não trên qui mô lớn và có hệ thống. Tới những năm 1950, Đài Loan
đã trồng thêm được khoảng 44000 ha rừng long não, không kể 6500 ha rừng tự
nhiên vẫn được bảo vệ.
Ở Trung Quốc, năm 1937, nhà nước đã đưa ra những chỉ dẫn về việc giúp đỡ
các vùng khác nhau xây dựng cơ sở công nghiệp sản xuất camphor, đã xây dựng các
trung tâm nghiên cứu tinh dầu long não, phân bố cây con cho các trang trại, bảo vệ
các cây già không bị đốn để lấy hạt làm giống.
Việc trồng long não đã được chú ý phát triển ở rất nhiều nước như: Ấn Độ,
Malaysia, Philippin, …có thể trồng long não bằng rễ, giâm cành hoặc ghép cành,
song thông thường thì bằng phương pháp gieo hạt.
Tại Nhật Bản, camphor và tinh dầu long não được chưng cất từ gỗ của các
cây trên 25 năm tuổi. Khi một cây bị chặt, toàn bộ phần rễ, gốc, thân, nhánh đều
được chuyển đến nhà máy. Tại nhà máy, gỗ được bào thành những mảnh nhỏ và
mỏng, sau đó mới đem đi chưng cất.
Thường thì phần gỗ được chưng cất từ 8-10 giờ, còn phần rễ thì cần tới 15
giờ chưng cất. Điều kiện tốt nhất để chưng cất là khi 700-800 ml sản phẩm thu được
trong một phút được sản xuất từ 500 kg nguyên liệu gỗ. Tỷ lệ giữa dầu và nước thu
được sau khi chưng cất là 1:25. Tinh dầu long não và camphor tinh thể được lấy ra
một tháng một lần, sau khoảng 40 lần chưng cất.

Những nghiên cứu ở Nhật Bản cho thấy hàm lượng tinh dầu và tỷ lệ camphor
trong cây long não phụ thuộc vào nhiều yếu tố
[16]

- Cây mọc tự nhiên chứa nhiều tinh dầu và camphor hơn là cây trồng.
- Cây mọc riêng biệt chứa nhiều tinh dầu và camphor hơn là cây mọc tập
trung.