Công nghệ sản xuất pha chế tinh dầu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN MÔN THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU 2 NỘI DUNG Trang BÀI 1 LY TRÍCH TINH DẦU 4 1 1 Qui trình chuẩn bị nguyên liệu 4 1 1 1 Xác định đối tượng 4 1 1 2 X[.]

MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU NỘI DUNG Trang BÀI LY TRÍCH TINH DẦU 1.1 Qui trình chuẩn bị nguyên liệu 1.1.1 Xác định đối tượng 1.1.2 Xác định thời gian nguồn thu nguyên liệu 1.1.3 Xử lý nguyên liệu 1.2 Qui trình ly trích tinh dầu 1.2.1 Qui mô PTN 1.2.2 Qui mô pilot BÀI PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HĨA HỌC TINH DẦU BỞI PHƯƠNG PHÁP GC 2.1 Qui trình chuẩn bị mẫu 2.2 Qui trình phân tích GC 2.2.1 Phương pháp GC/MS 2.2.2 Phương pháp GC/FID 10 2.3 Qui trình đọc giải phổ GC 11 2.3.1 Phổ GC/MS 13 2.3.2 Phổ GC/FID 13 2.3.2.1 Định lượng không chất nội chuẩn 14 2.3.2.2 Định lượng có chất nội chuẩn 14 BÀI PHÂN TÍCH TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA TINH DẦU 16 3.1 Phân tích cảm quang 16 3.1.1 Đánh giá mùi 16 3.1.2 Đánh giá màu 16 3.2 Phân tích tính chất vật lý 16 3.2.1 Tỉ trọng 16 MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU 3.2.2 Chỉ số khúc xạ 17 3.2.3 Góc quay cực 17 3.3 Phân tích tính chất hóa học 17 3.3.1 Chỉ số acid (IA) 17 3.3.2 Chỉ số xà phịng hóa (IS) 18 3.3.3 Chỉ số ester hóa (IE) 18 BÀI ĐÁNH GIÁ MÙI HƯƠNG TINH DẦU 19 MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU BÀI LY TRÍCH TINH DẦU A MỤC ĐÍCH Sinh viên tiếp cận kỹ thuật chưng cất tinh dầu phương pháp chưng cất lôi nước theo qui mô PTN qui mô pilot Sinh viên đánh giá hiệu suất, chất lượng sơ tinh dầu thực chưng cất điều kiện khác B QUI TRÌNH THÍ NGHIỆM 1.1 Qui trình chuẩn bị nguyên liệu 1.1.1 Xác định đối tượng Bước Xác định loài cây, phận sử dụng để ly trích tinh dầu - Sinh viên tự chọn đối tượng cần sử dụng để thí nghiệm tìm hiểu lý thuyết tinh dầu lồi cây/bộ phận thơng qua tài liệu ngồi nước (tạp chí khoa học, sách) Ghi nhận danh sách tài liệu tham khảo vào chuẩn bị tường trình - Sinh viên ghi nhận hình ảnh thực vật (mẫu tươi) vào chuẩn bị: , lá, trái, hoa (với kích cỡ ghi nhận) Ghi nhận tên khoa học, tên thông thường vào chuẩn bị tường trình Bước Xác định phận chứa tinh dầu - Sinh viên thực giải phẫu học tuyến tinh dầu phận thực vật Ghi nhận hình ảnh tuyến tinh dầu vào chuẩn bị 1.1.2 Xác định thời gian nguồn thu nguyên liệu Sinh viên ghi nhận thời gian thu mẫu vào tường trình Sinh viên ghi nhận nguồn/nơi thu mẫu vào tường trình 1.1.3 Xử lý nguyên liệu Bước Nguyên liệu thu làm bụi đất (rửa, giũ sạch), để khơ bảo quản nơi mát mẻ, thống khí Ghi nhận hình ảnh vào tường trình Lượng nguyên liệu chuẩn bị thực hành ly trích tinh dầu yêu cầu: 5-7 kg Bước Chuẩn bị nguyên liệu thực hành ly trích theo phương pháp chưng cất lơi nước MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU - Nguyên liệu lá: Cân nguyên liệu, cắt nhỏ xay nhuyễn máy xay sinh tố (lượng nhỏ) máy xay công nghiệp (lượng lớn) với lượng nước xác định Cho hỗn hợp vào bình/bồn chưng cất Ghi nhận khối lượng nguyên liệu lượng nước vào tường trình - Nguyên liệu vỏ mềm (giống có múi): Cân nguyên liệu, cắt nhỏ xay nhuyễn máy xay sinh tố (lượng nhỏ) máy xay công nghiệp (lượng lớn) với lượng nước xác định Cho hỗn hợp vào bình/bồn chưng cất Ghi nhận khối lượng nguyên liệu lượng nước vào tường trình - Nguyên liệu thân thảo (cây gia vị): Cân nguyên liệu, cắt nhỏ xay nhuyễn máy xay sinh tố (lượng nhỏ) máy xay công nghiệp (lượng lớn) với lượng nước xác định Cho hỗn hợp vào bình/bồn chưng cất Ghi nhận khối lượng nguyên liệu lượng nước vào tường trình - Ngun liệu thân gỗ - khơ (vỏ quế, hoa hồi, ): Cân nguyên liệu, xay nhuyễn thành bột máy xay tiêu (lượng nhỏ) máy xay công nghiệp (lượng lớn) Cho nguyên liệu nhay nhuyễn nước (xác định rõ thể tích) vào bình/bồn chưng cất Ghi nhận khối lượng nguyên liệu lượng nước vào tường trình Ghi chú: - Nguyên liệu sử dụng sau xử lý mẫu theo qui trình phù hợp tùy loại nguyên liệu trình bày - Qui mơ PTN : sử dụng 100-200 g nguyên liệu lượng nước cho ngập nguyên liệu theo tài liệu nghiên cứu công bố - Qui mô pilot : sử dụng 5-7 kg nguyên liệu lượng nước cho ngập nguyên liệu 1.2 Qui trình ly trích tinh dầu Phương pháp chưng cất tinh dầu: lôi nước 1.2.1 Qui mô PTN Tinh dầu chưng cất với dụng cụ Clevenger 2000 ml (Hình 1.1) bao gồm: bình cầu thủy tinh đáy tròn 2000 ml cổ nhám 29/32, ống gạn tinh dầu nhám đầu 29/32 24/29, ống hoàn lưu bóng 30-40 cm cổ nhám đầu 24/29 Bộ gia nhiệt: bếp đun bình cầu 2000 ml, cơng suất 500 W MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU (a) (b) Hình 1.1 Bộ dụng cụ chưng cất tinh dầu Clevenger: tinh dầu nặng (a) tinh dầu nhẹ (b) Qui trình chưng cất: - Xử lý nguyên liệu theo mục 1.1.3 - Cho nguyên liệu vào bình cầu 2000 ml - Ráp hệ thống chưng cất tinh dầu theo Hình 1.2 Mở hệ thống nước hoàn lưu Tiến hành chưng cất tinh dầu theo thời gian xác định, ghi nhận thời gian chưng cất vào tường trình Tinh dầu tách khỏi hỗn hợp tinh dầu – nước thu từ ống gạn dung môi Et2O Làm khan dung dịch Et2O chứa tinh dầu với Na2SO4 khan Cô quay thu hồi dung môi thu tinh dầu tinh khiết Cân ghi nhận khối lượng, thể tích, màu mùi tinh dầu thu vào tường trình MƠN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU Tinh dầu ly trích được, chứa chai chứa mẫu tinh dầu màu tối bảo quản tủ lạnh nơi thoáng mát Tinh dầu sử dụng để thực phân tích thành phần hóa học, tính chất hóa lý, phối hương pha chế sản phẩm chứa tinh dầu Hình 1.2 Hệ thống chưng cất tinh dầu với dụng cụ Clevenger 1.2.2 Qui mô pilot Tinh dầu chưng cất với bồn chứa tinh dầu 50 L (Hình 1.3) Hình 1.3 Bồn chưng cất tinh dầu 50 L theo phương pháp chưng cất lôi nước Qui trình chưng cất: - Mở hệ thống nước làm lạnh - Xử lý nguyên liệu theo mục 1.1.3 MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU - Cho nguyên liệu vào bồn nấu tinh dầu Ráp hệ thống bồn chưng cất tinh dầu Tiến hành chưng cất tinh dầu theo thời gian xác định Chuẩn bị becher 1000 ml có chứa đá cục, quan sát ống hứng tinh dầu, có giọt dung dịch đầu tiên, mở khóa hứng dung dịch thẳng vào becher đá lạnh chuẩn bị đến khoảng 200 mL Sau đó, khóa ống hứng tinh dầu lại tiếp tục hứng dừng chưng cất Ghi nhận thời gian chưng cất vào tường trình - Hỗn hợp tinh dầu – nước thu từ ống hứng tinh dầu đợt cho vào bình lóng 1000 ml Để n đến lớp tinh dầu lớp nước tách hoàn toàn Tiến hành tách lấy lớp nước lớp tinh dầu riêng Lớp nước cho vào bình chứa nước chưng Lớp tinh dầu cho vào erlen 100 ml khô - Hỗn hợp tinh dầu – nước thu từ ống hứng tinh dầu đợt lại tiếp tục thu lấy tiến hành tách lấy tinh dầu nước chưng bình lóng 1000 ml tương tự Phần nước chưng thu được, cho chung vào bình chứa Phần tinh dầu thu được, gộp chung vào erlen 100 ml chứa tinh dầu trên, cho muối Na2SO4 vào làm khan Trích lấy phần tinh dầu khan nước cho vào ống đong khô (cân ghi nhận sẵn khối lượng ống đong) ghi nhận thể tích, khối lượng, màu mùi tinh dầu thu vào tường trình Tinh dầu ly trích được, chứa chai chứa mẫu tinh dầu màu tối bảo quản tủ lạnh nơi thoáng mát Tinh dầu sử dụng để thực phân tích thành phần hóa học, tính chất hóa lý, phối hương pha chế sản phẩm chứa tinh dầu MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU BÀI PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HĨA HỌC TINH DẦU BỞI PHƯƠNG PHÁP GC A MỤC ĐÍCH Sinh viên tiếp cận kỹ thuật: - Chuẩn bị mẫu phân tích GC - Phân tích mẫu tinh dầu theo phương pháp GC/MS, GC/FID - Đọc giải phổ tinh dầu theo phương pháp GC/MS, GC/FID để xác định thành phần hóa học tinh dầu Sinh viên đánh giá chất lượng thật tinh dầu B QUI TRÌNH THÍ NGHIỆM 2.1 Qui trình chuẩn bị mẫu Thành phần hóa học tinh dầu phân tích phương pháp GC/MS – GC/FID Mẫu tinh dầu pha lỗng với dung mơi CH2Cl2 Et2O khan nước theo tỉ lệ l mg/ml Cân 0.5 mg chất nội chuẩn methyl octanoate mg tinh dầu vial ml (chuyên dùng cho máy GC) cân phân tích số lẻ Ghi nhận khối lượng thật chất nội chuẩn tinh dầu vào tường trình Cho ml dung mơi CH2Cl2 Et2O vào đậy nắp vial 2.2 Qui trình phân tích GC 2.2.1 Phương pháp GC/MS Việc phân tích thực máy sắc ký khí Agilent 7890A đầu dò phổ khối lượng (mass detector, MSD) 5975C VL MSD Triple-Axis sử dụng cột mao quản không phân cực HP-5MS 30.0 m x 0.25 mm x 0.25 µm (Hình 2.1) Qui trình vận hành máy GC/MS phân tích mẫu thực sau: Bước Đặt vial chứa mẫu tinh dầu phân tích vào phận chứa mẫu (auto sampler ) Bước Mở cửa sổ chương trình phân tích mẫu máy vi tính kết nối với hệ thống GC/MS Bước Cài đặt thông số/chế độ phân tích - Q trình ion hóa: thực 70 eV - Khí mang: Helium sử dụng làm khí mang với chế độ đẳng áp 10.604 psi MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU - Nhiệt độ buồng tiêm thiết lập 250 oC - Nhiệt độ đầu dò thiết lập 250 oC - Thể tích mẫu tiêm : 0.1 μl với chế độ chia dòng (split) 25:1 - Chương trình nhiệt: nhiệt độ đầu 60 oC, tăng oC/phút đến 240 oC Hình 2.1 Hệ thống GC/MS - Cài đặt thơng tin mẫu phân tích (tên mẫu, thơng tin mẫu), chương trình phân tích, nơi chứa file mẫu phân tích - Tiến hành phân tích mẫu 60 phút Bước Kết thúc phân tích, mở sổ phân tích mẫu, chọn mẫu vừa phân tích được, chọn thơng số phù hợp, lấy tích phân in lấy thông tin phổ GC/MS ghi nhận 2.2.2 Phương pháp GC/FID Việc phân tích thực máy GC Agilent 6890N trang bị cột mao quản nhồi silica DB-5 30.0 m x 0.32 mm x 0.25 μm đầu dị ion hóa lửa (flame ionization detector, FID) Qui trình vận hành máy GC/FID phân tích mẫu thực sau: Bước Mở máy tạo khí hydrogen mở van khí Bước Mở máy GC/FID Bước Mở máy tính kết nối với máy GC/FID Mở cửa sổ chương trình phân tích mẫu máy vi tính kết nối với hệ thống GC/FID Bước Cài đặt thơng số/chết độ phân tích 10 MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU - Khí mang: Nitrogen sử dụng làm khí mang với chế độ đẳng áp 9.32 psi - Nhiệt độ buồng tiêm thiết lập 250 oC - Nhiệt độ đầu dò thiết lập 250 oC - Thể tích mẫu tiêm : μl với chế độ khơng chia dịng (splitless) - Chương trình nhiệt: nhiệt độ đầu 60 oC, tăng oC/phút đến 240 oC - Cài đặt thông tin mẫu phân tích (tên mẫu, thơng tin mẫu), chương trình phân tích, nơi chứa file mẫu phân tích Bước Chuẩn bị kim tiêm GC lọ chứa dung môi acetone tiên biệt dùng để rửa kim Tiến hành tiêm mẫu tay vào buồng tiêm Tiến hành phân tích mẫu 60 phút Bước Kết thúc phân tích, mở sổ phân tích mẫu, chọn mẫu vừa phân tích được, chọn thơng số phù hợp, lấy tích phân in lấy thông tin phổ GC/FID ghi nhận 2.3 Qui trình đọc giải phổ GC Thành phần hóa học tinh dầu ghi nhận bao gồm tên cấu tử thành phần bách phân cấu tử Q trình phân tích thành phần hóa học bao gồm phần (Hình 2.2): định danh cấu tử định lượng cấu tử Với phương pháp GC kết GC/MS ghi nhận dùng để định danh cấu tử tinh dầu kết GC/FID ghi nhận dùng để định lượng (thành phần bách phân) cấu tử tinh dầu Hình 2.2 Qui trình phân tích thành phần hóa học tinh dầu Qui trình giải phổ GC/MS GC/FID thực sau: Bước 1: Xuất file phổ dạng file excel pdf với thông tin: - GC/MS gồm file pdf (hình phổ đồ (MSDA print), bảng thành phần phần trăm (rteres), giải phổ tự động từ thư viện phổ cài sẵn thiết bị) file excel 11 MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU GC/FID: gồm file pdf file excel Bước 2: Tạo file excel lập bảng với cột thông tin cần cung cấp kết phân tích thành phần hóa học tinh dầu theo mẫu PTN cung cấp Tiến hành tính số lưu LRI cho peak phổ đồ GC/MS lẫn GC/FID theo công thức van den Dool Kratz thông tin RT dãy đồng đẳng alkane PTN cung cấp Bước 3: Hoàn thiện file excel việc xác định tên cấu tử peak mẫu tinh dầu phân tích với %GC theo hướng dẫn giảng viên Trình bày bảng kết phân tích thành phần hóa học tinh dầu vào bày tường trình Bảng ví dụ kết phân tích thành phần hóa học tinh dầu Stt Thời gian lưu (phút) 5.21 Tên hợp chất LRI % GC Phương pháp xác định 931 0.51 LRI, MS 969 970 0.22 LRI, MS β-Pinene 974 974 0.02 LRI, MS 6.68 β-Myrcene 988 987 2.05 LRI, MS 7.05 n-Octanal 998 1001 0.11 LRI, MS 7.11 α-Phellandrene 1002 1003 0.04 LRI, MS 7.90 Limonene 1024 1025 96.29 LRI, MS 8.54 (E)-β-Ocimene 1044 1043 0.05 LRI, MS 8.93 γ-Terpinene 1054 1054 0.01 LRI, MS 10 9.34 n-Octanol 1063 1066 0.15 LRI, MS 11 10.02 α-Terpinolene 1086 1086 0.01 LRI, MS 12 10.45 Linalool 1095 1098 0.31 LRI, MS 13 13.60 Terpinen-4-ol 1174 1178 0.03 LRI, MS 14 14.17 α-Terpineol 1184 1192 0.08 MS 15 14.83 Không nhận biết 1201 1208 * Tham khảo theo tác giả Adams ** Tính tốn từ cơng thức theo số liệu thực tế phân tích 0.13 LRI, MS Tham khảo* Quan sát** α-Pinene 932 6.22 Sabinene 6.32 PHẦN ĐỌC THÊM ĐỂ BỔ SUNG KIẾN THỨC 2.3.1 Phổ GC/MS Kết phổ phân tích GC/MS sử dụng để định danh cấu tử tinh dầu Việc định danh cấu tử tinh dầu thực cách so sánh giá trị số lưu tuyến tính (linear retention index, LRI) hay gọi số số học (arithmetic index, AI) hay số lưu chương trình nhiệt (programmed-temperature retention index, PTRI = IT) phổ khối lượng chúng với hợp chất tham khảo công bố Adams hệ thống liệu MS 12 MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU hợp chất từ thư viện phổ MS Wiley 8th kết hợp NIST 2008 Các giá trị số lưu tuyến tính cấu tử tinh dầu xác định qua dãy đồng đẳng alkane C5-C28 tính tốn dựa phương trình đề nghị van den Dool Kratz (1963) 𝑅𝐼 = 𝐴𝐼 = 𝐿𝑅𝐼 = 𝑃𝑇𝑅𝐼 = 100𝑛 + 100(𝑁 − 𝑛) 𝑡𝑟,𝑖 − 𝑡𝑟,𝑛 𝑡𝑟,𝑁 − 𝑡𝑟,𝑛 Trong đó: - RI: số lưu (retention index) - n: số nguyên tử carbon alkane đứng kế trước cấu tử i cần xác định tinh dầu - N: số nguyên tử carbon alkane đứng kế sau cấu tử i cần xác định tinh dầu Thường N=n+1 - tr,i: thời gian lưu cấu tử i - tr,n: thời gian lưu alkane nhỏ tr,N: thời gian lưu alkane lớn 2.3.2 Phổ GC/FID Kết phân tích phổ GC/FID sử dụng để định lượng cấu tử tinh dầu Có cách: - Định lượng khơng chất nội chuẩn (định lượng khơng xác): Thành phần bách phân tương đối cấu tử tinh dầu tính tốn tự động từ diện tích mũi sắc ký đồ GC/FID - Định lượng có chất nội chuẩn: bán định lượng Để xác định xác tên cấu tử mũi sắc ký GC/FID cần dựa số lưu, cụ thể LRI so sánh phổ đồ GC/MS GC/FID Việc so sánh thực dễ dàng có thực thêm kỹ thuật khóa thời gian lưu (retention time locking, RTL) 2.3.2.1 Định lượng khơng chất nội chuẩn Lấy tích phân cho mũi sắc ký phổ đồ cho phù hợp với phổ tinh dầu Phần thành bách phân cấu tử tinh dầu phần trăm diện tích mũi sắc ký cấu tử tổng số diện tích mũi sắc kỳ lấy tích phân 2.3.2.2 Định lượng có chất nội chuẩn ❖ Hệ số RF/ RRF (Response Relative Factor) Khái niệm: Có tương quan chặt chẽ RF hệ số phân bố chúng pha, chất khuếch tán pha tĩnh nhiều pha động tốc độ di chuyển chậm nên 13 MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU RF nhỏ ngược lại, giá trị hệ số RF giúp trình định lượng cấu tử tinh dầu trở nên đơn giản Theo IOFI (the Internatinal Organization of the Flavor Inustry), hệ số RF định nghĩa tỉ lệ khối lượng cấu tử tinh dầu diện tích mũi sắc ký cấu tử sắc ký đồ: RF = Aa / ma Trong đó: ma khối lượng cấu tử tinh dầu Aa diện tích mũi sắc kí cấu tử tinh dầu Ghi chú: Chất nội chuẩn sử dụng phổ biến cho phân tích bán định lượng cấu tử tinh dầu methyl n-octanoate Nguyên tắc sử dụng chất nội chuẩn để xác định hệ số RF: Sử dụng phương pháp nội chuẩn kết hợp sử dụng hệ số RF phương pháp sắc kí khí (GC-FID) cho phép xác định xác nồng độ chất phân tích mà khơng bị ảnh hưởng đáng kể thể tích tiêm mẫu lần tiêm (mg/l, ug/l, ppm, ppb…), phương pháp cho kết xác nhiều so với ngoại chuẩn Để thực cần tìm chất có tính chất lý hóa cấu trúc tương tự với chất cần xác định gọi chất nội chuẩn Chất nội chuẩn dùng GC mục đích dể loại bỏ sai số tiêm mẫu tay Chất nội chuẩn tiêm vào cột lúc với mẫu phân tích, chất nội chuẩn phải có nồng độ khơng đổi đáp ứng điều kiện sau: - Chất nội chuẩn dùng phải có cơng thức xác định nồng độ xác - Khơng có mẫu tinh dầu phân tích - Mũi sắc kí chất nội chuẩn IS phải tách rời mũi sắc kí đứng trước sau chất nội chuẩn - Mũi sắc kí chất nội chuẩn IS phải gần với mũi sắc kí cấu tử cần xác định - Chất nội chuẩn phải có hệ số đáp ứng RF với cấu tử cần phân tích - Chất nội chuẩn phải có chất tương tự với cấu tử phân tích Giả sử với chất phân tích A chất nội chuẩn IS, ta có hệ số đáp ứng là: RF= (Aa/Ais)x(mis/ma) Từ tính ma khối lượng cấu tử có mẫu tinh dầu Thành phần phần trăm cấu tử tính theo: % analyte = ( ma/mmẫu) x 100% 14 MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU Phương pháp xác định hệ số RF : Thông thường, trình định lượng người ta sử dụng chất nội chuẩn kết hợp giá trị hệ số RF cấu tử có mẫu tinh dầu Để khắc phục sai số lần tiêm mẫu, lượng chất nội chuẩn với nồng độ xác tiêm vào hỗn hợp mẫu ban đầu, hỗn hợp gồm chất nội chuẩn đơn hương có mẫu với nồng độ xác chạy để xác định hệ số RF đơn hương Giá trị RF sử dụng để xác định nồng độ thành phần bách phân mẫu tinh dầu ban đầu Mỗi cấu tử tinh dầu có giá trị RF khác nhau, nhiên trình xác định giá trị RF cho tất cấu tử địi hỏi nhiều thời gian cơng sức, đặc biệt khó khăn khơng có chất nội chuẩn phù hợp mà số phịng thí nghiệm đáp ứng thiếu nguồn lực hay tinh dầu chứa đến hàng trăm cấu tử phức tạp Năm 2008, nhóm nhà khoa học từ Firmenich Sain Geneva xây dựng liệu tham khảo giá trị RF cho thấy tái sử dụng giá trị cho q trình phân tích khác giá trị RF cần đo lần Cơ sở liệu giúp tiết kiệm nhiều thời gian chưa giải vấn đề trường hợp hỗn hợp tinh dầu chứa cấu tử khơng có sẵn giá trị RF tham khảo, việc tổng hợp hợp chất địi hỏi nhiều thời gian khơng phải phịng thí nghiệm trang bị đủ điều kiện đáp ứng quy trình tổng hợp Vì vậy, năm 2010, nhóm nhà khoa học tổ chức phát triển phương pháp để dự đoán giá trị RF Họ cho thấy giá trị RF có liên quan đến giá trị enthanpy chất phân tích phương diện dự đốn, hệ số RF cấu tử tính tốn theo cơng thức sau : RF = 103 (MWi /MWISTD )(-61.5 + 88.8nC + 18.7nH - 41.3nO +3.8nN + 64.0nS - 20.2nF 23.5nCl -10.2nBr - 1.07nI + 127nbenzen )-1 Trong đó: nC, nH, nO, nN, nS, nF, nCl, nBr, nI, nbenzen số carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulfur, fluorine, chlorine, bromine, ioine số vòng benzene cấu tử cần xác định RF, khối lượng phân tử cấu tử tinh dầu chất nội chuẩn MWi , MWISTD Tuy nhiên có sai lệch giá trị RF dự đoán giá trị RF tính từ thực nghiệm Hơn 60% giá trị RF dự đoán sai lệch với thực nghiệm 5% 80% giá trị RF dự đoán sai lệch với giá trị đo 10%, vài trường hợp sai lệch cao Tuy sai lệch giá trị RF đa số trường hợp nhỏ, muốn đạt đến xác phép định lượng cấu tử tinh dầu việc xác định giá trị RF thực nghiệm lựa chọn ưu tiên 15 MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU BÀI PHÂN TÍCH TÍNH CHẤT HĨA LÝ CỦA TINH DẦU A MỤC ĐÍCH Sinh viên tiếp cận kỹ thuật cổ điển phương pháp xác định chất lượng tinh dầu: - Xác định tính chất cảm quang: màu, mùi - Xác định tính chất vật lý: tỉ trọng, số khúc xạ, góc quay cực - Xác định tính chất hóa học thơng qua số: acid (AI), xà phịng hóa (SI), ester (EI) Sinh viên đánh giá chất lượng sơ tinh dầu B QUI TRÌNH THÍ NGHIỆM 3.1 Phân tích cảm quang 3.1.1 Đánh giá mùi Dùng ống nhỏ giọt nhỏ giọt tinh dầu lên giấy lọc cắt sẵn cung cấp PTN Ngửi tờ giấy có tinh dầu Ghi nhận mùi tinh dầu (có so sánh với mùi nguyên liệu đặc trưng) vào tường trình 3.1.2 Đánh giá màu Quan sát màu sắc tinh dầu chưng cất mắt thường Ghi nhận vào tường trình 3.2 Phân tích tính chất vật lý 3.2.1 Tỉ trọng Sử dụng dụng cụ tỉ trọng kế (pycnometer) ml (Hình 3.1) trang bị nhiệt kế thủy ngân Cho nước vào bình tỉ trọng kế, cân tồn hệ thống tỉ trọng kế với nước, ghi nhận khối lượng mẫu trắng 𝑚𝐻2𝑂 Cho tinh dầu vào bình tỉ trọng kế, cân lại tồn hệ thống tỉ trọng kế, ghi nhận khối lượng mẫu thật mtd Thực thí nghiệm lần với ghi nhận nhiệt độ đo, tính giá trị trung bình, thu khối lượng mẫu thật trung bình 𝑚𝑡𝑑 Kết đo tính tốn theo cơng thức: 𝑑 = 𝑚𝑡𝑑 𝑚𝐻2 𝑂 Ghi nhận kết đo vào tường trình 16 Hình 3.1 Tỉ trọng kế ml MƠN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU 3.2.2 Chỉ số khúc xạ Đo mẫu trắng: Nhỏ giọt nước chưng cất vào lăng kính khúc xạ kế (refractometer) Abbe WAY-S (Hình 3.2), ghi nhận nhiệt độ (T) số khúc xạ (n) từ máy đo vào tường trình Đo mẫu thật: Nhỏ giọt tinh dầu vào lăng kính khúc xạ kế ghi nhận nhiệt độ (T) số khúc xạ từ máy đo Thực thí nghiệm Hình 3.2 Khúc xạ kế lần cho đối tượng khảo sát tính giá trị trung bình Ghi nhận kết số khúc xạ trung bình (n’) vào tường trình Giá trị số khúc xạ nhiệt độ đo tính theo cơng thức: 𝑛𝐷𝑇 = 𝑛′ + 1.3330 − 𝑛 Giá trị số khúc xạ nhiệt độ chuẩn 25 oC đo tính theo cơng thức: 𝑛𝐷25 = 𝑛𝐷𝑇 + 0.0004(𝑇 − 25) Ghi nhận kết tính tốn vào tường trình 3.2.3 Góc quay cực Sử dụng triền quang kế (polarimeter) A Krüss Optronic GmbH P8000 (Hình 3.3) Cho tinh dầu vào ống đo 100 mm 50 mm, tiến hành đo ghi nhận số góc quay cực nhiệt độ Thực thí nghiệm lập lại lần cho đối tượng khảo sát Ghi nhận kết đo trung bình vào tường trình Hình 3.3 Triền quang kế 3.3 Phân tích tính chất hóa học Chuẩn bị 1000 ml dung dịch KOH/EtOH 0.1 N: cân khoảng 7.5 g KOH rắn becher 1000 ml Sau đó, cho vào 300 ml nước cất, khuấy tan Tiếp tục cho vào 650 ml EtOH tinh khiết vào dung dịch KOH khuấy đến tan hoàn toàn suốt Đổ dung dịch KOH vào bình định mức 1000 ml, cho nước cất vào định mức đến 1000 ml Lắc trộn dung dịch KOH bình định mức cho đồng Tiến hành chuẩn độ lại dung dịch KOH/EtOH vừa pha dung dịch HCl chuẩn 0.1 N Ghi nhận nồng độ đương lượng mol CN thật dung dịch KOH/EtOH 3.3.1 Chỉ số acid (IA) Nguyên tắc: sử dụng phương pháp chuẩn độ, xác định lượng acid tinh dầu 17 MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU Qui trình: Cân khoảng 0.20 g tinh dầu cho vào erlen 100 ml, thêm ml EtOH giọt dung dịch chất thị màu phenolphthaleine Tiến hành chuẩn độ với dung dịch KOH/EtOH pha Thực phép đo lần Ghi nhận lượng tinh dầu mtd thể tích VKOH ml dung dịch KOH/EtOH pha chế dùng để chuẩn độ Chỉ số acid tính theo cơng thức: 𝐼𝐴 = 𝑁𝐾𝑂𝐻 ×5,61 𝑚𝑡𝑑 𝑥𝑉𝐾𝑂𝐻 Ghi nhận kết vào tường trình 3.3.2 Chỉ số xà phịng hóa (savon hóa, IS) Cho khoảng 0.20 g tinh dầu vào bình cầu 100 ml, thêm khoảng 20 ml dung dịch KOH/EtOH pha Đun hoàn lưu 1.5 để savon hóa ester trung hồ acid tự có mẫu, để nguội, thêm giọt dung dịch chất thị màu phenolphthaleine Tiến hành chuẩn độ dung dịch tinh dầu với dung dịch HCl 0.1 N Thực phép đo lần Ghi khối lượng tinh dầu mtd, thể tích V1 dung dịch HCl 0.1 N dùng để chuẩn Thực tương tự với mẫu trắng 0.20 g nước cất Ghi nhận thể tích Vo HCl dùng để chuẩn Chỉ số savon hóa tính theo cơng thức: 𝑆𝐼 = 56.1×𝑁𝐻𝐶𝑙 𝑚𝑡𝑑 𝑥(𝑉𝑜 − 𝑉1 ) Ghi nhận kết vào tường trình 3.3.3 Chỉ số ester hóa (IE) Chỉ số ester tính tốn theo số acid savon hóa theo cơng thức IE=IS-IA Ghi nhận kết vào tường trình 18 MƠN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU BÀI ĐÁNH GIÁ MÙI HƯƠNG TINH DẦU A MỤC ĐÍCH Sinh viên tiếp cận được: - Mùi thực tế tinh dầu phân loại tinh dầu theo note hương - Mùi thực tế đơn hương tinh dầu xác định mối liên hệ cấu tử tạo nên mùi chủ đạo tinh dầu B QUI TRÌNH THÍ NGHIỆM Sinh viên nhận diện mùi hương tinh dầu phương pháp ngửi loại tinh dầu loại đơn hương Qui trình: Nhỏ tinh dầu lên miếng giấy lọc cắt nhỏ ngửi trực tiếp từ bình chứa cách mở nắp chai dùng tay phẩy nhẹ miệng chai để cảm nhận mùi Ghi nhận kết cảm nhận mùi đơn hương thuộc tinh dầu vào tường trình 19 ... hóa học, tính chất hóa lý, phối hương pha chế sản phẩm chứa tinh dầu MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU BÀI PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HĨA HỌC TINH DẦU BỞI PHƯƠNG PHÁP GC A MỤC ĐÍCH... 2000 ml, cơng suất 500 W MÔN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ TINH DẦU (a) (b) Hình 1.1 Bộ dụng cụ chưng cất tinh dầu Clevenger: tinh dầu nặng (a) tinh dầu nhẹ (b) Qui trình chưng cất:... chứa tinh dầu với Na2SO4 khan Cô quay thu hồi dung môi thu tinh dầu tinh khiết Cân ghi nhận khối lượng, thể tích, màu mùi tinh dầu thu vào tường trình MƠN THỰC HÀNH: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ PHA CHẾ