bài giảng về tinh dầu

Thành phần chính của tinh dầu khá phức tạp, là các hydrocarbon béo hoặc thơm và những dẫn xuất của chúng như alcol, aldehyd, ceton, ester… Ngoài ra còn có một số hợp chất của sulfur và n

TINH DẦU

I ĐỊNH NGHĨA

II THÀNH PHẦN

III.TÍNH CHẤT LÝ HÓA

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU

V KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG TINH DẦU

VI TÁC DỤNG SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG CỦA TINH DẦU VII MỘT SỐ TINH DẦU THÔNG DỤNG

I ĐỊNH NGHĨA

Tinh dầu là hỗn hợp của nhiều thành phần, thường có mùi thơm, không tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ, bay hơi được ở nhiệt độ thường, có nguồn gốc chủ yếu là thực vật

Thành phần chính của tinh dầu khá phức tạp, là các hydrocarbon béo hoặc thơm và những dẫn xuất của chúng như alcol, aldehyd, ceton, ester… Ngoài ra còn có một số hợp chất của sulfur và nitơ thành phần phổ biến trong tinh dầu là dẫn xuất monoterpen

II THÀNH PHẦN

III TÍNH CHẤT LÝ HÓA

Trạng thái: đa số lỏng ở nhiệt độ thường, một số thành phần ở thể rắn: menthol, borneol, camphor, vanilin

Màu sắc: không màu hoặc màu vàng nhạt Do hiện tượng oxy hóa, màu có thể sẫm lại

Mùi: đặc trưng, đa số có mùi thơm dễ chịu, một số có mùi hắc, khó chịu

Vị: Cay Một số có vị ngọt như tinh dầu quế, hồi

Bay hơi được ở nhiệt độ thường

Tỷ trọng: đa số nhỏ hơn 1 tỷ lệ của thành phần phần chính quyết định tỉ trọng của tinh dầu

Độ tan: không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong alcol và các dung môi hữu cơ

III TÍNH CHẤT LÝ HÓA

Độ sôi: phụ thuộc vào thành phần cấu tạo, có thể dùng phương pháp cất phân đoạn để tách riêng từng thành phần trong tinh dầu

Năng suất quay cực cao

Chỉ số khúc xạ: 1,450-1,560

Rất dễ bị oxy hóa Sự oxy hóa thường xảy ra với sự trùng hợp hóa, tinh dầu sẽ chuyển thành chất nhựa

Một số thành phần chính trong tinh dầu cho các phản ứng đặc hiệu của nhóm chức, tạo thành các sản phẩm kết tinh hay cho màu, người

ta dựa vào đặc tính này để định tính và định lượng các thành phần chính trong tinh dầu

Có 4 phương pháp thường được áp dụng phổ biến:

- Phương pháp lôi cuốn hơi nước

- Phương pháp dùng dung môi

- Phương pháp ướp

- Phương pháp ép

Nguyên tắc của sự lựa chọn trong sản xuất là: yêu cầu về chất lượng trong sử dụng, bản chất của nguyên liệu và giá thành Phương pháp 1 được áp dụng rộng rãi nhất

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU

IV.1 Phương pháp lôi cuốn hơi nước

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU

Nguyên tắc:

Dựa trên nguyên tắc một hỗn hợp 2 chất lỏng bay hơi được không trôn lẫn nhau (nước và tinh dầu) Khi áp suất hơi bão hòa bằng áp suất khí quyển, hỗn hợp bắt đầu sôi và hơi nước kéo theo hơi tinh dầu.

Hơi nước có thể đưa từ bên ngoài, do các nồi hơi cung cấp hoặc tự tạo trong nồi cất.

Cần lưu ý tỷ lệ giữa đường kính (D) và chiều cao (H) của nồi với nồi cất công nghiệp hơi nước đưa vào bằng các ống dẫn hơi, ở quy mô thủ công, nước chứa sẵn trong nồi, nguyên liệu được đặt trên 1 tấm vĩ, tránh tiếp xúc với đáy nồi.

Ống dẫn hơi: có nhiệm vụ dẫn hơi nước và hơi tinh dầu qua bộ

phận ngưng tụ Ngoài ra, dưới tác dụng của không khí lạnh bên ngoài làm ngưng tụ 1 phần hơi nước và hơi tinh dầu thành thể lỏng

Vì vậy ống dẫn hơi nên có độ dốc nghiêng về phía bộ phận ngưng tụ

Bộ phận ngưng tụ: Bộ phận ngưng tụ có nhiệm vụ hóa lỏng hơi

nước và hơi tinh dầu và để tách tinh dầu ra khỏi nước: tinh dầu nặng ở phía dưới, tinh dầu nhẹ hơn nước nằm ở phía trên

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU

Một số lưu ý khi chiết xuất tinh dầu bằng phương pháp cất:

- Nguyên liệu cần xay hoặc cắt nhỏ

- Thời gian cất tùy theo bản chất của nguyên liệu và tính chất của tinh dầu

- Tinh dầu sau khi thu được cần phải loại bỏ nước triệt để bằng phương pháp ly tâm

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU

IV.2 Phương pháp dùng dung môi

Dung môi dễ bay hơi: Phương pháp này dùng để chiết xuất tinh dầu

trong hoa hoặc để chiết xuất một thành phần nhất định nào đó Dung môi thường dùng là etet petrol, hexan Sau khi chiết, cất thu hồi dung môi dưới áp suất giảm sẽ thu được tinh dầu có lẫn sáp và một số tạp chất khác, sau đó dùng alcol để chiết tinh dầu tinh khiết và loại alcol bằng phương pháp cất dưới áp suất kém.

Dung môi không bay hơi: Dầu béo hoặc dầu parafin Phương pháp này

thường dùng để chiết xuất tinh dầu từ hoa Ngâm hoa trong dung môi đã được làm nóng 60-70oC, thời gian từ 12-48 giờ tùy theo từng loại hoa Làm nhiều lần cho đến khi dung môi bão hòa tinh dầu (10-15 lần) Dùng alcol để tách riêng tinh dầu ra khỏi dầu béo và cất thu hồi alcol dưới áp suất kém để thu tinh dầu tinh khiết.

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU

IV.3 Phương pháp ướp

Dùng khuông bằng gỗ có kích thước 58 x 80 x 5 cm, ở giữa đặt tấm thủy tinh được phết mỡ lợn cả 2 mặt, mỗi lợp dày 3mm đặt trên bề mặt chất béo 1 lợp lụa mỏng, rải lên trên 30-80g hoa tươi, khô ráo, không bị dập nát, hoa đã loại bỏ lá đài Các khuôn gỗ được xếp chồng lên nhau rồi để trong phòng kín Sau 24-72 giờ tùy theo theo từng loại hoa, người ta thay lớp hoa mới cho đến khi chất béo bão hòa tinh dầu, tách riêng tinh dầu bằng alcol

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT TINH DẦU

IV.4 Phương pháp ép

Phương pháp này chỉ áp dụng để điều chế tinh dầu vỏ quả các loài citrus như cam, chanh, bưởi… vì những lý do sau:

Tinh dầu vỏ cam, chanh chủ yếu dùng trong kỹ nghệ sản xuất đồ uống, vì vậy cần có mùi giống như mùi tự nhiên, mà tinh dầu điều chế bằng phương pháp cất không đạt yêu cầu này.

Trong vỏ cam, chanh, tinh dầu nằm trong túi tiết ở lớp vỏ ngoài, chỉ cần tác động một lực cơ học là có thể giải phóng ra, vì vậy phương pháp ép rất phù hợp.

Các túi tiết tinh dầu trong vỏ các loài citrus được bao bọc bởi các màng pectin Càng gia nhiệt, màng càng đông cứng lại Nếu muốn điều chế tinh dầu bằng các phương pháp cất, trước hết phải phá vỡ màng này Dịch ép có chứa nhiều pectin nên sau khi ép phải lọc, ly tâm và bào quản tinh dầu ở nhiệt độ thấp.

V KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG TINH DẦU

Các tạp chất thường gặp trong tinh dầu là nước và các ion kim loại nặng, thường tạo ra do kỹ thuật không đảm bảo tiêu chuẩn, làm cho tinh dầu dễ bị hư do quá trình oxy hóa

Ngoài ra còn các chất giả mạo tinh dầu là do đưa vào tạp chất một cách cố ý để giảm giá thành Việc giả mạo này thường hết sức tinh vi Những chất này thường làm thay đổi các chỉ số lý hóa của tinh dầu như độ tan, tỷ trọng, [ ]α D, chỉ số khúc xạ… Có thể dựa vào các đặc tính này để phát hiện ra các chất giả mạo

Phát hiện tạp chất

- Tìm nước: lắc tinh dầu với CaCl2 khan hoặc CuSO4 khan Nếu có nước, CaCl2 sẽ chảy hoặc CuSO4 sẽ chuyển từ xanh nhạt sang xanh nước biển

- Tìm ion kim loại nặng: Lắc tinh dầu với nước, tách riêng lớp

nước, rồi cho sục luồng khí H2S, nếu có ion kim loại nặng sẽ có tủa sulfur màu đen

- Phát hiện chất giả mạo: chất giả mạo có thể là các hợp chất

tan trong nước hoặc tan trong dầu

V KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG TINH DẦU

V KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG TINH DẦU

+ Các hợp chất tan trong nước: Etanol và Glycerin.

Etanol và Glycerin rất hay được cho vào tinh dầu có thành phần chính là alcol như tinh dầu Bạc hà.

Phương pháp xác định chung là: Lắc với nước, nếu thể tích giảm chứng tỏ có sự giả mạo Dụng cụ xác định là ống đong có nút mài

Có thể định tính etanol bằng các phương pháp sau:

+ Tạo sản phẩm iodoform có mùi đặc biệt.

+ Nhỏ từng giọt nước vào ống nghiệm có chứa khoảng 5mL tinh dầu Lắc, nếu có etanol, tinh dầu sẽ đục như sữa.

Định tính Glycerin: Bốc hơi tinh dầu trên nồi cách thủy, cho vào cặn 1

ít tinh thể K2SO4 đun trực tiếp Sẽ có mùi đặc trưng của Acrolein.

Phản ứng này cũng áp dụng để xác định sự có mặt của dầu béo trong tinh dầu.

+ Các chất giả mạo tan trong dầu:

Dầu mỏ: Nhỏ 1 giọt tinh dầu lên giấy lọc Hơ nhanh lên bếp điện

cho tinh dầu bay hơi (giữ giấy không bị cháy), nếu để lại vết là có trộn dầu mỏ Bay hơi tinh dầu trên bếp cách thủy, xác định chỉ số xà phòng của cặn hoặc làm phản ứng để tạo Acrolein như khi xác định glycerin

Dầu hỏa, xăng, dầu parafin: Những thành phần này không tan

trong alcol, có thể kiểm tra độ tan của tinh dầu trong etanol 80o Nhỏ từng giọt tinh dầu khoảng 5mL, tinh dầu sẽ tan hết trong alcol, còn chất giả mạo sẽ nổi lên bề mặt Phương pháp này có thể xác định được chất giả mạo ở tỉ lệ ≥25%

V KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG TINH DẦU

VI TÁC DỤNG SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG CỦA TINH DẦU

Tinh dầu và các cây cỏ chứa tinh dầu có phạm vi sử dụng rất rộng lớn trong đời sống hàng ngày của con người, trong nhiều ngành khác nhau

Trong y dược học:

- Một số tinh dầu được dùng làm thuốc

- Tác dụng trên đường tiêu hóa : kích thích tiêu hóa, lợi mật, thông mật

- Tác dụng kháng khuẩn và diệt khuẩn : tác dụng lên đường hô hấp như Bạch đàn, Bạc hà

- Tác dụng diệt ký sinh trùng

VI TÁC DỤNG SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG CỦA TINH DẦU

VI TÁC DỤNG SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG CỦA TINH DẦU

Ứng dụng trong các ngành kỹ nghệ khác:

- Kỹ nghệ thực phẩm : Một lượng lớn cây chứa tinh dầu được tiêu

thụ dưới dạng gia vị : quế, hồi, đinh hương, thì là, thảo quả, hạt tiêu tác dụng là bảo quản thực phẩm, làm cho thực phẩm có mùi thơm, kích thích dây thần kinh vị giác giúp ăn ngon miệng Ngoài ra, còn kích thích tiết dịch vị giúp cho sự tiêu hóa thức ăn dễ dàng

Một số tinh dầu và thành phần tinh dầu được làm thơm bánh kẹo, các loại mứt, đồ hộp

- Dùng pha chế rượu mùi : tinh dầu hồi, đinh hương.

- Dùng tronng kỹ nghệ pha chế đồ uống: tinh dầu vỏ cam,

chanh,

- Một số tinh dầu dùng trong kỹ nghệ sản xuất chè, thuốc lá.

- Kỹ nghệ pha chế nước hoa, xà phòng, mỹ phẩm, các hương liệu

khác Đây là một ngành công nghiệp rất lớn, sử dụng chủ yếu là nguồn tinh dầu trong thiên nhiên

Ngoài ra còn có những chất thơm tổng hợp hay bán tổng hợp

VI TÁC DỤNG SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG CỦA TINH DẦU

MỘT SỐ TINH DẦU THÔNG DỤNG

- TINH DẦU SẢ

- TINH DẦU BẠC HÀ

- THÔNG

- BẠCH ĐÀN

- GỪNG

TINH DẦU SẢ

Tên khoa học : Cymbopogon sp.

Họ Lúa (Poaceae)

Cây Sả Cymbopogon có khoảng 120 loài, phân bố chủ yếu ở

vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc các nước châu Á và châu Phi Có 3 nhóm chính có chứa tinh dầu có giá trị kinh tế

+ Sả Citronelle : Cho tinh dầu Citronelle (Oleum Citronelle,

Citronelle oil), đại diện nhóm này là 2 loài :

Cymbopogon winterianus (Sả Java) Cymbopogon nardus (Sả Srilanka)

+ Sả Palmarosa: cho tinh dầu Palmarosa (Oleum Palmarosa,

Palmarosa oil)

+ Sả Lemongrass : cho tinh dầu Lemongrass.

TINH DẦU SẢ

Sả là loài cỏ sống lâu năm, mọc thành bụi, kém chịu hạn và úng Những nước xuất khẩu tinh dầu Sả nhiều nhất là Đài Loan, Hordurrat, Guatemela, Ghine, Malaysia, Srilanka, Congo, Phillipin, Indonesia, Trung Quốc

Trong các giống Sả thì Sả Java có giá trị kinh tế nhất vì hiệu suất tinh dầu cao (150-250kg/ha); chất lượng tinh dầu tốt, tinh dầu được tiêu thụ nhiều trên thị trường quốc tế do giá trị sử dụng cao

TINH DẦU SẢ

I THÀNH PHẦN HÓA HỌC

1.Tinh dầu sả Citronelle Java: là chất lỏng màu vàng nhạt, mùi

thơm của Sả, có các hằng số vật lý:

các alcol khác như citronellol

và ester của chúng Hàm lượng

geraniol toàn phần là 85-96%

Tiêu chuẩn thương phẩm quốc tế quy định những chỉ tiêu sau đây với tinh dầu Citronelle.

Tiêu chuẩn Geraniol toàn phần Citronelal

TINH DẦU SẢ

2 Tinh dầu sả Citronelle Srilanka

Thành phần hóa học tinh dầu tương tự như tinh dầu Citronelle Java, nhưng hàm lượng Citronelal thấp hơn (7-15%), geraniol (26-39%), geraniol toàn phần quy định không dưới 75%

TINH DẦU SẢ

TINH DẦU SẢ

3 Tinh dầu Palmarosa

Tinh dầu là chất lỏng màu vàng nhạt, mùi thơm của hoa hồng với các hằng số :

d20: 0,887-0,900

n20

D: 1,4685-1,4763

[ ]α D= +54o

Thành phần chính của tinh dầu là Geraniol (75-95%)

Sả Palmarosa trồng ở Việt Nam cho tinh dầu với hàm lượng geraniol là 77,7%-86,9%, Geraniol ester là 11-19,8%

4 Tinh dầu Lemongrass

Là chất lỏng màu vàng nhạt, mùi thơm của Sả, với các hằng số:

d20: 0,8986

n20

D: 1,4910[ ]α D= -0,62o

Thành phần chính của tinh dầu là Citral (bao gồm Citral A và Citral B) là 65-86%

Một điểm đặc trưng cho tất cả loài Sả là trong tinh dầu có chứa methylheptenon với hàm lượng 1-2% làm cho tinh dầu Sả có mùi

TINH DẦU SẢ

II CÔNG DỤNG

Tinh dầu Sả Java tiêu thụ nhiều nhất trên thị trường thế giới Các nước tiêu thụ nhiều nhất là Mỹ, Anh, Pháp, Nhật Tinh dầu này dùng chủ yếu trong kỹ nghệ hương liệu: pha chế nước hoa, kỹ nghệ xà phòng…

Chất có giá trị Citronelal, được chuyển thành các sản phẩm khác, đặc biệt là hydroxicitronelal, là chất điều hương quan trọng, làm cho nước hoa có mùi tự nhiên

Tinh dầu sả Srilanka cũng được sử dụng trong kỹ nghệ nước hoa và xà phòng nhưng kém giá trị hơn tinh dầu sả Java

TINH DẦU SẢ

Citronelal

CH2OH

Citronelol (Rodiol)

TINH DẦU SẢ

Tinh dầu sả Palmarosa dùng trong kỹ nghệ nước hoa và xà phòng

do giàu geraniol, có mùi thơm của hoa hồng Ngoài ra còn được dùng trong kỹ nghệ sản xuất thuốc lá

Tinh dầu sả Lemongrass dùng chủ yếu để chiết xuất Citral, dùng trong kỹ nghệ xà phòng, nước hoa, chất thơm cho thực phẩm.

Nhân dân Việt Nam vẫn trồng 1 loài Sả có tên khoa học chưa xác định Tép sả phát triển (thường gọi là củ sả) được dùng làm gia vị Lá được dùng làm thuốc xông chữa cảm cúm, củ sả có tác dụng thông tiểu

TINH DẦU SẢ

TINH DẦU BẠC HÀ

Có 2 nhóm Bạc hà:

- Bạc hà có nguồn gốc Châu Á.

- Bạc hà có nguồn gốc Châu Âu

TINH DẦU BẠC HÀ

Bạc hà Châu Á

Tên khoa học: Mentha arvenis L.

Họ Hoa môi (Lamiaceae)

Bạc hà châu Á ở Việt Nam có 2 nguồn gốc:

- Bạc hà bản địa: mọc hoang ở các tỉnh Sơn La, Lào Cai, Lai

Châu Cây có thể cao đến 1,5m thân màu xanh, khi đem trồng ở đồng bằng cho năng suất cây xanh cao, nhưng hiệu suất tinh dầu và hàm lượng menthol trong tinh dầu thấp nên không có giá trị kinh tế

- Bạc hà di thực: được lai giống và có nhiều chủng loại

TINH DẦU BẠC HÀTinh dầu Bạc hà: là chất lỏng không màu hoặc màu vàng nhạt, mùi

thơm đặc biệt, vị cay mát.

n 20

[α]D= -20 o đến -40 o

Thành phần hóa học chính của tinh dầu là Menthol, thường trên

70% Ngoài ra còn có Methol esther, Menthon, các hợp chất hydrocarbon monoterpenic.

Bạc hà Châu Á được trồng chủ yếu là để cất tinh dầu Do hàm lượng menthol trong tinh dầu cao (trên 75%) nên Bạc hà Châu Á được coi là nguồn nguyên liệu thiên nhiên để chiết menthol.

Menthol có tác dụng kháng khuẩn, chống co thắt, giảm đau, kích thích tiêu hóa, chữa hôi miệng.

Menthol được dùng trong nhiều ngành kỹ nghệ: kỹ nghệ thực phẩm, kỹ nghệ bánh kẹo, thực phẩm, pha chế rượu mùi…

Bạc hà Châu Âu

Tên khoa học: Mentha piperita L.

Họ Hoa môi (Lamiaceae)

Bạc hà này được trồng chủ yếu ở các nước Châu Âu Ở Việt Nam có

di thực trồng thử nhưng chưa được phát triển.

Thành phần hóa học của tinh dầu:

- 40-60% menthol toàn phần

- 8-10% menthon

- Lượng nhỏ Menthofuran (1-2%) Tinh dầu Bạc hà châu Aâu có mùi thơm dễ chịu, rất được ưa chuộng Tinh dầu được dùng như chất thơm trong kỹ nghệ dược phẩm, kỹ nghệ sản xuất bánh kẹo và rượi mùi.

Tinh dầu không dùng để chiết xuất Menthol.

TINH DẦU BẠC HÀ

Tên khoa học: Pinus sp.

Họ Thông (Pinaceae)

Tinh dầu thông được cất từ nhựa thông.

Ở Việt Nam, những loài thông được trồng để lấy nhựa là:

- Thông nhựa hay thông 2 lá (Pinus merkusiana): mọc thành rừng tự

nhiên và rừng trồng khắp nước như Thái Nguyên, Bắc Giang, Quảng Ninh, Nghệ An, Quảng Bình, Thừa Thiên, Gia Lai, Kontum, Lâm Đồng.

- Thông đuôi ngựa (Pinus massoniana Lanak): được trồng nhiều ở các

tỉnh phía bắc: Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn, Tuyên Quang, Thanh Hóa, Nghệ An.

- Thông ba lá (Pinus khasaya Royle): tập trung nhiều ở Lâm Đồng và

một số tỉnh miền núi phía Bắc