Kỹ thuật phân tích tinh dầu

Giới thiệu ........................................................................................................ 3 2. Kỹ thuật phân tích cổ điển............................................................................ 4 3. Các kỹ thuật phân tích hiện đại ................................................................. 11 3.1 Sử dụng chỉ số độ bền tuyến tính của Sắc ký khí trong phân tích dầu....... 11 3.2 Sắc ký khí khối phổ ................................................................................... 12 3.3 Phương pháp phân tích sắc kí khí nhanh (fast GC) trong phân tích tinh dầu .......................................................................................................................... 12 3.4 Phương pháp Gas chromatographyOlfactometry (GCO) cho việc đánh giá các hợp chất hoạt động tạo mùi của tinh dầu.................................................... 15 3.5 Phương pháp sắc kí khí xác định các tinh dầu có tính chất đồng phân quang học..................................................................................................................... 19 3.6 Sắc kí lỏng và sắc kí lỏng ghép khối phổ (LC và LCMS) trong phân tích tinh dầu ............................................................................................................. 22 3.7 Sắc kí khí đa chiều (MDGC) ...................................................................... 23 3.8 Sắc ký lỏng hiệu năng cao .......................................................................... 29 4. Những lưu ý chung trong phân tích tinh dầu ............ Các sản phẩm tinh dầu được công nghiệp hóa lần đầu tiên vào nửa đầu thế kỷ XIX, do nhu cầu tăng lên đối với các loại thành phần mùi và chất thơm. Thành phẩn chủ yếu trong tinh dầu là mono, sesquiterpene và dẫn xuất oxy của nó, cùng với axit béo, rượu, ester. Terpene được coi là có cấu trúc đa dạng nhất của các sản phẩm tự nhiên, có nguồn gốc từ sự hợp nhất lặp lại của nhánh 5C( isoprene). Trong trường hợp này, phương pháp phân tích áp dụng cho tinh dầu có đặc tính chứa 1 lượng lớn phân tử. Cấu trúc hóa học của tinh dầu có liên quan chặt chẽ đến các phương pháp chiết xuất và sử dụng, do đó việc lựa chọn 1 phương pháp chiết xuất phù hợp trở nên quan trọng. Trên cơ sở các đặc tính của thực vật, các kỹ thuật tách chiết sau có thể áp dụng: chưng cất hơi nước ( SD), chưng cất phân đoạn, trích ly bằng dung môi (SE), phân đoạn của dung môi chiết, ngâm, ép, enfleurage( pp tách hương liệu của hoa), trích ly bằng chất lỏng siêu tới hạn( SFE), kỹ thuật Soxhlet, kỹ thuật hỗ trợ loại nước bằng vi sóng ( MAHD), kỹ thuật headspace tĩnh và động ( DHS,SHS), kỹ thuật bay hơi bằng dung môi( SAFE), kỹ thuật siêu trích ly pha rắn( SPME), kỹ thuật giả hấp thu nhiệt trực tiếp( DTD)….. Ngoài sự quan tâm lớn trong việc thực hiện các nghiên cứu có hệ thống về các loại tinh dầu, thì cần phải theo dõi về vấn đề làm giả tinh dầu, chủ yếu là các loại dầu quan trọng về kinh tế. Như quan sát, hầu hết các thay đổi thị trường về sản phẩm thương mại có sẵn xảy ra nhanh chóng, ảnh hưởng đến cây trồng hoặc quy trình công nghiệp. Nhìn chung, cạnh tranh thị trường cũng làm hạn chế sự quan tâm của người tiêu dung về chất lượng dầu, có thể khiến các nhà sản xuất là

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ViỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

******

TIỂU LUẬN

Học phần: Công nghệ chất thơm

Đề tài: Các phương pháp phân tích tinh dầu

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Thị Hoàng Yến – 20123716

Vũ Thị Hồng Vân - 20123716

Hà Văn Thênh - 20149596

MỤC LỤC

1 Giới thiệu 3

2 Kỹ thuật phân tích cổ điển 4

3 Các kỹ thuật phân tích hiện đại 11

3.1 Sử dụng chỉ số độ bền tuyến tính của Sắc ký khí trong phân tích dầu 11

3.2 Sắc ký khí- khối phổ 12

3.3 Phương pháp phân tích sắc kí khí nhanh (fast GC) trong phân tích tinh dầu 12

3.4 Phương pháp Gas chromatography-Olfactometry (GC-O) cho việc đánh giá các hợp chất hoạt động tạo mùi của tinh dầu 15

3.5 Phương pháp sắc kí khí xác định các tinh dầu có tính chất đồng phân quang học 19

3.6 Sắc kí lỏng và sắc kí lỏng ghép khối phổ (LC và LC-MS) trong phân tích tinh dầu 22

3.7 Sắc kí khí đa chiều (MDGC) 23

3.8 Sắc ký lỏng hiệu năng cao 29

4 Những lưu ý chung trong phân tích tinh dầu 30

1 Giới thiệu

Các sản phẩm tinh dầu được công nghiệp hóa lần đầu tiên vào nửa đầu thế kỷ XIX, do nhu cầu tăng lên đối với các loại thành phần mùi và chất thơm Thành phẩn chủ yếu trong tinh dầu là mono, sesquiterpene và dẫn xuất oxy của nó, cùng với axit béo, rượu, ester Terpene được coi là có cấu trúc đa dạng nhất của các sản phẩm tự nhiên, có nguồn gốc từ sự hợp nhất lặp lại của nhánh 5C( isoprene) Trong trường hợp này, phương pháp phân tích áp dụng cho tinh dầu có đặc tính chứa 1 lượng lớn phân tử Cấu trúc hóa học của tinh dầu có liên quan chặt chẽ đến các phương pháp chiết xuất

và sử dụng, do đó việc lựa chọn 1 phương pháp chiết xuất phù hợp trở nên quan trọng Trên cơ sở các đặc tính của thực vật, các kỹ thuật tách chiết sau

có thể áp dụng: chưng cất hơi nước ( SD), chưng cất phân đoạn, trích ly bằng dung môi (SE), phân đoạn của dung môi chiết, ngâm, ép, enfleurage(

pp tách hương liệu của hoa), trích ly bằng chất lỏng siêu tới hạn( SFE), kỹ thuật Soxhlet, kỹ thuật hỗ trợ loại nước bằng vi sóng ( MAHD), kỹ thuật headspace tĩnh và động ( DHS,SHS), kỹ thuật bay hơi bằng dung môi( SAFE), kỹ thuật siêu trích ly pha rắn( SPME), kỹ thuật giả hấp thu nhiệt trực tiếp( DTD)…

Ngoài sự quan tâm lớn trong việc thực hiện các nghiên cứu có hệ thống về các loại tinh dầu, thì cần phải theo dõi về vấn đề làm giả tinh dầu, chủ yếu là các loại dầu quan trọng về kinh tế Như quan sát, hầu hết các thay đổi thị trường về sản phẩm thương mại có sẵn xảy ra nhanh chóng, ảnh hưởng đến cây trồng hoặc quy trình công nghiệp Nhìn chung, cạnh tranh thị trường cũng làm hạn chế sự quan tâm của người tiêu dung về chất lượng dầu, có thể khiến các nhà sản xuất làm giả các mặt hàng của họ bằng việc bổ sung các thành phần có giá trị thấp hơn Các loại làm giả có thể gặp: thêm các thành phần đơn giản tự nhiên hoặc tổng hợp với mục đích

tạo ra 1 loại dầu đặc trưng bởi giá trị cụ thể như là nồng độ, góc quay cực,

tỉ lệ dư lượng, ester Trong các trường hợp sau: các thành phần thiên nhiên hoặc tổng hợp được thêm vào để nâng cao giá trị của dầu, cố gắng duy trì chất lượng, hoặc thậm chí là định lượng, thành phần của dầu tự nhiên thì vấn đề phát hiện ra sự làm giả là 1 nhiệm vụ khó khăn Do đó, việc khai thác các phương pháp phân tích hiện đại như là sắc ký khí ( GC) và các kỹ thuật có liên quan là cần thiết Thêm vào đó, quy định tiêu chuẩn quốc tế về chất lượng tinh dầu đã được ban hành Nó giới thiệu các đặc tính cụ thể của tinh dầu, yêu cầu hóa lý và nguồn thực vật học Các thông tin chuẩn được tạo ra để thuận lợi cho việc đánh giá chất lượng; ví dụ như ISO 3761 ( 1997) quy định hàm lượng tinh dầu trong gỗ cẩm lai Brazin, nồng độ cồn trong khoảng 84-93%, xác định như linalool, được yêu cầu Hơn nữa, hướng dẫn phân tích tinh dầu được tồn tại, ví dụ đo các chỉ số khúc xạ ( ISO 280,1198)và góc quay cực ( ISO 592, 1998), cũng như phân tích sắc

ký khí sử dụng cột mao quản[ISO GC(ISO8432,1987)] Các hiệp hội tiêu chuẩn của Pháp ( AFNOR) cũng phát triển các chỉ tiêu và phương pháp tiêu chuẩn dành riêng cho lĩnh vực nghiên cứu tinh dầu, với mục đích đánh giá chất lượng liên quan đến tính chất vật lý, cảm quan, hóa học, sắc ký Chương này cung cấp một cái nhìn tổng quan về kỹ thuật phân tích hiện đại và truyền thống thường được áp dụng riêng cho tinh dầu Kỹ thuật hiện đại sẽ tập trung vào kỹ thuật sắc ký bao gồm các khía cạnh về lý thuyết lẫn ứng dụng

2 Kỹ thuật phân tích cổ điển

Các nghiên cứu về tinh dầu dựa trên mối liên quan giữa tính chất vật

lý và tính chất hóa học của chúng, và thường được hoàn thành bởi việc đánh giá chất lượng cảm quan Các phương pháp phân tích đầu tiên áp dụng trong việc điều tra tinh dầu đã thường tập trung vào các khía cạnh

chất lượng, liên quan chủ yếu là 2 tính chất, cụ thể là bản chất và độ tinh khiết

Các kỹ thuật sau đây được áp dụng phổ biến để đánh giá tính chất vật

lý của tinh dầu: trọng lượng riêng (SG) đặc trưng cho tính chất hóa lý được định nghĩa là tỉ số giữa mật độ của một loại dầu nhất định trong nước khi cả

2 ở cùng điều kiện nhiệt độ xác định Các giá trị đạt được là đặc trưng cho tinh dầu và thường dao động trong khoảng 0,696 và 1,18 ở 15oC Trong trường hợp mà chuẩn hóa dữ liệu đã được thực hiện ở nhiệt độ khác, các yếu tố chuyển đổi có thể được sử dụng để chuẩn hóa dữ liệu

Việc đo góc quay cực, quay phải hoặc quay trái, cũng được công nhận rộng rãi Hoạt động quang học được xác định bằng cách sử dụng một phân cực, với các góc quay phụ thuộc trên một loạt các thông số, chẳng hạn như chất dầu, chiều dài của cột mà qua đó ánh sáng đi, bước sóng áp dụng, và nhiệt độ Mức độ và hướng quay là rất quan trọng để đánh giá độ tinh khiết,

vì họ có liên quan đến cấu trúc và sự nồng độ của các phân tử bất đối trong mẫu Mỗi hoạt chất quang học có góc quay cụ thể riêng của mình, như định nghĩa trong luật Biot :

C: nồng độ (g/100ml)

Một ống tiêu chuẩn 100 mm được sử dụng trong trường hợp dầu màu tối hơn hoặc nhẹ hơn dầu được phân tích, dài hơn hoặc ngắn hơn ống được

sử dụng tương ứng, và góc quay nên được ngoại suy cho một ống l00 mm dài Hơn nữa, trước khi đo, tinh dầu nên được làm khô với Na2SO4 khan và lọc

Việc xác định chỉ số khúc xạ cũng đại diện cho hằng số vật lý đặc trưng của 1 loại dầu, thường từ 1,450 đến 1,590 Chỉ số này được thể hiện bằng tỷ số của sine một góc tới với sine của góc khúc xạ (e) của một chùm ánh sáng đi từ môi trường ít dày đặc vào một môi trường dày đặc hơn, chẳng hạn như từ không khí với tinh dầu

sin 𝑖sin 𝑒 =

𝑁𝑛

N, n là các chỉ số tương ứng của các môi trường Các loại khúc xạ kế được yêu cầu với 1 nguồn đơn sắc Na, được khuyến khích để phân tích tinh dầu thường xuyên, các dụng cụ được hiệu chỉnh thông qua phân tích nước cất ở 20oC với chỉ số khúc xạ là 1,333 Trong trường hợp các phép đo thực hiện khác 20oC, ta phải hiệu chỉnh thêm hoặc bớt tương ứng

Một quy trình có thể được áp dụng để đánh giá độ tinh khiết của tinh dầu được dựa trên độ tan trong nước, các kiểm tra, trong đó cho thấy sự hiện diện của các chất phân cực như là rượu, glycols, este của chúng, và glycerin acelates, được thực hiện như sau: dầu được thêm vào dung dịch bão hòa NaCl, sau khi đồng nhất được chia thành hai pha, khối lượng của dầu nên vẫn không thay đổi: giảm thể tích chỉ ra sự hiện diện của dầu hữu

cơ, mặt khác, độ hòa tan, hoặc không trộn lẫn được, của một tinh dầu trong nước chất hòa tan trong chất lượng như trên Xét rằng tinh dầu là ít tan trong nước và ethanol cho thấy nhiều khi xác định số lượng ethanol nước pha loãng là có thể trộn với ethanol, theo yêu cầu độ tan trong nước hoàn

toàn của một khối lượng dầu phân tích là thực hiện ở 20o

C, nếu dầu là chất lỏng ở nhiệt độ này Các loại dầu giàu hợp chất là dễ dàng tan trong ethanol loãng hơn so với trong các hydrocacbon

Việc ước tính nóng chảy và khả năng đông tụ điểm, cũng như phạm vi sôi của các loại tinh dầu, cũng là rất quan trọng để đánh giá sắc và độ tinh khiết Đánh giá điểm nóng chảy là để kiểm soát độ tinh khiết tinh dầu khi một số lượng lớn các phân tử thường bao gồm trong các loại tinh dầu tan chảy trong một phạm vi 0,5 ° C hoặc, trong trường hợp phân hủy, trên một phạm vi nhiệt độ hẹp Mặt khác, việc xác định điểm đông tụ thường được

áp dụng trong trường hợp các tinh dầu chủ yếu gồm một phân tử, chẳng hạn như dầu đinh hương có chứa khoảng 90% eugenol Trong trường hợp sau, một xét nghiệm như vậy cho phép việc đánh giá số lượng tỷ lệ phần trăm của các hợp chất dồi dào Tại thời điểm đông tụ, kết tinh xảy ra kèm theo sự giải phóng nhiệt, dẫn đến một sự gia tăng nhanh chóng về nhiệt độ

mà sau đó sẽ ổn định ở cái gọi là khả năng đông tụ Một phương pháp đánh giá độ tinh khiết hơn nữa đại diện bởi các khoảng sôi qua đó tỷ lệ dầu chưng cất dưới một nhiệt độ nhất định hoặc trong một phạm vi nhiệt độ được điều tra Một kiểm tra bổ sung thường được thực hiện trong phân tích thiết yếu là dư lượng bốc hơi, trong đó tỷ lệ dầu không được giải phóng ở

100 ° C được xác định

Các phương pháp cổ điển đã được áp dụng cũng rộng rãi để đánh giá tính chất hóa học tinh dầu, chẳng hạn như việc xác định sự hiện diện của hydrocarbon halogen hóa và các kim loại nặng Sự hiện diện của các hợp chất halogen thường thêm vào các loại dầu cho mục đích làm giả Trong thực tế, một dây đồng làm sạch và một ổ ghi ngọn lửa Bunsen để tạo thành một lớp phủ oxit đồng Sau đó nó được nhúng trong các mẫu được thử nghiệm và một lần nữa làm nóng trong ngọn lửa Một xét nghiệm dương

tính được chỉ định bởi một màu xanh lá cây gây ra bởi sự hình thành của một halogen đồng

Một thay thế cho phương pháp Beilstein là thử nghiệm natri phản ứng tổng hợp, trong đó dầu là khoáng đầu tiên, và trong trường hợp hydrocarbon halogen hóa, có mặt, một dư lượng natri halogen được hình thành, đó là hòa tan trong axit nitric, và kết tủa như bạc tương ứng halogen bằng cách cho thêm một lượng nhỏ dung dịch nitrat bạc Liên quan đến việc phát hiện kim loại nặng có, một số xét nghiệm được mô tả để điều tra

và đảm bảo không có đặc biệt của đồng và chì Một phương pháp dựa trên việc khai thác tinh dầu với một dung dịch axit hydrochloric pha loãng, sau

đó là sự hình thành của một pha nước để có một dung dịch đệm thioacetamide được thêm vào Các thuốc thử sau dẫn đến sự hình thành các ion sulfite được sử dụng trong việc phát hiện kim loại nặng

Việc xác định các este có nguồn gốc từ axit phthalic cũng là mối quan tâm lớn đối với việc đánh giá độc tính của tinh dầu Xét rằng este thường chứa trong các loại tinh dầu có nguồn gốc từ các axit Ban đầu, xà phòng hóa được thực hiện thông qua việc bổ sung một dung dịch kali hydroxit ethanol Việc hình thành kali phthalate, mà không phải là hòa tan trong ethanol, tạo ra một kết tủa tinh thể

Để mô tả chính xác một loại tinh dầu, ta cần quan tâm đến định tính và định lượng Phương pháp cổ điển thường được tập trung vào phương pháp hóa học và đánh giá các thông tin định lượng thông qua chuẩn độ được áp dụng rộng rãi Các phương pháp bisulfit được khuyến khích cho các loại tinh dầu giàu hợp chất aldebydic, như sả, hạnh nhân đắng, và quế, trong khi thử nghiệm sulfite trung lập là phù hợp hơn cho tinh dầu giàu xeton, như bạc hà, cây ca-rum, dầu thì là Đối với các loại dầu chứa một lượng nhỏ xeton thì sử dụng phương pháp hydroxylamine Trong trường hợp sau,

thành phần aldehyde và ketone được xác định thông qua việc bổ sung các dung dịch trung hòa hydrochloride hydroxylamine, và chuẩn độ tiếp theo với axit chuẩn (phương pháp Stillman-Reed); trong quy trình phân tích trước đây, thành phần aldehyde và ketone được xác định thông qua việc bổ sung các dung dịch hydrochloride hydroxylamine, tiếp theo là trung hòa với các sản phẩm phản ứng, đó là, kiềm của axit clohiđric Những phương pháp này có thể được áp dụng trong việc xác định citral trong tinh dầu chanh và carvone trong dầu cây ca-rum Liên quan đến việc xác định phenol, như eugenol trong dầu đinh hương hoặc thymo và carvacrol trong dầu cỏ xạ hương với, thí nghiệm thường được thực hiện thông qua việc bổ sung các dung dịch kali hydroxit, tạo thành các muối hòa tan trong nước

Nó đã được chỉ ra rằng, bên cạnh phenol, các thành phần khác có thể hòa tan trong dung dịch kiềm và trong nước

Tinh dầu còn được thường được phân tích theo phương pháp sắc ký Nói chung, các nguyên tắc của sắc ký được dựa trên sự phân bố của các thành phần được tách ra bởi 2 pha; pha tĩnh với diện tích bề mặt lớn, pha động vận chuyển chất cần phân tích đi vào cột Một phương pháp cổ điển

để phân tích tinh dầu là sắc ký lớp mỏng TLC và sắc ký giấy (PC)

Phương pháp sắc ký bản mỏng TLC: là một kĩ thuật sắc ký được

dùng để tách các chất trong hỗn hợp[ Phương pháp sắc kí lớp mỏng bao gồm pha tĩnh là một lớp mỏng các chất hấp phụ, thường là silica gel, aluminium oxide, hoặc cellulose được phủ trên một mặt phẳng chất trơ Pha động bao gồm dung dịch cần phân tích được hòa tan trong một dung môi thích hợp và được hút lên bản sắc kí bởi mao dẫn, tách dung dịch thí nghiệm dựa trên tính phân cực của các thành phần trong dung dịch

-Phương pháp thực hiện:

Phương pháp tiến hành giống với sắc kí giấy với lợi thế là nhanh hơn, tách hỗn hợp hiệu quả hơn, và có sự lựa chọn giữa các "pha tĩnh" khác nhau Bởi tính đơn giản và nhanh, sắc kí lớp mỏng thường được dùng để giám sát các phản ứng hóa học và phân tích chất lượng sản phẩm của phản ứng.Một vệt nhỏ dung dịch chứa mẫu thử được thấm lên bản sắc kí, khoảng

1 cm từ dưới lên Bản sắc kí sau đó được nhúng vào một dung môi thích hợp, như ethanol hoặc nước, và được đặt vào trong một vật chứa có nắp Dung môi di chuyển lên bản sắc kí bởi mao dẫn, gặp phải mẫu thử và dịch chuyển mẫu thử lên bản sắc kí Các hợp chất khác nhau trong hỗn hợp mẫu thử dịch chuyển với tốc độ khác nhau do chúng có sức hút khác nhau đối với pha tĩnh, và độ tan khác nhau trong dung môi Các hợp chất được tách

ra dựa trên sự cạnh tranh của chất tan và pha động để có được chỗ liên kết với pha tĩnh Thí dụ, nếu silica gel được dùng như pha tĩnh, nó được xem là phân cực Cho trước 2 hợp chất có tính phân cực khác nhau, chất nào có tính phân cực lớn hơn sẽ có sự liên kết với silica gel lớn hơn và vì thế sẽ có khả năng đẩy pha động ra khỏi các chỗ liên kết Do đó, hợp chất có tính

phân cực nhỏ hơn sẽ di chuyển lên cao hơn trên bản sắc kí (kết quả là hệ số

lưu Rf sẽ lớn hơn) Nếu pha động được thay bằng một dung môi phân cực hơn hoặc là một hỗn hợp các dung môi, nó sẽ có khả năng để đẩy các chất tan ra khỏi chỗ liên kết với silica gel, và tất cả các hợp chất trên bản sắc kí

sẽ dịch chuyển lên cao hơn Trên thực tế, nếu chúng ta dùng một hỗn hợp ethyl acetate và heptane như là pha động, tăng thêm ethyl acetate sẽ cho hệ số lưu Rf cao hơn cho tất cả các hợp chất trên bản sắc kí Thay đổi

độ phân cực của pha động sẽ không làm các hợp chất có thứ tự di chuyển ngược lại trên bản sắc kí Nếu muốn có một thứ tự ngược lại trên bản sắc

kí, một pha tĩnh không phân cực sẽ được sử dụng, như là C18-chức năng hóa silica Công thức tính hệ số lưu Rf :

Rf = 𝑍𝑠

𝑍𝑠𝑡

Zs là khoảng cách từ điểm xuất phát đến các trung tâm của 1 điểm cụ thể,

Zst: khoảng cách từ điểm xuất phát đến các dung môi

Phương pháp sắc kí giấy (PC): là loại sắc kí dùng giấy làm giá mang pha tĩnh Đây là một kỹ thuật hóa học phân tích được dùng để tách và

xác định các thành phần trong cùng một hỗn hợp của các chất màu, đặc biệt là sắc tố

3 Các kỹ thuật phân tích hiện đại

3.1 Sử dụng chỉ số độ bền tuyến tính của Sắc ký khí trong phân tích dầu

Các phân tích của các loại tinh dầu bằng phương pháp GC bắt đầu vào những năm 1950, khi giáo sư Liberti [31] bắt đầu phân tích cam quýt các loại tinh dầu chỉ một vài năm sau khi James và Martin đầu tiên mô tả phương pháp sắc ký khí-lỏng (GLC), thường được gọi tắt là GC [32 ], một cột mốc quan trọng trong sự phát triển của các phương pháp sắc ký cột Hiện nay, các phân tích GC tinh dầu thường xuyên thực hiện trên cột mao mạch hơn Nói chung, cột nhồi hỗ trợ dải kích thước mẫu lớn hơn, 10-

20 µL, và do đó phạm vi hoạt động của các phân tích có thể được nâng cao Các thành phần vi lượng tấp có thể dễ dàng tách ra và định lượng mà không phân đoạn sơ bộ hoặc tập trung Mặt khác, việc sử dụng các cột nhồidẫn đến độ phân giải thấp hơn do sự giảm áp suất cao hơn trên một đơn vị chiều dài Cột nhồi cần phải được vận hành ở tốc độ dòng cột cao hơn, vì

độ thẩm thấu thấp của nó đòi hỏi áp suất cao để cải thiện đáng kể độ phân giải Điều đáng chú ý là kể từ sự ra đời của cột mao mạch hợp nhất-silica, những tiến bộ đáng kể đã được thực hiện trong công nghệ cột Sự lựa chọn của cột mao quản trong phân tích GC tinh dầu là rất quan trọng cho đặc

điểm chung của matrix; các pha tĩnh tính chất hóa học và độ dày màng, cũng như chiều dài cột và đường kính trong, đang được xem xét Nói chung, các phân tích tinh dầu được thực hiện trên cột dài 25-50 m, với đường kính bên trong 0,20-0,32 mm, và độ dày màng pha tĩnh 0,25 µm Xem xét rằng các thành phần tinh dầu, như tecpen và dẫn xuất oxy hóa của

họ, thường xuyên có mặt điểm sôi tương tự, những rửa giải trong một phạm

vi hẹp thời gian lưu giữ trên một cột không cực Để khắc phục hạn chế này, các phương pháp phân tích có thể được sửa đổi bằng cách áp dụng một tỷ

lệ nhiệt độ lò chậm hơn để mở rộng phạm vi rửa giải của dầu hoặc bằng cách sử dụng một pha tĩnh cực, như các hợp chất oxy hóa được hơn giữ lại hơn hydrocarbon

Sắc ký khối phổ (GC-MS) để xác định các hợp chất dễ bay hơi, chứa trong hương vị và mùi thơm mẫu rất phức tạp

Tuy nhiên, cũng được biết, các hợp chất như đồng phân, khi phân tích bằng phương pháp GC-MS, có thể được xác định không đúng cách; một nhược điểm mà thường được quan sát thấy trong phân tích tinh dầu

3.3 Phương pháp phân tích sắc kí khí nhanh (fast GC) trong phân tích tinh dầu

Trong phân tích, ngoài việc quan tâm đến độ nhạy của phép phân tích còn yêu cầu về hiệu quả, tốc độ của các thiết bị phân tích Với các phép phân tích nhanh, có 2 khía cạnh cần xem xét đó là:

- Những chi phí cho thời gian yêu cầu

- Hiệu quả của thiết bị phân tích đã sử dụng

Phương pháp sắc kí khí nhanh:

- Duy trì năng lượng phân tích vừa đủ trong thời gian ngắn hơn bằng cách sử dụng thiết bị và cột thích hợp, kết hợp với các điều kiện chạy tối ưu, thời gian phân tích nhanh hơn 3-10 lần so với phương pháp sắc kí khí thông thường

- Các tham số phân tích của phương pháp fast GC: chiều dài cột, đường kính cột, pha tĩnh, độ dày màng, khí mang, vận tốc, nhiệt độ

lò, tỉ lệ độ dốc

- Phương pháp Fast GC có chiều dài cột ngắn, đường kính trong cột từ 0,1-0,18 mm, khí mang H2 và nhiệt độ lò tăng nhanh

Phân loại: Sắc kí khí khối phổ chia làm 3 nhóm

 Dựa vào đường kính cột

- tốc độ gia nhiệt lò nhanh chóng

- fast electronics cho sự phát hiện và thu thập dữ liệu

Sự ứng dụng của 2 phương pháp, sắc kí khí thường (30m x 0,25 mm; 0,25

μm df column) và sắc kí khí nhanh (10 m x 0,10 mm; 0,10 μm df column), trên tinh dầu của 5 loại quả có múi khác nhau (cam bergamot, quýt, chanh, cam đắng, và cam ngọt) đã được công bố Phương pháp sắc kí khí nhanh đã cho kết quả phân tách của hầu hết các hợp chất tương tự như phương pháp sắc kí khí thường, trong khi dữ liệu về số lượng chỉ ra độ lặp lại tốt Hiệu quả của phương pháp sắc kí khí nhanh, qua việc sử dụng các cột có đường kính hẹp, đã được chứng minh

Phân tích tinh dầu chanh bằng phương pháp ultrafast GC cũng đã được thực hiện với kích thước cột mao dẫn 5 m x 50 μm, độ dày màng pha tĩnh 0,05 μm Thời gian phân tích tổng cộng của tinh dầu bay hơi này ít hơn 90

s

Một kĩ thuật khác là phương pháp sắc khí ultrafast module-GC (UFM-GC) với kích thước cột hẹp được gia nhiệt có định hướng, đã được thực hiện để phân tích các hợp chất khác nhau của 4 loại tinh dầu (hoa cúc, bạc hà, hương thảo, cây xô thơm) Tất cả các tinh dầu này được phân tích bằng phương pháp GC thường với chiều dài cột khác nhau (5 m x 0,25 mm, 25

m x 0,25 mm), và bằng phương pháp GC và UFM-GC với kích thước cột hẹp (5 m x 0,1 mm) Đặc tính cột được đánh giá và so sánh qua phương pháp test Grob, số lượng chất phân tách, và diện tích peak

Phương pháp phân tích UFM-GC đã thành công trong việc phân tích về số lượng và chất lượng của các tinh dầu của những hợp chất khác nhau với thời gian phân tích ngắn từ 40 s đến 2 phút so với 20-60 phút như ở phương pháp phân tích sắc kí khí thông thường UFM-GC cho phép giảm đáng kể

thời gian phân tích, mặc dù tốc độ gia nhiệt cột lớn có thể dẫn tới những thay đổi tính chọn lọc so với phương pháp sắc kí khí thông thường

3.4 Phương pháp Gas chromatography-Olfactometry (GC-O) cho việc đánh giá các hợp chất hoạt động tạo mùi của tinh dầu

Như chúng ta biết rằng, chỉ một tỷ lệ nhỏ trong lượng lớn các chất bay hơi gây nên hỗn hợp mùi sẽ tạo ra mùi cảm nhận tổng thể Hơn nữa, những phân tử này không không đóng góp như nhau trong hương vị tổng thể của một mẫu, do đó, một khu vực đỉnh lớn GC rộng được tạo ra bởi một máy

dò hóa học không tương ứng với cường độ mùi cao do sự khác biệt trong mối quan hệ cường độ/ nồng độ

Cấu tạo của thiết bị GC-O: