Tìm hiểu chung về terpenoids

Giới thiệu chung1.1.Khái niệm và phân loại1.2.Quy tắc của isoprene1.3.Danh pháp của terpenoid1.4.Vai trò của terpenoid trong tự nhiên1.5.Phương pháp chiết và cách sử dụng của terpenoids1.6.Nguồn cảm hứng từ thiên nhiênTrong tự nhiên, terpenoid chủ yếu có trong các loài thực vật. Chúng có vai trò quan trọng đối với cơ chế bảo vệ cũng như trong việc sinh sản của nhiều loại cây, vì phát ra mùi hương và dẫn dụ côn trùng thụ phấn. Các terpenoid tham gia vào những quá trình trao đổi chất như các vitamin, tác dụng như các tác nhân điều tiết và đóng vai trò bảo vệ như những chất chống oxy hóa. Con người sử dụng terpenoid dưới dạng các dịch chiết từ hoa, quả và các bộ phận khác của cây, chúng được biết đến như những tinh dầu, chất thơm của thực vật. Terpenoid có nhiều trong tinh dầu thảo mộc như tinh dầu thông, sả, quế, chanh, cam, hoa hồng, cây linh sam, bạc hà, cây long não, .vv…và các dẫn xuất của chúng (terpenoid) đã được sử dụng trong nước hoa, mỹ phẩm và thuốc men qua hàng ngàn năm và vẫn đang được chiết xuất từ các nguồn tự nhiên để phục vụ những lợi ích trên.1.1.Khái niệm và phân loạiTừ thực vật và động vật, chúng ta có thể sản xuất được rất nhiều các chất hóa học. Hầu hết, chúng đều có cấu trúc dựa vào mạch carbon. Chính vì vậy trong hóa học hữu cơ Carbon được xem là một nguyên tố chính. Hóa học của các sinh vật sống, hóa học trong đời sống, các sản phẩm hóa học từ thực vật và động vật có thể phân loại dựa vào nó là chất chuyển hóa sơ cấp hay thứ cấp.Chất chuyển hóa sơ cấp là những chất chuyển hóa chung cho tất cả các loài và có thể được chia thành các nhóm chất như: protein, carbohydrate, chất béo và axit nucleic. Bốn nhóm này đã được định nghĩa và chỉ rõ cấu trúc hóa học đối với riêng từng chất.Các chất chuyển hóa thứ cấp thường được gọi tắt là hợp chất thiên nhiên. Chúng có thể được phân chia thành các nhóm: Terpenoids, alkanoid, shikimate, polyketides. Sự phân chia này dựa vào nguyên vật liệu đã tạo ra. Các đường tổng hợp đó được gọi là sinh tổng hợp hoặc là đường sinh học di truyền.Đối với chất chuyển hóa thứ cấp có thể phổ biển ở một số loài hoặc một loài sinh vật. Các loài liên quan thường có các sản phẩm chất chuyển hóa thứ cấp tương đồng hay có liên quan với nhau. Vì vậy một số loài có thể được phân loại dựa theo chất chuyển hóa thứ cấp mà chúng tạo ra. Phân loại như vậy được gọi là “nguyên tắc phân loại theo chất”. Đôi khi phát hiện thấy hai loài thực vật có bề ngoài giống nhau cũng là cách mà các nhà sinh vật học dùng để phân loại nhưng ở một số loài chất chuyển hóa thứ cấp do chúng tạo ra lại khác nhau. Ví dụ như có hai bô

Công nghệ chất thơm ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI Page Công nghệ chất thơm TÌM HIỂU CHUNG VỀ TERPENOIDS Giảng viên hướng dẫn :PGS.TS Nguyễn Thị Minh Tú Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Trong - 20123635 Nguyễn Thị Hằng - 20123086 Nguyễn Tú Oanh - 20123398 Đề tài: Tìm hiểu chung terpenoids Môn: Công nghệ chất thơm Mã học phần : BF5440 GVHD: Nguyễn Thị Minh Tú SVTH: Hoàng Thị Trong 20123635- KTTP 01- K57 Nguyễn Thị Hằng 20123086- KTTP 02- K57 Nguyễn Tú Oanh 20123395- KTTP 02-K57 Page Công nghệ chất thơm Mục lục Giới thiệu chung 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Khái niệm phân loại Quy tắc isoprene Danh pháp terpenoid Vai trò terpenoid tự nhiên Phương pháp chiết cách sử dụng terpenoids Nguồn cảm hứng từ thiên nhiên Tài liệu tham khảo Page Công nghệ chất thơm Giới thiệu chung Trong tự nhiên, terpenoid chủ yếu có loài thực vật Chúng có vai trò quan trọng chế bảo vệ việc sinh sản nhiều loại cây, phát mùi hương dẫn dụ côn trùng thụ phấn Các terpenoid tham gia vào trình trao đổi chất vitamin, tác dụng tác nhân điều tiết đóng vai trò bảo vệ chất chống oxy hóa Con người sử dụng terpenoid dạng dịch chiết từ hoa, phận khác cây, chúng biết đến tinh dầu, chất thơm thực vật Terpenoid có nhiều tinh dầu thảo mộc tinh dầu thông, sả, quế, chanh, cam, hoa hồng, linh sam, bạc hà, long não, vv…và dẫn xuất chúng (terpenoid) sử dụng nước hoa, mỹ phẩm thuốc men qua hàng ngàn năm chiết xuất từ nguồn tự nhiên để phục vụ lợi ích 1.1 Khái niệm phân loại Từ thực vật động vật, sản xuất nhiều chất hóa học Hầu hết, chúng có cấu trúc dựa vào mạch carbon Chính hóa học hữu Carbon xem nguyên tố Hóa học sinh vật sống, hóa học đời sống, sản phẩm hóa học từ thực vật động vật phân loại dựa vào chất chuyển hóa sơ cấp hay thứ cấp Page Công nghệ chất thơm Chất chuyển hóa sơ cấp chất chuyển hóa chung cho tất loài chia thành nhóm chất như: protein, carbohydrate, chất béo axit nucleic Bốn nhóm định nghĩa rõ cấu trúc hóa học riêng chất Các chất chuyển hóa thứ cấp thường gọi tắt "hợp chất thiên nhiên" Chúng phân chia thành nhóm: Terpenoids, alkanoid, shikimate, polyketides Sự phân chia dựa vào nguyên vật liệu tạo Các đường tổng hợp gọi sinh tổng hợp đường sinh học di truyền Đối với chất chuyển hóa thứ cấp phổ biển số loài loài sinh vật Các loài liên quan thường có sản phẩm chất chuyển hóa thứ cấp tương đồng hay có liên quan với Vì số loài phân loại dựa theo chất chuyển hóa thứ cấp mà chúng tạo Phân loại gọi “nguyên tắc phân loại theo chất” Đôi phát thấy hai loài thực vật có bề giống cách mà nhà sinh vật học dùng để phân loại số loài chất chuyển hóa thứ cấp chúng tạo lại khác Ví dụ có hai hoa trông giống hoa lại mùi thơm hoa có mùi thơm lan tỏa mạnh tạo chất terpenoid có mùi thơm ngát Các loài khác gọi kiểu hóa học( chemotypes) Terpenoids tìm thấy chất với cấu trúc phân tử bao gồm khung carbon tạo nên từ đon vị isoprene( 2-methylbuatl-1,3-diene) Isoprene bao gồm nguyên tử carbon số nguyên tử carbon terpenoid bội năm Sản phẩm phân hủy terpenoid nguyên tử carbon bị qua trình hóa học sinh hóa chứa số lượng khác nguyên tử carbon, cấu trúc tổng thể chúng gốc terpenoid chúng xác định terpenoids Phân loại Tên gọi chung “ terpene” sử dụng từ hydrocacbons tìm thấy nhựa thông Hậu tố “ene” cho biết cấu trúc có gắn với olefin( anken- CnH2n, n≥2 ) Mỗi nguyên liêụ gồm Isoprene có 10 nguyên tử carbon Nguyên liệu có chứa 20 nguyên tử carbon gọi diterpenes Mối liên hệ từ isoprene phát thời điểm monoterpene diterpene thiết lập họ hầu hét chứa cấu trúc Các chất chứa đơn vị isoprene gọi hemiterpenoids Page Công nghệ chất thơm Bảng 1.1 Cho thấy phân chia khác terpenoids Cho thấy phân chia nhóm riêng biệt nguyên liệu terpenoid cụ thể carotenoid steroids Steroid carotenoid tương ứng nhóm phụ diterpenoids triterpenoid Table 1.1 phân loại terpenoids Tên Số đơn vị isoprene Số nguyên tử carbon hemiterpenoids monoterpenoids 10 Sesquiterpenoida 15 diterpenoids 20 sesterterpenoids 25 triterpenoids 30 tetraterpenoids 40 polyisoprenoids >8 >40 Steroids triterpenoids tạo Diels’s hydrocarbon chưng cất từ bụi kẽm Carotenoids 40 1.2 Quy tắc isoprene Các quy tắc isoprene Wallach đề xuất vào năm 1887, xác định terpenoids chất có chứa khung carbon hình thành đơn vị isoprene Isoprene( 2-methylbuta1,3-dien) “nền tảng xây dựng” terpenoids Nếu phát thấy gốc 2-methylbutane, xem xét phân tử có đầu đuôi với đầu có nhánh gắn thêm phân tử phần đuôi Vì vậy, nguyên tắc, đơn vị isoprene tham gia vào đầu- đầu, đầu- đuôi, đuôi-đuôi Nhưng đến phản ứng tổng hợp phổ biến đầu- đuôi Hình 1.1 cho thấy đơn vị isoprene gắn kết vào phần đầu đuôi để tạo khung monoterpenoid Thỉnh thoảng, cột đuôi nối xảy Đây tính chất đặc trưng steroid carotenoids Trong loại này, có kết hợp xác đuôi với trung tâm cấu trúc, loại khác liên kết vào đầu- đuôi Giả thuyết kết hợp đầu- đầu không xảy Page Công nghệ chất thơm Hình 1.1 Kiểu kết hợp đầu đuôi tiểu đơn vị isoprene Sau hình thành khung gồm carbon, chuỗi xếp lại thành vòng chức hóa đời oxy nguyên tử khác Hình 1.2 cho thấy cách làm để isoprene khung ban đầu có thẻ tìm terpenoid đơn giản Đôi xảy xếp lại cấu trúc làm cho quy trình trở nên khó khăn liên kết phân mảnh tác dụng qua lại bị giảm, điều dẫn đến làm giảm số nguyên tử carbon Do đó, công thức tối giản nhiều công thức bội carbon Vì vậy, sản phẩm từ thiên nhiên tiếp tục công nhận có khung terpen đặc trưng cấu trúc Đôi lúc phân tử chứa mảnh terpenoid mảnh vỡ từ lớp học sinh học khác Page Công nghệ chất thơm Hình 1.2 Một số terpenoid cách xếp tiểu đơn vị isoprene tạo sườn carbon tương ứng 1.3 Danh pháp terpenoid Các terpenoid chia thành nhóm phân nhóm dựa theo chất tổng hợp cách tự nhiên chúng đó, khung cấu trúc chúng kể từ xuất trực tiếp từ trình sinh tổng hợp theo mô tả trên, phân loại dựa vào số đơn vị isoprene tạo nên terpenoid Tên nhóm nói rõ bảng 1.1 Phân loại dựa vào cấu trúc dạng chuỗi hở hay chuyển thành mạch vòng, hai ba vòng Tập hợp terpenoid có khung cấu trúc đặt tên sau chất thức terpenoid, thường phổ biến người phát bảng biêu thị tên terpenoid định sẵn từ điển Devon Scott Danh pháp terpenoid thông thường sử dụng bảng hệ thống IUPAC CAS Tuy nhiên, thường thuận tiện sử dụng tên gọi thông thường tên bán hệ thống bắt nguồn từ họ kết cấu nên terpenoid từ vấn đề thuộc nguyên liệu Các tên gọi thông thường có mối liên quan đến nguồn gốc tự nhiên tìm thấy terpenoid Một ví dụ tồn hệ thống, tên bán hệ thống tên thông thường, xem xét monoterpenoid xeton, carvone Trong tự nhiên Carvone xuất hai cấu trúc đối hình leavo bạc hà dextro cọ tán( tên khoa học carum carvi) Tên thông dụng Carvone xuất phát từ tên Latin Carum Khung cấu trúc carbon 1-isopropyl-4-methylcyclohexane Cấu trúc phổ biến tự nhiên đặc biệt quan trọng giống Mentha( họ bạc hà), bao gồm nhiều loại thực vật họ bạc hà húng, bạc hà, hương nhu…Kể từ hình thành khung cấu trúc hầu hết thành phần quan trọng dầu bạc hà Các khung gọi tên p-menthane hệ số sử dụng cho hiển thị hình 1.3 Chính vậy, tên sau sử dụng để mô tả phân tử tương tự: carvone, p-mentha1,8-dien-6-one 1-methyl-4-(1-methylethenyl) cyclohex-1-ene-6-one Để phân loại nó, nói xeton không no họ p-methane monoterpenoids Chữ hy lạp sử dụng theo nhiều cách khác để phân biệt đồng phân terpenoids Chúng thứ tự mà đồng phân phát phong phú tương đối chúng tinh dầu Ví dụ, α-pinene thành phần quan trọng nhựa thông, thường chiếm đến ¾ trọng lượng dầu Thành phần quan trọng ß-pinene Các cấu trúc thể hình 1.4 Page Công nghệ chất thơm Hình 1.3 Carvone sườn p-menthane Hình 1.4 đồng phân pinene Page Công nghệ chất thơm Hình 1.5 đồng phân ionone patchoulene Trong trường hợp, terpenoids có cấu trúc chứa vòng , ký hiệu α, ß γ thường nói đến vị trí liên kết đôi đồng phân olefin( anken) Trong trường hợp đấy, ký hiệu dùng để liên kết đôi nhóm vòng, ß cho ta biết có liên Page 10 Công nghệ chất thơm kết đôi nhóm γ có methylene bên vòng Cấu trúc chung biểu hình 1.5 Với ví dụ đồng phân ionones patchoulene 1.4 Vai trò terpenoids tự nhiên Terpenoids cung cấp nhiều loại trồng thực vật,động vật vi sinh vật.Đối với tất chất chuyển hóa,việc tổng hợp terpenoid chất chuyển hóa vào sinh vật để sản xuất chúng,hầu không thay đổi, có vận chuyển hữu hình mà tổng hợp.Vai trò sinh vật sống nhóm lại thành nhóm: nhóm chức năng,bảo vệ, truyền thông tin Hình 1.6 cho ta thấy số ví dụ chức terpenoids,i.e vai trò quan trọng trình trao đổi chất thể sản sinh từ terpenoids.Vitamin A, retinol, tiền thân cho sắc tố mắt để phát ánh sáng đóng vai trò quan trọng định đến thị giác.Vitamin E,hoặc tocopherol chất chống oxy hóa quan trọng, giúp ngăn chặn hư hại oxy hóa tế bào Vitamin D2 biết calaferol,điều chỉnh trao đổi chất canxi thể cần thiết cho việc xây dựng trì xương Chlorophull-chất diệp lục, sắc tố tìm thấy màu xanh,ví dụ cây, chlorophull chất trọng trình quang hợp giúp chuyển đổi từ CO2 sang glucose Có số cách mà thực vật động vật tự bảo vệ sử dụng terpenoid.Có hai cách phổ biến sản sinh loại nhựa từ thực vật bị hư hại sản sinh vật chất (hữu hình) làm cho thực vật hay động vật không hấp dẫn loài ăn thịt Nhiều loại thực vật,khi bị thương chảy nhựa chế phòng vệ Nhựa thông tạo bệnh vỏ thông bị hư hỏng hàng rào vật lý ngăn cản sinh vật gây bệnh Cũng vậy, cao su tiết nhựa để phòng thủ Page 11 Công nghệ chất thơm Hình 1.6 chức terpenoids Các bụi Comiphora abyssinica sinh loại nhựa có chứa số hợp chất kháng khuẩn kháng nấm Một số dẫn xuất eudesmane, thể hình 1.7 Vai trò nhựa bịt vết thương ngăn ngừa vi khuẩn nấm xâm nhập,gây hại thực vật Có loại nhựa có mùi dễ chịu đưa vào sử dụng thành phần nước hoa dành cho đàn ông Nó biết đến loại nhựa mật hy lạp (Nhựa thơm ) Do đặc tính kháng khuẩn nó,nhựa thơm sử dụng loại khử trùng bảo quản, ví dụ việc ướp xác Trầm hương thuộc giống Boswellia,được sử dụng nghi lễ tôn giáo hàng ngàn năm qua Do đó,hai ba quà dành cho trẻ em dịp giáng sinh thành phần nước hoa có chứa terpenoid Sự hiểu biết terpenoid giúp hiểu biểu tượng,vàng,nhũ hương đại diện mộc dược ( nhựa thơm), tách biệt lần lượt, loại tốt nhất, linh mục, cúng thần, hy sinh Bufotalin thể hình 1.7,như cardiac glucosicle có chức chất kích thích tim Nó sản xuất từ cóc để ngăn chặn động vật khác săn lùng,sẽ làm cho kẻ săn mồi sớm nhận cóc ăn ngon Tương tự vậy,thực vật tự sản xuất terpenoid làm cho côn trùng khó chịu không ăn chúng Hai trường hợp thể hình 1.7 Đầu tiên azadirachtin sản xuất từ Melia azadirachtin nem Ân độ, Azadirachta indica Hai warburganal bao gồm andehit số α,β –không bão hòa Do có khả chịu tác động Nucleophilic nguyên tử N protein acid nucleic Đặc tính làm cho da bị nhạy cảm ( gây số phản ứng làm cho da bị dị ứng số đối tượng tiếp xúc lặp lại) chất gây ung thư da Do đó,nó trở ngại nó chứa gấp đôi mùi khó chịu độc tính cao Trong hình ,các mũi tên ba vị trí tiềm để công nucleophilic Page 12 Công nghệ chất thơm Hì nh 1.7 Dẫn xuất eudesmane Terpenoids sử dụng chất hóa học truyền tín hiệu Nếu truyền tín hiệu phận khác thể,chất truyền tín hiệu gọi hoocmôn Trường hợp hooc môn hình 1.8 Axit Giberellic hooc-môn để điều khiển tốc độ tăng trưởng cho loại thực vật Testosterone oestrone hooc-môn giới tính động vật có vú Chất mang tín hiệu từ sinh vật khác gọi Simiochemicals Nó chia làm hai nhóm Nếu tín hiệu hai thành viên loại,chất truyền tín hiệu ngọi pheromone Pheromone mang nhiều thông tin khác Không phải tất loài sử dụng nhiều pheromone.Trong loài,một số sử dụng hai pheromones ,trong khác đăc biệt loài côn trùng có tính chất thành viên tập thể ( có tính chất xã hội) ong, kiến, mối sử dụng loạt tín hiệu hóa học để tổ chức hoạt động sống chúng Pheromone giới tính loại phổ biến Sâu bướm đực phát mùi khoảng cách xa nhiều dặm Một số pheromom terpenoid thể hình 1.9 Androst-16-en-3-ol pheromone giới tính có lợn hợp chất khác mà phát “mùi hôi thối lợn rừng” loài lợn Page 13 Công nghệ chất thơm Hình 1.8 Hooc môn testosterone oestrone Hình 1.9 Một số pheromom terpenoid Page 14 Công nghệ chất thơm (Mùi hôi thối lợn rừng mùi thấy thịt lợn phải lợn nái) Nó sinh từ lợn ,khi lợn rừng có dấu hiệu chảy nước miếng nhay nghiền hàm.Khi phát Pheromone không khí lợn nái ,phải tiến hành “ giao phối” sẵn sàng cho lợn Kiến mối sử dụng pheromone đường mòn để đánh dấu đường tổ nguồn thức ăn Điều giải thích loài kiến thường nhìn thấy hàng khoảng cách dài Một đường mòn pheromone neocembrence-A sinh sử dụng nhiều mối loài Nasutiermes exitiousus Úc Các loại côn trùng có tính chất xã hội sử dụng báo động,tập hợp,phân tán pheromones để cảnh báo nguy hiểm kiểm soát hai nhóm Chẳng hạn,d-limonene báo động pheromone Trypoden lineatum Vì vậy,khi tiếp xúc với hai loại tạo phản ứng trái ngược loài mối, sức đẩy trường hợp thứ sức hút,lôi trường hợp thứ hai Chất truyền tín hiệu thành viên loài khác gọi allelochemicals Trong nhóm này, allomones, lợi ích cho người gửi tín hiệu, kairmones nhận với synomones chất truyền tín hiệu loài nhận lợi ích.Ví dụ thể hình 1.10 Long não (C10H16O ) d-limonene allomones sản sinh chúng bảo vệ khỏi công côn trùng diện chúng.Ví dụ, Arthur Birch, nhà hóa học tecpen vĩ đại kỉ 20, báo cáo tìm thấy d-limionene,nhà hóa học sản xuất pheromone báo động loài mối sống khu vực Tương tự antifeedants coi allomones từ máy phát tín hiệu,thực vật, nhận lợi ích từ việc không ăn chúng Myrcene loại Kairomone,trong sản xuất loại thông Ponderosa diện thu hút bọ vỏ cây,Pendroctonous brevicomis Geraniol tìm thấy hương thơm nhiều loại hoa hồng Sự diện thu hút côn trùng tìm đến hoa synomone từ côn trùng hút mật hoa loài thụ phấn Page 15 Công nghệ chất thơm Hình 1.10 Chất truyền tín hiệu Một loại terpeniod mà có đặc tính truyền tín hiệu khác thường Nepetallactone.Điều hỗn hợp đồng phân,như thể hình 1.11,chủ yếu đồng phân trans đồng phân phụ đồng phân cis Nepetalactone thành phần dầu catnip bạc hà mèo ( bạc hà miêu ),chiếm 70-90 % dầu Đây thuốc chống côn trùng,cái mà nhà máy sản xuất Nó có tác dụng đáng ngạc nhiên tất giống mèo,từ mèo nhà,sư tử hổ,cái loài bao gồm việc chăm sóc nghiền hành vi chúng.Đây có lẽ hoàn toàn ngẫu nhên khó để nhìn thấy lợi ích từ thực vật Hình 1.11 đồng phân trans đồng phân cis Nepetal-lactone Page 16 Công nghệ chất thơm 1.5 Phương pháp chiết cách sử dụng terpenoids Nhiều thương phẩm sử dụng terpenoids phản ánh cách sử dụng tự nhiên Những sản xuất tự nhiên có hoạt tính sinh học tìm thấy ứng dụng thương phẩm loại thuốc hạn chế tác nhân gây sâu bệnh Trong trường hợp, α-santonin chiết xuất từ Levant wormseed, Artemisia maritime,được dùng thuốc trừ giun sán Các chất độc bao tay làm da chồn glycosides terpenoid có tác động kích thích mạnh mẽ tim Digitoxin glycoside digitoxigenin chiết xuất từ bao tay da chồn để sử dụng điều tri bệnh tim mạch Các terpenoid có mùi khó chịu sử dụng thành phần hương thơm mĩ phẩm, đồ dùng vệ sinh sản phẩm nhà Cineole chiết xuất từ loại bạch đàn khác nhau, mục đích sử dụng nước hoa chất chống sung huyết Hình 1.12 digitoxigenin, , α-santonin Cineole cấu tạo Một số terpenoids sử dụng đặc tính tự nhiên mà đặc tính vật lý hay hóa học chúng Ví dụ: - Cao su hợp chất cao phân tử isoprene, chúng sản xuất từ cao su đặc tính tiết mủ phòng thủ người sử dụng cao su đặc tính đàn hồi chúng - Nhựa thông có lịch sử dài việc sử dụng loại dung môi, đặc biệt cho việc vẽ tranh tương tự nhựa sơn lớp sơn bên Ngày nay, nhựa thông sử dụng nguyên liệu cho trình tổng hợp vật liệu khác nhằm lợi ích thương mại nhựa thông dùng để tổng hợp lượng lớn loại nguyên liệu nước hoa Page 17 Công nghệ chất thơm Phương pháp sử dụng để chiết nguyên liệu nước hoa từ nguồn tự nhiên thay đổi thời gian qua phần đóng góp tiến công nghệ Tuy nhiên, phương pháp cũ trải qua bốn giai đoạn bản: khai thác, ép, chưng cất tách chiết dung môi Khi loại dầu ép khỏi nguồn tự nhiên sức ép vật lý, trình gọi chung ép sản phẩm gọi dầu ép Nếu bạn ép miếng vỏ cam, bạn nhìn thấy tuyến dầu tiết bụi nước thơm dầu cam chảy Nhiều loại dầu cam có giá trị thương mại điển dầu cam hương bergamot điều chế theo quy trình Terpenoid dễ bay chiết tách từ nguồn tự nhiên việc chưng cất Do mùi thơm thường bay nên chưng cất phần quan trọng cho việc tách nguyên liệu thơm Việc chưng cất nguyên liệu nước hoa từ nguồn tự nhiên thực ba cách: chưng cất khô, chưng cất nước hydrodiffusion • Chưng cất khô: - Nguyên lý: thực nhiệt độ cao, thường làm trực tiếp lửa, lửa tiếp xúc với bề mặt vật chứa nguyên liệu thực vật cần chưng cất - Ứng dụng: phương pháp thường dành cho loại dầu thơm có độ sôi cao, thường loại có nguồn gốc từ gỗ, nhiệt độ cao cần thiết để bay thành phần hóa học - Ví dụ: Tinh dầu tuyết tùng tinh dầu bạch dương loại dầu có việc chưng cất khô Dầu tuyết tùng dầu bạch dương chứa chất cháy đặc biệt, trình nhiệt phân nguyên liệu tạo mùi khói • Chưng cất nước: - Nguyên lý: trình chưng cất nước, nước nước thêm vào nồi Sự xuất nước nồi trình chưng cất làm nhiệt độ bị giới hạn 100oC Do phân hủy xảy trình so với chưng cất khô Tuy nhiên, số trường hợp có phân hủy xảy - Ví dụ: rượu cấp ba, đặc biệt nhiệt độ sôi cao rượu sesquiterpenoid diterpenoid, thể loại thực vật thường khử nước nồi chưng cất xảy hydrocacbon tương ứng Hơi nước nước dùng chưng cất tách khỏi bình Florentine dựa tỉ trọng khác chúng Nước dùng chưng cất sử dụng lại Hình 1.13 thể sơ đồ tượng trưng đơn giản bình Florentine Page 18 Công nghệ chất thơm • Hydroffusion: - Nguyên lý: Là dạng chưng cất nước Tuy nhiên, trình thực từ xuống đặt đỉnh nồi hơi, hỗn hợp nước dầu tách đáy Các nguyên liệu thực vật khuếch tán qua màng tế bào vào nước sau vận chuyển đến đáy máy cất luồng giảm dần lượng khí ngưng tụ Do phương pháp tiếp kiệm lượng không cần thiết làm bốc dầu Nguyên liệu có trình gọi tinh dầu Ví dụ: dầu có trình chưng cất Hoa oải hương tinh dầu hoa oải hương dầu oải hương Khái niệm tinh dầu nảy sinh từ lý thuyết Aristotelian tiếp tục sử dụng bao gồm bốn thành phần: lửa, không khí, đất nước Thành phần thứ năm, hay nguyên tố thứ năm, đánh giá tinh thần Chưng cất tin để tách linh hồn loài thực vật từ tính chất vật lý Do khái niện linh hồn hay tinh dầu áp dụng chưng cất Đôi khi, monoterpene hydrocacbon loại bỏ khỏi dầu trình chưng cất chiết dung môi mùi thơm tốt sản phẩm Hình 1.14: Giản đồ chung cho trình chưng cất Page 19 Công nghệ chất thơm Hình 1.14 : Quá trình chưng cất Terpenoid chiết xuất từ nguồn thiên nhiên tách chiết dung môi Nhiều thành phần nước hoa thực theo cách hàng ngàn năm qua ngôn ngữ phát triển để mô tả vố số trình sản phẩm tạo Chúng tổng kết hình 1.5 Qúa trình viết tắt với tên kỹ thuật cho số sản phẩm viết hoa Hình 1.15 Sơ đồ chiết dung Page 20 Công nghệ chất thơm Chiết ethanolic sử dụng cho nguyên liệu thực vật nước chiếm phần trăm cao hẳn so với dầu thực vật đặc biệt nguyên liệu long diên hương Cá voi sản xuất long diên hương đường ruột môi trường biển tiếp xúc với nước mặn, không khí ánh sáng, trải qua loạt phản ứng phức tạp thoái hóa để sản xuất nguyên liệu long diên hương Chất sáp tìm thấy lên mặt biển dạt vào bãi biển Enfleurage sử dụng người Hy Lạp cổ để chiết chất thơm từ nguyên liệu dịch chiết thực vật Nó tiếp tục sử dụng đến đầu kỷ 20 đến ý nghĩa thương mại Trong phương pháp tách hương liệu từ hoa, nguyên liệu tự nhiên đưa vào tiếp xúc trực tiếp với mỡ nguyên chất Cánh hoa ép vào miếng mỡ mỏng, dầu nước hoa khuyếch tán vào miếng mỡ theo thời gian sau miềng mỡ làm tan toàn hỗn hợp lọc để loại bỏ tạp chất đất Khi làm lạnh, chất béo tạo thành sáp thơm Mặc dù sáp thơm chứa mùi thơm có nguồn gốc từ thực vật không dễ thu chất thơm nồng độ tương đối thấp chất béo nguyên liệu dễ dàng để kiểm soát, dễ dàng bị ôi, hỏng Người Hy Lạp cổ thường sử dụng sáp thơm trực tiếp lên đầu họ, thời gian gần đây, thường dùng để chiết chất béo với ethanol Mùi thơm dầu hòa tan alcohol mức độ oxi hóa Chất béo thường sử dụng việc chiết tách loại chất thơm nào, chất béo sáp chiết suất từ loại với dầu, chúng không hòa tan ethnol tách khỏi dầu Chưng cất sản phẩm tuyệt đối loại bỏ ethanol Kỹ thuật tách chiết quan trọng tách chiết dung môi đơn giản Dung môi truyền thống cho việc tách chiết benzene, bị thay số loại dung môi khác lo ngại tác dụng độc hại có benzen với người thường xuyên tiếp xúc với Ete dầu, aceton, hexance ethy acetate, kết hợp chúng lại với tạo loại dung môi cho việc tách chiết Gần đây, có lượng lớn quan tâm việc sử dụng dung dịch carbon dioxide chất dung môi tách chiết Do hóa long CO2 nhiệt độ môi trường cần áp suất lớn phí cho thiết bị đắt Điều phản ánh giá sản phẩm dầu Tuy nhiên, carbon dioxide có nhiều lợi ích không dễ dàng thay sử dụng CO2 nhiều lo ngại mức dư lượng dung môi Page 21 Công nghệ chất thơm 1.6 Nguồn cảm hứng từ thiên nhiên Tính chất hóa học Terpenoid phong phú đa dạng, người phát nhiều tính chất Terpenoid nỗ lực tìm hiểu chúng Một ví dụ thể qua nghiên cứu Wagner Meerwein, nghiên cứu họ mở đường cho nhiều nghiên cứu sau Những nghiên cứu đóng góp đáng kể vào hiểu biết tảng đặc tính phản ứng carbon dioxide Trong số trường hợp, mức độ Terpenoid nguồn tự nhiên thấp để tạo khả thi thương mại Một ví dụ paclitaxel sản xuất thủy tùng Thái Bình Dương, taxus brevifolia Paclitaxel chứng minh tác nhân hiệu điều trị ung thư vú buồng trứng Tuy nhiên, nồng độ Paclitaxel vỏ thấp phải cần đến ba trưởng thành để sản xuất lượng Paclitaxel cần thiết điều trị cho bệnh nhân Những trưởng thành trường hợp có nghĩa phải đến hàng trăm tuổi Số lượng hạn chế giới điều trị cho phần nhỏ số lượng phụ nữ mắc bệnh Do có nhiều hoạt động nỗ lực sản xuất tổng hợp toàn phần Paclitaxel Hiện có nhiều hoạt động nghiên cứu việc tìm kiếm chất dễ dàng sản xuất ức chế lại hoạt động tế vào ung thư tương tự Paclitaxel Hình 1.16: Cấu tạo hóa học Paclitaxel Thế giới tự nhiên chứa đựng nguồn cảm hứng lớn cho hóa học nguyên liệu thơm ngày nay, thuốc hóa chất nông nghiệp tái tạo từ terpenoids tự nhiên chất gần tương tự chúng Page 22 Công nghệ chất thơm Tài liệu tham khảo 1.1 1.2 1.3 T.K Devon and A.I Scott, Handbook of Naturally Occurring Compounds, Vol.2, the Terpenes, Academic press, LonDon, 1972 A.J Birch, J Proc R Soc New South Wales, 1938, 71, 259 M.H Boelens, F Valverde, L Sequeiros and R Jimenez, Perfumer and Flavorist, 1990, 15, 11 Page 23 ... TÌM HIỂU CHUNG VỀ TERPENOIDS Giảng viên hướng dẫn :PGS.TS Nguyễn Thị Minh Tú Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Trong - 20123635 Nguyễn Thị Hằng - 20123086 Nguyễn Tú Oanh - 20123398 Đề tài: Tìm hiểu. .. diterpenoids triterpenoid Table 1.1 phân loại terpenoids Tên Số đơn vị isoprene Số nguyên tử carbon hemiterpenoids monoterpenoids 10 Sesquiterpenoida 15 diterpenoids 20 sesterterpenoids 25 triterpenoids... carbon, cấu trúc tổng thể chúng gốc terpenoid chúng xác định terpenoids Phân loại Tên gọi chung “ terpene” sử dụng từ hydrocacbons tìm thấy nhựa thông Hậu tố “ene” cho biết cấu trúc có gắn với