Tinh dầu hóa học

Tinh dầu còn được gọi là tinh chất, tinh dầu dễ bay hơi, dầu etheric, hoặc aetheroleum, là sản phẩm tự nhiên hình thành bởi một số hợp chất dễ bay hơi (Sangwan et al 2001.Baser và Demirci 2007). Theo Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế về tinh dầu (ISO 9235: 2013) và Dược châu Âu (Hội đồng Châu Âu 2004) một loại tinh dầu được định nghĩa là các sản phẩm thu được từ nguyên liệu thực vật, chưng cất hơi nước hoặc chưng cất khô hoặc bởi một quá trình cơ học (đối với trái có múi). Ép lạnh mà không cần nhiệt thường được sử dụng cho tinh dầu quả có múi vì thành phần của chúng là thermosensitive và không ổn định, chuyển đổi vào hiện vật dưới nhiệt độ và áp suấtĐịnh nghĩa của một loại dầu bao gồm chất thơmsản phẩm dễ bay hơi khác thu được bằng các kỹ thuật chiết tách khác nhau như tẩm trích với dung môi (ly trích cô kết từ hoa), và ly trích dưới sự hỗ trợ của lò vi sóng. Tinh dầu là hỗn hợp của những hợp chất hữu cơ tan lẫn vào nhau, có mùi đặc trưng. Ở nhiệt độ thường hầu hết ở thể lỏng, có tỷ trọng nhỏ hơn một trừ một vài loại như tinh dầu quế, tinh dầu định hương v.v… không hòa tan hoặc hòa tan ít trong nước nhưng hòa tan trong chất béo, dầu thực vật; tinh dầu bay hơi với hơi nước, vị cay hoặc ngọt, nóng bỏng và có tính chất sát trùng mạnh. Trong tự nhiên, tinh dầu đóng vai trò rất quan trọng trong việc bảo vệ cây trồng (Harborne 1993; Bowsher et al 2008; Taiz và Zeiger 2010).Ví dụ như bảo vệ cây trồng chống lại các vi sinh vật, côn trùng và động vật ăn cỏ, thu hút côn trùng thụ phấn, điều tiết nước. Tinh dầu được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như trong hương phẩm, trong thực phẩm dùng là chất gia mùi cho kẹo bánh, thuốc lá, rượu mùi, nước giải khát v v..; trong dược phẩm để sản xuất thuốc nhuộm chữa bệnh và thuốc sát trùng. Ngoài ra tinh dầu còn là nguyên liệu để tách hoặc chuyển hóa hoặc tổng hợp nhiều chất thơm quan trọng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.Tinh dầu có thể được tìm thấy trong nhiều bộ phận của cây (hoa, quả, hạt, lá, thân và rễ). Mỗi một loại cây tinh dầu, ở mỗi bộ phận chứa tinh dầu, có thành phần nhất định trong những điều kiện nhất định. Cùng một giống nhưng khác loại, thành phần tinh dầu cũng khác nhau. Ví dụ : Trong Lavende vera cấu tử chính là linalyl axetat (30 60%), còn trong Laven de spica cấu tử chính lại là ximeol ( 46%). Trong cùng một cây như

MỤC LỤC TINH DẦU HÓA HỌC Tinh dầu gì? Tinh dầu gọi tinh chất, tinh dầu dễ bay hơi, dầu etheric, aetheroleum, sản phẩm tự nhiên hình thành số hợp chất dễ bay (Sangwan et al 2001.Baser Demirci 2007) Theo Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế tinh dầu (ISO 9235: 2013) Dược châu Âu (Hội đồng Châu Âu 2004) loại tinh dầu định nghĩa sản phẩm thu từ nguyên liệu thực vật, chưng cất nước chưng cất khô trình học (đối với trái có múi) Ép lạnh mà không cần nhiệt thường sử dụng cho tinh dầu có múi thành phần chúng thermosensitive không ổn định, chuyển đổi vào vật nhiệt độ áp suất Định nghĩa loại dầu bao gồm chất thơm/sản phẩm dễ bay khác thu kỹ thuật chiết tách khác tẩm trích với dung môi (ly trích cô kết từ hoa), ly trích hỗ trợ lò vi sóng Tinh dầu hỗn hợp hợp chất hữu tan lẫn vào nhau, có mùi đặc trưng Ở nhiệt độ thường hầu hết thể lỏng, có tỷ trọng nhỏ - trừ vài loại tinh dầu quế, tinh dầu định hương v.v… không hòa tan hòa tan nước hòa tan chất béo, dầu thực vật; tinh dầu bay với nước, vị cay ngọt, nóng bỏng có tính chất sát trùng mạnh Trong tự nhiên, tinh dầu đóng vai trò quan trọng việc bảo vệ trồng (Harborne 1993; Bowsher et al 2008; Taiz Zeiger 2010).Ví dụ bảo vệ trồng chống lại vi sinh vật, côn trùng động vật ăn cỏ, thu hút côn trùng thụ phấn, điều tiết nước Tinh dầu ứng dụng rộng rãi nhiều ngành công nghiệp khác hương phẩm, thực phẩm dùng chất gia mùi cho kẹo bánh, thuốc lá, rượu mùi, nước giải khát v v ; dược phẩm để sản xuất thuốc nhuộm chữa bệnh thuốc sát trùng Ngoài tinh dầu nguyên liệu để tách chuyển hóa tổng hợp nhiều chất thơm quan trọng ứng dụng rộng rãi công nghiệp Tinh dầu tìm thấy nhiều phận (hoa, quả, hạt, lá, thân rễ) Mỗi loại tinh dầu, phận chứa tinh dầu, có thành phần định điều kiện định Cùng giống khác loại, thành phần tinh dầu khác Ví dụ : Trong Lavende vera cấu tử linalyl axetat (30 - 60%), Laven de spica cấu tử lại ximeol ( 46%) Trong tinh dầu khai thác phận khác, hàm lượng thành phần giống nhau.Ví dụ: Quả hồi khô có hàm lượng tinh dầu 13% anetol chiếm 70 - 80%nhưng hồi hàm lượng tinh dầu - 2% hàm lượng anetol khoảng 40 50% Cây chứa tinh dầu phân bố rộng, tìm thấy 60 loài thực vật có tinh dầu Các họ có nhiều chứa tinh dầu là: pinaceae, lauraceae, myrtaceae, lamiaceae, rutaceae, asteraceae, rasaceae Tinh dầu thường có mùi mạnh, có màu, hòa tan dung môi hữu cơ, không hòa tan nước Tinh dầu bao gồm hợp chất dễ bay terpenoid non- terpenoid, synthetized qua đường sinh tổng hợp khác Terpenoid sinh tổng hợp từ mevalonate non-mevalonate, phenylpropanoids hình thành thông qua đường shikimate Monoterpene sesquiterpene thường nhóm hợp chất tìm thấy loại tinh dầu Đánh giá chất lượng loại dầu thiết yếu bao gồm đánh giá cảm quan, phổ biến nước hoa Sắc ký khí (GC) dùng tiêu chuẩn để mô tả đặc tính tinh dầu, sắc ký khí khối lượng phổ (GC-MS) sử dụng định tính, thử tinh khiết, định lượng thành phần cấu thành tinh dầu Đại sinh tổng hợp Trong tự nhiên, hai nhóm chất chuyển hóa tìm thấy: chất chuyển hóa sơ cấp thứ cấp Chất chuyển hóa hợp chất phổ biến, diện tất sinh vật sống, bao gồm protein, carbohydrate, chất béo acid nucleic Thứ hai chất chuyển hóa tìm thấy số loài phân loại terpenoid, shikimates, polyketides, ancaloit Terpenoid có nhiều dầu, số loài có chứa lượng cao shikimates, cụ thể phenylpropanoids 2.1.Tecpen Tecpen tên gọi nhóm hiđrocacbon không no thường có công thức chung (C5H8)n (n ≥ ), thường gặp giới thực vật Tecpen có nhiều tinh dầu thảo mộc: sả, quế, chanh, cam, Tecpen hợp chất chứa C, H O mà khung cacbon gồm nhiều mắt xích giống với khung cacbon isopren, tức biểu diễn công thức (isoC5) với (n ≥ ) "Tecpen" lần sử dụng Kekulé vào năm 1880 để đặt tên C10H16 tìm thấy dầu thông Tecpen phân loại vào lớp cấu trúc chức khác Theo với số lượng đơn vị isoprene cấu trúc chúng, tecpen phân loại thành hemiterpenes (1 đơn vị), monoterpene (2 đơn vị), sesquiterpene (3 đơn vị), diterpenes(4 đơn vị) Các tecpen thường tìm thấy loại dầu monoterpene (C10H16) sesquiterpene (C15H24) Những hợp chất có nhiều đồng phân, dẫn xuất oxy, gọi chung terpenoid Sinh tổng hợp tecpen liên quan đến hai tiền chất phổ biến: isopentenyl pyrophosphate (IPP, isopentenyl pyrophosphate) dimethylallyl diphosphate (DMAPP, dimethyl pyrophosphate) Có hai cách IPP sinh tổng hợp: đường mevalonate (MVA) non-mevalonate, deoxyxylose phosphate, biểu đồ hóa hình 2.2 Trong đường mevalonate, IPP hình thành thông qua axit mevalonic kết ngưng tụ acetylcoenzyme-A Trong đường nonmevalonate, 2C-metil-D-erythritol-4-phosphate (MEP) 1-deoxy-d-xylulose5phosphate (DOXP) tham gia, kết từ ngưng tụ phosphate glyceraldehyde pyruvate IPP DMAPP dẫn đến geranyl diphosphate (GPP), tiền thân monoterpene Sự ngưng tụ GPP với IPP dẫn đến farnesyl diphosphate (FPP), tiền thân sesquiterpene, ngưng tụ FPP với IPP geranyl geranyl diphosphate, tiền thân phytol, diterpenes khác, carotenoids Monoterpene sesquiterpene hợp chất tìm thấy loại dầu 2.2 Phenylpropanoids Phenylpropanoids chứa nhiều đơn vị C6-C3, C6 vòng benzen Nhiều số phenylpropanoids tìm thấy loại dầu phenol, chuỗi bên rút ngắn ví dụ như, methyl salicylate vanillin Phenylpropanoids tổng hợp thông qua đường axit shikimic (Hình 2.2.), Tiền thân axit cinnamic acid p-hydroxycinnamic, có nguồn gốc từ axit amin thơm phenylalanine tyrosine Axit shikimic tổng hợp từ erythrose 4-phosphate phosphoenolpyruvate Xoá bỏ rượu vòng axit shikimic phản ứng với phosphoenol pyruvate tạo axít chorismic Hợp chất tạo thành xương axit phenylpropionic Amin giảm chức sản xuất xeton phenylalanine amino acid giảm loại bỏ dẫn đến axit cinnamic sản xuất axit o- p-coumaric Hơn nữa, mùi thơm axit shikimic cho dẫn xuất acid benzoic, có số loại tinh dầu Thành phần hóa học Thành phần loại dầu thực vật rơi chủ yếu vào hai lớp chất hóa học riêng biệt: terpenoid phenylpropanoids Terpenoid vô quan trọng, cho thấy xương carbon khác loạt dẫn xuất oxy hóa, bao gồm rượu, este, andehit, xeton, este, peroxydes phenol 3.1 Monoterpene (C10H16) Monoterpene tìm thấy dầu thành phần đại diện nhất, đạt khoảng 90% loại dầu (Bakkali et al 2008) Chúng hình thành phận đính kèm hai đơn vị isoprene (các nguyên tử carbon 10 liên kết đôi) Những hợp chất oxy hóa dễ dàng nguồn không khí nhiệt Đơn vòng hydrocarbon monoterpenic phổ biến loại dầu mạch hở hợp chất bicyclic tương tự Các hydrocacbon monoterpenic mạch thẳng tìm thấy loại tinh dầu có cấu trúc 2,6-dimethyloctane điển hình với ba liên kết đôi hợp chất bicyclic có vòng thứ hai với ba, bốn, năm cacbon vòng hexan 3.2 Hydrocacbons Limonene Terpene hydrocarbon phổ biến loại dầu, phong phú loại dầu cam quýt (+) - Limonene, enantiomer vỏ cam, chanh, có mùi chanh làm cho hấp dẫn chất phụ gia mỹ phẩm thực phẩm (Kim et al 2013.) Nó sử dụng rộng rãi hộ gia đình vệ sinh công nghiệp, thuốc trừ sâu thực vật hương liệu thực phẩm (Hunter 2009) Limonenes racemic thương mại hóa tên dipentene (Bauer Garbe 2001) β-Myrcene có mùi cam quýt tươi xuất số loại tinh dầu hoa bia Humulus lupulus ((Vázquez-Araújo et al 2013), cỏ xạ hương - Thymus Serpyllum (Raal et al 2004)… Margotia gummifera (Valente et al 2013) Hợp chất có liên quan nước hoa, chất trung gian quan trọng việc tổng hợp tinh dầu bạc hà, citral, citronellol, citronellal, geraniol, nerol linalool vitamin A E (Behr Johnen 2009) Các α đồng phân không xảy tự nhiên Phellandrene- α-Phellandrene chủ yếu tìm thấy rau Anethumgraveolens Eucalyptus dives Nó có mùi cam quýt cay nhẹ – Β-Phellandrene đặc trưng lodgepole thông - Pinus contorta) tiểu hồi hương Crithmum maritimum Pinen có hai đồng dạng cấu trúc tìm thấy thiên nhiên: α- βpinenes Pinenes hydrocacbon tự nhiên quan trọng (Bauer Garbe 2001) Cả hai hình thức l và/hoặc d- hình thức racemic xảy Như tên cho thấy, hai đồng dạng thành phần quan trọng nhựa thông nhựa nhiều loài kim khác Nồng độ cao hợp chất có mặt loạt loại dầu ironwort - sideritis erythrantha (Kose et al 2010), xô thơm rosifolia Salvia (Ozek et al 2010), chanh - Citrus limon (Vekiari et al 2002), Eucalyptus sp ( Juan et al 2011), bách xù - Juniperus communis kim (Gonny et al 2006), hương thảo - Dầu officinalis Rosmarinus (Wang et al 2012)… Các mùi gỗ thông tươi làm cho hợp chất pinenes có mùi thú vị làm nước hoa α-pinen sử dụng tổng hợp hợp chất khác tecpineol, borneol, long não (Bauer Garbe 2001) Ocimene β-Ocimene (cis trans) đồng phân thường xuyên tìm thấy loại dầu Lavandula multifida Nó có mùi dễ chịu đánh giá cao nước hoa cho thấy hiệu ứng mạnh với ức chế Candida albicans filamentation (Zuzarte et al 2012b) Sabinene hợp chất quan trọng cà rốt - ( Marzouki et al 2010) hạt giống carota Daucus Juniperus communis (Ottavioli et al 2009) Hợp chất sử dụng nước hoa (Zhang et al 2014) khám phá thành phần cho loại nhiên liệu máy bay (Rude Schirmer 2009) Terpinene- α-terpinene- hợp chất quan trọng thảo quả, tiểu đậu khấu dầu cardamomum ( Abbasipour et al 2011) hợp chất có hoạt động chống oxy hóa trà - dầu tràm Melaleuca alternifolia (Rudbäck et al 2012) γ-Terpinene- có mùi cam quýt thảo dược xuất thường xuyên số loài Thymus δterpinene- terpinolene có liên quan dầu trà (Homer et al 2000) 3.3 Các dẫn xuất oxy Ascaridole peroxide terpene với mùi hăng vị giác Hiện tại, thành phần chính, wormseed - Chenopodium ambrosioides Ascaridole độc động vật có vú, loại dầu với hợp chất cần cẩn thận chúng phát nổ bị đốt nóng xử lý axit (Harborne Baxter 2001) 10 .. .TINH DẦU HÓA HỌC Tinh dầu gì? Tinh dầu gọi tinh chất, tinh dầu dễ bay hơi, dầu etheric, aetheroleum, sản phẩm tự nhiên hình thành số... Cây chứa tinh dầu phân bố rộng, tìm thấy 60 loài thực vật có tinh dầu Các họ có nhiều chứa tinh dầu là: pinaceae, lauraceae, myrtaceae, lamiaceae, rutaceae, asteraceae, rasaceae Tinh dầu thường... Ngoài tinh dầu nguyên liệu để tách chuyển hóa tổng hợp nhiều chất thơm quan trọng ứng dụng rộng rãi công nghiệp Tinh dầu tìm thấy nhiều phận (hoa, quả, hạt, lá, thân rễ) Mỗi loại tinh dầu, phận