Lý tính
Tannin thường là bột vô định hình từ màu ngà vàng cho đến màu nâu sáng, không mùi hoặc mùi rất nhẹ, vị rất chát, gây săn se niêm mạc.
Khối lượng phân tử từ 500-20.000, điểm chảy không cố định mà thay đổi tùy cách chiết xuất và phân lập (Đái Duy Ban, 2008).
Tannin thường là những chất rất phân cực, dễ tan trong các dung môi phân cực như cồn, aceton, propylene glycol, methanol, glycerin etylacetate,…không tan trong các dung môi kém phân cực như hexan, benzene, dầu hỏa, diethyl ester,…
Tannin thủy phân dễ tan trong nước, cho kết tủa bông với acetat chì 10%, cho phức màu xanh đậm với dung dịch FeCl3.
Tannin ngưng tụ khó tan trong nước, khó kết tinh, cho kết tủa bông với nước brôm, tạo phức màu xanh rêu với dung dịch FeCl3.
Các tannin có trọng lượng phân tử thấp (catechin, epicatechin, proanthocyanidin- dimer) rất dễ tan trong etylacetate trong khi các proanthocyanidin-oligomer và proanthocyanidin-polymer tan rất kém trong dung môi này.
Tạo phức tủa bền với các dung dịch của protein (albumin, gellatin,…) nên có tính thuộc da, làm cho da bền, ít thấm nước, không bị trương phồng hay thối rữa.
SVTH: Huỳnh Thị Ngọc Nhẫn 17 Hấp thụ bước sóng trong vùng tử ngoại từ 280÷320nm (Dai and Mumper., 2010).
Hóa tính
Phản ứng oxy hóa khử
Tannin có tính khử mạnh nên rất nhạy cảm với tác nhân oxy hóa. Dưới tác dụng của các tác nhân oxy hóa yếu (như không khí, dung dịch Fehling,…), nó cũng dễ dàng bị oxy hóa. Sự oxy hóa luôn kèm theo sự trùng hợp tạo ra phân tử lớn không tan trong nước đối với tác nhân oxy hóa mạnh (như KMnO4, K2Cr2O7, …) sự oxy hóa luôn kèm theo sự phá vỡ cấu trúc, tạo ra các phân tử có phân tử lượng nhỏ hơn. Trong không khí nó dễ dàng bị oxy hóa, trong môi trường kiềm nó bị oxy hóa rất mạnh. Tannin bị oxy hóa sâu sắc và triệt để khi tác dụng với KMnO4 trong môi trường acid hoặc với dung dịch iot trong môi trường kiềm. Đặc biệt trong điều kiện có mặt các chất enzyme oxy hóa như polyphenoloxydase và peroxydase kèm theo sự có mặt của oxy để quá trình oxy hóa xảy ra mãnh liệt và ngưng tụ thành các hợp chất có phân tử lượng lớn. Sản phẩm có màu đỏ sau đó chuyển thành màu xám đen hoặc nâu thẫm.
Phản ứng cộng
Trong quá trình oxy hóa nếu có mặt các acid amin thì các orthoquinone mới được tạo thành sẽ kết hợp với các acid amin này để tạo các sản phẩm của phản ứng cộng. Tuy nhiên, các sản phẩm này có thể bị oxy hóa trở về các orthoquinone tương ứng.
Phản ứng ngưng tụ
Song song với quá trình oxy hóa các polyphenol thành orthoquinone là sự khử orthoquinone trở lại polyphenol nhờ nguyên liệu hô hấp là glucose. Khi quá trình oxy hóa trội hơn quá trình khử thì có sự tích tụ các orthoquinone thành tannin ngưng tụ hay sản phẩm có màu gọi là phlobaphene.
Polyphenol +O2 Orthoquinone (1)
Orthoquinone + Glucose Polyphenol + O2 + H2O (2)
n (Orthoquinone) Phlobaphene (3)
Trong điều kiện hô hấp bình thường thì phản ứng (1) và (2) chiếm ưu thế. Trái lại trong điều kiện sản xuất khi các mô và tế bào thực vật bị phá vỡ thì phản ứng (2) và (3) chiếm ưu thế (quá trình phi enzyme).
SVTH: Huỳnh Thị Ngọc Nhẫn 18
Phản ứng với protein
Tạo kết tủa bền với các dung dịch chứa protein nên có tính thuộc da, làm cho da bền, ít thấm nước, không bị trương phồng hay thối rữa.
Chính phản ứng tạo tủa tannin-protein làm cho tannin có tính thuộc da và đem lại giá trị thương mại cho tannin trong công nghệ thuộc da. Đây chính là cơ sở cho các phương pháp nghiên cứu cấu trúc tannin.
Phản ứng giữa tannin với protein phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: đặc điểm của tannin, đặc điểm của protein và điều kiện phản ứng. Phức tannin-protein có thể tan hoặc không tan tùy vào điều kiện phản ứng. Có bốn loại tương tác có thể xảy ra giữa tannin và protein: liên kết hydro, liên kết kỵ nước, liên kết cộng hóa trị và liên kết ion. Hầu hết các điều kiện chỉ có hai loại liên kết hydroxyl bền với nhóm carbonyl của mạch peptid của protein.
Ảnh hưởng của đặc điểm tannin (độ lớn, tính đồng nhất của chế phẩm): tương tác giữa tannin-protein chịu ảnh hưởng bởi số lượng nhóm phenol và sự sắp xếp của các nhóm sẵn có. Sự ester hóa tăng ái lực của protein với nhóm flavonoid, acid gallic liên kết với protein hiệu quả hơn flavonoid.
Ảnh hưởng của đặc điểm protein (độ lớn, cấu trúc, thành phần amino acid, điểm đẳng điện,...): ái lực của protein đối với tannin là một đặc tính của các thành phần amino acid và tính linh động của protein. Các protein và mạch polypeptid giàu proline có ái lực lớn bất thường đối với tannin. Cấu trúc bậc hai và bậc ba của protein cũng ảnh hưởng đến phản ứng với tannin. Proline cản trở sự tạo thành cấu trúc bậc hai như cấu trúc xoắn alpha. Kết quả của cấu trúc cuộn ngẫu nhiên là tạo mạch chính peptid có khả năng tương tác với tannin. Cấu trúc cầu đặc bao gồm ribonuclease, lysozyme, và sytochrome C có ái lực thấp đối với tannin bởi vì mạch chính peptid không có đủ khả năng tác dụng với tannin.
Ảnh hưởng của điều kiện phản ứng (pH, nhiệt độ, thành phần dung dịch, thời gian), cụ thể như: pH >10, nhóm phenolic, hydroxyl bị oxy hóa nên tannin không phản ứng với protein. Ở nhiệt độ thấp, phức tannin – protein bền hơn. Nhiệt độ làm thay đổi entropy có liên quan đến sự loại trừ dung môi trên bề mặt trong suốt giai đoạn đầu hình thành liên kết kỵ nước. Và dung môi tạo thành liên kết hydro như aceton formamit ức chế tương tác tannin – protein.
Phản ứng kiềm phân
Tannin bị kiềm phân bởi kiềm đậm đặc, nóng tạo thành các mảnh nhỏ và đơn giản, phản ứng thường được dùng để nghiên cứu cấu trúc tannin.
SVTH: Huỳnh Thị Ngọc Nhẫn 19
Phản ứng thủy phân
Dưới tác dụng của tác nhân thủy phân và enzyme tannase (thu nhận từ việc nuôi cấy
nấm mốc Aspergillus Niger trên acid tannic) tấn công vào mối liên kết ester của
tannin tạo ra sản phẩm là acid gallic và polyol nhưng enzyme này không thể tách liên kết ester của acid hexahydroxydiphenic (HHDP) và dạng mở vòng của ellagi - tannin.
Ngoài ra, dưới tác dụng của acid nóng (H2SO4 5% nóng) có thể tách hoàn toàn tannin thủy phân thành polyol và acid phenolic còn tannin ngưng tụ lại bị trùng ngưng thành phlobaphene màu đỏ (đỏ tannin).
Phản ứng trên nhân thơm
Tannin ngưng tụ (tannin pyrocatechin) cho phản ứng thế với các hallogen (brôm lỏng nguyên chất) tạo sản phẩm khó tan.
Phản ứng tạo phức với muối kim loại
Các nhóm phenol –OH của tannin có thể tạo phức màu khó tan với các muối kim loại như Pb2+, Fe3+, Al3+. Càng nhiều nhóm –OH, phản ứng tạo phức màu càng đậm. Màu của phức thay đổi tùy theo kim loại ví dụ như: muối sắt cho phức màu xanh, muối chì cho phức màu trắng ngà đến vàng.
Phản ứng với dung dịch ankaloid
Dung dịch tannin loãng cho phản ứng với dung dịch muối ankaloid (thường dùng quinin) cho kết tủa bông trắng.
Phản ứng với Vanillin
Tác dụng với vanillin sẽ tạo thành phức vanillin-tannin có màu nâu đỏ trong môi trường acid. Phức này có khả năng hấp thu cực mạnh ở bước sóng 500nm.