Mở đầu (03 trang); Chƣơng 1: Tổng quan tài liệu (25 trang); Chƣơng 2: Đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu (09 trang); Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận (68 trang); Kết luận và kiến nghị (02 trang); Những đóng góp mới của luận án (01 trang); Danh mục công trình công bố liên quan đến luận án (02 trang); Tài liệu tham khảo; Phụ lục 1, 2, 3, 4. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Vai trò và ứng dụng của tinh dầu Tinh dầu đã đƣợc con ngƣời sử dụng từ khá sớm trong các hoạt động thƣờng ngày của đời sống nhƣ dùng các loài thực vật để xông giải cảm, đốt thân cây, gốc cây để đuổi muỗi, làm hƣơng, hay lấy tinh dầu để ƣớp xác vua chúa. Ngày nay, tinh dầu đƣợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực nhƣ dƣợc phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm, … [1].
Đối với lĩnh vực dƣợc phẩm: Tinh dầu có khả năng sát trùng và kháng khuẩn mạnh. Từ ngàn xƣa, nhân dân ta đã biết dùng các loài thực vật có tinh dầu để giải cảm, làm thuốc chữa các bệnh về đƣờng hô hấp, thời tiết, tiêu hóa, đau bụng, nôn mửa, cảm lạnh.Ngoài ra tinh dầu còn đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công nghệ chế biến các sản phẩm diệt côn trùng, tẩy uế môi trƣờng. Nhiều đơn chất tách ra từ tinh dầu là nguyên liệu ban đầu để chuyển hóa, tổng hợp hàng loạt các hợp chất khác, ví dụ từ citronella chuyển hóa thành ionon, từ eugenol thành vanilin. Việc tách chiết các đơn chất có trong tinh dầu đồng thời với công nghệ chuyển hóa, tổng hợp để thành các chất mới và việc điều chế, phối hƣơng trong công nghệ chất thơm đã nâng cao giá trị và khả năng ứng dụng rộng rãi của tinh dầu [3].
Trong lĩnh vực y học: Tinh dầu của nhiều loài có tác dụng rõ rệt lên hệ tuần hoàn, hô hấp và thần kinh. Hiện nay trong một số xí nghiệp (Mỹ, Nga), ngƣời ta đã thử nghiệm thành công việc phun một lƣợng nhỏ tinh dầu vào không khí làm tăng năng suất lao động, chống mệt mỏi và giảm tối thiểu các lỗi kỹ thuật trong dây chuyền sản xuất. Trong lĩnh vực mỹ phẩm: Tinh dầu là nguyên liệu không thể thiếu, đó là nguồn nguyên liệu để chế biến và sản xuất các loại hƣơng liệu cho công nghiệp nƣớc hoa, kem đánh răng, xà phòng thơm, son môi, các loại kem dƣỡng da, kem chống nẻ. Trong công nghệ chế biến thực phẩm (sản xuất bánh kẹo, đồ hộp, đồ uống, .) tinh dầu cũng là nguyên liệu không thể thiếu, tinh dầu tạo hƣơng vị cho đồ ăn, thức uống thêm hấp dẫn.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 Nhiều nghiên cứu, thử nghiệm đã cho thấy, tinh dầu có tác dụng sinh lý rõ rệt đối với cơ thể; gây ảnh hƣởng đến hoạt động của hệ tuần hoàn, hệ thần kinh và hệ hô hấp của con ngƣời. Hƣơng thơm từ tinh dầu tác động vào khứu giác đã tạo ra các phức trên những hệ tiếp nhận đặc biệt, tạo nên các xung thần kinh; vì vậy ta có thể cảm nhận đƣợc các mùi khác nhau [3]. Tinh dầu, đặc tính và giá trị của tinh dầu Tinh dầu là một hỗn hợp của những hợp chất hữu cơ có cấu tạo phân tử phức tạp và khác nhau về cả đặc tính lý học cũng nhƣ hoá học. Căn cứ vào cấu tạo phân tử và tầm quan trọng của chúng đã đƣợc sắp xếp vào 4 nhóm chủ yếu sau [6].
- Các hợp chất aliphatic (các alcohol béo): Là những chất hữu cơ acyclic, chuỗi nguyên tử carbon của các hợp chất này có thể là mạch thẳng, mạch nhánh, liên kết giữa các phân tử carbon có thể no hay không no.Các hydrocarbon aliphatic thƣờng có mặt nhiều trong hoa quả, song không tạo nên mùi vị nhiều của hoa quả. Các aliphatic alcohol có mùi thơm nhẹ, còn aliphatic aldehyt là tạo nên mùi thơm đặc trƣng của tinh dầu, chúng đƣợc sử dụng nhiều trong công nghệ hƣơng liệu và nƣớc hoa. Các aliphatic ceton, gặp nhiều trong tự nhiên, chúng đƣợc sử dụng nhiều trong công nghệ thực phầm. Bên cạnh đó, còn có các aliphatic este cũng đƣợc sử dụng nhiều trong công nghệ thực phầm.
- Các terpen và dẫn xuất của chúng: Đây là nhóm lớn, thƣờng gặp trong các loài thực vật. Các tecpen đƣợc cấu tạo bởi isopren (C5H8)n; với n = 2 gọi là monotecpen, với n=3 là sesquitecpen.Isopren là một trong những thành phần cơ bản góp phần tạo nên các crotenoit, steroit và cao su tự nhiên. Các hydrocacbon tecpen ít tạo nên mùi thơm của tinh dầu, mà mùi thơm của tinh dầu chủ yêu là các dẫn xuất oxy hóa của chúng. Các monoterpen có thể không vòng (acyclic) nhƣ geraniol, 1 vòng (monocyclic), 2 vòng (bicyclic), 3 vòng (tricyclic).
Các monoterpene acyclic thƣờng có liên kết không bền, do chúng có cấu trúc không bão hòa. Các monoterpene cyclic thƣờng gặp trong thành phần tinh dầu của nhiều loài thực vật và chiếm tỉ lệ đáng kể. Mặc dù các hợp chất này ít tạo mùi thơm, song chúng lại là những nguyên liệu khởi đầu cho quá trình sinh tổng hợp hoặc tổng hợp hóa học để LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 tạo thành những hƣơng liệu có giá trị trong thực phẩm và mỹ phẩm nhƣ α-terpinene, limonene,. Trong số các terpene bicyclic thì α-pinene, β-pinene là những hợp chất gặp nhiều trong thành phần tinh dầu của các loài thực vật.
Đây là những hợp chất có giá trị cao trong công nghệ hƣơng liệu. Trong tinh dầu các loài thực vật, cùng với monoterpen thì các sesquiterpen là những hợp chất gặp phổ biến. Trong đó các hợp chất sesquiterpene tạo nên mùi thơm đặc trƣng của tinh dầu. Tuy nhiên, các hợp chất này có nhiệt độ sôi cao (thƣờng trên 200oC) do đó thƣờng không thu đƣợc hoặc thu đƣợc với một lƣợng rất ít nếu sử dụng các thiết bị lôi cuốn hơi nƣớc ở điều kiện bình thƣờng.
Trong tinh dầu, các hydrocacbon terpene ít tạo mùi thơm của tinh dầu so với các dẫn xuất oxy hóa chúng. Các alcohol, aldehyt, ether, ceton và este là các nhóm chức quan trọng của các thành phần chứa oxy. - Các dẫn xuất benzene: Đây là nhóm hợp chất khá đa dạng và đƣợc dùng nhiều trong công nghệ thực phẩm và hóa mỹ phẩm. Các dẫn xuất của benzen hoặc các benzoid là những hợp chất có chứa 1 vòng benzene.
Các este của các alcohol thơm và các axít aliphatic có mùi thơm đặc trƣng nên đƣợc dùng nhiều trong công nghệ thực phẩm và mỹ phẩm. - Các thành phần khác: là một vài hợp chất chứa nitrogen, các hợp chất này thƣờng có hàm lƣợng rất nhỏ (thƣờng ≤ 0,1%), nhƣng lại có các tính chất rất đặc trƣng. Vì vậy, chúng có tác dụng nâng cao hƣơng vị hấp dẫn của nhiều loại tinh dầu ngay cả ở dạng thô. Mặc dù các hợp chất tinh dầu rất phức tạp, đa dạng nhƣng nhìn chung, tinh dầu đều có chung các đặc điểm: + Tinh dầu là những hợp chất lỏng, dễ bay hơi.
+ Có thể nhẹ hơn nƣớc hay nặng hơn nƣớc. + Không tan hoặc rất ít tan trong nƣớc, nhƣng tan trong các dung môi hữu cơ. + Thƣờng có mùi thơm. + Có phản ứng acid hạt trung tính.
Cuối những năm 1970 của thế kỷ XX, sản xuất tinh dầu Việt Nam rất phát triển, nhiều loài tinh dầu nhƣ hồi, húng quế, hƣơng nhu trắng, màng tang, xá xị,… LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 đƣợc xuất khẩu đi châu Âu, đặc biệt phục vụ ngành công nghiệp thực phẩm, hƣơng liệu. Một số tinh dầu quan trọng của Việt Nam là: Tinh dầu hồi “Star anise essential oil”, tinh dầu quế “Cassia bark essential oil”, tinh dầu bạc hà “Cornmint essential oil”, tinh dầu sả “Citronella essential oil”, tinh dầu hƣơng nhu trắng “Eugenol essential oil”, húng quế “Basil essential oil”, tinh dầu tràm “Cajeput essential oil”, tinh dầu xá xị “Sassafras essential oil”, tinh dầu trầm hƣơng “Agarwood essential oil”, tinh dầu màng tang “Litsea cubeba essential oil”, tinh dầu hoàng đàn “Cupressus essential oil”, tinh dầu hƣơng lau “Vetiver essential oil”,… Đây là những loại tinh dầu có giá trị thƣơng mại lớn, có ý nghĩa trong đời sống con ngƣời và đƣợc nhiều nƣớc có ngành công nghiệp dƣợc phẩm và hƣơng liệu quan tâm. Tình hình nghiên cứu tinh dầu và hoạt tinh sinh học của tinh dầu trên thế giới Đến nay, có trên 3.000 loài thuộc 120 họ thực vật có mạch chứa tinh dầu đã đƣợc biết. Nhu cầu về tinh dầu trong các ngành công nghiệp dƣợc phẩm, thực phẩm, hoá mỹ phẩm và trong cuộc sống hàng ngày đã tăng lên nhanh chóng.
Trong những năm 60 của thế kỷ trƣớc, khối lƣợng tinh dầu đƣợc sản xuất và chế biến trên toàn thế giới chỉ khoảng 25.000 tấn/năm, nhƣng đến năm 1985 - 1995 chỉ riêng những loại tinh dầu quan trọng buôn bán trên thị trƣờng thế giới đã đạt 50.000 tấn/năm và hiện nay đã lên tới 80. Trung Quốc là nƣớc sản xuất tinh dầu lớn nhất đạt 20.000 tấn/năm, tiếp đến là Hoa Kỳ và những nƣớc thuộc khối thị trƣờng chung Châu Âu. Các nƣớc công nghiệp nhƣ Anh, Đức, Hoa Kỳ, Nhật Bản, Pháp,… thƣờng nhập tinh dầu thô và tái xuất các sản phẩm hƣơng liệu đã qua chế biến. Giá mua bán tinh dầu trên thị trƣờng thế giới phụ thuộc vào chất lƣợng, mức độ sản xuất, nhu cầu sử dụng [3], [7-10].
Việc điều tra nghiên cứu về nguồn thực vật có tinh dầu trên thế giới và trong khu vực diễn ra khá mạnh mẽ. Trên cơ sở những nghiên cứu này, nhiều loài thực vật đã đƣợc phát triển tạo nguồn nguyên liệu hàng hoá hoặc giúp cho việc hoá tổng hợp các hợp chất tự nhiên. Họ Na (Annonaceae) Họ Na (Annonaceae) đã có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hoá học và hoạt tính sinh học từ tinh dầu. Chi Uvaria có các loài đƣợc nghiên cứu: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 Uvaria chamae, Uvaria rufa, Uvaria concava, Uvaria ovata, Uvaria tortilis, Uvaria scheffleri.
Trong tinh dầu rễ của loài Uvaria chamae ở Nigieria đƣợc đặc trƣng bởi -cadinene, thymoquinoldimetyl ete và benzyl benzoate [11]. Tinh dầu lá của loài Uvaria rufa phân bố ở Úc có các thành phần chủ yếu là bicyclogermacrene (9,4%), -humulene (50,0%), -caryophyllene (3,8%), germacrene D (1,6%) và spathulenol (2,8%) [12]; tinh dầu lá của loài Uvaria concava đƣợc đặc trƣng bởi spathulenol (32,0%) [12]. Khi nghiên cứu tinh dầu 3 loài thuộc chi Uvaria ở Ivory Coast, Muriel K. Loài Uvaria anonoides với thành phần chính tinh dầu là 2,5-dimethoxy-p-cymene (15,5%), bicyclogermacren (21,3%) và benzyl benzoat (8,7%).
Đối với loài Uvaria tortilis thì trong tinh dầu cành chủ yếu là -terpinen (31,7%), -caryophyllen (23,9%) và germacren D (15,8%) [13]. Gần đây, ở tinh dầu lá của loài U. chamae đƣợc công bố với các thành phần chính của tinh dầu là β-caryophyllene (35,9%) và germacrene D (10,7%) [14].