; oe a te CHAT THOM: “SSTHIERENHIEN= TONG HOP PGS, TS VAN BINH ĐỆ SAN XUAT CHAT THOM THIEN NHIEN TONG HOP NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI LOF FUA Cuốn sách “SẢN XUẤT CHAT THOM THIEN NHIÊN VÀ TỔNG HỢP” trình bày ngắn gọn các quy trình sản xuất chất thơm tự nhiên, tổng hợp và các thực đơn “phối hương” để tạo ra các tổ hợp thơm phù hợp với người tiêu dùng. Sách dùng làm tài liệu tham khảo bổ ích cho học sinh, sinh viên ngành hoá, thực phẩm, nông nghiệp, lâm nghiệp, hoá dược, cho các nhà nghiên cứu ở các trường Đại học, các Viện nghiên cứu, các Công ty cũng như những hộ gia đình có liên quan đến san xuất và sử dụng các sản phẩm có chất thơm. Tuy nhiên cuốn sách cũng không tránh khỏi những sai sót, mong được bạn đọc góp ý. Các ý kiến xin giử về: Bộ môn Hoá Hữu cơ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
Xin chân thành cảm ơn. PGS, TS Văn Đình Đệ LỜI GIỚI THIỆU Chúng ta đều biết chất thơm được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau như công nghiệp mỹ phẩm dùng để sản xuất nước hoa, phan, sáp, son, kem xoa.: công nghiệp thực phẩm sử dung làm chất gia hương cho bánh kẹo, chè, thuốc lá, nước giải khát, rượu mùi.; công nghiệp tiêu dùng sử dụng để sản xuất kem đánh răng, xà phòng thơm, nước gội đầu. Do vậy sản xuất chất thơm là một lĩnh vực không thể thiếu được cho các nước. Chất thơm bao gềm chất thơm khai thác từ thiên nhiên - đó là tình đầu (được lấy ra từ thực vật, động vật) và chất thơm tổng hợp (este, rượu, aldehit, xeton.
Nhưng nguồn chất thơm lấy từ thiên nhiên là có giới hạn, hơn nữa có những chất thơm không thể khai thác được hoặc khai thác được thì giá thành sản phẩm cực kỳ cao, ví dụ như vanilin chỉ có ở trong quả vani ở vùng nhiệt đới như đảo Reuniol thuộc vùng Ấn Độ Dương nhưng hàm lượng rất nhỏ nên khai thác cũng rất khó khăn. Bởi vậy việc sản xuất chất thơm tổng hợp là một lĩnh vực không thể thiếu được ở mỗi nước và nó cũng đã tồn tại khá lâu đời ở mỗi nước đặc biệt là những nước có nền công nghiệp tiên tiến. 4 Khai thác chất thơm thiên nhiên và sản xuất chất thơm tổng hợp là hai hướng song song tồn tại và nó sẽ tạo ra nguồn chất thơm phong phú, đa dang dap img nhu cau ngày càng cao của cuộc sống cũn g như là một uguén hang xuất khẩu có giá trị, Nước ta khắp mọi miền đều có các giống cây chứa hầm lượng tỉnh đầu cao như quế. trầ m hương, hỏi, mang lang, sá, hương nhụ.
Chúng ta cũn g đã có các cơ sở khai thác, trồng cấy. nhưng chư a phải là phổ biển. Nếu chúng ta nhận thức được giá trị của tỉnh đầu, mỗi địa phương, mỗi gia đình đều có khá năng trồng và khai thác tỉnh dầu thô, sau đó tập trung để tĩnh chế và xuất khẩu thì chắc chắn đây là một nguồn thu ngoại tệ lớn. Cuốn sách “§ÁN XUẤT CHẤT THOM THIEN NHIÊN VÀ TỔNG HỢP” sẽ cung cấp cho độc giả cách thức khai thác tỉnh đầu từ nguồn ngu yên liệu sin có trong thiên nhiên và tổng hợp hơn 20 chất thơm trong đó một số chất thơm đã giới thi ệu các phương pháp khác nhau để tổng hợp với quy mô nhỏ phù hợp với từng gia đình cũng như với phòng thí nghiệm, để từ đó ta có thể pha trộn với nhau tạo ra những sản phẩm độc đáo vừa có hương vị của thi ên nhiên vừa đảm bảo độ thơm của sản phẩm.
Cuốn sách sẽ là tài liệu bố ích. hấp dẫn đối với viên ngành hoá và chuyên ngành liên học sinh. sinh nghiên quan đến hoá học cũng như đối với các nhà các sản cứu. quản lý và sản xuất các chất thơm và phẩm có sử dụng chất thơm.
GS,TSKH Hoàng Trọng Yêm Chuong 1 CHAT THOM TU NHIEN 1. Vài nét đặc trưng về tinh dầu Tỉnh dầu là hồn hợp các chất hữu cơ tan lẫn vào nhau. có mùi đặc trưng. Ỏ nhiệt độ thường hầu hết tỉnh đầu ở thể lỏng.
có khối lượng riêng bé hơn I (trừ một vài tính đầu như quế, định hương.) không tan trong nước hoặc tan rất ít, nhưng lại hoà tan tốt trong dụng môi hữu cơ như rượu, cte, chất béo. Tinh đầu bạy hơi với hơi nước, có vị củy và ngọt, nóng bỏng và có tính sát trầng mạnh. Thành phần hoá học của tỉnh đầu gồm các tecpen và nhưng dẫn xuất chứa oxy của tecpen (như rượu, aldehit, xeton, este. Mặc đầu có nhiều cấu tử như vậy nhưng thường một vài cấu tử chính có giá trị và có mùi đặc trưng cho tỉnh dầu đó.
Tĩnh đầu chứa trong thực vật có thành phần không ổn định mà luôn thay đổi theo thời gian sinh trưởng của cây hoặc cũng biến đổi theo điều kiện khí hậu, thời tiết. Trong các bộ phận của cây hàm lượng tỉnh dau cũng khác nhau. Cần phải hiểu biết như vậy để xác định thời gian thu hái cho hàm lượng tỉnh đầu nhiều nhất và chất lượng tốt nhất. Sau đây ta điểm qua một số loại tỉnh đầu quen thuộc: ~ Tĩnh đầu nhài (jasmin) thu được từ họa nhài bằng phương pháp dùng ete ctylic trích ly.
Cấu tứ chính của tỉnh dầu nhài là benzyl axetat (60 + 70%). Tỉnh đầu nhài thuờng được sử dụng pha chế tổ hợp thơm cho loại hương phẩm cao cấp. — Tinh dau hoa héng (rose) được chiết từ cánh hoa hồng bằng ete dầu hoá hoặc chưng cất. Cấu tử chính của nó là alcol phenyl etylic (40%), xitronelol (37%), geramiol và nerol (20%): Nó là loại thơm nhất và đát tiền nhất (đất hơn vàng) vì I tấn hoa tuoi mdi cho | kg tinh dau.
- Tỉnh dầu bạc hà được chưng cất từ cây bạc hà tươi hoặc héo, thành phần chính là mentol (70%) và menton (12%). Thường được dùng làm chất gia hương và cho tổ hợp thơm. Ngoài ra nó còn được dùng trong được phẩm. — Tỉnh đầu hương như thu được qua chưng cất lá và cây hương nhu.
Cấu tử chính của nó là eugenol (40%) va izoeugenol. — Tinh dau héi thu duge bang cdch chung cat hoa hoặc quá hồi. Cấu tử chủ yếu của nó là anetol (80 + 90%). Thường được dùng cho các tổ hợp thơm và chất gia hương.
— Tinh dầu khuynh điệp thu được bằng chưng cất lá và chổi cây khuynh điệp. Thành phần chủ yếu là xineol (80%). Nó được dùng trong hương mỹ phẩu:. được phẩm đồng thời còn được đùng làm nguyên liệu để tổng hợp các chất thơm khác — Tinh đầu chanh được sản xuất từ vỏ quả chanh.
Thành phần chính của tỉnh dâu chanh là tecpen (90%) trong đó limonen là cấu tử chính. Nó được sử dụng nhiễu trong các Tinh vực hương phẩm, mỹ phẩm. Ngoài thực vật ra, chất thơm còn lấy từ động vật. Nổi bật nhất là xạ hương - sản xuất từ bộ phận sinh dục của chồn hương.
Giá trị của hương liệu này đặc biệt cao vì nó có khả năng làm kích thích khứu giác của con ngườ:. Nguyên tặc sản xuốt linh dầu từ các nguyên liệu thiên nhiér Dựa trên nguyên tắc chung là dùng hơi nước hoặc dung môi thích hợp để rút tỉnh dầu ra khỏi hoa, lá, vẻ quả, hạt, thân, cành, rễ của cây rồi sau đó dem tack phân đoạn sẽ lấy tỉnh đầu thô. Trên cơ sở đó, trên thế giới hiện nay người ta đã dùng rất nhiêu phương phát: như chưng cất lôi cuốn theo hơi nước, trích ly bằng dung môi dễ bay hơi, bằng dung môi không bay ho! hoặc bằng phương pháp cơ học. a Ở nước ta do điều kiện thủ công nghiệp, kỹ thuật chưa hiện đại, nguyên liệu lại nằm rải rác, đo vậy quy mô sản xuất trong từng gia đình là rất phù hợp.
Chúng ta chỉ sản xuất lấy tỉnh dầu thô rồi vận chuyển về Trung tâm hay Viện có cơ sở kỹ thuật hiện đại xử lý tiếp để được tỉnh dầu tỉnh khiết đủ tiêu chuẩn xuất khẩu cũng như sử dụng vào kỹ nghệ chất thơm cao cấp. Sơ đồ khái quát cho quá trình tách như sau: Nguyên liệu chứa tính đầu — Trich ly bang dung Chung cat lôi cuốn hơi nước môi dễ bay hơi L Tach tinh dau | Tach dung môi khỏi nước chưng | | Tính luyện tỉnh dầu| Tinh luyện tỉnh đầu | Tinh đầu thành phẩm 10. Nguyên liệu thực vật khai thác ở nước ta có hàm lượng tỉnh dầu khá lớn bao gồm các loại hoa (như nhài, hồng, bưởi.), các loại quả (hồi, màng tang.), vỏ quả (bưởi, cam, chanh.), các loại cây cỏ. (bạc hà, hương nhu, sả.), các loại gỗ (hoàng đàn, đính hương, trầm.) và vỏ cây như quế v.
Đó là những nguyên liệu có sẵn trong tự nhiên hoặc có thể tăng cường trồng cây và thu hái. Với đất đai và khí hậu ở nước ta đâu đâu cũng có thể trồng được và nên nghiên cứu xác định quy vùng để trồng. Một số phương phớp sản xuết tinh dầu Sau đây là một số phương pháp thường hay được sử dụng để rút tỉnh dầu khỏi các nguồn nguyên liệu tự nhiên .aư hoa, lá, vỏ, rễ. Sản xuất bằng phương pháp trích ly Trích ly bằng dung môi có ưu điểm lớn là có khả năng tách được triệt để lượng tỉnh dầu có trong nguyên liệu, quy trình đỡ phức tạp về thiết bị, có thể tiến hành với quy mô nhỏ và ở gia đình.
Thực chất của quá trình trích ly là quá trình khuếch tán của các phân tử tỉnh dầu từ nguyên liệu vào dung môi. Yêu cầu dung môi được chọn là phải có nhiệt độ sôi thấp, dé tách, không gây ảnh hưởng mùi vị tới tỉnh đầu, không tác dụng hoá học với tính đầu. Dung môi lại phải có khả năng hoà tan tốt tỉnh đầu nhưng các tạp chất lại phải bé, không ân mòn thiết bị, không độc hại với cơ thể người, rẻ, đê kiếm. Dung môi thông dụng nhất là cồn cao độ.
Sản xuất bằng phương pháp chưng cát Để tách tính dầu ra khỏi nguyên liệu ta có thể sử dung phương pháp chưng cất. Tuỳ thuộc điểu kiện ta có thể sử dụng các phương pháp sau: qoC hưng cất lôi cuốn hơi nước Nguyên liệu và nước được cho vào cùng trong một nồi nấu, đun tới sôi. Nước bay hơi sẽ cuốn theo tỉnh dầu, đem ngưng tụ tách lấy được tỉnh đầu, tương tự như ta cất rượu theo phương pháp cổ truyền. Vận dụng cách này thiết bị chưng cất đơn giản, dễ chế tạo, phù lợp với từng hoàn cảnh địa phương cũng như từng gia đình.
Tuy vậy khi sử dụng phương pháp này thường có nhược điểm sau: Tỉnh dầu tách ra chất lượng chưa cao.