Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu một số chất tạo hương thuộc nhóm terpenoid thu nhận từ một số loại quả có múi ở miền bắc việt nam và ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
......................................

NGUYỄN VĂN LỢI

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CHẤT TẠO HƯƠNG THUỘC NHÓM TERPENOID
THU NHẬN TỪ MỘT SỐ LOẠI QUẢ CÓ MÖI Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM VÀ
ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Hà Nội: 2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
......................................


NGUYỄN VĂN LỢI

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CHẤT TẠO HƯƠNG THUỘC NHÓM TERPENOID
THU NHẬN TỪ MỘT SỐ LOẠI QUẢ CÓ MÖI Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM VÀ
ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
MÃ SỐ: 62540101

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1.

GS. TS. HOÀNG ĐÌNH HÕA

2.

PGS. TS. NGUYỄN THỊ MINH TÚ

Hà Nội: 2013


2


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận án này là trung thực
và chƣa hề đƣợc sử dụng.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ trong việc hoàn thành Luận án đã đƣợc cảm ơn và
các thông tin trích dẫn trong Luận án đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong Luận án này.

Hà Nội: 2013
NCS: Nguyễn Văn Lợi



ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành Luận án Tiến sĩ này, bên cạnh sự cố gắng lỗ lực của bản thân, em đã
nhận đƣợc sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều thầy, cô giáo và tập thể.
Em xin bày tỏ lòng cảm tạ và đội ơn sâu sắc đến thầy GS. TS. Hoàng Đình Hòa, cô
PGS. TS. Nguyễn Thị Minh Tú- Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, là những ngƣời đã tận
tình hƣớng dẫn, định hƣớng, đào tạo và giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn
thành Luận án. Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các cô PGS. TS. Phạm Thu Thủy,
PGS. TS. Lâm Xuân Thanh, PGS. TS. Lê Thanh Mai- Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, là
những ngƣời đã hƣớng dẫn và giúp đỡ em thực hiện các chuyên đề Tiến sĩ.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong hội đồng chấm Luận án Tiến sĩ đã
dành thời gian đọc, nhận xét và góp ý cho Luận án của em. Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy TS.
Vũ Hồng Sơn và các thầy, cô giáo trong Bộ môn Quản lý chất lƣợng, Bộ môn Công nghệ Sinh
học, Bộ môn Công nghệ Thực phẩm- Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm,
Viện Đào tạo Sau đại học- Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội đã đào tạo, tạo điều kiện, hƣớng
dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập, làm thí nghiệm và viết Luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các cán bộ, công nhân viên Trung tâm giáo dục và phát triển
sắc ký, Phòng thí nghiệm Công nghệ lọc hóa dầu và Vật liệu xúc tác- Viện Hóa học Kỹ thuật,
Bộ môn Vi sinh- Hóa sinh- Sinh học phân tử- Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực
phẩm- Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội. Khoa Hóa học- Trƣờng Đại học Khoa học Tự
nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nôi. Phòng Sinh học thực nghiệm- Viện Hóa học các hợp chất
thiên nhiên- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Phòng Bảo quản và chế biếnViên nghiên cứu Rau quả. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn bạn Học viên Cao học Trần Ánh Ngọc,
các bạn sinh viên K51, K52 ngành Công nghệ thực phẩm- Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội
đã giúp đỡ tôi thực hiện các nghiên cứu của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp trong Khoa Chế biến món ăn, Ban
Giám hiệu- Trƣờng Cao đẳng Du lịch Hà Nội nơi tôi đang công tác và giảng dạy đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi cho tôi học tập và làm Luận án. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn bạn bè đã động
viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận án.
Con xin cảm tạ và đội ơn sâu sắc tới cha, mẹ đã sinh thành, dƣỡng dục và khắc phục
mọi khó khăn để nuôi con ăn học. Tôi trân trọng, biết ơn sâu sắc tới gia đình, đã động viên và
giúp đỡ tôi vƣợt qua mọi khó khăn để hoàn thành Luận án này.
Hà Nội: 2013
NCS: Nguyễn Văn Lợi


iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................................ ii
MỤC LỤC................................................................................................................................. iii
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT ................................................................................... ix
DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................................... x
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .............................................................................. xii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................................... 1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................................. 4
1.1. KHÁI QUÁT VỀ TERPENOID ...................................................................................... 4

1.1.1. Các loại terpenoid ............................................................................................. 4
1.1.1.1. Monoterpene ...................................................................................................... 4
1.1.1.2. Sesquiterpene ..................................................................................................... 5
1.1.1.3. Diterpene ............................................................................................................ 5
1.1.1.4. Triterpene ........................................................................................................... 5
1.1.1.5. Tetraterpene ....................................................................................................... 5
1.1.1.6. Lacton terpenoid ................................................................................................ 5
1.1.2. Qúa trình sinh tổng hợp terpenoid ...................................................................... 6
1.1.3. Tính chất tạo hƣơng và hoạt tính sinh học của terpenoid ..................................... 7
1.1.3.1. Tính chất tạo hƣơng của terpenoid .................................................................. 7
1.1.3.2. Hoạt tính sinh học của terpenoid ..................................................................... 8
1.1.4. Một số cấu tử thuộc nhóm terpenoid .................................................................. 9
1.1.4.1. Nootkatone ......................................................................................................... 9
1.1.4.2. Linalool .............................................................................................................. 9
1.1.4.3. Nerol ................................................................................................................ 10
1.1.4.4. Terpineol .......................................................................................................... 10
1.1.4.5. Geraniol............................................................................................................ 11
1.1.4.6. Citronellal ........................................................................................................ 11
1.1.4.7. Geranial ............................................................................................................ 12
1.1.4.8. Cumin aldehyde ............................................................................................... 12
1.1.5. Giá trị logP và momen lƣỡng cực của các cấu tử thuộc nhóm terpenoid ...................... 13

1.1.5.1. Giá trị logP ....................................................................................................... 13
1.1.5.2. Giá trị momen lƣỡng cực ................................................................................. 13


iv
1.2. KHÁI QUÁT VỀ QUẢ CÓ MÚI .................................................................................. 13

1.2.1. Cây ăn quả có múi trồng ở Việt Nam ............................................................... 13
1.2.1.1. Bƣởi.................................................................................................................. 13
1.2.1.2. Cam .................................................................................................................. 15
1.2.1.3. Chanh ............................................................................................................... 17
1.2.1.4. Quýt .................................................................................................................. 18
1.2.1.5. Quất .................................................................................................................. 19
1.2.1.6. Phật thủ ............................................................................................................ 20
1.2.2. Đặc tính của tinh dầu quả có múi ..................................................................... 21
1.2.3. Tình hình nghiên cứu tinh dầu từ quả có múi .................................................... 22
1.2.3.1. Nghiên cứu trên Thế giới................................................................................. 22
1.2.3.2. Nghiên cứu ở Việt Nam ................................................................................... 24
1.3. PHƢƠNG PHÁP THU HỒI CHẤT THƠM, TINH DẦU VÀ CÁC CẤU TỬ TẠO
HƢƠNG TRONG TINH DẦU VỎ QUẢ CÓ MÚI ........................................................... 26
1.3.1. Phƣơng pháp thu hồi chất thơm và tinh dầu ...................................................... 26
1.3.1.1. Phƣơng pháp ép lạnh ....................................................................................... 26
1.3.1.2. Phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn theo hơi nƣớc ............................................. 26
1.3.1.3. Phƣơng pháp hấp phụ ...................................................................................... 27
1.3.1.4. Phƣơng pháp trích ly ....................................................................................... 27
1.3.2. Phƣơng pháp tách nhóm cấu tử tạo hƣơng ........................................................ 28
1.3.3. Phƣơng pháp làm giàu các hợp chất có chứa oxy .............................................. 30
1.4. NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA CHẤT THƠM .................................................. 30

1.4.1. Độ bay hơi ..................................................................................................... 30
1.4.1.1. Hệ số phân bố giữa pha khí-lỏng .................................................................... 30
1.4.1.2. Hệ số hoạt độ ................................................................................................... 31
1.4.1.3. Độ bay hơi tƣơng đối ....................................................................................... 31
1.4.1.4. Hệ số phân bố một chất bay hơi i trong hai pha lỏng-lỏng ............................ 31
1.4.2. Độ hòa tan...................................................................................................... 32
1.5. TỔ HỢP HƢƠNG ......................................................................................................... 32

1.5.1. Nguyên tắc xây dựng tổ hợp hƣơng ................................................................. 32
1.5.2. Cấu trúc tổ hợp hƣơng .................................................................................... 32
1.5.3. Mức độ thơm của tổ hợp hƣơng ...................................................................... 34
1.6. ỨNG DỤNG CHẤT THƠM TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM ......................... 35

1.6.1. Tƣơng tác giữa chất thơm với các thành phần trong thực phẩm .......................... 35
1.6.1.1. Tƣơng tác giữa chất thơm với glucid .............................................................. 35


v
1.6.1.2. Tƣơng tác giữa chất thơm với protein ............................................................. 36
1.6.1.3. Tƣơng tác giữa chất thơm với lipid ................................................................. 36
1.6.1.4. Tƣơng tác giữ chất thơm với các muối vô cơ ................................................. 36
1.6.2. Ứng dụng chất thơm trong sản xuất một số sản phẩm thực phẩm ....................... 37
1.6.2.1. Chất thơm sử dụng trong sản xuất bánh .......................................................... 37
1.6.2.2. Chất thơm sử dụng trong sản xuất kẹo ............................................................ 37
1.6.2.3. Chất thơm sử dụng trong sản xuất thạch rau câu ............................................ 37
1.6.2.4. Chất thơm sử dụng trong chế biến các món ăn ............................................... 37
1.6.2.5. Chất thơm sử dụng trong sản xuất đồ uống .................................................... 38
CHƢƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 39
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU ................................................................................................... 39

2.1.1. Qủa có múi..................................................................................................... 39
2.1.2. Hóa chất......................................................................................................... 39
2.1.3. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu ....................................................................... 40
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................................. 40

2.2.1. Phƣơng pháp khảo sát quả có múi thích hợp cho thu hồi tinh dầu ...................... 40
2.2.1.1. Phƣơng pháp lấy mẫu ...................................................................................... 40
2.2.1.2. Xác định độ cứng của quả có múi bằng máy đo độ cứng ............................... 41
2.2.1.3. Xác định màu sắc của qủa có múi bằng máy đo màu ..................................... 41
2.2.1.4. Xác định tỷ lệ thu hồi vỏ quả bằng phƣơng pháp tính phần trăm .................. 41
2.2.1.5. Xác định độ ẩm vỏ quả có múi bằng phƣơng pháp chƣng cất với toluen ..... 41
2.2.1.6. Xác định hàm lƣợng tinh dầu vỏ quả có múi bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi
cuốn theo hơi nƣớc........................................................................................................ 42
2.2.2. Các phƣơng pháp thu hồi tinh dầu vỏ quả có múi .............................................. 42
2.2.2.1. Phƣơng pháp ép lạnh ....................................................................................... 42
2.2.2.2. Phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn theo hơi nƣớc ............................................. 43
2.2.3. Phƣơng pháp xác định các chỉ số hóa lý và cấu tử của tinh dầu .......................... 43
2.2.3.1. Phƣơng pháp xác định các chỉ số hóa lý của tinh dầu .................................... 43
2.2.3.2. Phƣơng pháp xác định cấu tử của tinh dầu vỏ quả có múi ............................. 46
2.2.4. Phƣơng pháp xác định các cấu tử tạo hƣơng trong tinh dầu vỏ quả có múi ......... 47
2.2.4.1. Tách nhóm cấu tử tạo hƣơng theo phƣơng pháp sắc ký cột ........................... 47
2.2.4.2. Xác định các cấu tử tạo hƣơng theo phƣơng pháp A không A ...................... 47
2.2.4.3. Xác định giá trị logP và momen lƣỡng cực của cấu tử trong tinh dầu vỏ quả
có múi ............................................................................................................................ 48
2.2.5. Phƣơng pháp tổ hợp hƣơng ............................................................................ 48


vi
2.2.5.1. Xác định công thức tổ hợp hƣơng theo nguyên tắc Jan-Carl ........................ 48
2.2.5.2. Đánh giá cảm quan theo phƣơng pháp cho điểm thị hiếu ............................. 49
2.2.5.3. Phƣơng pháp xác định hoạt tính sinh học của tổ hợp hƣơng ......................... 50
2.2.6. Phƣơng pháp tạo hƣơng liệu quả có múi .......................................................... 51
2.2.7. Tối ƣu hóa quá trình chƣng cất tinh dầu vỏ quả có theo phƣơng pháp quy hoạch
thực nghiêm............................................................................................................. 52
2.2.8. Ứng dụng hƣơng liệu quả có múi trong công nghiệp thực phẩm theo phƣơng pháp
công nghệ ................................................................................................................ 53
2.2.9. Phân tích thống kê kết quả thí nghiệm .............................................................. 53
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................... 54
3.1. KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU........................................................................................ 54

3.1.1. Xác định giống quả có múi thích hợp cho thu hồi tinh dầu ................................ 54
3.1.2. Khảo sát hàm lƣợng tinh dầu trong lá, hoa, vỏ quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành
Hàm Yên và chanh giấy Hàm Yên ............................................................................ 55
3.1.3. Xác định thời điểm thu hoạch quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên, chanh
giấy Hàm Yên để thu hồi tinh dầu ............................................................................. 57
3.1.4. Xác định độ ẩm của vỏ quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh giấy
Hàm Yên ................................................................................................................. 59
3.1.5. Xác định hàm lƣợng tinh dầu trong vỏ quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên
và chanh giấy Hàm Yên ........................................................................................... 59
3.1.6. Xác định ảnh hƣởng của thời gian bảo quản quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành Hàm
Yên và chanh giấy Hàm Yên đến hàm lƣợng tinh dầu ................................................ 60
3.2. XÂY DỰNG QUY TRÌNH THU HỒI TINH DẦU ....................................................... 61

3.2.1. Xác định phƣơng pháp thu hồi tinh dầu ............................................................ 61
3.2.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất thu hồi tinh dầu ............................ 63
3.2.2.1. Ảnh hƣởng của kích thƣớc nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi tinh dầu ......... 63
3.2.2.2. Ảnh hƣởng của tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi tinh dầu .......... 65
3.2.2.3. Ảnh hƣởng của thời gian chƣng cất đến hiệu suất thu hồi tinh dầu ............... 66
3.2.2.4. Ảnh hƣởng của tỷ lệ khối lƣợng nguyên liệu/thể tích của thiết bị chƣng cất
đến hiệu suất thu hồi tinh dầu ....................................................................................... 66
3.2.3. Tối ƣu hóa quá trình chƣng cất tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng ....................... 68
3.2.3.1. Thiết lập mô hình thí nghiệm .......................................................................... 68
3.2.3.2. Tối ƣu hóa ........................................................................................................ 71
3.2.4. Quy trình thu hồi tinh dầu vỏ quả có múi ......................................................... 72
3.2.4.1. Sơ đồ quy trình ................................................................................................ 72


vii
3.2.4.2. Thuyết minh quy trình ..................................................................................... 73
3.3. XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ HÓA LÝ VÀ CẤU TỬ CỦA TINH DẦU VỎ QUẢ CÓ MÚI 74
3.3.1. Xác định các chỉ số hóa lý của tinh dầu ............................................................ 74
3.3.2. Xác định các cấu tử của tinh dầu vỏ quả có múi ................................................ 76
3.3.2.1. Tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng ................................................................... 78
3.3.2.2. Tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên .............................................................. 79
3.3.2.3. Tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên ............................................................ 81
3.4. NGHIÊN CỨU CẤU TỬ TẠO HƢƠNG TRONG TINH DẦU VỎ QUẢ CÓ MÚI ....... 81

3.4.1. Tách nhóm cấu tử tạo hƣơng trong tinh dầu vỏ quả có múi .............................. 81
3.4.1.1. Sơ đồ quy trình tách nhóm cấu tử tạo hƣơng .................................................. 81
3.4.1.2. Thuyết minh quy trình tách nhóm cấu tử tạo hƣơng ...................................... 82
3.4.2. Xác định nhóm cấu tử tạo hƣơng trong tinh dầu vỏ quả có múi ........................ 83
3.4.2.1. Xác định nhóm cấu tử tạo hƣơng trong tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng .... 83
3.4.2.2. Xác định nhóm cấu tử tạo hƣơng trong tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên 91
3.4.2.3. Xác định nhóm cấu tử tạo hƣơng trong tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên ... 97

3.4.3. Xác định một số hoạt tính sinh học của các cấu tử tạo hƣơng ........................ 104
3.4.3.1. Xác định khả năng quét gốc tự do DPPH của các cấu tử tạo hƣơng ............ 104
3.4.3.2. Xác định hoạt tính kháng khuẩn của các cấu tử tạo hƣơng .......................... 104
3.5. NGHIÊN CỨU LÀM GIÀU CÁC HỢP CHẤT CÓ CHỨA OXY TRONG TINH
DẦU VỎ QUẢ CÓ MÚI .................................................................................................. 106

3.5.1. Xây dựng quy trình làm giàu các hợp chất có chứa oxy trong tinh dầu vỏ quả
có múi .................................................................................................................. 107
3.5.1.1. Xác định nồng độ ethanol thích hợp để hòa tan các hợp chất có chứa oxy
trong tinh dầu vỏ quả có múi ...................................................................................... 107
3.5.1.2. Xác định nồng độ ethanol thích hợp để tạo phân lớp giữa các hợp chất có
chứa oxy và cấu tử hydrocarbon ................................................................................. 108
3.5.1.3. Quy trình làm giàu các hợp chất có chứa oxy trong tinh dầu vỏ quả có múi .... 109

3.5.2. Xác định các cấu tử trong tinh dầu vỏ quả có múi sau khi làm giàu các hợp
chất có chứa oxy ................................................................................................... 110
3.5.2.1. Tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng sau khi làm giàu hợp chất có chứa oxy . 111
3.5.2.2. Tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên sau khi làm giàu hợp chất có chứa oxy .. 112
3.5.2.3. Tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên sau khi làm giàu hợp chất có chứa oxy 113
3.6. NGHIÊN CỨU TỔ HỢP HƢƠNG VÀ TẠO HƢƠNG LIỆU QUẢ CÓ MÚI .............. 114

3.6.1. Nghiên cứu tổ hợp hƣơng tinh dầu vỏ quả có múi ....................................... 114
3.6.1.1. Xác định công thức tổ hợp hƣơng tinh dầu vỏ quả có múi ...................... 114


viii
3.6.1.2. Xác định một số hoạt tính sinh học của tổ hợp hƣơng ............................. 115
3.6.2. Nghiên cứu tạo hƣơng liệu quả có múi ........................................................... 117

3.6.2.1. Xác định công thức tạo hƣơng liệu quả có múi ........................................ 117
3.6.2.2. Quy trình tạo hƣơng liệu quả có múi ......................................................... 117
3.6.2.3. Đánh giá chất lƣợng hƣơng liệu quả có múi ............................................. 119
3.7. ỨNG DỤNG HƢƠNG LIỆU QUẢ CÓ MÚI VÀO CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM ... 121

3.7.1. Bánh quy xốp hƣơng liệu quả có múi ............................................................. 121
3.7.1.1. Nghiên cứu thời điểm bổ sung hƣơng liệu quả có múi vào bánh quy xốp ........ 121

3.7.1.2. Đánh giá chất lƣợng cảm quan bánh quy xốp hƣơng liệu quả có múi.... 122
3.7.1.3. Công thức và quy trình sản xuất bánh quy xốp hƣơng liệu quả có múi . 123
3.7.2. Thạch rau câu hƣơng liệu quả có múi ............................................................. 124
3.7.2.1. Nghiên cứu thời điểm bổ sung hƣơng liệu quả có múi vào thạch rau câu ... 124

3.7.2.2. Đánh giá chất lƣợng cảm quan thạch rau câu hƣơng liệu quả có múi .... 124
3.7.2.3. Công thức và quy trình sản xuất thạch rau câu hƣơng liệu quả có múi .. 125
3.7.3. Nƣớc cam hƣơng liệu quả có múi .................................................................. 127

3.7.3.1. Nghiên cứu thời điểm bổ sung hƣơng liệu quả có múi vào nƣớc cam ... 127
3.7.3.2. Đánh giá chất lƣợng cảm quan nƣớc cam hƣơng liệu quả có múi .......... 128
3.7.3.3. Công thức và quy trình sản xuất nƣớc cam hƣơng liệu quả có múi ........ 128
3.7.4. Rƣợu mùi hƣơng liệu quả có múi ................................................................... 130

3.7.4.1. Nghiên cứu thời điểm bổ sung hƣơng liệu quả có múi vào rƣợu mùi .... 130
3.7.4.2. Đánh giá chất lƣợng cảm quan rƣợu mùi hƣơng liệu quả có múi .......... 130
3.7.4.3. Công thức và quy trình sản xuất rƣợu mùi hƣơng liệu quả có múi ......... 131
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................................ 134
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 136


ix
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT

1. CoA: Coenzyme A
2. CT: Công thức
3. D: Đƣờng kính vòng kháng khuẩn (mm)
4. d: Đƣờng kính lỗ khoan (mm)
5. DPPH: 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
6. GC-MS: Gas Chromatography/ Mass Spectometry (Sắc ký khí/ khối phổ)
7. GC-O: Gas Chromatography- Olfactometer (Sắc ký kết nối mũi ngửi)
8. KC: Kiểm chứng
9. MPA: Meat-Pepton-Agar (môi trƣờng MPA)
10. NDEA: N-nitrosodiethylamine
11. TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam


x
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm tổ hợp hƣơng theo nguyên tắc Jan-Carl ........................................ 49
Bảng 2.2. Bố trí thí nghiệm chƣng cất tinh dầu vỏ quả có múi ................................................. 52
Bảng 2.3. Bố trí thí nghiệm ứng dụng hƣơng liệu quả có múi trong công nghiệp thực phẩm ... 53
Bảng 3.1. Đặc điểm hóa lý của một số giống quả có múi ......................................................... 54
Bảng 3.2. Hàm lƣợng tinh dầu trong lá, hoa và vỏ quả có múi ................................................. 56
Bảng 3.3. Đặc điểm hóa lý của quả và mùi của tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành
Hàm Yên, chanh giấy Hàm Yên thu hái ở các độ chín khác nhau ............................................. 58
Bảng 3.4. Độ ẩm vỏ quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh giấy Hàm Yên ......... 59
Bảng 3.5. Hàm lƣợng tinh dầu trong vỏ quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh
giấy Hàm Yên .......................................................................................................................... 59
Bảng 3.6. Ảnh hƣởng của thời gian bảo quản đến hàm lƣợng tinh dầu thu đƣợc ...................... 60
Bảng 3.7. So sánh các phƣơng pháp thu hồi tinh dầu vỏ quả có múi ........................................ 62
Bảng 3.8. Điều kiện thí nghiệm đối với tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng................................ 68
Bảng 3.9. Mô hình thí nghiệm chƣng cất tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng ............................. 69
Bảng 3.10. Kết quả phân tích hồi quy hiệu suất thu hồi tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng ....... 69
Bảng 3.11. Chỉ số hóa lý của tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh
giấy Hàm Yên .......................................................................................................................... 74
Bảng 3.12. Các cấu tử của tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh giấy
Hàm Yên .................................................................................................................................. 76
Bảng 3.13. Các cấu tử trong phân đoạn tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng với n-hexane .......... 83

Bảng 3.14. Các cấu tử trong phân đoạn tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng với n-hexane và
diethyl ether............................................................................................................................. 85
Bảng 3.15. Các cấu tử trong phân đoạn tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng với diethyl ether ..... 86
Bảng 3.16. Tổng hợp kết quả trả lời của nhóm ngƣời thử trên mẫu phân đoạn 1 và tinh dầu vỏ
quả bƣởi Đoan Hùng ................................................................................................................ 87
Bảng 3.17. Tổng hợp kết quả trả lời của nhóm ngƣời thử trên mẫu phân đoạn 2 và tinh dầu vỏ
quả bƣởi Đoan Hùng ................................................................................................................ 88
Bảng 3.18. Tổng hợp kết quả trả lời của nhóm ngƣời thử trên mẫu phân đoạn 3 và tinh dầu vỏ
quả bƣởi Đoan Hùng ................................................................................................................ 88
Bảng 3.19. Giá trị logP và momen lƣỡng cực của các cấu tử trong các phân đoạn tinh dầu vỏ
quả bƣởi Đoan Hùng ................................................................................................................ 89
Bảng 3.20. Các cấu tử trong phân đoạn tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên với n-hexane ...... 91
Bảng 3.21. Các cấu tử trong phân đoạn tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên với n-hexane và
diethyl ether ............................................................................................................................. 92


xi
Bảng 3.22. Cấu tử trong phân đoạn tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên với diethyl ether ....... 93
Bảng 3.23. Tổng hợp kết quả trả lời của nhóm ngƣời thử trên mẫu phân đoạn 1 và tinh dầu vỏ
quả cam sành Hàm Yên ............................................................................................................ 94
Bảng 3.24. Tổng hợp kết quả trả lời của nhóm ngƣời thử trên mẫu phân đoạn 2 và tinh dầu vỏ
quả cam sành Hàm Yên ............................................................................................................ 94
Bảng 3.25. Tổng hợp kết quả trả lời của nhóm ngƣời thử trên mẫu phân đoạn 3 và tinh dầu vỏ
quả cam sành Hàm Yên ............................................................................................................ 95
Bảng 3.26. Giá trị logP và momen lƣỡng cực của các cấu tử trong các phân đoạn tinh dầu vỏ
quả cam sành Hàm Yên ............................................................................................................ 96
Bảng 3.27. Các cấu tử trong phân đoạn tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên với n-hexane .... 97
Bảng 3.28. Các cấu tử trong phân đoạn tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên với n-hexane và
diethyl ether ............................................................................................................................. 98
Bảng 3.29. Các cấu tử trong phân đoạn tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên với diethyl ether ...... 99

Bảng 3.30. Tổng hợp kết quả trả lời của nhóm ngƣời thử trên mẫu phân đoạn 1 và tinh dầu vỏ
quả chanh giấy Hàm Yên ....................................................................................................... 100
Bảng 3.31. Tổng hợp kết quả trả lời của nhóm ngƣời thử trên mẫu phân đoạn 2 và tinh dầu vỏ
quả chanh giấy Hàm Yên ....................................................................................................... 101
Bảng 3.32. Tổng hợp kết quả trả lời của nhóm ngƣời thử trên mẫu phân đoạn 3 và tinh dầu vỏ
quả chanh giấy Hàm Yên ....................................................................................................... 102
Bảng 3.33. Giá trị logP và momen lƣỡng cực của các cấu tử trong các phân đoạn tinh dầu vỏ
quả chanh giấy Hàm Yên ....................................................................................................... 102
Bảng 3.34. Khả năng quét gốc tự do DPPH của các cấu tử tạo hƣơng .................................... 104
Bảng 3.35. Đƣờng kính vòng kháng khuẩn của các cấu tử tạo hƣơng ..................................... 105
Bảng 3.36. Các cấu tử của tinh dầu vỏ quả có múi sau khi làm giàu hợp chất có chứa oxy .... 110
Bảng 3.37. Công thức tổ hợp hƣơng tinh dầu vỏ quả có múi sau khi làm giàu các hợp chất có
chứa oxy ................................................................................................................................. 114
Bảng 3.38. Đƣờng kính vòng kháng khuẩn của tổ hợp hƣơng ................................................ 116
Bảng 3.39. Công thức tạo hƣơng liệu quả có múi ................................................................... 117
Bảng 3.40. Cấu tử hƣơng trong hƣơng liệu quả có múi .......................................................... 119
Bảng 3.41. Kết quả đánh giá cảm quan hƣơng liệu quả có múi .............................................. 121
Bảng 3.42. Công thức sản xuất bánh quy xốp hƣơng liệu quả có múi..................................... 123
Bảng 3.43. Công thức sản xuất thạch rau câu hƣơng liệu quả có múi ..................................... 125
Bảng 3.44. Công thức sản xuất nƣớc cam hƣơng liệu quả có múi........................................... 128
Bảng 3.45. Công thức sản xuất rƣợu mùi hƣơng liệu quả có múi ........................................... 131


xii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Công thức isoprene ..................................................................................................... 4
Hình 1.2. Nootkatone ................................................................................................................. 9
Hình 1.3. Linalool ...................................................................................................................... 9
Hình 1.4. Nerol......................................................................................................................... 10
Hình 1.5.a. α-Terpineol ............................................................................................................ 10
Hình 1.5.b. β-Terpineol ............................................................................................................ 10
Hình 1.5.c. γ-Terpineol ............................................................................................................. 10
Hình 1.6. Geraniol .................................................................................................................... 11
Hình 1.7. Citronellal ................................................................................................................. 11
Hình 1.8. Geranial .................................................................................................................... 12
Hình 1.9. Cumin aldehyde ........................................................................................................ 12
Hình 2.1. Bƣởi Đoan Hùng....................................................................................................... 39
Hình 2.2. Cam sành Hàm Yên .................................................................................................. 39
Hình 2.3. Chanh giấy Hàm Yên ................................................................................................ 39
Hình 3.1. Ảnh hƣởng của kích thƣớc nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi tinh dầu ..................... 64
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi tinh dầu ...................... 65
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của thời gian chƣng cất đến hiệu suất thu hồi tinh dầu ........................... 66
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của tỷ lệ khối lƣợng nguyên liệu/thể tích của thiết bị đến hiệu suất thu hồi
tinh dầu .................................................................................................................................... 67
Hình 3.5.a. Ảnh hƣởng của các yếu tố đến hiệu suất thu hồi tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng 70
Hình 3.5.b. Ảnh hƣởng của kích thƣớc nguyên liệu và và thời gian chƣng cất đến hiệu suất thu
hồi tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng ........................................................................................ 70
Hình 3.5.c. Ảnh hƣởng của kích thƣớc nguyên liệu và tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu đến hiệu suất thu
hồi tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng ........................................................................................ 70
Hình 3.5.d. Ảnh hƣởng của tỷ lệ nƣớc/nguyên liệu và thời gian chƣng cất đến hiệu suất thu hồi
tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng .............................................................................................. 70
Hình 3.6. Mức độ đáp ứng sự mong đợi quá trình chƣng cất tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng 71
Hình 3.7. Sơ đồ quy trình chƣng cất tinh dầu vỏ quả có múi .................................................... 72
Hình 3.8. Sắc ký đồ tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng .............................................................. 78
Hình 3.9. Sắc ký đồ tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên ......................................................... 79
Hình 3.10. Sắc ký đồ tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên ..................................................... 80
Hình 3.11. Sơ đồ quy trình tách nhóm cấu tử tạo hƣơng trong tinh dầu vỏ quả có múi ............ 82
Hình 3.12. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng với n-hexane ..................... 84


xiii
Hình 3.13. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng với n-hexane và diethyl
ether ......................................................................................................................................... 85
Hình 3.14. Phân đoạn tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng với n-hexane và diethyl ether ........... 85
Hình 3.15. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng với diethyl ether ................ 86
Hình 3.16. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên với n-hexane ................. 91
Hình 3.17. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên với n-hexane và diethyl
ether ......................................................................................................................................... 92
Hình 3.18. Phân đoạn tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên với n-hexane và diethyl ether ........ 92
Hình 3.19. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên với diethyl ether............ 93
Hình 3.20. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên với n-hexane .............. 98
Hình 3.21. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên với n-hexane và diethyl
ether ......................................................................................................................................... 99
Hình 3.22. Phân đoạn tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên với n-hexane và diethyl ether ..... 99
Hình 3.23. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên với diethyl ether ....... 100
Hình 3.24. Hình ảnh chỉ hoạt tính kháng khuẩn của các cấu tử tạo hƣơng .............................. 106
Hình 3.25. Hiệu suất hòa tan các hợp chất có chứa oxy .......................................................... 107
Hình 3.26. Hiệu suất phân lớp giữa các hợp chất có chứa oxy và cấu tử hydrocarbon ............ 108

Hình 3.27. Sơ đồ quy trình làm giàu hợp chất có chứa oxy trong tinh dầu vỏ quả có múi . 109
Hình 3.28. Sắc ký đồ tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng sau khi làm giàu các hợp chất có
chứa oxy ................................................................................................................................ 111
Hình 3.29. Sắc ký đồ tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên sau khi làm giàu các hợp chất có chứa
oxy ......................................................................................................................................... 112
Hình 3.30. Sắc ký đồ tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên sau khi làm giàu các hợp chất có
chứa oxy ................................................................................................................................. 113
Hình 3.31. Kết quả đánh giá thị hiếu các mẫu tổ hợp hƣơng tinh dầu vỏ quả có múi ............. 115
Hình 3.32. Hình ảnh chỉ hoạt tính kháng khuẩn của tổ hợp hƣơng ......................................... 116
Hình 3.33. Sơ đồ quy trình tạo hƣơng liệu quả có múi sau khi làm giàu các hợp chất có chứa
oxy ......................................................................................................................................... 118
Hình 3.34. Sắc ký đồ cấu tử của hƣơng liệu quả có múi ......................................................... 120
Hình 3.35. Hƣơng liệu quả có múi dạng bột ........................................................................... 121
Hình 3.36. Kết quả đánh giá thị hiếu sản phẩm bánh quy xốp hƣơng liệu quả có múi ............ 122
Hình 3.37. Sơ đồ quy trình sản xuất bánh quy xốp hƣơng liệu quả có múi ............................. 123
Hình 3.38. Sản phẩm bánh quy xốp hƣơng liệu quả có múi .................................................... 124
Hình 3.39. Kết quả đánh giá thị hiếu sản phẩm thạch rau câu hƣơng liệu quả có múi ............ 125
Hình 3.40. Sơ đồ quy trình sản xuất thạch rau câu hƣơng liệu quả có múi ............................. 126
Hình 3.41. Sản phẩm thạch rau câu hƣơng liệu quả có múi .................................................... 127
Hình 3.42. Kết quả đánh giá thị hiếu sản phẩm nƣớc cam hƣơng liệu quả có múi .................. 128


xiv
Hình 3.43. Sơ đồ quy trình sản xuất nƣớc cam hƣơng liệu quả có múi ................................... 129
Hình 3.44. Sản phẩm nƣớc cam hƣơng liệu quả có múi .......................................................... 130
Hình 3.45. Kết quả đánh giá thị hiếu sản phẩm rƣợu mùi hƣơng liệu quả có múi ................... 131
Hình 3.46. Sơ đồ quy trình sản xuất rƣợu mùi hƣơng liệu quả có múi .................................... 132
Hình 3.47. Sản phẩm rƣợu mùi hƣơng liệu quả có múi .......................................................... 133


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là một nƣớc nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm mƣa
nhiều. Với điều kiện thuận lợi nhƣ vậy nên hệ thực vật Việt Nam phát triển rất đa dạng và
phong phú, nhóm cây có tinh dầu cũng rất phong phú và mang những nét đặc thù riêng.
Chúng là nguồn nguyên liệu đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành kinh tế khác nhau
cũng nhƣ trong đời sống hàng ngày của con ngƣời. Quả có múi là loại quả có giá trị dinh
dƣỡng cao và đƣợc sử dụng để ăn tƣơi, sản xuất đồ uống, làm mứt, làm bánh, làm kem,
làm kẹo và sản xuất rƣợu... Đặc biệt một số loại quả có múi nhƣ chanh và quất còn đƣợc
làm gia vị cho các món ăn. Ngoài phần thịt quả, phần vỏ quả, hạt quả, lá và hoa của cây
có múi có chứa một lƣợng tinh dầu lớn đƣợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống.
Ở Việt Nam, cây ăn quả là một ngành sản xuất quan trọng của nền Nông nghiệp, với
nhiều loại quả khác nhau đƣợc trồng trọt và thu hoạch quanh năm. Theo Bộ Nông nghiệp
và phát triển nông thôn, năm 2005 là 606.400 tấn và năm 2010 là 875.600 tấn. Quả có
múi rất đa dạng và phong phú, trong số đó có loại trở thành đặc sản của vùng nhƣ cam
sành Hàm Yên- Tuyên Quang, bƣởi Đoan Hùng- Phú Thọ, cam Canh, bƣởi Diễn- Hà
Nội, bƣởi Phúc Trạch- Hà Tĩnh, bƣởi Năm Roi- Vĩnh Long [2, 4, 6]. Trong giai đoạn từ
năm 2000- 2010, hàng năm nƣớc ta đã xuất khẩu 30.000 tấn bƣởi, 15.000 tấn cam tƣơi và
35.000 tấn nƣớc quả đồ hộp từ quả có múi [2, 4].
Trên thị trƣờng thế giới, tinh dầu và các sản phẩm chế biến từ tinh dầu luôn là
những mặt hàng có giá trị cao và sôi động. Các nƣớc Trung Quốc, Ấn Độ, Indonexia đã
và đang trở thành những nƣớc sản xuất và chế biến tinh dầu với khối lƣợng lớn. Nhiều
nƣớc công nghiệp phát triển, đặc biệt là Hoa Kỳ, Anh, Pháp, Đức, Thụy Sỹ, Nhật Bản...
rất chú trọng việc nhập khẩu tinh dầu thô và xuất khẩu các sản phẩm tinh dầu đã qua chế
biến. Trong những năm 1965- 1970, khối lƣợng tinh dầu đƣợc sản xuất trên toàn thế giới
chỉ trong khoảng 25.000- 35.000 tấn/năm. Nhƣng những năm gần đây nhu cầu về tinh
dầu ngày càng tăng cao đặc biệt là trong lĩnh vực thực phẩm và mỹ phẩm, chỉ riêng
Trung Quốc năm 2009 đạt 17.969 tấn. Brazin đứng đầu thế giới về sản lƣợng tinh dầu
cam chanh, năm 2009 Brazin đã sản xuất 18.075 tấn tinh dầu cam, chanh, Hoa kỳ đạt
7.285 tấn, Mexico đạt 370 tấn, Nhật Bản đạt 390 tấn, Israel đạt 372 tấn, Italia đạt 278 tấn,
Trung Quốc đạt 265 tấn và Australia đạt 240 tấn [14, 17]. Còn ở Việt Nam nhu cầu về
tinh dầu cho các ngành thực phẩm, dƣợc phẩm, hóa mỹ phẩm ngày càng nhiều, nƣớc ta
có nhiều loại thực vật có chứa tinh dầu, nhƣng nhiều năm qua nƣớc ta lại phải nhập khẩu


2
tinh dầu với số lƣợng lớn. Theo thống kê của Bộ Công Thƣơng, năm 2008 nƣớc ta phải
nhập khẩu một khối lƣợng tinh dầu trị giá khoảng 25 triệu đô la Mỹ. Việc khai thác, sản
xuất tinh dầu vẫn còn nhỏ, manh mún và tạm bợ. Đặc biệt là việc tách chiết các cấu tử tạo
hƣơng trong tinh dầu để tổ hợp hƣơng liệu thì rất ít các cơ sở nghiên cứu và sản xuất [5,
14, 17, 87]. Trong tinh dầu vỏ quả có múi có chứa các hợp chất thuộc nhóm terpenoid có
khả năng tạo mùi thơm hấp dẫn, đặc trƣng của các loại quả này và có khả năng ứng dụng
trong thực phẩm, mỹ phẩm và dƣợc phẩm. Nhƣng ở Việt Nam hiện nay nguồn nguyên
liệu để thu chất thơm chủ yếu từ quế, đinh hƣơng, sả, bạc hà... với sản lƣợng còn thấp và
chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu tiêu dùng. Trong khí đó, những năm gần đây, chúng ta đang
chú trọng tới việc trồng cây ăn quả có múi, nhƣng những loại quả này mới chỉ đƣợc sử
dụng phần múi, còn phần vỏ chiếm từ 20- 25%, có chứa một số cấu tử tạo hƣơng thuộc
nhóm terpenoid trong tinh dầu vỏ quả có múi lại chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu. Cho
đến thời điểm này ở nƣớc ta có rất ít công trình khoa học nghiên cứu tách chiết và thu hồi
các cấu tử tạo hƣơng thuộc nhóm terpenoid trong tinh dầu vỏ quả có múi, để tổ hợp ra
một loại hƣơng liệu mới dùng trong các ngành thực phẩm, mỹ phẩm và dƣợc phẩm.
Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu một số chất
tạo hương thuộc nhóm Terpenoid thu nhận từ một số loại quả có múi ở miền Bắc Việt
Nam và ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm”. Đề tài nhằm tạo ra một loại hƣơng liệu
quả có múi, tận dụng phần vỏ quả có múi và góp phần giải quyết đầu ra cho loại quả này.
2. Mục tiêu của đề tài
Xây dựng quy trình công nghệ tách chiết các cấu tử tạo hƣơng thuộc nhóm
terpenoid từ vỏ quả bƣởi, cam và chanh, làm cơ sở khoa học để tổ hợp nhân hƣơng.
Tổ hợp tạo ra một loại hƣơng liệu quả có múi từ các hợp chất có chứa oxy và ứng
dụng trong công nghiệp thực phẩm.
3. Nội dung nghiên cứu
Luận án gồm các nội dung chính như sau:
- Nghiên cứu khảo sát quả có múi thích hợp cho thu thồi tinh dầu.
- Nghiên cứu xây dựng quy trình thu hồi tinh dầu.
- Nghiên cứu xác định chỉ số hóa lý và các cấu tử trong tinh dầu.
- Nghiên cứu xác định các cấu tử tạo hƣơng thuộc nhóm terpenoid trong tinh dầu.
- Nghiên cứu làm giàu các hợp chất có chứa oxy trong tinh dầu.
- Nghiên cứu tổ hợp hƣơng và tạo hƣơng liệu nhóm terpenoid trong tinh dầu.
- Nghiên cứu ứng dụng hƣơng liệu nhóm terpenoid trong công nghiệp thực phẩm.


3
4. Ý nghĩa khoa học của đề tài
4.1. Ý nghĩa lý thuyết
Đã tách chiết và xác định đƣợc các cấu tử tạo hƣơng thuộc nhóm terpenoid
trong tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh giấy Hàm Yên.
Đây là những đóng góp đáng tin cậy làm phong phú thêm nguồn tƣ liệu về quả có múi
của Việt Nam.
Đã xây dựng đƣợc quy trình làm giàu các hợp chất có chứa oxy trong tinh dầu
vỏ quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh giấy Hàm Yên.
Đã xây dựng đƣợc quy trình tạo hƣơng liệu dạng bột từ các cấu tử tạo hƣơng
thuộc nhóm terpenoid trong tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và
chanh giấy Hàm Yên với chất cố định hƣơng là β-cyclodextrin và maltodextrin.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Tận dụng đƣợc vỏ quả có múi từ các cơ sở sản xuất nƣớc giải khát, góp phần
giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng, đồng thời góp phần giải quyết đầu ra và nâng cao giá trị
sử dụng cho các loại quả này. Kết quả nghiên cứu góp phần tạo ra một loại hƣơng liệu
mới từ vỏ quả có múi, góp phần làm đa dạng hoá sản phẩm hƣơng liệu trên thị trƣờng.
Tạo ra một loại hƣơng liệu tự nhiên dạng bột có nguồn gốc từ bƣởi, cam, chanh
của Việt Nam. Kết quả nghiên cứu của đề tài còn góp phần đƣa ra công thức, thông số kỹ
thuật, quy trình thu hồi tinh dầu và phối hợp hƣơng liệu cho các sản phẩm thực phẩm.
5. Tính mới của đề tài
Luận án là công trình khoa học nghiên cứu và xác định đƣợc đầy đủ các cấu tử
tạo hƣơng đặc trƣng thuộc nhóm terpenoid trong tinh dầu vỏ quả bƣởi Đoan Hùng, cam
sành Hàm Yên và chanh giấy Hàm Yên của Việt Nam, là cơ sở khoa học cho việc nghiên
cứu tổ hợp hƣơng liệu từ tinh dầu của loại quả này.
Quy trình làm giàu các hợp chất có chứa oxy tạo mùi thơm cho tinh dầu vỏ quả
bƣởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên, chanh giấy Hàm Yên bằng ethanol 96% và ethanol
70%, đồng thời loại bớt các cấu tử hydrocarbon, không tạo mùi thơm nhƣng gây ra vị
đắng cho tinh dầu, góp phần làm tăng giá trị của tinh dầu vỏ quả có múi ở nƣớc ta.
Quy trình sản xuất hƣơng liệu quả có múi dạng bột, góp phần giữ đƣợc các cấu
tử tạo hƣơng trong hƣơng liệu với thời gian dài, thuận tiện trong bảo quản, vận chuyển và
sử dụng trong lĩnh vực thực phẩm.


4

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. KHÁI QUÁT VỀ TERPENOID
Terpenoid là một nhóm các hợp chất thiên nhiên, chúng là dẫn xuất của các đơn vị
isoprene. Hay nói cách khác terpenoid là các hợp chất thƣờng chƣa no, có chứa C, H2 và
O2, mà phân tử của nó đƣợc cấu tạo bởi một hoặc nhiều đơn vị isoprene và có chung một
nguồn gốc sinh tổng hợp là (C5H8).
CH2=C-CH=CH2
‫׀‬
CH3
Hình 1.1. Công thức isoprene
Terpenoid là một loại hợp chất thiên nhiên quan trọng có khả năng tạo mùi thơm
và có hoạt tính sinh học mạnh. Terpenoid phân bố rộng rãi trong thiên nhiên và có nhiều
ở cây có tinh dầu. Ngoài ra terpenoid cũng có mặt trong thực vật bậc thấp nhƣ tảo, nấm
đến thực vật bậc cao, trong động vật và vi khuẩn. Mỗi loại terpenoid có sự phân bố đặc
trƣng, căn cứ vào số đơn vị isoprene hợp thành ngƣời ta phân ra monoterpene (10C),
sesquiterpene (15C), diterpene (20C), sesterpene (25C), triterpene (30C), tetraterpene
(40C) và polyterpene [1, 11, 13, 16, 19, 92].
1.1.1. Các loại terpenoid
1.1.1.1. Monoterpene
Monoterpene có công thức (C10H16), đƣợc tạo thành bởi hai đơn vị isoprene kết
hợp, monoterpene là những thành phần chủ yếu của tinh dầu, đã đƣợc tìm thấy trong 60
họ thực vật. Monoterpene gồm 3 loại không vòng, đơn vòng và hai vòng.
Monoterpene không vòng: Nhóm hydradcarbon (ocimene và myrcene), nhóm
aldehyde (geranial và neral), nhóm alcol (geraniol, nerol, linalool).
Monoterpene đơn vòng: Nhóm hydrocarbon (limonene, α-terpinene, γ-terpinene,
α-terpinene, α-phellandrene, β-phellandrene có nhiều trong tinh dầu cam), nhóm aldehyde
(α-perillaldehyde, phellandral), nhóm alcohol (α-terpineol, menthol, piperitol, carveol).
Monoterpene hai vòng: Nhóm thuyane (α-thuyane, sabonene, thuyone, sabinol),
nhóm carane (car-3-en, car-4-en, caron), nhóm pinane (α-pinene, β-pinene, myrtenal,
myrtenol), nhóm camphane (camphor, borneol, camptien), nhóm fenchane (phenchone,
α-fenchene) [11, 13, 16, 19, 93].


5
1.1.1.2. Sesquiterpene
Sesquiterpene có công thức C15H24, đƣợc tạo thành bởi ba đơn vị isoprene kết
hợp, sesquiterpene là các hợp chất không no. Sesquiterpene không vòng nhƣ farnesol,
nerolidol. Sesquiterpene đơn vòng nhƣ α-bisabolene, zingiberene. Sesquiterpene hai vòng
nhƣ cadalene, β-selilene, α-cyperene, santonine. Sesquiterpene cấu trúc phức tạp nhƣ
caryophyllene. Sesquiterpene là phân đoạn tinh dầu có độ sôi cao, nhiều tinh dầu màu
xanh lơ hoặc tím, đặc biệt sau hydrogen hóa với lƣu huỳnh [11, 13, 16, 19, 93].
1.1.1.3. Diterpene
Diterpene có công thức C20H32, đƣợc tạo thành bởi 4 đơn vị isoprene kết hợp,
diterpene có chủ yếu trong nhựa cây và gồm bốn loại: Diterpene không vòng nhƣ β-phytol.
Diterpene đơn vòng nhƣ vitamin A. Diterpene hai vòng nhƣ sclareol, manool. Diterpene ba
vòng nhƣ abietic acid, levopimaric acid, podocapric acid... [1, 11, 13, 16, 19, 93].
1.1.1.4. Triterpene
Triterpene có công thức C30H48, về mặt cấu trúc hóa học triterpene đƣợc tạo
thành bởi sáu đơn vị isoprene kết hợp với nhau bởi hai mảnh C15 nối với nhau ở giữa theo
cách đầu nối với đầu. Hợp chất hexane squalene với cấu hình trans là tiền thân của tất cả
các triterpene và đƣợc phân bố rộng rãi cả trong động vật và thực vật. Nghiên cứu về
triterpene cho thấy có gần 500 bộ khung triterpene khác nhau có nguồn gốc từ tự nhiên,
phần lớn các triterpene có cấu trúc bốn vòng giáp nhau (6-6-6-5) hoặc năm vòng giáp
nhau (6-6-6-6-5 hoặc 6-6-6-6-6), nhƣng cũng tồn tại một số ít các triterpene dƣới các
dạng mạch hở, một vòng, hai vòng, ba vòng hoặc sáu vòng [1, 11, 13, 16, 19, 93].
1.1.1.5. Tetraterpene
Tetraterpene có công thức C40H64, các tetraterpene chỉ có trong một nhóm các
hợp chất, đó là các carotenoid bao gồm hàng trăm các chất khác nhau. Carotenoid đƣợc
sinh tổng hợp từ hai phân tử geranyl diphosphat qua nhiều quá trình sẽ tạo ra z-phytoene
và tiếp đó là lycopene. Carotenoid là những sắc tố vàng hay đỏ da cam, tan trong dầu mỡ,
rất phổ biến trong thực vật và có vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp của cây
xanh. Carotenoid là những hợp chất có từ 40 carbon mà cấu trúc của chúng xếp vào
tetraterpene. Carotenoid bao gồm hai nhóm: Nhóm hydrocarbon tan trong ether dầu,
nhóm xanthophyl là dẫn xuất oxy của carotenoid bao gồm các ethanol, aldehyde, acid...
1.1.1.6. Lacton terpenoid
Lacton terpenoid đƣợc phân thành hai loại: Sesquiterpene lacton và iridoid.
Sesquiterpene lacton đƣợc sắp xếp theo cấu trúc khung cơ bản sesquiterpene (C15). Có
khoảng 20 dạng cấu trúc sesquiterpene lacton khác nhau. Các dạng thƣờng gặp nhất trong


6
tự nhiên là eudesmanoid, guaianoid, pseudoguaianolid, germacranolid, eremophilanoid.
Sesquiterpene lacton phân bố chủ yếu trong lá, hoa của các cây bụi và của họ asteraceae
[1, 16, 19, 93].
Iridoid là nhóm hợp chất thiên nhiên có cấu trúc monoterpene (C10) với một vòng
cyclopentane và một vòng d-lacton không no. Ngoài nhóm chức lacton iridoid có thêm
các nhóm thế -COOH, -CH2OH, -COOCH3. Iridoid tan trong ethanol và trong nƣớc nóng
nên có thể dùng dung môi đó để tách chiết.
1.1.2. Qúa trình sinh tổng hợp terpenoid
Terpenoid đƣợc tổng hợp từ các gốc acetyl-CoA hoạt hóa, trƣớc hết tạo thành acid
mevalonic, sau đó tạo thành isopentenyl pyrophosphate, isopentenyl pyrophosphate là tiền
thân của terpenoid. Các kết quả nghiên cứu gần đây đã chứng minh rằng, một số dạng
terpenoid của tinh dầu nhƣ các geraniol, linalool, farnesol… thƣờng có mặt trong hầu hết
các cơ thể sống ở tất cả các mức độ tiến hóa khác nhau, từ các vi sinh vật, các loài thực
vật bậc thấp, thực vật bậc cao, đến cả động vật và con ngƣời. Các terpenoid đƣợc hình
thành từ hai hoặc ba hay nhiều phân tử isoprene, isoprene lại là một trong những hợp chất
cơ sở để tạo thành các carotenoid, các steroid và cao su. Quá trình sinh tổng hợp trong
mọi cơ thể thực vật đều bắt nguồn từ hợp chất ban đầu là acetic acid qua các sản phẩm
trung gian là mevalonic acid, isopentenil pirophosphat đến geranil và farnesil phosphat.
Bằng thực nghiệm, ngƣời ta đã chứng minh đƣợc các chuỗi carbon trong các phân tử
geraniol, linalool, farnesol và nerolidol là những sản phẩm trung gian chủ yếu trong quá
trình sinh tổng hợp các terpenoid có hoạt tính sinh học nhƣ các phyton, hocmon steroid,
các vitamin D, E, K và carotenoid. Một số hợp chất thƣờng gặp trong thành phần của tinh
dầu nhƣ linalool, farnesol và nerolidol… luôn có mặt trong hầu hết các hoạt động sống
của cây. Qúa trình sinh tổng hợp terpenoid đƣợc thực hiện qua ba giai đoạn [93].
1. Tạo isoprene hoạt hóa từ ba phân tử acetyl CoA.
2. Phốt phát hóa để tạo nên pyrophotphat isopentenyl và pyrophotphat dimethylallyl
3. Sinh tổng hợp pyrophotphat geranyl và neryl

Dạng trans Dạng cis
Pyrophotphat neryl
Pyrophotphat geranyl

Terpenoid vòng.

Terpenoid hở.


7
1.1.3. Tính chất tạo hƣơng và hoạt tính sinh học của terpenoid
1.1.3.1. Tính chất tạo hương của terpenoid
Terpenoid đƣợc cấu tạo bởi liên kết “đầu với đuôi” của các đơn vị isoprene đƣợc
sinh ra từ mevalonic acid. Terpenoid là những thành phần chủ yếu trong tinh dầu vỏ quả
có múi. Terpenoid tạo nên một nhóm chất rất lớn của các sản phẩm thiên nhiên, chúng có
đặc tính thơm và đƣợc sử dụng rộng rãi trong hƣơng liệu và công nghiệp chất thơm. Các
cấu tử thuộc nhóm terpenoid thƣờng dễ bay hơi, dễ hòa tan trong nƣớc, trong ethanol, là
những cấu tử có độ phân cực trung bình và phân cực mạnh. Đồng thời có tính chất tạo
hƣơng, vì thế làm tăng mùi, vị hấp dẫn cho thực phẩm, cho nên thƣờng đƣợc sử dụng làm
hƣơng liệu cho bánh, kẹo và sản xuất rƣợu mùi. Các cấu tử của tinh dầu vỏ quả có múi
bao gồm terpene và dẫn xuất của terpene nhƣ aldehyde, ester, ketone, alcohol và acid…
Tác giả Newman A.A [93] cho rằng các dẫn xuất chứa oxy của của terpene nhƣ: alcohol,
aldehyde, ketone, ester và acid có trong tinh dầu vỏ quả có múi, đây là những cấu tử
chiếm tỷ lệ nhỏ nhƣng lại là những cấu cấu tử góp phần tạo hƣơng thơm hấp dẫn cho tinh
dầu vỏ quả này.
Hƣơng thơm của tinh dầu vỏ quả có múi thƣờng chủ yếu do các nhóm chức nhƣ:
aldehyde, ester, ketone, alcohol và acid… quyết định. Nhóm alcohol: Các cấu tử có nhóm
chức alcohol cũng có nhiều trong tinh dầu vỏ quả có múi, có thể ở dạng mạch thẳng hay
mạch vòng. Chúng cũng góp phần tạo hƣơng thơm cho tinh dầu vỏ quả có múi, chẳng
hạn trans-p-mentha-2,8-dien-1-ol là cấu tử tạo hƣơng thơm đặc trƣng cho tinh dầu bƣởi,
nerol cũng góp phần tạo cho tinh dầu chanh có hƣơng thơm. Một số kết quả nghiên cứu
cho thấy các cấu tử nhƣ: Geraniol, linalool, farnesol... cũng có tác dụng quan trọng trong
việc tạo hƣơng thơm cho loại tinh dầu này. Theo Nguyễn Mạnh Pha và cộng sự [15] cho
thấy sự có mặt của các cấu tử có nhóm chức alcohol góp phần làm cho tinh dầu hoa bƣởi
có hƣơng thơm hấp dẫn, rất đặc trƣng và có tác dụng nhƣ một chất định hƣơng. Nhóm
aldehyde: Các cấu tử có nhóm chức aldehyde thƣờng chỉ chiếm một hàm lƣợng rất nhỏ
trong tinh dầu vỏ quả có múi, nhƣng lại là những cấu tử tạo hƣơng thơm đặc trƣng cho
tinh dầu này. Trong đó phải kể đến các cấu tử octanal, citronellal, decanal, dodecanal,
geranial là những cấu tử tạo hƣơng thơm đặc trƣng cho tinh dầu vỏ bƣởi, cam và chanh.
Nhóm ketone: Ngƣời ta thƣờng gặp nootkatone là cấu tử tạo mùi thơm đặc trƣng cho tinh
dầu bƣởi. Nhóm ester: Trong tinh dầu quả có múi cũng có chứa một số cấu tử tham gia
tạo mùi thơm thuộc nhóm ester nhƣ octyl acetate, geranyl acetate, neryl acetate, perillyl
acetate. Những cấu tử này cũng thƣờng chiếm tỷ lệ nhỏ trong tinh dầu quả có múi và rất
dễ bay hơi. Nhóm acid: Trong tinh dầu một số loại quả có múi ngƣời ta cũng xác định


8
đƣợc một số cấu tử có nhóm chức acid tham gia tạo mùi thơm cho tinh dầu, chẳng hạn
nhƣ nonanoic acid có trong tinh dầu chanh. Nhóm oxide: Ngƣời ta cũng xác định đƣợc
cis-linalool oxide, trans-linalool oxide góp phần tạo mùi thơm cho tinh dầu quả có múi
[17]. Những cấu tử này cũng thƣờng chiếm một tỷ lệ nhỏ và là những cấu tử dễ bay hơi.
Ngoài tinh dầu quả có múi thì terpenoid cũng tham gia tạo hƣơng thơm cho tinh
dầu bạch đàn, tinh dầu đinh hƣơng và tinh dầu gừng... Với những vai trò tạo hƣơng thơm
nhƣ vậy terpenoid đƣợc sử dụng rộng rãi trong sản xuất chất thơm cho thực phẩm và mỹ
phẩm. Vậy tính chất tạo hƣơng của terpenoid chủ yếu là do các cấu tử có nhóm chức
aldehyde, ester, ketone, alcohol và acid quyết định.
1.1.3.2. Hoạt tính sinh học của terpenoid
Nhờ có những biến đổi rộng lớn về độ phân bố các cấu tử, trọng lƣợng phân tử,
điểm sôi và độ phân cực mà nhiều tinh dầu đã thể hiện hoạt tính kháng côn trùng, kháng
khuẩn và kháng nấm rất tốt [1, 11, 13, 16, 19]. Về mặt tác dụng, terpenoid đƣợc dùng
trong diệt khuẩn, phòng chống tim mạch và phòng chống khối u.
Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy tinh dầu vỏ bƣởi và vỏ cam còn có tác
dụng chống ung thƣ. Trong tinh dầu bƣởi, cam, có các cấu tử limonene, octanal,
citronellal và decanal... đã đƣợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu và chứng minh khả năng
phòng chống một số loại ung thƣ [14, 25, 30]. Trong dân gian còn dùng tinh dầu bƣởi để
giải rƣợu và bôi lên các vùng tóc rụng để kích thích mọc tóc. Xông mặt với tinh dầu vỏ
cam và quýt với nƣớc có tác dụng giảm thiểu những cơn đau đầu khó chịu [1, 11, 16].
Trong hợp chất lactone terpenoid có vòng lactone không no dễ dàng kết hợp với
các nhóm -SH, -OH, -NH của amino acid và protein trong vi sinh vật, biến thành chất độc
và làm rối loạn quá trình sống của chúng.
Terpenoid còn có vai trò quan trọng đối với sức khỏe con ngƣời, chúng tham gia
vào những quá trình trao đổi chất nhƣ các vitamin, tác dụng nhƣ các tác nhân điều tiết,
phòng chống ung thƣ và đóng vai trò bảo vệ nhƣ những chất chống oxy hóa. Đặc biệt
trong terpenoid có các hợp chất vòng lactone chiếm một vị trí quan trọng trong lĩnh vực
nghiên cứu y học, nông nghiệp vì tác dụng độc tế bào, kháng khuẩn, diệt côn trùng, diệt
nấm và kháng ung thƣ [1, 19, 65, 93]. Các nghiên cứu về dƣợc lý cho thấy các hợp chất
terpenoid thể hiện hoạt tính sinh học rất đa dạng nhƣ các hoạt tính chống ung thƣ, khối u,
chống oxy hóa, kháng virus, kháng viêm nhiễm, bảo vệ gan, phòng chống tiểu đƣờng,
phòng chống bệnh thấp khớp, trị các chứng bệnh về đƣờng hô hấp và hạn chế sinh tổng
hợp cholesterol từ đó làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch [1, 19, 21, 33, 65, 93].


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×