TIỂU LUẬN HÓA SINH THỰC PHẨM

Ngành công nghiệp thực phẩm cũng thể hiện nhu cầu ngày càng tăng đốivới EO do các ứng dụng quan trọng của chúng như chất bảo quản thực phẩmBurt, 2004, đổi mới trong bao bì thực phẩm và c

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

- -TIỂU LUẬN HÓA SINH THỰC PHẨM

Giáo viên hướng dẫn : Cô Hoàng Lan

Hà Nội – 9/2022

DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM 5

luận

1 Đinh Hiền Lương 6650627 K66CNTPD 9,5

2 Dương Khánh Linh 6665411 K66CNTPD 9

3 Đinh Thị Kim Ngân 6650680 K66CNTPD 9

4 Trần Thị Thanh An 6655754 K66CNTPD 9

5 Trần Thanh Mai 6655610 K66CNTPD 9,5

6 Trần Xuân Mai 6655928 K66CNTPD 9

7 Nguyễn Duy Toàn 6667187 K66CNTPD 8

8 Trần Thị Tuyết Mai 6655815 K66CNTPD 9

Nhận xét của giảng viên :

….

………

………

………

………

………

………

Tạp chí Dược Phẩm Quốc Tế

Kiểm tra lại

A El Mousadik e , D Hartmann a , A Jilale e , F.N.R Renaud a , A Elaissari c,*

a) Phịng thí nghiệm Vi sinh, Equipe I2B, UMR CNRS 5510, Mateis,Département Pharmaceutique de Santé Publique, ISPB, Khoa Dược, Đại học Claude Bernard – Lyon 1, Lyon, Pháp

b) Trường cơng nghệ cao, Đại học Ibn Zohr, Agadir, Maroc

c) Đại học Lyon, Đại học Lyon-1, CNRS, UMR 5007, LAGEP- CPE, 43

Tinh dầu: Từ chiết xuất đến đĩng gĩi

A El Asbahani a,e , K Miladi c , W Badri c , M Sala c , E.H Aït Addi b , H.Casabianca d,

1 Giới thiệu

Tinh dầu (EO) đã một lần nữa được quan tâm trong một số lĩnh vực Làsản phẩm tự nhiên, chúng có các đặc điểm lý hóa thú vị với giá trị phụ gia caothân thiện với môi trường EO cũng có các hoạt động sinh học đa dạng và phùhợp Ví dụ, chúng được sử dụng trong lĩnh vực y tế nhờ các hoạt động diệtkhuẩn (diệt khuẩn, diệt virut và diệt nấm) và các đặc tính y học Nhiều nghiêncứu đã làm nổi bật tác dụng kháng khuẩn của EO ngay cả đối với vi khuẩn đakháng thuốc (Mayaud et al., 2008; Burt, 2004) Hơn nữa, EO đã được sử dụng

để chống lại các bệnh nhiễm trùng trong bệnh viện, sử dụng như một chất lỏnglàm sạch để khử trùng thiết bị y tế và bề mặt (Warnke và cộng sự, 2009) hoặcnhư một bình xịt trong các phòng mổ và phòng chờ để làm sạch không khínhằm hạn chế ô nhiễm (Billerbeck, 2007) Chúng cũng có thể mang lại cảmgiác dễ chịu về tinh thần cho bệnh nhân nhờ mùi dễ chịu của chúng Việc sửdụng EO làm chất bảo quản thực phẩm cũng đã được nhắc đến (Burt, 2004;Tiwari et al., 2009) Do có thành phần hóa học phức tạp, thường bao gồm hơn

100 hợp chất terpenic khác nhau, EO có phổ hoạt tính sinh học và kháng khuẩnrộng (kháng khuẩn, kháng nấm, chống nấm mốc, kháng virus, kiểm soát dịchhại, thuốc đuổi côn trùng) Trong lĩnh vực dược phẩm, EO có mặt trong thànhphần của nhiều dạng bào chế (viên nang, thuốc mỡ, kem, xi-rô, thuốc connhộng, bình xịt và thuốc xịt) Số lượng chế phẩm không ngừng tăng lên Chúngđược sử dụng chủ yếu cho các ứng dụng địa phương như là hỗn hợp với dầuthực vật hoặc dùng để hít thở

Ngành công nghiệp thực phẩm cũng thể hiện nhu cầu ngày càng tăng đốivới EO do các ứng dụng quan trọng của chúng như chất bảo quản thực phẩm(Burt, 2004), đổi mới trong bao bì thực phẩm và cuộc chiến chống lại các mầmbệnh gây ngộ độc thực phẩm nguy hiểm (Listeria monocytogenes, Salmonellatyphimurium, Clostridium perfringens, Pseudomonas putida và staphylococcusaureus) Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của EO ở liều lượng thấptrong cuộc chiến chống lại mầm bệnh do vi khuẩn gặp trong ngành công nghiệpthực phẩm và sản phẩm thịt (Oussalah và cộng sự, 2006, 2007) Tương tự, mốiquan tâm của công chúng ngày càng tăng về việc sử dụng kháng sinh trong thức

ăn chăn nuôi vì sự xuất hiện của vi khuẩn kháng kháng sinh và khả năng lâytruyền từ vật nuôi sang người Trên thực tế, ở Liên minh châu Âu, việc sử dụng

kháng sinh tổng hợp, chất kích thích tăng trưởng và sức khỏe làm chất phụ giatrong thức ăn chăn nuôi đã bị cấm từ năm 2006 (Castanon, 2007) Trong bốicảnh này, EO đã được chứng minh là một sự thay thế thú vị vì hoạt động khángkhuẩn nổi tiếng và được ghi nhận của chúng EO chứa các thành phần có đặctính diệt khuẩn và kháng vi-rút có thể được sử dụng làm chất thay thế ma túytổng hợp trong chăn nuôi (Varona và cộng sự, 2013) Cơ quan Quản lý Thựcphẩm và Dược phẩm đã công nhận EO là các chất an toàn theo Quy định của Bộluật Liên bang và một số có chứa các hợp chất có thể được sử dụng làm chấtphụ gia kháng khuẩn (CFR, 2015; Ait-Ouazzou và cộng sự, 2011; Cox và cộng

sự, 2001; Deans và Ritchie, 1987; Nerio và cộng sự, 2010; Muyima và cộng sự,2002)

Các ứng dụng khác bao gồm hàng dệt y tế và kỹ thuật Trong trườnghợp này, bao bọc là kỹ thuật được lựa chọn trong quy trình công nghiệp nhưmột phương tiện truyền đạt các chất hoàn thiện và đặc tính trên hàng dệt khôngthể thực hiện được hoặc không hiệu quả về chi phí khi sử dụng các công nghệkhác Trong ngành dệt may, ứng dụng chính của bao bọc là chất tạo mùi thơm

và chất làm mềm da Các ứng dụng khác bao gồm thuốc chống côn trùng, thuốcnhuộm, vitamin, chất kháng khuẩn, vật liệu thay đổi giai đoạn và các ứng dụng

y tế, chẳng hạn như thuốc kháng sinh, hormone và các loại thuốc khác

EO là những hợp chất bay hơi không ổn định và mỏng manh Do đó,chúng có thể bị phân hủy dễ dàng (do oxy hóa, bay hơi, nung nóng, ánh sáng)nếu chúng không được bảo vệ khỏi các yếu tố bên ngoài Việc bảo vệ như vậy

có thể tăng thời gian hoạt tính của chúng và kiểm soát sự lan toả Sự ổn địnhcủa EO có thể được tăng lên bằng cách đóng gói (Hong và Park, 1999) Việcđóng gói cũng được chứng minh là cải thiện hoạt tính kháng khuẩn của một sốloại kháng sinh (DrulisKawa và Dorotkiewicz-Jach, 2010) Mục đích của bàiđánh giá này là báo cáo các thuộc tính của EO, cách khai thác chúng, các quytrình đóng gói và ứng dụng của chúng

2 Tinh dầu là gì ?

Theo Dược điển Châu Âu xuất bản lần thứ 7, EOs được định nghĩa là:

“Sản phẩm có mùi, thường có thành phần phức tạp, thu được từ nguyên liệuthực vật đã được xác định về mặt thực vật, bằng cách đun, chưng cất khô hoặcbằng phương pháp cơ học thích hợp mà không cần nhiệt Một loại tinh dầu

thường được tách ra khỏi pha nước bằng phương pháp vật lý mà không dẫn đến

sự thay đổi đáng kể thành phần hóa học của nó” Các EO sau đó có thể được xử

lý thêm một cách thích hợp Chúng được gọi về mặt thương mại là đã được xácđịnh, loại bỏ, được cải chính hoặc tách riêng từ “x” theo ấn bản thứ 7 của Dượcđiển Châu Âu EO là chất lỏng thơm có dầu được chiết xuất từ các nguyên liệuthực vật có mùi thơm Chúng có thể được sinh tổng hợp trong các cơ quan thựcvật khác nhau dưới dạng chất chuyển hóa thứ cấp như hoa (hoa nhài, hoa hồng,tím và oải hương), thảo mộc, chồi (đinh hương), lá (Thym, Eucalyptus, Salvia),quả (anis, hồi), cành cây , vỏ cây (quế), vỏ cây (cam quýt), hạt (bạch đậu khấu),

gỗ (đàn hương), thân rễ và rễ (gừng) Chúng có thể được trích xuất bằng cácphương pháp khác nhau Do bản chất kỵ nước và tỷ trọng của chúng thườngthấp hơn so với nước, chúng thường ưa béo, hòa tan trong dung môi hữu cơ,không hòa trộn với nước Chúng có thể được tách khỏi pha nước bằng cách gạn.Tuy nhiên, sản lượng khai thác của chúng khác nhau tùy thuộc vào loài và cơquan Tuy nhiên, chúng vẫn còn rất thấp (khoảng 1%), điều này khiến chúng trởthành những chất quý hiếm có giá trị cao Trong số các loài thực vật, chỉ 10%

có chứa EO và được gọi là thực vật thơm (hơn 17.000 loài thực vật, phân bốkhắp nơi trên thế giới (Svoboda và Greenaway, 2003)) Các thể loại mà chúng

có thể được tìm thấy được sắp xếp trong một số ít họ: Lamiaceae, Lauraceae,Asteraceae, Rutaceae, Myrtaceae, Poaceae, Cupressaceae và Piperaceae(Bruneton, 1999)

3 Tiết tinh dầu

EO được sinh tổng hợp, tích lũy và lưu trữ trong các cấu trúc mô học, cáctuyến tiết (Bouwmeester và cộng sự, 1995; Bruneton, 1987) Svoboda vàGreenaway (2003) xác nhận rằng có hai loại tuyến tiết: những nằm trên bề mặtthực vật với sự bài tiết ngoại sinh và những nằm bên trong thực vật trong các cơquan nội tạng với nội sinh bài tiết Chúng cũng khu trú trong tế bào chất củamột số tế bào tiết ở một hoặc nhiều cơ quan thực vật Chúng ta có thể phân biệtcác loại khác nhau (xem Bảng 1)

3.1 Mô tiết bên ngoài

Mô như vậy nằm bên ngoài cây

- Nhú biểu bì: chúng là những tế bào biểu bì hình nón tiết ra các tinh chất

thường gặp trong cánh hoa (tức là Rosa sp.)

- Trichomes tuyến (các tuyến tiết hoặc lông): chúng phát triển từ tế bào

biểu bì Chúng sinh tổng hợp và nơi tích tụ EO và là đặc trưng của họLamiaceae gia đình (Turner và cộng sự, 2000) Tinh dầu tổng hợp là tíchlũy trong một túi giữa các tế bào tiết và một chung lớp biểu bì (Hình 1a –d) Có nhiều loại trichomes tuyến (Rezakhanlo và Talebi, 2010): khôngcuống (Hình 1a) và có cuống

trichomes Loại thứ hai có ba loại: peltate (Hình 1b), và số hóa trichomes(Hình 1e) (Rezakhanlo và Talebi, 2010; Baran và cộng sự, 2010;Ascensão và Pais, 1998)

- Trichomes không tuyến: chúng có lông giống nhau cấu trúc thành

trichomes tuyến cũng được tìm thấy ở một số Labiatae (Hình 1f) (Kremer

và cộng sự, 2014; Rezakhanlo và Talebi, 2010)

3.2 Mô tiết bên trong

Mô này nằm bên trong cây Chúng tôi phân biệt

- Các kênh bài tiết: chúng là các kênh nhỏ (Hình 1g) đôi khi kéo dài trên

toàn bộ chiều dài của cây và thành trong đó được hình thành từ các tế bàotiết chất ngồi (Apiaceae)

- Các túi phân sinh (hay túi tiết): là một khoảng gian bào, thường có hình

cầu, chứa đầy các giọt EO do các tế bào bao quanh nó tổng hợp

- Tế bào tiết nội bào: chúng là những tế bào biệt lập chuyên tích tụ và bài

tiết EO bên trong không bào của chúng Khi nồng độ EOs đạt đến mứccao, các tế bào này sẽ chết (ví dụ như tế bào của cây quế, lá nguyệt quế,thân rễ của cây thạch nam)

Đối với một số tác giả, cần phân biệt giữa tinh chất thực vật và tinh dầu

Số hạng thứ nhất tương ứng với chất tiết tự nhiên do các tế bào tiết chuyên biệttạo ra trong cây Cách thứ hai đề cập đến chiết xuất thu được bằng hơi nướchoặc chưng cất thủy, có nghĩa là EO là tinh chất thực vật được chưng cất Ví dụ,chiết xuất thu được từ vỏ của trái cây có múi bằng phương pháp lạnh là tinh dầunhưng chiết xuất thu được bằng cách chưng cất hơi nước là tinh dầu Các môkhác nhau chuyên lưu trữ và tích tụ EO cung cấp một lớp bảo vệ lý tưởng chocác sản phẩm dễ vỡ này chống lại các yếu tố bên ngoài mà chúng dễ bị tổn

thương (ánh sáng, nhiệt, độ ẩm và quá trình oxy hóa) Họ phát hành nội dungcủa họ bằng cách rách sau khi độ ẩm thay đổi hoặc do tác động cơ học Nó làtrường hợp khi trích xuất các EO trong đó chúng ta sẽ thảo luận về các cách tiếpcận trong các đoạn văn sau Vai trò sinh học của EO trong thực vật vẫn là giảthuyết nhưng có vẻ như chúng đóng một vai trò trong tương tác thực vật - thựcvật (ức chế sự nảy mầm và tăng trưởng của thực vật khác) và tương tác giữathực vật và động vật (chất thu hút của polli nators và chất xua đuổi dịch hại) Họcũng cung cấp một vai trò phòng thủ chống lại nấm và vi sinh vật gây bệnh vàchống lại động vật ăn cỏ (không có lông) và côn trùng (Erman, 1985) Cácchuyên gia coi EO là nguồn tín hiệu hóa học cho phép nhà máy kiểm soát vàđiều chỉnh môi trường của chúng (Bruneton, 2009) Eos chất chiết xuất có thểkhác nhau về chất lượng, số lượng và thành phần theo khí hậu, thành phần đất,

cơ quan thực vật, tuổi và giai đoạn chu kỳ sinh dưỡng (Masotti và cộng sự,2003; Angioni và cộng sự, 2006)

Bảng 1 : Cấu trúc bài tiết chuyên tích tụ và dự trữ tinh dầu

A.E Asbahani và cộng sự / Tạp chí Dược phẩm Quốc tế 483 (2015) 220–243

Cấu trúc bài tiết Sự mô tả Cây nội tạng Thí dụ Họ thực vật

Cơ quan bài tiết

bên ngoài

Nhú bì Tế bào tiết

biểu bì hìnhnón

Hoa Cánh hoa

Rosa damascena Convallaria majalis

Thuộc họ hoahồng

Họ măng tâyLông tiết hoặc

tuyến

trichomes

Tế bào tậncùng củatrichomes tiết

ra EO

Thân câyLá

Pelargonium sp Salvia sp., Mentha sp

HọGeraniaceae

Họ hoa môi

Cơ quan bài tiết

nội bộ

Khoảng gianbào chứa đầycác tế bào tiết

Epicarp củatrái cây Citrus sp.

Họ Rutaceae

Họ Myrtaceae

Phân sinh hoặc

tiết

túi

Các kênh nhỏđược hìnhthành từ các

tế bào tiếttổng hợptrong suốtthực vật

Thân cây

Petroselinum sp.

Pimpinella

sp Daucus sp.

Apiaceae

Tế bào tiết nội

bào

Tế bàochuyên tích tụ

EO bên trongkhông bàocủa chúng

Thân câyLáThân rễ

Cinnamomum ceylanicum Laurus nobilis Acorus calamus

Họ Long não

Hình.1b: Peltatetrichomes (cu: lớp biểu

bì, gs: không gian tuyếnchứa đầy EO, pc: tế bàongoại vi, cc: tế bào trungtâm) (Bran và cộng sự,

2010)

Hình.1c: Digitiformtrichome của Stachyslavandulifolia vahl (Ảnhhiển vi ánh sáng).(Rezakhanlo và Talebi,

2010)

Hình.1a: Tuyến tiết

không cuống trên bề mặt

lá trên của origanum

heraleoticum để lại cho

thấy không gian dưới

dạng thấu kính chứa đầy

tinh dầu và lớp biểu bì

Hinh.1d: Các loại

trichomes tiết khác nhau

vệ và tiết ra của lá P.

Tombolens (Gx 400) (Boukhatem và cộng sự,2010)

-kerneri cho thấytrichomes không tuyến(NG) (Kremer và cộng

sự, 2014)

trong cây cỏ hương bài là

(Tế bào tiết C.S; Tế bào

gốc C.B Túi tinh dầu

P.E.)

Hình.1g: Mặt cắt của lá

tuyến phân sinh dạng

kênh của Pinus pinaster

4 Thành phần hóa học của tinh dầu.

EOs là hỗn hợp phức tạp của các hợp chất dễ bay hơi được chiết xuất từmột số lượng lớn thực vật Nhìn chung, chúng đại diện cho một một phần thànhphần thực vật (ít hơn 5% thực vật khô vật chất) và bao gồm chủ yếu là tecpenhydrocacbon (isoprenes) và terpenoids Các hợp chất đầu tiên là monoterpen(chúng có 10 nguyên tử cacbon và đại diện cho hơn 80% thành phần EOs) vàsesquiterpenes (chúng có 15 nguyên tử cacbon) Chúng có thể trình bày cấu trúcmạch hở hydrocacbon, như cấu trúc đơn , hai vòng hoặc ba vòng cấu trúc Loạithứ hai, còn được gọi là isoprenoids Chúng là các dẫn xuất oxy hóa của

hydrocacbon tecpen như rượu, anđehit, xeton, axit, phenol, ete và este (Bakkali

và cộng sự, Năm 2008; Templeton, 1969)

Chúng bao gồm cả mono- oxy và sesquiterpenes (sesquiterpenoids) Một số EO

có chứa một lớp phân tử oxy hóa khác là phenylpropanoit và các dẫn xuất củachúng Chúng được tìm thấy trong các trường hợp đặc biệt (Sassafras, vỏ quế,

cỏ vetiver, đinh hương) (Barceloux, 2008) (xem Bảng 2) Terpen đại diện chomột nhóm rất lớn các hydrocacbon tự nhiên phong phú nhất Chúng có nhiềuchức năng khác nhau (Gershenzon và Dudareva, 2007) Một số tecpen là loạithuốc mạnh chống lại các bệnh như ung thư (Ebada và cộng sự, 2010), sốt rét(Parshikov và Netrusov, 2012) và bệnh tim (Liebgott và cộng sự, 2000) Một sốkhác cho thấy đặc tính diệt côn trùng (Rossi và cộng sự, 2012) Khối cấu tạo cơbản của tecpen là đơn vị isopren (2-metyl-1,3- butadien) được liên kết theo kiểuđầu-đuôi Nó được biểu diễn bằng công thức cấu tạo chung(C5H8) n với n là sốđơn vị isopren liên kết Quy tắc isoprene do Ruzicka phát triển năm 1921 đóngvai trò quan trọng trong việc xác định cấu trúc (Ruzicka, 1953) Phân loạitecpen dựa trên số lượng đơn vị isopren Monoterpen bao gồm hai đơn vịisopren (2 x C5) và có công thức phân tử (C10H16) trong khi sesquiterpeneschứa ba đơn vị isopren (3 x C5) và có công thức phân tử (C15H24) Bảng 2 baogồm các thành phần của một số EO cùng với các đặc tính hóa lý và hoạt độngsinh học của chúng

Bảng 2.Một số thành phần của tinh dầu với một số đặc tính lý hóa và hoát tính sinh học.

Thành Số Công Khối Nhiệt độChỉ số Mật độ Nguồn Một số hoạt tínhphần EO CAS thức hóa

lượng sôi khúc xạ tương thực vật sinh học

(g/ml) Monoterpe 5989- C 10 H 16 136.23 175.4 1.473 0.842 Chanh Chống nấm, chống nes

chống oxi hóa

Sabinene 3378 C10H16 136.23 164 1.467 - 0.844 Quercus Chống nấm,

một loài chống viêm thực vật

có hoa trong họ

Myrcène

123-35-3

C10H16 136.23 167 1.469 0.791 Cam

xanh ( camchua)

Chống oxi hóa,bảo vệ dạy dày

5 Các phương pháp chiết xuất tinh dầu

EO được lấy từ nguyên liệu thực vật bằng một số phương pháp chiết xuất(Wang và Weller, 2006) (Dick và Starmans, 1996) Các phương pháp như vậy

có thể được phân thành hai loại: phương pháp thông thường / cổ điển và phươngpháp tiên tiến / cải tiến Việc nghiên cứu các công nghệ mới (siêu âm, vi sóng)trong những thập kỷ qua đã dẫn đến sự xuất hiện của các quy trình chiết xuấtmới và hiệu quả hơn (giảm thời gian chiết xuất và tiêu thụ năng lượng, tăngnăng suất chiết xuất, cải thiện chất lượng EO)

5.1 Phương pháp thông thường và cổ điển

Đây là những phương pháp thông thường dựa trên việc chưng cất nướcbằng cách đun nóng để thu hồi EOs từ chất nền thực vật

5.1.1 Chưng cất hydro

Đây là phương pháp đơn giản và cũ nhất được sử dụng để chiết xuất các

EO (Meyer-Warnod, 1984) Trong lịch sử, Avicenna, (980-1037), là người đầutiên phát triển chiết xuất thông qua alembic Ông đã chiết xuất ra loại tinh dầunguyên chất đầu tiên của hoa hồng Nguyên liệu thực vật được ngâm trực tiếpvào nước bên trong alembic và toàn bộ được đun sôi Thiết bị khai thác baogồm một nguồn sưởi ấm được đặt bằng một cái bình (alembic), trong đó chúng

ta có thể đưa nguyên liệu thực vật và nước vào.Thiết lập bao gồm một bìnhngưng và một bình gạn để thu gom nước ngưng và để tách EO ra khỏi nước,