Hóa học và công nghệ các hợp chất hữu cơ thiên nhiên phần IV hóa học dầu béo

HÓA HỌC DẦU BÉO SỰ HÌNH THÀNH DẦU BÉO TRONG CÂY Các axit béo chủ đạo của glyxeryllipit thực vật là các dẫn xuất no, có số chẵn cacbon từ C 12 , đến C 18 và các dẫn xuất không no C 18 axi

Tất cả các dẫn xuất này được sinh ra do sự chuyển hóa thứ cấp đầu tiên qua axyl coenzym quen thuộc là malonyl

coenzym.

HÓA HỌC DẦU BÉO

SỰ HÌNH THÀNH DẦU BÉO TRONG CÂY

Các axit béo chủ đạo của glyxeryllipit thực vật là các dẫn xuất no, có số chẵn cacbon từ C 12 , đến C 18 và các dẫn xuất không no C 18 (axit oleic, linolic và linolenic)

CO2 H O 2

hv

NUCLEOSID RNADNA

+

+

CO

2 _ OP

S COENZIM A

PROTEIN ENZIM ALCALOID

TERPENOID STEROID CAROTENOID POLYPHENOL

O

OH

OH 2

Xem lại phần phản ứng quang hóa và đồng hóa ribozo – 1,5

ĐẠI CƯƠNG VỀ DẦU BÉO THỰC VẬT

1.Tính đa dạng (đa dạng sinh học):

-nhiều loài: ¾ thực vật có dầu béo -Thân rễ lá hạt củ

2.Tính phổ biến( ví trí địa lý)

3.Tầm quan trọng cho bản thân thực vật

-Nguồn dinh dưỡng dự trữ -Phân hủy cho nước để nuôi mầm:

100 gam chất béo: 107,1 gam H 2 O

100 gam đạm: 55,5 gam H 2 O

100 gam đường bột: 41,3 gam H 2 O

4 Tầm quan trọng với người & động vật:

-nguồn năng lượng

+Năm 2000:

7kg/người/ năm x 80 Triệu người =560.000 Tấn

+Năm 2010:

9kg/người/năm x 90 Triệu người =810.000 Tấn.

* Nếu thực hiện theo khuyến cáo cuả WHO

5.Sản phẩm công nghiệp sơn , vecni, polyme

I NHỮNG CÂY LẤY DẦU Ở NƯỚC TA VÀ SỰ

PHÂN LOẠI CHÚNG.

Hiện nay, toàn thế giới sản xuất mỗi năm chừng 100 triệu tấn, sản lượng đứng đầu là hạt đậu tương, sau đó là lạc, hạt bông, hạt cải, hướng dương, dừa và cọ

Xu hướng chung trên thế giới ngày nay : diện tích trồng cây

dầu cho thực phẩm đang không ngừng được mở rộng nhanh

chóng, còn diện tích cây dầu công nghiệp ngày càng bị thu hẹp lại.

So với trước năm 1920, tổng sản lượng hạt lấy dầu thực

phẩm của thế giới sau 1970 tăng lên trên 3 lần, còn hạt dầu thực phẩm của thế giới sau 1970 tăng lên trên 3 lần, còn hạt dầu cho công nghiệp giảm xuống 25% Năm 2000, tỉ lệ đó

càng tăng nhanh: 5:1

Do : sự thay thế dầu công nghiệp bằng các hoá chất; nhưng chủ yếu do vai trò cực kỳ quan trọng của dầu ăn đối với cơ thể, ngày càng được khoa học khẳng định.

Ở nước ta, do điều kiện có nhiều vùng khí hậu và đất đai khác nhau, nên những hạt có dầu rất phong phú

một số cây lấy dầu khác cũng đang được gây trồng thí

nghiệm để phát triển như cọ dầu, sở, hướng dương.v.v

Nhiều cây cho quả, hạt để lấy dầu rất quí đã được trồng phổ biến từ lâu như lạc, vừng, dứa, đỗ tương, trầu,v,v…

Tên thường gọi Tên thực vật học

Lạc (đậu phụng)

Glycine hispida Gossipium hirsutum Ricinus communis Alcurites fordii, A.cordata

Camellia oleifera , Abel

Elacis guineensis.

Elacis melannococca Aleurites moluccana villd

Tên thường gọi Tên thực vật học

Hướng dương

Ngô ( dầu trong phôi )

Lúa (dầu cám)

Cải (dầu hạt cải)

Mùi (ngị rí)

Hạt cà chua

Thuốc lá ( hạt )

Lycopersicum Mill Nicotiana L.

Thea L.

Cedrus Citrus decumana Murr Hura crepitans

Prunus triflora Roxh Terminalia Catappa Lin Momordica cochinchinensia Spreng Bassia Pasquieri H.Lee

Đặc điểm chung nhất của các loại CÂY lấy dầu là chúng chứa một tỉ lệ dầu khá lớn, có giá trị, và có thể lấy ra để sử dụng

Tuy nhiên, giữa chúng, cũng có nhiều mặt rất khác nhau Vì vậy, cần phải có sự phân loại chúng trong nhiều công việc

thực tế ( như khi lập kế hoạch, lập dự án bảo quản, chế biến, v.v…)

y-duoc.net

thuocnam.vn

timcay.com

Cây cải dầu

Sở dầu, Du trà, Chè dầu - Camellia oleifera Abel (C drupifera Lour.), thuộc họ Chè - Theaceae.

Cây Trẩu (Dầu Sơn, Thiên niên đồng, Mộc du thụ)

Hoa Trẩu

Hoa Trẩu

Bông vải (Gossipium hirsutum)

Thông thường hạt bông vải chứa rất nhiều protein, nhưng đáng tiếc là loài cây này cũng sản xuất một loại chất độc có tên gọi gossypol (gây hại cho gan và tim người) nằm lẫn trong hạt bông

Vì vậy hạt bông vải chỉ có thể dùng làm thức ăn cho các động vật mà dạ dày có 4 ngăn vì chúng có thể hủy được độc tố.

HO

OH OH

CH CH

CH3 CH3

CH

3 CH

3

CH CH

CTCT của gossypol

Cọ dầu - Elaeis

Cây lanh

Hạt lanh - Linum usitatissimum

Cây sến (Sến cát, Sến xanh, Viết – Mimusops elengi L., thuộc

họ Hồng xiêm – Sapotaceae )

Thành phần hoá học: Vỏ thân có chất nhầy, gỗ chứa tanin Hạt chứa saponin, vỏ hạt chứa dầu; nhân hạt chứa 18% một loại dầu nhỏ màu trắng – vàng vàng, có thể dùng ăn và thắp đèn.

Tính vị, tác dụng: Vỏ cây, thịt quả đều có vị đắng và chát; có tác dụng làm săn da; gỗ bổ, tăng lực.

Hạt vông đồng - Hura crepitans L

Còn gọi là điệp tây, cây vông đồng, sablier Tên khoa học Hura crepitans L Thuộc họ thầu dầu Euphorbiaceae.

Trong hạt có 37,1% chất dầu béo, 25,63% chất protein Ngoài ra người ta còn cho rằng trong hạt còn một chất độc nhưng chưa được nghiên cứu sâu.

Vỏ thân và nhựa mủ chứa một chất có tác dụng diệt trừ sâu bọ nhưng chưa thấy tài liệu nghiên cứu.

Thầu dầu (Ricinus communis L., thuộc họ Thầu dầu)

Hạt của cây thầu dầu có tỷ lệ dầu rất cao, gần như chiếm quá nửa trọng lượng của hạt.

Dầu thầu dầu là nguyên liệu công nghiệp quan trọng, có thể chế thành chất bôi trơn, chất phụ gia định màu trong nghề

nhuộm, dầu in, nhựa.

Dầu thầu dầu có chứa một số độc tố nên không thể dùng làm dầu ăn Nhưng nếu dùng đúng liều lượng thì có thể chữa được bệnh táo bón và bệnh ký sinh trùng đường ruột.

Độ nhớt của dầu thầu dầu rất cao, thế nhưng không như dầu trẩu hong gió là khô, cũng không như dầu lạc mùa đông gặp lạnh là đông cứng, cho nên sơn dầu, mực dấu đều cần đến nó, dầu thầu dầu còn là dầu nhớt lý tưởng của máy bay

Dầu thầu dầu sau khi qua xử lý axit sunfuric và amoniac, trở thành dầu đỏ Thổ Nhĩ Kỳ, là loại dầu mà công nghiệp thuộc da

và dệt nhuộm không thể thiếu được.

Dầu thầu dầu là nguyên liệu quan trọng để chế tạo sản phẩm nhựa Dầu thầu dầu sau khi được xử lý ở nhiệt độ cao có thể thu được axit unđêxilenic Qua xử lý bằng amoniac, axit này sẽ trở thành axit amino unđêxilenic, sau đó cô đặc thành nilông-11

Cho n- heptanđêhyt phản ứng với axit cacbonic thì thu được nhựa phênon anđêhyt, tính năng của loại nhựa này còn tốt hơn

cả nhựa phênon Khi n-heptanđêhyt hoàn nguyên thành cồn hepstan, trở thành chất làm tăng độ dẻo cho nhựa PVC (Poly vinyl-clorua).

Sau khi đun thầu dầu với kiềm sẽ thu được axit sebaxit có thể chế tạo thành nhiều loại ni lông Khi chế tạo axit n-unđêxilenic còn thu được một chất khác nữa đó là n-heptanđêhyt là một nguyên liệu quan trọng của hương liệu tổng hợp.

Dầu thầu dầu còn dùng làm nguyên liệu chất đốt, thuốc nổ, benzen Khô dầu thầu dầu có thể làm thuốc trừ sâu Đun khô dầu cho đến khi độc tố bị phân hủy, thầu dầu có thể làm thức

ăn gia súc

Trong ngành dược : dùng làm thuốc tẩy, trước đây có loại dầu tẩy giun, trong đó có dầu thầu dầu và tinh dầu giun

Tuy nhiên, gần đây trong Danh sách mà Chính phủ Anh công

bố về các hợp chất có thể sử dụng để chế tạo các chất độc và thuốc nổ, hạt thầu dầu chính là vật liệu khởi đầu để sản xuất

"ricin", một trong những chất độc nguy hiểm nhất hành tinh

có nguồn gốc từ thực vật.

Cây lai - Aleurites moluccana (L) Willd

Còn gọi là thạch lật

Tên khoa học Aleurites moluccana (L) Willd

Thuộc họ Thầu dầu - Euphorbiaceae.

Nhân hạt chứa khoảng 51,67-62,25% dầu nửa khô hay không mau khô, thành phần chủ yếu gồm các acid olestearic, linoleic, oleic, palmitic, stearic và glycerin Vỏ quả chứa tinh dầu,

khoảng 0,3%.

Người ta dùng hạt để ăn sau khi rang và lấy dầu ăn; còn được dùng trong công nghiệp xà phòng, chế dầu nhờn, thắp sáng, pha sơn, véc ni Khô dầu có 50% protein, khử độc làm thức ăn chăn nuôi.

ở Ấn Ðộ và Philippin, dầu hạt cũng được dùng làm thuốc xổ thay thế dầu Thầu dầu.

ở Inđônêxia, dầu được dùng chữa bệnh lỵ, tiêu chảy, bệnh

spru, bệnh về tóc các tuyến.

Cách phân lo i : ại :

1 Tổng quát:

Chia các cây cho dầu ra 2 loại: thực phẩm và công nghiệp Cây cho dầu thực phẩm là những loại cho dầu có thể ăn được ( hoặc dùng để ăn có lợi hơn dùng cho việc khác) Như lạc, đậu tương v.v…

Còn cây lấy dầu công nghiệp là những cây cho dầu không

ăn được như dầu trẩu, dầu ve, v.v

2 Dựa vào trạng thái vật lí của hạt chia ra loại hạt dầu lỏng ( dầu lạc, đỗ tương, v.v… ) hạt dầu đặc ( dừa, cọ, v.v… ).

3 Dựa vào sự biến đổi hoá học chất dầu khi tiếp xúc với

không khí ( sự tạo thành màng sơn )

có 3 loại cây có dầu :

 Loại dầu khô : bao gồm những cây cho dầu tiếp xúc với không khí nhanh chóng tạo thành màng sơn cứng, bền

vững( trẩu, lanh )

 Loại cây cho dầu bán khô: dầu khi tiếp xúc với không khí cũng tạo thành màng sơn, nhưng chậm, không bền vững ( dầu đỗ tương, dầu ngô v.v … )

 Loại dầu không khô Dầu không tạo thành màng sơn khi tiếp xúc với không khí, dù kéo dài thời gian( dầu ve, dầu cọ

… )

4 Dựa vào độ bền cơ học của vỏ hạt :

chia ra loại vỏ hạt cứng ( trẩu, lai ) và hạt vỏ mềm ( lạc, hướng dương v.v… )

Cách phân loại này chủ yếu phục vụ cho việc lựa chọn

phương tiện vận chuyển, bảo quản, và phương pháp, thiết

bị bóc, tách vỏ khi chế biến.

5 Dựa vào tình trạng vỏ hạt hay nhân khi đưa vào bảo quản hay chế biến :

các hạt có vỏ( lạc củ, sở, trẩu, hướng dương, … ) và không

vỏ (đỗ tương, vừng, cùi dừa khô, v.v… ).

II THÀNH PHẦN, CẤU TẠO CỦA CÁC HẠT LẤY DẦU

3 loại thành phần cấu tạo của hạt:

 cấu tạo giải phẫu,

 thành phần hoá học

 các men có trong đó.

2.1 Thành phần cấu tạo giải phẫu của hạt:

II THÀNH PHẦN, CẤU TẠO CỦA CÁC HẠT

LẤY DẦU

Nhân hạt: có 2 phần: phôi và nội nhũ.

Phần phôi có rễ và chồi

Phần nội nhũ chứa các chất dinh dưỡng

Tất cả các phần trong nhân, đặc biệt là nội nhũ và là mầm, chứa khối lượng chủ yếu các chất dinh dưỡng dự trữ của hạt trong đó có dầu

 hầu hết các loại hạt lấy dầu, nhân là phần chiếm giá trị chủ yếu Chất lượng và tỷ lệ về khối lượng của nhân trong hạt là đối tượng chính của công tác chọn giống, kỹ thuật

trồng trọt, thu hoạch, bảo quản và chế biến.

Vỏ hạt: ( hay vỏ quả ) là phần bao bọc bên ngoài cấu tạo chủ yếu bằng xenlulô và hemixenlulô, tương đối bền vững về cơ học

Ơ nhiều loại hạt, như lạc, sở v.v… bên trong lớp vỏ nói trên, còn có một lớp vỏ mỏng, thường gọi là vỏ lụa, cũng có tác

dụng bảo vệ

Vỏ không chứa hoặc chứa một lượng không đáng kể các chất dinh dưỡng Chức năng chủ yếu cuả vỏ là bảo vệ cho nhân hay hạt khỏi bị những tác động cơ học, hoá lý học, sự xâm nhập, phá huỷ của các vi sinh vật từ bên ngoài vào.

II THÀNH PHẦN, CẤU TẠO CỦA CÁC HẠT

LẤY DẦU

2-2 Thành phần cấu tạo hoá học của các hạt dầu.

Có thể chia những chất thường có trong các hạt lấy dầu ra thành mấy nhóm chính sau:

Lipit hay lipoit Protêin

Các andehit, và xeton Các chất vô cơ

a Lipit ( hay còn gọi lipoit ) :

Lipit là thuật ngữ gọi chung các chất béo bao gồm dầu và

mỡ hoặc các chất tương tự chất béo

Lipit trong hạt lấy dầu chủ yếu là các triglixerit của các axit béo khác nhau :

CH 2 - O - CO - R'

CH - O - CO - R"

CH 2 - O - CO - R"'

Là este phức tạp của phân tử glixerin và axít béo,

R,,R,,,R,,, là những gốc axít béo khác nhau

Thành phần các axit béo này trong các dầu rất khác nhau  các triglyxerit trong các dầu ấy cũng rất khác nhau, theo qui luật phụ thuộc vào số lượng, các loại axit béo có trong đó.

Số loại axit béo có trong dầu: 5 6 7 8 9 10

Số lượng các loại triglixerit: 75 126 196 285 495 550

Thành phần, tỉ lệ axít béo và các triglixerit, quyết định tính chất và giá trị của dầu.

Các axit béo có trong triglyxerit ở các loại dầu thực vật được trình bày trong bảng sau :

Tên gọi Số C trong phân tử Phân tử lượng Axit axetic

256 284 312

340

 Axit béo không no 1 nối đôi trong phân tử : C n H 2n – 2 O 2

Tên gọi Số C trong phân tử Phân tử lượng Axit crotonic

98 100 254 282 282 338

 Axít không no có 2 và 3 nối đôi

Phần lớn các rượu trong phân tử sáp đều cấu tạo mạch

thẳng Công thức phổ biến của sáp

R1

R 2

O

2

Do có thành phần tương tự như glixerit, nên có khi sáp được xếp vào nhóm lipit

Nhưng khác với dầu, sáp có nhiệt độ nóng chảy cao hơn

nhiều (tới 180 o C), rất bền vững về hoá học, và rất khó tiêu hoá

Vì vậy, sáp không đóng vai trò chất dinh dưỡng Sáp dễ hoà tan trong dầu nóng nên thường lẫn vào dầu khi chế biến hạt

Ở trong hạt, sáp thường ở trên lớp vỏ, có tác dụng bảo vệ hạt khỏi bị tác động phá hủy từ môi trường bên ngoài như ẩm, vi sinh vật

Còn khi chế biến dầu để làm thực phẩm, nếu có hàm lượng sáp trong đó lớn, thì phải tách bỏ chúng

c Chất fotfalit (hay gọi là fotfolipit).

Fotfatit là chất có mặt phổ biến trong nhiều loại hạt dầu

Trong thành phần cấu tạo phân tử của chúng gồm có

glixerin, các axit béo, và một nhóm chứa fotfo Vì vậy, có khi chúng còn được gọi là các lipit phức tạp

Trong các loại hạt dầu khác nhau, hàm lượng của chúng không giống nhau và tối đa chỉ tới vài % so với hạt

Đỗ tương 1.6 – 2%

Hạt bông 1.7 – 1.8%

Hạt lanh 0.6 – 0.7%

Hạt hướng dương 0.7 – 0.8% Hạt ve 0.25 – 0.3%

Hạt ngò 0.22 – 0.3%

Hàm lượng sáp trong một số hạt :

Người ta tìm thấy trong hạt lấy dầu có các loại fotfatit :

lexitin, xefalin, folfatililaxerin, inozitolafofatit, sfinogomielin, axit fofatit

Chúng có công thức cấu tạo: -lexitin

2

2

3 3 OH

2

2 2

2

3 3 OH

2

-lexitin

2

2

OH OCH CH -NH

CH -O-P =O

CH -O-CO-R

CH -O-CO-R

2 2

1

2

-cefalin cefalin

2 2

CH -O-CO-R

CH -O-CO-R

CH -O-P =O

OH 2

2 OCH CH -NH

-xefalin

2

OH OCH CH-NH COOH

CH -O-P =O

CH -O-CO-R

CH -O-CO-R

2 2

1

2

Folfatitlaxerin

2

OH

2 2

OH O

O=P-OCH CH NH-CH-CHOH-CHOH-CHOH-CH-CH OH

O OH

Inozitolafolfatit

Loại hạt dầu Lexitin Xefulin

64,3 40,6 71,2 63,8 61,5

 Ở trong hạt có dầu, các folfatit thường ở trong phần các chất

không phải dầu, một phần chúng tồn tại ở dạng tự do, một phần

ở dạng liên kết với các protein và gluxit.

 Các folfatit là những chất dinh dưỡng rất quý, đặc biệt là lexitin

và xefalin Trong tế bào thực vật và ở cơ thể người, folfaitit đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình trao đổi chất.

d Axit béo tự do và các hợp chất hữu cơ:

Ngoài ra sự có mặt phổ biến của axit béo tự do, một số

trường hợp còn thấy có các loại axit hữu cơ khác trong hạt

có dầu

Ví dụ: trong hạt hướng dương, hạt sến thấy có axit limonic

Hydrocabua trong phân tử có cấu tạo vòng ví d nh ụ như ư

carotin Chúng thuộc nhóm các chất carotinoit, và thường cùng đồng thời tồn tại trong dầu 3 dạng , , và  carotin

e Những chất hydrocacbua:

Cũng là chất hidrocacbon mạch vòng thường có phổ biến

trong hạt dầu Chúng thường có mặt đồng thời có 2 dạng cấu tạo gần giống nhau a và b clorofin

Dạng a (C 55 H 72 O 5 N 4 Mg) có màu xanh lục đậm và có công

H C

CH CH

II

III IV

H

clorofin

HOC OH CHO

HO

OH OH

CH CH

CH 3 CH 3

3 3

CH

3 CH

3

CH CH

Cấu tạo của gossypols:

g Các andehit, xeton.

Trong một số hạt lấy dầu, thường có chúng với hàm lượng rất

bé Chúng có ngay từ đầu khi hạt mới thu hoạch, hoặc sinh ra trong quá trình sơ chế, bảo quản.

Người ta thấy trong hạt dầu thường có mặt hỗn hợp các

anđehit tương ứng với các axit panmitic, stcaric, oleic, chúng tồn tại ở dạng kết hợp – thường là các glixerino – fotforic,

theo kiểu axetala.

Khi khử mùi ( theo phương pháp chưng cất bằng hơi nước dưới áp suất chân không ) các dầu lạc, dầu hướng dương,

dầu đỗ tương, dầu bông thấy có các axeton được tách ra.

Những andehit, xeton trong hạt lấy dầu, thường là những

chất gây ra mùi vị khó chịu cho sản phẩm Một số chất có

độc tính đối với người và động vật khi nồng độ của chúng

đáng kể trong thức ăn