Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm các biện pháp khai thác tinh dầu và nhựa từ động vật và vi sinh vật

HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM  TIỂU LUẬN MÔN HÓA SINH THỰC PHẨM 2 ĐỀ TÀI SỐ 23: CÁC BIỆN PHÁP KHAI THÁC TINH DẦU VÀ NHỰA TỪ ĐỘNG VẬT VÀ VI SINH VẬT.. HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM



TIỂU LUẬN MÔN HÓA SINH THỰC PHẨM 2

ĐỀ TÀI SỐ 23: CÁC BIỆN PHÁP KHAI THÁC TINH

DẦU VÀ NHỰA TỪ ĐỘNG VẬT VÀ VI SINH VẬT

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Mai Hương Lớp: DHTP 8ALT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM



TIỂU LUẬN MÔN HÓA SINH THỰC PHẨM 2

ĐỀ TÀI SỐ 23: CÁC BIỆN PHÁP KHAI THÁC TINH

DẦU VÀ NHỰA TỪ ĐỘNG VẬT VÀ VI SINH VẬT

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Mai Hương Lớp: DHTP 8ALT

STT Họ và tên MSSV Phần phụ trách

1 Trần Quốc Khánh 12162411 Các phương pháp khai thác tinh dầu từ

động vật

2 Phan Thế Sơn 12163641 Các phương pháp khai thác tinh dầu từ

vi sinh vật

3 Đặng Thị Phương Thảo 12173771 Các phương pháp khai thác nhựa từ

động vật

4 Nguyễn Thị Ni 12077381 Các phương pháp khai thác nhựa từ vi

sinh vật

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Tp.HCM, Ngày 18 tháng 6 năm 2014

Giáo viên hướng dẫn

LỜI MỜ ĐẦU

Từ xưa, con người đã biết khai thác và sử dụng tinh dầu và nhựa từ các loài đông vật

và thực vật để phục vụ cho nhu cầu cuộc sống như dùng mỡ cá voi dầu thắp sáng, nhựa cây làm sáp che các khe trên thuyền, bè

Ngày nay, khi công nghệ khoa học phát triển người ta không chỉ khai thác từ thực vật

và động vật mà còn có thể khai thác từ vi sinh vật để phục vụ cho nhiều ngành, lĩnh vực khác nhau như: mĩ phẩm, thực phẩm, y học, sinh học… Theo số liệu của FAO, sản lượng nhựa thông toàn thế giới đạt khoảng 1,2 triệu tấn/năm, trong đó khoảng 60% là colophan

và 35% tinh dầu thông Các nước có tiềm năng xuất khẩu sản phẩm từ nhựa thông đứng đầu thế giới là Trung quốc, Indonesia, Bồ Đào Nha Hoa Kỳ là nước có sản lượng lớn nhất chiếm 40% sản lượng thế giới về khai thác và ứng dụng tinh dầu và nhựa

Từ đó có thể thấy con người ngày càng quan tâm nhiều đến việc khai thác và ứng dụng tinh dầu và nhựa để phục vụ cho đời sống và nhu cầu của họ Vì vậy, được nhà trường tạo điều kiện và sự hướng dẫn của giáo viện bộ môn, nhóm chúng em đã thực hiện

đề tài “Các Phương Pháp Khai Thác Tinh Dầu & Nhựa Từ Động Vật & Vi Sinh Vật” để tìm hiểu và nghiện cứu nhiều hơn về công nghệ tinh dầu và nhựa sinh học hiện nay

Qua đây, nhóm chúng em xin cám ơn trường ĐH Công Nghiệp Tp.HCM, Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm đã tạo điều kiện để nhóm chúng em thực hiện nghiên cứu này Đồng thời, chúng em cũng gửi lời cám ơn tới cô Mai Hương đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt đề tài này

Do điều kiện và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, mong thầy, cô và các bạn góp ý để bài nghiên cứu được hoàn thiện hơn

Tp.HCM, Ngày 18 tháng 6 năm 2014

MỤC LỤC

LỜI MỜ ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

PHẦN 1: TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT TINH DẦU VÀ NHỰA 4

1.1 Tổng quan về động vật sản xuất tinh dầu: 4

1.1.1 Xạ Hương: 4

1.1.2 Cà cuống: 7

1.1.3 Long Diên Hương (AMBERGRIS) 8

1.2 Tổng quan về động vật sản xuất nhựa 11

1.2.1 Nhựa cóc (Thiềm tô): 11

1.2.2 Lông gà, vịt 14

1.3 Tổng quan về vi sinh vật sản xuất nhựa 15

PHẨN 2: TỔNG QUAN CÁC BIỆN PHÁP KHAI THÁC TINH DẦU VÀ NHỰA 17

2.1 Phương pháp cơ học: 17

2.2 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 18

2.2.1 Chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp: 18

2.2.2 Chưng cất cách thủy 19

2.2.3 Chưng cất lôi cuốn hơi nước gián tiếp 19

2.3 Phương pháp trích ly bằng dung môi bay hơi 19

2.4 Trích ly bằng dung môi không bay hơi và các chất hấp phụ rắn 20

2.4.1 Phương pháp trích ly với dung môi không bay hơi 20

2.4.2 Phương pháp hấp thụ bằng chất keo 21

PHẦN 3: CÁC BIỆN PHÁP KHAI THÁC TINH DẦU & NHỰA TỪ ĐỘNG VẬT VÀ VI SINH VẬT 22

3.1 Biện pháp khai thác tinh dầu từ động vật: 22

3.1.1 Khai thác xạ hương từ hươu xạ: 22

3.1.2 Khai thác tinh dầu từ cà cuống 23

3.2 Biện pháp khai thác nhựa từ động vật: 24

3.3 Biện pháp khai thác nhựa từ vi sinh vật: 25

TÀI LIỆU THAM KHẢO 27

PHẦN 1: TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT TINH DẦU

VÀ NHỰA

1.1 Tổng quan về động vật sản xuất tinh dầu:

1.1.1 Xạ Hương:

Hươu xạ (danh pháp khoa học: Moschus moschiferus) là một loài hươu xạ tìm thấy

trong các cánh rừng miền núi của Đông Bắc Á, nhưng cũng được phát hiện là có tại các khu vực khác nhau của Mông Cổ, Nội Mông Cổ, Mãn Châu và bán đảo Triều Tiên

Xạ hương được tiết ra từ tuyến xạ của con hươu xạ Người ta săn bắt chúng để lấy xạ hươu, chứa một loạt các hợp chất hữu cơ có mùi thơm mạnh, dùng trong sản xuất nước hoa và một số dược phẩm, có thể bán được tới giá 45.000 USD/kg Chỉ khoảng 25 gam xạ hươu có thể tiết ra từ một con đực trưởng thành Người ta có thể tách xạ mà không cần giết chết con vật, nhưng đây là một việc rất ít khi những người thợ săn làm Thường thì họ giết chết con vật để lấy toàn bộ tuyến xạ (IUCN – Liên minh bảo tồn thiên nhiên quốc tế) Túi thơm của Hươu xạ đực nằm ở bụng giữa rốn và cơ quan sinh dục là một túi tròn hơi phồng, kích thước 5 - 7cm x 3cm x 3 - 4cm, quanh túi có lông mọc, phần giữa trụi có

2 lỗ thông Túi chứa xạ hương do các tuyến của thành túi tạo ra Ở hươu xạ trưởng thành,túi chứa đầy chất xạ nặng có thể 60g hoặc hơn Xạ hương ở hươu sóng quánh như mật ong, màu nâu đỏ, để khô chất xạ biến thành một khối màu nâu hung rồi xám lại dần dần

Hình 1.1: Hươu xạ và xạ hương

Trong xạ hương có cholesterol, chất béo, chất nhựa đắng, muối canxi, amoni và một

số tinh dầu (chủ yếu là muscon) Xạ hương nguyên chất có mùi thơm hắc, rất mạnh và rất

bền mùi, có vị cay, tính ấm

 Thành phần cấu tạo: Pentadecanolactone

_ CTPT: C15H28O2

_ Phân tử có hình đĩa với đường kính từ 8-10 A0

_ Phân tử lượng: 240.39 g/mol

_ Nhiệt độ nóng chảy: 34-38 0C

_ Nhiệt độ sôi: 137 0C

_ Trạng thái vật lý: bán rắn, bền vững ở nhiệt độ thường

_ Không tan trong nước, tan trong rượu

 Theo Y học cổ truyền:

Xạ hương có tác dụng: khai khiếu tỉnh thần, hoạt huyết tán kết, chỉ thống thôi sản Chủ trị các chứng: nhiệt nhập tâm bào lúc mắc bệnh ôn nhiệt, sang thương thũng độc, trung tích kinh bế, kinh phong, kinh giản trúng phong (chứng bế), tâm phúc bạo thống, diệt dã tổn thương, bào y bất hạ (rau thai không ra)

 Sách Bản kinh: "chủ trị ác khí (trừ khí độc), khử độc, trị động kinh"

 Sách Danh y biệt lục: "chủ trị các chứng hung tà quỉ khí, trúng ác, tâm phúc bạo thống trướng cấp, bĩ mãn phong độc, đàn bà đẻ khó trụy thai, khử nốt ruồi ở mặt, mộng thịt ở mắt, uống lâu tinh thần minh mẫn"

 Sách Bản thảo kinh tập chú: " xạ thơm nên trừ được độc"

 Sách Thang dịch bản thảo: "trị lỗ mũi không phân biệt được thơm thối"

 Sách Y học nhập môn: "Xạ hương thông quan lợi khiếu, thương đạt cơ phu, nội nhập cốt tủy Các chứng thương hàn âm độc, nội thương tích tụ và phụ nhân tử cung, bạch đới đều dùng tốt, khớp thông lạnh tan thì dương khí tự hồi vậy"

 Sách Cảnh nhạc toàn thư: "trừ các chứng ác sang, trĩ lậu, sưng đau, nước mủ thịt thối, mặt sạm ban chẩn"

 Kết quả nghiên cứu dược lý hiện đại:

Đối với hệ thần kinh trung ương: Liều nhỏ Xạ hương và chất muscone ceton (trong

Xạ hương) có tác dụng hưng phấn hệ thần kinh trung ương, nhưng liều cao thì ức chế

Pentadecanolacton

e

Thuốc làm giảm rõ phù não, tăng sự thích nghi của hệ thần kinh trung ương đối với trạng thái thiếu oxy, cải thiện tuần hoàn não Nhờ các tác dụng trên mà thuốc có tác dụng khai khiếu (tỉnh não)

Đối với hệ tuần hoàn - hô hấp: thuốc có tác dụng hưng phấn tim cô lập Thuốc Xạ hương 1mg/1ml tưới vào tim cô lập của chuột lang làm cho lưu lượng máu của động mạch vành tăng gấp đôi Cetone của Xạ hương nhân tạo hoặc thiên nhiên chích tĩnh mạch cho mèo được gây mê tác dụng nâng huyết áp và tăng tần số hô hấp

Tác dụng kháng khuẩn và kháng viêm: 2% ceton Xạ hương dịch pha 1% loãng 1:400,

in vitro có tác dụng ức chế tụ cầu vàng, trực khuẩn đại tràng ( E Coli), khuẩn thổ tả heo, thuốc còn có tác dụng kháng viêm trên mô hình gây viêm khớp cho chuột đồng

Tác dụng đối với tử cung: thuốc có tác dụng hưng phấn rõ rệt đối với tử cung cô lập của thỏ nhà, chuột đồng và chuột Hà lan, tác dụng hưng phấn đối với tử cung có thai càng mạnh hơn

Tác dụng chống ung thư: thuốc có tác dụng ức chế tế bào ung thư, đối với các loại ung thư thực quản, ung thư tuyến bao tử, ung thư đại tràng, ung thư bàng quang, nồng độ cao tác dụng mạnh Nhưng đối với ung thư tâm vị lại không có tác dụng rõ rệt

+ Chế biến

Xạ hương của hươu xạ hoang dã thường thu hoạch vào mùa đông và mùa xuân Sau khi săn được hươu xạ, cắt lấy túi thơm, phơi âm can gọi là Mao xác xạ hương Mổ túi thơm, trừ bỏ da bìu được Xạ hương nhân

Xạ hương của hươu xạ nuôi: Lấy Xạ hương trực tiếp từ trong túi thơm ra phơi âm can hoặc để trong dụng cụ làm khô thích hợp đến khô được Xạ hương nhân (Thái Nguyễn Ngọc – 2012)

1.1.2 Cà cuống:

Cà cuống có khi còn được gọi là đà cuống hay long sắt, tên khoa học: Lethocerus

indicus (Lepeletier et Serville 1825) là một loại côn trùng thuộc họ Chân

bơi Belostomatidae sống dưới nước, thuộc bộ Cánh nửa (Hemiptera)

Cà cuống là một loại sâu bọ sống ở các hồ, ruộng nước có nhiều cây cỏ mọc Chúng thường bay ra vào mùa hè, hướng về nơi có ánh sáng Sinh sản vào các tháng năm đến tháng tám, đẻ hàng trăm trứng, kết vào thành những búi màu vàng hay trắng bám vào cỏ; trứng nở và qua giai đoạn bán biến thái để thành cà cuống trưởng thành sau 40 ngày

Cà cuống thuộc nhóm sâu bọ ăn thịt chúng hút dịch và máu của những động vật thủy sinh, sâu bọ, ếch nhái và cả cá nhỏ: cà cuống khi đậu dưới nước, thường bám vào một cây

cỏ hay cây thủy sinh, đầu chốc xuống nước, đuôi chổng lên trên mặt nước để hút không khí

Tinh dầu Cà cuống là một vũ khí săn mồi cũng là phương tiện tự vệ của chúng Tỷ lệ

1000 con Cà cuống đực cung cấp được 20ml dầu Ở dưới ngực, ngay gần phía lưng, có hai ống nhỏ gọi là bọng cà cuống Mỗi bọng dài 2-3cm, rộng 2-3cm, màu trắng, trong chứa một chất thơm, đó là tinh dầu cà cuống

Tinh dầu là một ester acetic phức tạp, thành phần chính của dầu là phân tử hexenol acetat (E hay trans là một trong hai thể của dấu nối đôi giữa hai carbon 2 và 3, dạng kia là Z hay cis) - V Devakul và H Maarse) chất lỏng màu trong suốt, rất dễ bay hơi, nhẹ hơn nước, cho thoảng ra một mùi đặc biệt hơi giống như mùi quế Vì lý do hiếm nên trên thị trường có những loại tinh dầu nhân tạo, dĩ nhiên mùi không hoàn toàn giống được tinh dầu thiên nhiên

(E)-2-Hình 1.2: Cà cuống và tinh dầu cà cuống

1.1.3 Long Diên Hương (AMBERGRIS)

 Nguồn gốc:

Hình 1.3: Long diên hương

Từ thời kì cồ đại, Long Diên Hương đã là một trong những nguồn hương liệu có giá trị cao nhất Nó được trích ra từ ruột và bao tử của lọai cá nhà táng (cá voi trắng) Đại đa

số nhà khoa học giả thiết rằng: đây là một loại sỏi ruột mà con cá nhà táng sinh ra để làm dịu vết thương do gai nhọn của các sinh vật họ gai cầu gây ra trong ống tiêu hoá gây ra trong ống hoá khi vô tình cá ăn fải Sau đó cá giải phóng các cục long diên hương hoặc nó

tự tách ra sau khi cá chết

Trước đây, long diên hương được sử dụng trong ngành công nghiệp sản xuất nước hoa, nhưng ngày nay nó đã được thay thế phần lớn bằng vật liệu tổng hợp và chỉ còn được

sử dụng trong một số loại nước hoa đắt tiền

Thường xuất hiện ở:

- Các vùng biển ở cực Bắc

- New Caledonia, Australia, New Zealand

- Sri Lanka, Madagascar, The Maldives

_ Có thể nặng tới 100 kg

_ Nhiệt độ nóng chảy: 600C

_ Không tan trong nước hoặc trong alkali hydroxides nhưng tan trong dung môi hữu

cơ như chloroform, ether, và rượu nóng

 Cấu tạo hóa học:

 Dihydro- ionone (C13H22O): dạng lỏng, thành phần tạo mùi chính cho Long Diên Hương

 Ứng dụng:

Dùng pha chế các loại nước hoa dễ bay mùi Sau khi pha chế, có mùi vị của biển và thoảng chút hương trà

Các sản phẩm nước hoa từ Ambergris:

- Ambre Royale aux Fleurs No 1114

- Numerous perfumes of Chanel, Patou, Guerlain

Được sử dụng như chất đượm mùi thực phẩm và chất định hương trong nước hoa

1.2 Tổng quan về động vật sản xuất nhựa

1.2.1 Nhựa cóc (Thiềm tô):

 Đặc điểm:

Tên khoa học: Bufo melanostictus Họ Cóc – Bufonidae Chi Bufo gồm 250 loài, trong

đó ở Việt Nam có 4 loài Chủ yếu là loài B melanostictus Sch

Trên da của cóc gồm những tuyến sần sùi đó là những tuyến nhựa mủ nhỏ Trên đầu ở phía mang tai có hai tuyến lớn (hai cái u) chứa mủ cóc gọi là tuyến mang tai Lưng cóc màu hơi vàng, đỏ nâu hay xám nhạt

Tuỳ thuộc vào môi trường sống màu da cóc thay đổi cho phù hợp với môi trường Da cóc khô và ráp, không nhớt, ở hai chân trước và hai chân sau có các tuyến tiết nhựa Bụng cóc hơi trắng, không có đốm hay ít đốm Cóc đực lớn có thân dài khoảng 6 cm, màu da

sẫm hơn, cóc cái dài hơn Cóc nhảy và bơi lội rất kém so với ếch, cho nên khi xuống nước cóc phình bụng to ra để nổi được

Có nhiều cách bắt cóc Tùy theo từng nơi có khác nhau Có thể đợi đến tối, thắp một cái đèn để ở giữa cánh đồng, cóc thấy sáng nhảy tới mà bắt lấy Bắt được cho vào rọ tre, dội nước cho thật sạch đất cát, chờ cho da hơi khô, thì bắt từng con, lấy tay trái giữ chân, tay phải dùng nhíp đè lên lưng cóc, vào những chỗ có tuyến tiết, chủ yếu ở 2 tuyến trên mắt Hứng lấy nhụy đựng vào đĩa bằng sành hay sứ hoặc thủy tinh, tránh dùng đồ sắt, nhựa sẽ bị đen Sau khi lấy nhựa xong có thể lại thả cóc ra Sau khi lấy được nhựa cóc phơi khô trên kính hay cho vào khuôn Khoảng 1 vạn con cóc cho 1kg nhựa cóc khô (Đỗ Tất Lợi, Đào Kim Long, Dược học 1973, 5: 15-19)

Nhựa mới lấy có màu trắng đục, sau quánh dần rồi ngả màu nâu, có vị đắng, có thể gây nôn, nếu văng vào mắt sẽ có cảm giác cay, tê Thiềm tô có tính độc (độc bảng A), qui kinh tâm

 Thành phần hóa học:

Trong nhựa cóc có những chất tác dụng không mạnh như cholesterol, axit ascocbic, các chất phá huyết, còn có những chất rất độc như: bufogin, bufotalin, bufotoxin, bufotenin, bufotenidin, bufotionin, và nhiều hoạt chất khác chưa biết rõ

Các hợp chất này có thể chia làm 3 loại:

+ Hợp chất không có nitơ giống như chất scilaridin hay như những genin và glucoxit chữa tim có trong lá dương địa hoàng Digitalis

+ Hợp chất dẫn xuất của nhóm steroit

+ Hợp chất chứa nitơ dẫn xuất của hydroxyindol và tryptamin

Chất căn bản trong các hợp chất đó có thể là chất bufotoxin C40H62O11N4 hay viết cho đúng hơn C40H40O10N4OH2 Bufotoxin là một chất có tinh thể, không tan trong nước, trong ête, axeton, ít tan trong rượu, tan trong pyridin, rượu metylic Độ chảy: 204-205°C

Đun sôi với HCl đặc, nó sẽ cho acginin, axit suberic và một chất mới gọi là bufotalin Bufotalin hay bufotalol không phải là một glucozit vì khi thủy phân không cho phần đường Công thức của nó là C26H36O6 Đây là một chất có tinh thể, ít tan trong nước và trong ête, tan trong rượu và clorofoc Độ chảy 148°C, có tác dụng giống như một chất glucozit chữa tim Bufotalin là một hợp chất thuộc nhóm steroit, có nhân căn bản là nhânmetyl-cyclo-penteno-phenanthren Khi phân tích, nó cho một đồng phân của axit desoxycholic, do đó có liên quan tới axit mật Bufogin hình như là estemetylic của bufota-lin

Chất bufotenin C12H16ON2 là một chất kiềm, tính chất như dầu, ít tan trong nước, tan trong rượu, ête, axeton, cho với axit các muối có tinh thể Độ chảy 147°C Nó là dẫn xuất của nhân indol và có công thức 5 hydroxy-N metyl tryptamin Chất bufotenidin có kiến trúc căn bản như bufotenin Chất bufothiodin C12H14O4N2S khi thủy phân sẽ cho axit sunfuric

Bảng 1.1: Một số thành phần hóa học trong nhựa cóc