trích ly và ứng dụng của terpen

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM


BÁO CÁO TIỂU LUẬN
HĨA HỌC THỰC PHẨM
Đề tài:
TRÍCH LY TERPENOID VÀ ỨNG DỤNG

GVHD
Nhóm: 8


TP Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2020Bảng phân cơng công việc

2


Mục lục

3


I/ Giới thiệu về terpenoid
. Tecpen hay còn gọi tecpenoid là hợp chất hữu cơ chứa C, H và O tồn tại trong thiên
nhiên mà có bộ khung cacbon gồm nhiều mắt xích giống với khung cacbon của isopren,
tức là có thể biểu diễn bới cơng thức (iso-C5)n với n≥2.
Trong thiên nhiên, terpenoid chủ yếu có trong các loại thực vật. Chúng có vai trị quan
trọng đối với cơ chế bảo vệ cũng như trong việc sinh sản của nhiều loại cây, vì phát ra
mùi hương và dẫn dụ cơn trùng thụ phấn[1]

Các terpenoid tham gia vào những quá trình trao đổi chất như các vitamin, có tác dụng
như các tác nhân điều tiết và đóng vai trị bảo vệ như những chất kháng oxy hóa[1]

II/ Phân loại terpenoid
Để phân loại tecpen người ta căn cứ vào số lượng đơn vị isopren hợp thành để phân biệt
n

Loại terpen

Số carbon

Nguồn gốc
(wikipedia)
Tinh dầu
Tinh dầu
Tinh dầu
Nhựa dầu
Hiếm
Sterol, saponin
Caroten
Cao su

1
Hemiterpen
5
2
Monoterpen
10
3
Sesquiterpen

15
4
Diterpen
20
5
Sesterpen
25
6
Triterpen
30
8
Tetraterpen
40
>8
Politerpen
>40
1. Hermiterpenoid
Cho đến nay, rất ít các hợp chất thuộc nhóm hemiterpen được biết đến. Isopren được
phóng thích từ lá của nhiều loại cây, tương tự như etilen. Isopen 3,3-dimetilalil tìm thấy
trong một số tinh dầu ở dạng tự do hoặc dạng kết hợp trong ester, acetat của alcol thứ 2 là
một pheromon báo động rất mạnh ở lồi ong, có đặc tính bay hơi dễ dàng và phân tán rất
nhanh.
Một số hermiterpen đã tìm thấy

4


2. Monotecpenoid
2.1. Acyclic Monotecpenoids

Các monoterpenoit mạch khơng vịng phần lớn đều có khung 2,6 – dimetyloctan. Các
monoterpen chứa oxy có mùi thơm dễ chịu. Vì vậy ngồi việc phần lớn được chiết từ
nguyên liệu thực vật, người ta còn tổng hợp một lượng lớn để sử dụng trong kỹ nghệ nước
hoa. Các monoterpen mạch hở chính được mơ tả sau đây:
a) Myrcen C10H16
Myrcen tồn tại dưới hai dạng α và β. Tiếp đầu
ngữ “α” để chỉ dạng ispropyliden, ngược lại dạng
“β” để chỉ isopropenyl. Dạng β-myrcen phổ biến
hơn dạng α- myrcen.

b)

Ocimen C10H16

Ocimen là một chất dạng dầu được chiết từ Ocimum basilicum Linn. (hiệu suất 0,40,8%) và một số các loại cây khác. Ocimen có 4 dạng đồng phân: cis-α, trans-α, cis-βvà
trans-β. Thủy phân α-pinen ở 175oC thu được cis-β ocimen với hiệu suất cao.

5


c) Geraniol C10H18O, Linalol C10H18O và Nerol C10H18O

Ngoài citronellol (C10H20O), geraniol (Đs: 229-230oC/ 757 mmHg)
và nerol (Đs : 225-226oC) đều là các cấu tử của tinh dầu sả và tinh dầu
hoa hồng. Linalol (Đs: 198-199 oC/ 760 mmHg) là cấu tử của tinh dầu
chanh.

Ba ancol allylic này có thể chuyển hóa lẫn nhau
trong mơi trường acid. Nghiên cứu động học của phản
ứng chứng tỏ rằng geraniol và nerol có vận tốc tương

đương. Tuy nhiên, geraniol thường chuyển hóa thành
linalol, trong khi nerol tạo thành γ-terpineol với hiệu
suất nhanh gấp 18 lần geraniol
d) Citronellol C10H20

Citronellol (Đs: 103oC/ 5 mmHg) là một cấu tử trong tinh dầu sả và tinh dầu hoa
hồng. Trong tinh dầu sả Java, có chừng 25-40% hỗn hợp cấu tử geraniol và citronellol và
23-50% citronellal.
e) Citral C10H16O
Citral là một thành phần quan trọng của monoterpenoit mạch hở. Tồn tại dưới hai
dạng đồng phân: citral a (trans hay geranial) và citral b ( cis hay neral). Đó là cấu tử chính
của tinh dầu sả chanh (85%). Citral được thu từ phương pháp chưng cất tinh dầu sả chanh,
hoặc phản ứng dehydrohóa hỗn hợp geraniol/ nerol.

f)

Citronellal C10H18O

6


Citronellal là một thành phần của tinh dầu bạch đàn chanh Eucalyptus macalata var.
citriodora. Citronellal có thể được điều chế từ sự chưng cất tinh dầu sả và tinh dầu bạch
đàn chanh, hoặc bởi phản ứng hidrohóa citral có xúc tác hoặc bởi phản ứng dehydrohóa
citrol.
2.2.

Monocyclic Monoterpenoids

Đa số các monoterpenoit một vịng có khung 1-metyl-4 isopropylxiclohexan hay cịn

gọi là pmenthan hoặc hexahydro-p-xymen. Về mặt lý thuyết, có thể có 14 dien khung pmenthan. Tất cả đều đã được tổng hợp Tuy nhiên chỉ có 6 chất tồn tại ở trạng thái thiên
nhiên là: limonen,tecpinolen, α-tecpinen, γtecpinen, αphellandren và βphellandren.

a) Limonen, C10H16O, Đs:175,5- 176,5oC

Limonen là thành phần chính của tinh dầu vỏ cam, vỏ chanh và bạc hà cay.
Ngoài ra, limonen cịn có mặt với một lượng rất nhỏ trong rất nhiều loại tinh dầu
khác. Đây là chất quan trọng nhất và phổ biến nhất trong số các monoterpenoit.
(+)-limonen có thể được điều chế bằng cách tách nước α-tecpineol với KHSO4,
ngược lại có thể chuyển hóa limonen thànhαtecpineol bằng cách lắc với dung dịch axit
sunfuric loãng :

7


b) α-Terpineol, C10H18O

αtecpineol là một monoterpen ancol vòng, tồn tại trong thiên nhiên cả 3 dạng (+),
(-) và (±). Người ta thường điều chế α -terpineol từ α -pinen:

c) 1,8-Cineol, C10H18O

Cineol (Đs : 174,4oC ) có trong tinh dầu bạch đàn, tràm. Đó là một este đồng phân của
γ-terpineol. Khi dehydrat hóa hidrat của cis 1,8-terpin ta thu được 1,8-cineol.

d) Menthol, C10H20O

Hợp chất monoterpen vòng phổ biến và quan trọng nhất là menthol. Hàng năm trên
thế giới sản xuất chừng 1000 tấn mà phần lớn được tách từ sự kết tinh tinh dầu bạc hà
Menthe arvensis.

Trong tinh dầu này có chừng 70-80% (-) menthol. Menthol thiên
nhiên
tồn tại ở dạng quay trái.

Trong 8 đồng phân có thể có, (-) menthol có độ bền nhiệt động cao nhất. Ba nhóm thế
(-OH, -CH3, -CH(CH3)2 ) đính ở vịng xyclohexan của hợp chất này đồng thời ở vị trí
biên. Phương pháp tổng hợp menthol quan trọng nhất là vịng hóa (+) citronellal bằng
nhiệt hoặc bởi xúc tác acid (HCOOH, H3PO4,...). Sản phẩm chính thu được là (-)
8


isopulegol bên cạnh 3 đồng phân: neoisopulegol, neoisoisopuleol và isoisopulegol. Hydro
hóa có xúc tác (-) isopulegol và các đồng phân tạo thành menthol và các đồng phân lập
thể sau:

Trong danh pháp Cahn, Ingold, Prelog cấu hình những ancol một vịng này là:(-)
menthol : 1R, 3R, 4S; (+) neomenthol: 1R, 3S, 4S; (+) neoisomenthol: 1R, 3R, 4R; (+)
isomenthol: 1R, 3S, 4R.
2.3. Bicyclic Monoterpenoids
Có 5 loại hợp chất monoterpen 2 vịng chính: (a).Thuyan, (b).Caran, (c).Pinan, (d).
CamphanIsocamphan, (e). Fenchan-Isofenchan.

3.

Sesquiterpenoid
9


Sesquiterpen có cơng thức phân tử C15H24 . Theo qui tắc isopren, 3 đơn vị isopren
liên kết với nhau theo kiểu "đầu đuôi" tạo thành một sesquiterpen mạch thẳng với bốn liên

kết đơi (khi số vịng tăng thì số liên kết đơi giảm).
3.1. Sesquiterpen mạch hở

3.2.

4.

Sesquiterpen một vịng

Diterpenoid

Khung sườn của các diterpenoit chứa 20 nguyên tử cacbon trong phân tử và được tạo
thành từ 4 đơn vị isopren. Các diterpen bao gồm các axit nhựa và các hocmon sinh trưởng
thực vật. Phần đơng các diterpen là hợp chất mạch vịng. Một số diterpenoit tiêu biểu :
4.1.

Phytol C20H40O

Là một trong những diterpen mạch hở hiếm hoi. Đó là một ancol có chứa một liên kết
đơi. Phytol có thể tạo thành từ sự thủy phân clorophyl.

4.2.

Vitamin A

10


Hai dạng quan trọng của nhóm vitamin A là vitamin A1 và vitamin A2. Vitamin A1 có
trong gan cá nước mặn và vitamin A2 có ở gan cá nước ngọt. Vitamin A tham gia vào quá

trình trao đổi protein, lipid, glucit và muối khoáng. Vitamin A rất cần thiết cho sự phát
triển của con người và động vật.

4.3.

5.

Các acid nhựa

Các triterpenoid
Các triterpenoit thường gặp trong thực vật dưới dạng este, glycozit hoặcở trạng thái tự

do.
Triterpen tiêu biểu là Squalen: C30H50, Đs: 240- 242oC /4mmHg. Squalen có trong gan
cá mập và trong gan một vài loại cá khác. Ngồi ra cịn có trong tinh dầu oliu và một số
dầu thực vật khác.

Carotenoid
Carotenoit là những chất màu vàng hay đỏ có nguồn gốc thực
vật hay động vật. Chúng tạo nên màu của cà rốt, cà chua, lòng đỏ
trứng, lá vàng mùa thu.
Từ cơng thức phân tử C40, carotenoit có cấu trúc tetraterpen và
thường chứa các nối đôi liên hợp mà số lượng các nối đôi đã quyết
định màu của carotenoit. Trong tự nhiên có chừng 600 carotenoid.
Chúng tan trong chất béo, khơng tan trong nước. Các carotenoid
nhạy với acid và các chất oxy hoá.
6.1. Tetraterpen mạch thẳng:
6.

Licopen C40H56

11


Chất màu đỏ có trong quả cà chua và một số quả màu đỏ khác. Hydro hố có xúc
tác, licopin kết hợp với 13 phân tử H 2 tạo thành pehydrolicopen C40H82, chứng tỏ có 13
liên kết đơi. Ozon phân licopen dẫn đến hỗn hợp sản phẩm : axeton và andehyt levulinic.
Bixin

Chất màu đỏ của hạt điều nhuộm Bixa orellana. Bixin là một monoeste metyl của một
diacid có khung sườn carotenoid.
6.2.

Tertraterpen một vòng và hai vòng

Các tetraterpen một vòng và hai vòng được biết trong phần lớn các caroten và được
chuyển đổi thành vitamin A trong cơ thể động vật.
Vòng hoá một hoặc hai đầu của lycopen, ta thu được các đồng phân α, β, và γcaroten.

Xantophin (C40H56O2)

12


Là các dẫn xuất dihydroxy của α-caroten (xantophin) hoặc của β-caroten (zeaxanthin)
. Lòng đỏ trứng chứa hai loại xantophin: xantophin và zeaxanthin theo tỉ lệ (2:1).
Zeaxantophil là chất màu chính của bắp vàng. Bên cạnh clorophyl, xantophyl và
zexanthin và các caroten có trong các loại rau xanh.
Criptoxantin C40H56O
Là một dẫn xuất monohidroxy của α-caroten, chất màu chính của cam quít .

7.

Polyterpenoid: Cao su

Cao su được thu dưới dạng latex từ cây cao su (heva), mọc ở các nước nhiệt đới và á
nhiệt đới. Khi người ta rạch vỏ các cây cao su, latex ứa ra chầm chậm từ các vết cắt. Nó
có màu trắng sữa và ở dạng nhủ tương của 1,4 poly-isopren. Thêm acid acetic vào latex,
cao su đông lại vàđược tách ra để ép thành từng tấm lớn, các tấm cao su được làm khơ
bằng cách xơng khói.
Cao su thô chứa hydrocacbon caosu (90-95%), protein, đường, acid béo và nhựa. Các
thành phần không cao su thay đổi theo nguồn latex. Cao su thô trở nên mềm và kết dính
khi tăng nhiệt độ và chỉ có tính đàn hồi trong một khoảng nhiệt độ. Trong các dung môi
hữu cơ (benzen, ete dầu hoả, ete..), cao su hòa tan một phần và một phần khơng tan chính
là các protein. Cao su khơng tan trong metanol, axeton..
Khi đun nóng cao su với vài % lưu huỳnh, ta có cao su lưu hố. Cao su lưu hố kém
chảy dính hơn cao su thô; không tan, không trương lên trong nhiều dung môi hữu cơ, hơn
nữa có độ căng dãn và tính đàn hồi lớn hơn cao su thô.

13


III/ Trích ly Terpenoid
Các hợp chất thiên nhiên khi mới được tách thường ở dưới dạng khơng tinh khiết, vì
vậy muốn nghiên cứu, phân tích chúng thì trước tiên phải tách chúng thành từng chất
riêng biệt ở dạng tương đối tinh khiết.
Trích ly là dùng những dung mơi hữu cơ hòa tan các chất khác, sau khi hòa tan, ta
được hỗn hợp gồm dung môi và chất cần tách, đem hỗn hợp này tách dung môi ta sẽ được
chất cần thiết.
Trong các phương pháp trích ly Terpenoid thì người ta thường sử dụng phương pháp
hịa tan trong dung mơi hữu cơ và phương pháp CO2 siêu tới hạn. Ngoài ra cịn có một số

phương pháp trích ly khác như chưng cất hydro và chưng cất hơi nước; phương pháp
soxhlet,…
1. Phương pháp hồ tan trong dung mơi hữu cơ

Phương pháp hồ tan trong dung môi hữu cơ được dùng để tách và tinh chế các chất
hữu cơ rắn, dựa trên nguyên tắc là các chất khác nhau có độ hồ tan khác nhau trong cùng
một dung mơi. Dung mơi thích hợp để lựa chọn thường là dung mơi trong đó có độ hoà
tan của chất rắn cần tinh chế thay đổi nhiều theo nhiệt độ. Bằng cách tạo dung dịch bão
hoà ở nhiệt độ cao (thường là nhiệt độ sôi của dung môi), các tạp chất sẽ ở lại trong dung
dịch. Bằng cách kết tinh lại một số lần trong cùng một dung môi, hoặc trong các dung môi
khác nhau, người ta có thể thu được tinh thể chất cần tinh chế ở dạng khá tinh khiết. Cũng
có khi người ta dùng một dung mơi có độ hồ tan với tạp chất nhiều hơn để loại tạp chất
ra khỏi chất rắn cần tinh chế.
Dung môi thường là nước, ancol etylic, ancol metylic, axeton, axit axetic băng, ete,
benzen, cloroform, etyl axetat, n- hexan, ete dầu hoả… hoặc đôi khi là hỗn hợp giữa
chúng.
Khi cần tách hai hay nhiều chất chứa trong hỗn hợp với những lượng tương đương
nhau, người ta thường dùng phương pháp kết tinh phân đoạn.
Tiêu chuẩn hóa q trình chiết dung môi chiết xuất Lycopene từ bưởi cà chua[2]
Giới thiệu
Cà chua ( Lycopersicon esculentum ) được sử dụng chủ yếu như một loại rau cả ở
dạng tươi cũng như ở dạng chế biến, trong chế phẩm thực phẩm. Hơn 80% cà chua chế
biến được sản xuất được tiêu thụ dưới dạng nước ép cà chua, bột nhão, nhuyễn, sốt cà
1.1.

14


chua và nước sốt. Lycopene là một caroten quan trọng trong cà chua, chịu trách nhiệm
cho màu đỏ của cà chua.

Cà chua và các sản phẩm cà chua là nguồn chính của các hợp chất lycopene có thể
chiếm hơn 85% của tất cả các carotenoit có trong trái cây. Khả năng chống oxy hóa của
lycopene đã dẫn đến kết quả đầy hứa hẹn trong việc giảm nguy cơ mắc một số bệnh và
ung thư
1.2. Nguyên liệu và phương pháp

Chiết xuất dung môi lycopene từ bưởi cà chua
Bưởi cà chua tươi có độ ẩm 80-85% (wb) đã được mua với số lượng lớn từ một ngành
công nghiệp chế biến cà chua gần đó, M / s Nirmal Foods Pvt Ltd, Ta: Virsad (Anand),
Gujarat. Các pomace đã được đóng gói và bảo quản ở -20 ° C trong tủ đông sâu ( hình 1 )
cho đến khi được sử dụng để phân tích và thử nghiệm thêm. Mẫu bưởi đã bị nhận nước từ
tủ đơng sâu và sau đó được cho phép tan trong 120 phút trước khi phân tích và thí
nghiệm. Việc chiết xuất lycopene từ bưởi cà chua bằng cách sử dụng bồn nước Shaker
được thực hiện bằng cách đặt mẫu nặng 5g (xấp xỉ) vào bình iốt chứa 150ml hệ dung mơi
và sau đó đặt vào giá đựng bình của bồn nước lắc được duy trì ở nhiệt độ cần thiết . Dịch
chiết sau đó được phân tích hàm lượng lycopene bằng kỹ thuật quang phổ UV-Vis (Thực
hiện: Varian-Carry-50 ). Dịch chiết còn lại, được lấy để đo hàm lượng lycopene bằng máy
quang phổ UV-Vis ở bước sóng 503nm.

Xác định hệ dung môi phù hợp
Để xác định hệ dung mơi thích hợp để chiết xuất lycopene hiệu quả từ bưởi cà chua,
cả hai dung môi phân cực và không phân cực đã được chọn, ví dụ như acetone, ethanol,
ethyl acetate, hexane và ether dầu khí. Dung mơi đơn, hệ dung môi kép (1: 1) và hệ thống
ba dung môi (1: 1: 1) đã được sử dụng. Hệ dung môi tốt nhất được xác định trên cơ sở thu
hồi lycopene phần trăm cao nhất trong mẫu bưởi cà chua.
Tối ưu hóa q trình chiết dung mơi
15


Để tối ưu hóa q trình chiết xuất để thu hồi lycopene tối đa từ bưởi cà chua, việc

chiết dung môi được thực hiện bằng cách sử dụng hệ dung môi tốt nhất được xác định ở
các nhiệt độ khác nhau (30, 40 và 45 ° C) và kết hợp thời gian (1, 5, 10h). Sự kết hợp thời
gian nhiệt độ tốt nhất được xác định trên cơ sở thu hồi tối đa phần trăm lycopene được đo
bằng máy quang phổ UV nhìn thấy được. Sự kết hợp nhiệt độ thời gian tốt nhất được xác
định đã được tiếp tục sử dụng để tối ưu hóa tỷ lệ thức ăn thành dung môi (1:10, 1:20 và
1:30) trên cơ sở thu hồi phần trăm lycopene trong mẫu bưởi cà chua.
Đặc tính của chiết xuất lycopene
Đặc tính của lycopene được chiết xuất bằng quy trình tối ưu hóa được thực hiện bằng
máy quang phổ UV-Vis, HPLC ( Make: Varian, USA ) về độ tinh khiết của lycopene trong
chiết xuất, hệ thống đo màu lovibond và khúc xạ kế kỹ thuật số. Ngoài ra, mẫu được lưu
giữ cho nghiên cứu lưu trữ trong thời gian 60 ngày. Các mẫu được chứa trong lọ thủy tinh
tối và được bảo quản ở hai nhiệt độ khác nhau. Một bộ được bảo quản ở nhiệt độ 30 ° C
trong tủ ấm ( Make: Nova Cụ Pvt. Ltd., Ahmedabad ) và bộ khác được bảo quản trong tủ
lạnh ở -4 ± 1 ° C. Nghiên cứu lưu trữ được thực hiện trong 60 ngày và các mẫu được phân
tích về hàm lượng lycopene của nó trong 6 khoảng thời gian. Các dữ liệu thu được được
phân tích thống kê.
1.3. Kết quả và thảo luận:

Xác định hệ dung mơi phù hợp
Chiết xuất được phân tích về hàm lượng lycopene của nó bằng Máy quang phổ UVVis. Tất cả các thí nghiệm đã được thực hiện trong ba lần và giá trị trung bình được báo
cáo trong (Bảng 1). Dữ liệu được phân tích thống kê bằng CRD. Việc xác định hệ dung
mơi thích hợp được thực hiện trên cơ sở hàm lượng lycopene cao nhất có trong dịch chiết
của mẫu bưởi cà chua. Trong số hai mươi bốn hệ dung môi khác nhau được sử dụng, chiết
xuất dung môi được thực hiện bằng Acetone: Ethyl acetate (T14) và Ethanol: Ethyl
acetate (T15) cho hàm lượng lycopene cao hơn đáng kể so với các hệ dung môi
khác. Lycopene được chiết xuất bằng hệ dung mơi T14 và T15 được tìm thấy có ý nghĩa
thống kê và có hàm lượng lycopene, tức là 7,91 mg / 100g và 8,02mg / 100g, trong đó sự
khác biệt được tìm thấy là khơng đáng kể. Hệ thống dung môi Acetone-Ethyl acetate
(T14) đã được chọn vì sự sẵn có dễ dàng của cả hai dung mơi.
Tối ưu hóa q trình chiết dung mơi để thu hồi lycopene tối đa

16


Tối ưu hóa kết hợp thời gian nhiệt độ: Kết hợp thời gian nhiệt độ tối ưu đã được chọn
trên cơ sở hàm lượng lycopene cao nhất (mg / 100 g) từ mẫu bưởi cà chua. Chiết xuất
lycopene được phân tích về nồng độ của nó bằng kỹ thuật quang phổ UV-Vis. Giá trị
trung bình của hàm lượng lycopene (mg / 100 g) của ba lần lặp lại được báo cáo trong
(bảng 2). Trong số chín kết hợp thời gian nhiệt độ khác nhau, chiết xuất được thực hiện ở
40 ° C / 5h và 40 ° C / 10h có khả năng phục hồi lycopene cao hơn đáng kể so với các kết
hợp thời gian nhiệt độ khác. Lượng lycopene được chiết xuất ở 40 ° C / 5h và 40 ° C /
10h, sử dụng Acetone-Ethyl acetate (T14) làm hệ thống dung mơi, được tìm thấy ở mức
thống kê (8,48 mg / 100 g và 8,75 mg / 100 g tương ứng). Sự kết hợp thời gian nhiệt độ
40 ° C / 5h đã được chọn vì nó tiết kiệm cả thời gian khai thác và năng lượng, do đó giảm
chi phí vận hành hệ thống đến một mức độ lớn. Sự phục hồi lycopene tối thiểu được quan
sát thấy ở điều kiện chiết xuất 45 ° C / 1h, tức là 4.0mg / 100g. Điều này có thể là do giảm
công suất chiết của dung môi ở nhiệt độ cao hơn và thời gian chiết cũng ít hơn.
Tối ưu hóa tỷ lệ thức ăn thành dung mơi:
Sự kết hợp thời gian nhiệt độ tối ưu hóa đã được sử dụng để thực hiện chiết xuất dung
môi lycopene từ bưởi cà chua bằng Acetone: Ethyl acetate (T14) làm hệ thống dung mơi
để tối ưu hóa tỷ lệ thức ăn thành dung môi. Tỷ lệ thức ăn tối ưu so với dung môi được
chọn trên cơ sở hàm lượng lycopene cao nhất (mg / 100g) từ mẫu bưởi cà chua. Chiết
xuất lycopene được phân tích về nồng độ của nó bằng kỹ thuật quang phổ UV-Vis. Hàm
lượng lycopene (mg / 100g) của bốn lần lặp lại được báo cáo trong (bảng 3). Các dữ liệu
thu được đã được phân tích thống kê. Trong số ba tỷ lệ thức ăn khác nhau đối với dung
môi được sử dụng (1:10, 1:20 và 1:30), chiết xuất dung môi được thực hiện bằng 1:30 cho
hàm lượng lycopene cao hơn đáng kể so với thức ăn khác so với tỷ lệ dung môi. Lycopene
được chiết xuất, lấy tỷ lệ 1:30 làm thức ăn so với dung môi, sử dụng Acetone: Ethyl
acetate (T14) làm hệ dung môi và ở 40 ° C trong điều kiện chiết xuất 5 giờ có hàm lượng
lycopene cao nhất, tức là 12,06 mg / 100g. Nó có thể là do sự gia tăng công suất chiết của
dung môi với sự gia tăng lượng dung môi được lấy cho cùng một lượng thức ăn hoặc mẫu

được lấy. Do đó, tỷ lệ dung môi 1:30 đã được chọn để mô tả đặc tính của lycopene và
chiết xuất số lượng lớn của nó để nghiên cứu thời hạn sử dụng. Tỷ lệ thức ăn tối ưu so với
dung môi thu được phù hợp với tỷ lệ thức ăn so với dung môi được báo cáo bởi
Sadler. Việc tối ưu hóa q trình chiết dung môi để thu hồi tối đa lycopene từ bưởi cà
chua được thực hiện bằng cách chọn hệ dung môi phù hợp, kết hợp thời gian nhiệt độ tối
ưu và cho tỷ lệ dung mơi, ví dụ, Acetone: Ethyl acetate, 40 ° C trong 5h và 1 : 30.

17


Nghiên cứu lưu trữ chiết xuất lycopene:
Nghiên cứu lưu trữ được thực hiện trong 60 ngày và các mẫu được phân tích về hàm
lượng lycopene của nó (mg / 100g) trong 6 khoảng thời gian và các giá trị được báo cáo
trong (bảng 4) . Xu hướng của hàm lượng lycopene trong thời gian lưu trữ ở hai điều kiện
khác nhau được mơ tả bằng đồ họa trong Hình 2 . Từ hình 2, nó chỉ ra rằng khi thời gian
lưu trữ tăng lên, hàm lượng lycopene giảm cho cả hai điều kiện lưu trữ. Hàm lượng
lycopene giảm khá nhanh ở mức lưu trữ 30 ° C so với nhiệt độ -4 ° C trong một thời gian
lưu trữ cụ thể. Hàm lượng lycopene gần như giữ nguyên trong toàn bộ thời gian bảo quản
ở -4 ° C. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu trữ là đáng kể ở mức 5%. Các kết quả
nghiên cứu lưu trữ phù hợp với những báo cáo của Akbari, et al. Hàm lượng lycopene tối
đa thu được khi dịch chiết còn tươi trong khi hàm lượng lycopene tối thiểu thu được khi
kết thúc lưu trữ 60 ngày ở 30 ° C. Điều này có thể do sự xuống cấp của trans -lycopene
trong cis-lycopene (đồng phân hóa). Ánh sáng và nhiệt phân rã mơ cà chua và có thể dẫn
đến phá hủy lycopene. Từ kết quả, người ta đã thấy rằng việc lưu trữ lycopene ở -4 ° C có
thể giữ được chất lượng lycopene tối đa.

2. Phương pháp trích ly sử dụng CO2 siêu tới hạn
2.1.
Nguyên lí của phương pháp siêu tới hạn

Mỗi một chất, ở 1 điều kiện nhất định, đều tồn tại ở 3 trạng thái rắn, lỏng, khí. Khi
nén một chất khí với áp suất đủ lớn, chất khí đó sẽ hóa lỏng. Tuy nhiên, ở một giá trị áp
suất mà ở đó nếu tăng nhiệt độ, chất lỏng khơng chuyển về về trạng thái khí mà rơi vào 1
trạng thái đặc biệt gọi là siêu tới hạn. Trạng thái này đạt được khi nhiệt độ và áp suất tăng
tới giá trị tới hạn. Ở trạng thái này, khơng có sự phân biệt giữa trạng thái lỏng và khí.Chất
đó khơng bị chuyển sang trạng thái lỏng khi tăng áp suất và khơng bị chuyển sang trạng
thái khí khi tăng nhiệt độ [2]. Đối với CO2 trạng thái siêu tới hạn đạt được ở nhiệt độ 31 oC
và áp suất 73.8 Bar.

18


2.2. Sơ đồ trích ly lycopene từ chất thải cà chua paste bằng phương pháp sử dụng

CO2 siêu tới hạn

Lưu đồ của một quá trình chiết suất siêu tới hạn từ chất rắn [3]
ENT: bình thổi khí ngược dịng để xả CO2
EXT: bộ phận tách chiết
S1, S2: bộ phân tách
Dung môi (CO2 dạng lỏng) được làm mát trước khi bơm (bơm cao áp) , đảm bảo là
pha lỏng tránh các vấn đề về xâm thực. CO 2 tăng áp được làm nóng trên nhiệt độ tới hạn
của nó, đến nhiệt độ khai thác thì đưa vào vào thiết bị trích ly (EXT). Nguyên liệu cần
chiết suất được nạp đầy vào thiết bị trích ly đã được trang bị bộ lọc lưới thép ở cả hai đầu
(CO2 đi qua mà vẫn đảm bảo vật liệu rắn không bị cuốn đi theo). Dịng CO 2 siêu tới hạn
chảy qua thiết bị trích ly, chất hịa tan đi vào dung mơi CO 2 siêu tới hạn (vì chúng có độ
hịa tan lớn nhât) và các hợp chất hòa tan được chiết xuất. Hỗn hợp chiết và dịng CO 2 đi
ra khỏi bình chiết từ đỉnh thông qua một van giảm áp lực. Sau đó, đi vào bình tách (S1,
S2) đã đặt trước nhiệt độ ổn định 35 oC và ở đây CO2 hóa khí tách ra khỏi dịch chiết, thu
được sản phẩm. Sau đó ở thiết bị trích ly thực hiện giảm áp, phần cặn rắn được loại khỏi

máy chiết làm sạch, 2 máy tách được rửa bằng hexan. Kết thúc quá trình trích ly.

19


2.3.

Kết quả [3]:

Khơng thể thu hồi tồn bộ hoặc 100% carotene bằng phương pháp chiết CO 2 siêu tới
hạn. Chiết suất trong trường hợp khơng có ethanol hiệu suất thu hồi 20-40% lycopen và
ß-carotene. Khi tăng 5% ethanol hiệu suất thu hồi tăng lên 50% .
Không nên nghiền quá nhỏ (<2mm) ngun liệu (chất thải cà chua paste) vì nó sẽ
chặn các lưới lọc ở 2 đầu thiết bị chiết và đường ống giữa máy chiết và máy tách. Năng
suất thu hồi caroten cao nhất là 3mm
Có thể dự đốn rằng nhiệt độ trên 65 oC năng suất khai thác cao hơn. Mặc khác điều
này làm gia tăng suy thoái caroten. Caroten có khối lượng phân tử cao và khó khăn để
trích ly bằng SC- CO2 có tỷ trọng tương đối thấp. Các tài liệu được trình bày cho thấy áp
lực trích xuất trên 400bar có thể cho năng suất cao hơn

3.

Ưu điểm của phương pháp

Ở trạng thái siêu tới hạn của CO 2, các tính chất hóa lý của dung môi thay đổi, hệ số
thẩm thấu của dung môi cao, độ nhớt và sức căng bề mặt giảm do đó hiệu suất thu hồi
trích ly cao hơn ở trạng thái lỏng [4]. CO2 là một chất dễ kiếm, rẻ tiền, là chất trơ ít có
phản ứng kết hợp với các chất cần tách chiết. Ngoài ra, phương pháp này cịn có một số
ưu điểm như sản phẩm có chất lượng cao nên phù hợp để trích ly tinh dầu, các hợp chất tự
nhiên phục vụ công nghiệp dược phẩm, thực phẩm, không tồn dư dung môi trong sản

phẩm, không gây ơ nhiễm mơi trường, an tồn với các hợp chất tự nhiên nhạy cảm với
nhiệt cao [4-6]

IV/ Ứng dụng
Terpenoid và dẫn xuất của nó được dùng nhiều làm hương liệu trong trong công nghiệp
thực phẩm (bánh kẹo, nước giải khát,…), cơng nghiệp mỹ phẩm (nước hoa, dầu gội, xà
phịng, kem đánh răng,..)và trong dược phẩm.

20


1. Thực phẩm

Phụ gia tạo hương vị, mùi thơm, chất màu tự nhiên an toàn hơn với người tiêu dùng.
Nhiều hương liệu và hương thơm được tạo nên từ terpen vì mùi thơm của nó [7].
Ví dụ:
Carotenoid_phụ gia tạo màu đỏ đến cam mạnh.
Menthol có đặc tính làm mát và mùi bạc hà=> phụ gia tạo hương vị được sử dụng cho
nhiều loại bánh kẹo, các sản phẩm răng miệng cũng như các sản phẩm thuốc không kê
đơn để làm mát và có hoạt tính sinh học[8]
Myrcene đóng góp hương thơm balsam trong bia [9]

2. Dược phẩm

Hầu hết terpen và dẫn xuất của nó đều có hoạt tính sinh học và được sử dụng trên toàn
thế giới để điều trị nhiều bệnh [7]
Nhiều monoterpenoid hữu ích trong việc giảm các triệu chứng và ngăn ngừa các bệnh
rối loạn thối hóa thần kinh như bệnh alzheimer, bệnh parkinton, bệnh hungtington [10]
Sesquiterpenoids cụ thể là Sesquiterpene lactones từ Asteraceae, có thể đóng vai trò rất
quan trọng đối với sức khỏe con người, như là một phần của chế độ ăn uống cân bằng và

là tác nhân dược phẩm, do tiềm năng điều trị bệnh tim mạch và ung thư [11]
Kết hợp sử dụng thuốc với carotenoid tự nhiên tăng khả năng đáng kể ức chế ung thư
gan [12]
Citral cho thấy hoạt động kháng khuẩn đáng kể chống lại vi khuẩn Gram dương, Gram
âm cũng như nấm. Tốc độ tăng trưởng của nuôi cấy Escherichia coli đã giảm ở nồng độ
citral ≥ 0,01% v/v, trong khi nồng độ ≥ 0,03% v/v tạo ra sự giảm nhanh chóng các tế bào
khả thi sau khi tái sinh hạn chế [13]
Vitamin A cải thiện đáng kể sức khỏe, thị lực, sự phát triển của xương và khả năng
sống sót của trẻ em [14]
3. Mỹ phẩm:

Nhờ vào mùi thơm, hoạt tính kháng khuẩn nhiều terpen và dẫn xuất của terpen được
ứng dụng vào sản xuất kem đánh răng, nước hoa, sữa tắm, dầu gội,…

21


22


Tài liệu tham khảo
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

10.
11.
12.
13.
14.

Wu, H., et al., Essential Oil Extracted from Cymbopogon citronella Leaves by Supercritical Carbon
Dioxide: Antioxidant and Antimicrobial Activities. Journal of analytical methods in chemistry,
2019. 2019.
Pandya, D., et al., Standardization of solvent extraction process for Lycopene extraction from
tomato pomace. J Appl Biotechnol Bioeng, 2017. 2(1): p. 00019.
Baysal, T., S. Ersus, and D. Starmans, Supercritical CO2 extraction of β-carotene and lycopene
from tomato paste waste. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2000. 48(11): p. 55075511.
Rizvi, S.S. and A. Clifford, Supercritical fluid processing of food and biomaterials. 1994: Blackie
Academic & Professional London.
De Azevedo, A., et al., Extraction of green coffee oil using supercritical carbon dioxide. The Journal
of Supercritical Fluids, 2008. 44(2): p. 186-192.
Araújo, J.M. and D. Sandi, Extraction of coffee diterpenes and coffee oil using supercritical carbon
dioxide. Food Chemistry, 2007. 101(3): p. 1087-1094.
Perveen, S. and A. Al-Taweel, Terpenes and Terpenoids. 2018: BoD–Books on Demand.
Kamatou, G.P., et al., Menthol: a simple monoterpene with remarkable biological properties.
Phytochemistry, 2013. 96: p. 15-25.
Inui, T., et al., Different beers with different hops. Relevant compounds for their aroma
characteristics. Journal of agricultural and food chemistry, 2013. 61(20): p. 4758-4764.
Volcho, K.P., et al., Application of monoterpenoids and their derivatives for treatment of
neurodegenerative disorders. Current medicinal chemistry, 2018. 25(39): p. 5327-5346.
Chadwick, M., et al., Sesquiterpenoids lactones: benefits to plants and people. International
journal of molecular sciences, 2013. 14(6): p. 12780-12805.
Nishino, H., et al., Cancer prevention by carotenoids. Archives of Biochemistry and Biophysics,
2009. 483(2): p. 165-168.

Onawunmi, G.O., Evaluation of the antimicrobial activity of citral. Letters in applied microbiology,
1989. 9(3): p. 105-108.
Sommer, A., Vitamin A deficiency. e LS, 2001.

23