BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP BỘ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHAI THÁC
ĐỒNG THỜI CÁC HỢP CHẤT THƠM VÀ AXIT
SHIKIMIC TỪ QUẢ HỒI VIỆT NAM
CHO CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM VÀ DƯỢC PHẨM Chủ nhiệm đề tài: BÙI THỊ BÍCH NGỌC
1.2.3. Anetol 12
1.2.3.1. Tính chất hoá lý của anetol
13
1.2.3.2. Tính chất hoá học của anetol
13
1.2.3.3. Các đặc tính khác
14
1.2.4. Các phương pháp khai thác tinh dầu hồi 15
1.2.5. Tình hình nghiên c
ứu, sản xuất và ứng dụng của tinh dầu hồi 17
1.3. Axit shikimic
20
1.3.1. Giới thiệu chung
20
1.3.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng axit shikimic
21
1.4. Một số hợp chất thơm quan trọng thu nhận được từ quá trình
chuyển hóa tinh dầu hồi và axit shikimic
24
1.4.1. Anisaldehyd 24
1.4.2. p-Hydroxybenzaldehyd 28
1.4.3. Vanilin 30
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM
33
2.1. Phương pháp tiến hành nghiên cứu
33
2.1.1. Phương pháp phân tích và đánh giá chất lượng nguyên liệu 33
2.1.2. Phương pháp nghiên cứu công ngh
ệ khai thác đồng thời tinh dầu
hồi và axit shikimic từ quả hồi Việt Nam.

nh chất lượng tinh dầu hồi và anisaldehit
42
2.1.8.2. Xác định chất lượng axit shikimic, p-hydroxbenzsaldehit và vanilin
43
2.2. Thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu và hoá chất sử dụng cho nghiên cứu
43
2.2.1. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 43
2.2.2. Nguyên liệu và hoá chất sử dụng 44
2.2.2.1. Nguyên liệu
44
2.2.2.2. Hoá chất
44
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN
46
3.1. Nghiên cứu phân tích và đánh giá nguyên liệu quả hồi
46
3.1.1. Xác định các thành phần chính trong nguyên liệu hồi 46
3.1.2. Xác
định các thành phần cơ lý của nguyên liệu hồi 46
3.2. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp khai thác đồng thời tinh dầu
hồi và axit shikimic từ quả hồi Việt Nam
47
3.3. Nghiên cứu xác định các điều kiện công nghệ thích hợp cho quá
trình trích ly đồng thời tinh dầu hồi và axit shikimic (PP2)
48
3.3.1. Xác định nồng độ cồn etylic thích hợp 48
3.3.2. Xác định số lần trích ly và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp 49
3.3.3. Xác định thời gian trích ly thích hợp 50
3.4. Nghiên cứu xác định các điều kiện công nghệ thích hợp cho quá
trình chưng cất và trích ly tinh dầu hồi và axit shikimic (PP3)

3.8.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng
76
3.8.2.2. Nghiên cứ
u ảnh hưởng của thời gian phản ứng
77
3.8.3. Quy trình chuyển hóa và thu nhận vanilin 78
3.8.4. Phân tích và đánh giá chất lượng các sản phẩm chất thơm
anisaldehit, p-hydroxybenzaldehit và vanilin
81
3.9. Kết quả ứng dụng các sản phẩm của đề tài vào sản xuất thực
phẩm và dược phẩm
82
3.10. Ước tính giá thành sản phẩm và đánh giá hiệu quả kinh tế
83
KẾT LUẬN
85
TÀI LIỆU THAM KHẢO

86
PHỤ
LỤC
4
KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

bar: Đơn vị đo áp suất
GC: Sắc ký khí (Gas Chromatography)
GC - MS: Sắc ký khí ghép nối khối phổ (Gas Chromatography - Mass

shikimic, một thành phần khác có hàm lượng tương đương với tinh dầu chứa
trong quả hồi (khoảng 10% tính theo trọng lượng chất khô). Axit shikimic có tên
theo danh pháp hoá học là 3,4,5-Trihydroxy-1-cyclohexene-1- carboxylic Acid,
là chất có khả năng chống viêm nhiễm và chống bệnh ung thư, đặc biệt là cơ
chất quan trọng để tổng hợp nên thuốc chống bệnh cúm gia cầm (có khả năng
kháng virus H5N1) Tamiflu. Nhiều người cho rằng axit này mới là thành phần
quan tr
ọng và giá trị nhất trong quả Đại hồi vì giá của nó trong thời điểm hiện
nay trên thị trường thế giới khoảng 200 - 250 USD/kg (tinh dầu hồi với chất
lượng tốt chỉ có giá 15 -20 USD/kg).
Để thu nhận tinh dầu hồi người ta thường sử dụng phương pháp truyền
thống chưng cất theo hơi nước, trong khi đó để khai thác axit shikimic người ta
lại sử dụng phương pháp trích ly. Theo hai phương pháp trên sẽ không tận thu
đượ
c hết cả hai thành phần giá trị nhất trong quả hồi. Do vậy, hiện nay vấn đề
được các nhà nghiên cứu khoa học và sản xuất quan tâm là đưa ra được phương
pháp hữu hiệu để có thể khai thác đồng thời cả tinh dầu và axit shikimic từ quả
hồi nhằm nâng cao giá trị cây hồi đồng thời làm giảm giá thành sản phẩm tinh
dầu hồi và axit shikimic.
Năm 2005 và 2006, Viện Công nghiệp thực phẩm đã thực hiện 2
Đề tài
cấp Bộ: "Nghiên cứu nâng cao hiệu suất khai thác và chất lượng tinh dầu Hồi
Việt Nam” và đề tài: “Nghiên cứu quy trình công nghệ tinh chế và chuyển
hóa tinh dầu hồi thành anisaldehit để nâng cao giá trị kinh tế”. Kết quả của
đề tài đã được áp dụng vào thực tế sản xuất. Phát huy các kết quả đó, trong năm

6
2008 và 2009, Viện tiếp tục thực hiện đề tài: “Nghiên cứu
công nghệ khai thác
đồng thời các hợp chất thơm và axit shikimic từ quả hồi Việt Nam ứng dụng

ậy độ tinh khiết của
sản phẩm đạt 98,5%. Từ tinh dầu hồi (anetol) thông qua các phản ứng oxi hoá,
phản ứng thế, phản ứng đề ete hoá đã lần lượt thu nhận được các hợp chất
thơm có giá trị cao như: anisaldehit, p-hydroxybenzaldehit và vanilin. Các sản
phẩm của Đề tài được phân tích và đánh giá chất lượng bằng các phương pháp
thông dụng và hiện đại (GC-MS, HPLC ). Kết quả cho thấy các sản phẩm có
chất l
ượng tốt, tương đương với sản phẩm nhập ngoại cùng loại và đạt yêu cầu
vệ sinh an toàn thực phẩm nên đã được ứng dụng thành công trong sản xuất thực
phẩm và dược phẩm.

8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cây hồi
Cây hồi được trồng nhiều ở nước ta có tên khoa học là Ilicium verum
thuộc họ hồi Illiciacecae. Hồi còn được gọi là hồi sao, bát giác, hồi hương, đại
hồi, mác chác. Ngoài ra, hồi còn được gọi là mác hồi (Tày), pít cóc (Dao) [1].
Loại hồi này có nguồn gốc ở phía Tây Nam Trung Quốc trên dãy núi cao
Yunnan và phía Bắc Việt Nam. Trung Quốc đã trồng hồi từ thời thượng cổ, sau
đó hồi được di thực sang Nhật Bản. Ở
Trung Quốc, hồi được trồng ở Quảng
Đông, Quảng Tây, Vân Nam và đảo Hải Nam [24,27]. Ở Việt Nam, hồi được
trồng ở một số tỉnh phía bắc như Lạng Sơn, Cao Bằng, Bắc Cạn, Quảng Ninh,
và một số tỉnh ở đồng bằng Bắc bộ. Có tài liệu ghi rằng vào thế kỷ X-XII dưới
thời nhà Đường, hồi đã trở thành những sản vật quý giá, có hình ngôi sao kỳ
lạ,
có mùi thơm ngọt mà hàng năm quan lại các triều đại thường đem cống vua. Tập
bản thảo Cương mục của Lý Thời Trân ở thế kỷ XVI đã mô tả quả hồi sao gồm
tám cánh, mỗi cánh có một hạt to bằng hạt đậu, mọc ở Quảng Tây (Trung
Quốc). Phải đến thế kỷ XVI châu Âu mới biết đến loại hồi này qua thuỷ thủ

hơn chục năm trở lại đây Nhà nước ta đã và đang quan tâm giúp tỉnh Lạng Sơn
khôi phục lạ
i vùng nguyên liệu và tinh dầu hồi Lạng Sơn. Việc khôi phục này
còn nhận được sự quan tâm của các Tổ chức Quốc tế. Vừa qua, một đoàn các
nhà khoa học châu Âu sang tham quan, khảo sát thực trạng sản xuất quả hồi và
tinh dầu tại các tỉnh miền núi phía Bắc. Sau chuyến thăm đó, Chính phủ Vương
quốc Bỉ hỗ trợ 12.000 USD cho UBND tỉnh Lạng Sơn để phối hợp với Cục s
ở
hữu trí tuệ và phòng Thương mại và Công nghiệp Việt Nam xây dựng lại thương
hiệu hồi Lạng sơn. Hiện nay, nhờ những nỗ lực, quan tâm của các tổ chức trong
và ngoài nước, tỉnh Lạng Sơn đã bước đầu qui hoạch lại vùng trồng hồi, kỹ thuật
chọn giống, nuôi trồng và thu hái dần dần được quan tâm, coi trọng.
Theo số liệu của Sở Khoa học và Công nghệ t
ỉnh Lạng Sơn, hiện nay diện
tích trồng hồi của tỉnh đã được phục hồi trở lại ước khoảng là 28.000 - 32.000 ha
tập trung chủ yếu ở các xã phía nam huyện Văn Quan, 8 xã huyện Bình Gia, một
số xã thuộc huyện Văn Lãng, Bắc Sơn, Tràng Định trong đó có 10.000 ha mới
trồng và đang cho thu hoạch. Năm 2008, diện tích trồng hồi dự kiến tăng lên
khoảng 35.000 ha. Sản lượng hồi khô toàn t
ỉnh đạt khoảng 12.000 -14.000
tấn/năm trong đó Văn Quan là huyện có sản lượng cao nhất. Sản lượng hồi khô
của huyện Văn Quan một số năm gần đây như sau:
Bảng 1.1. Sản lượng hồi khô của huyện Văn Quan, tỉnh Lạng Sơn
Đơn vị: tấn
Năm 2000 2001 2002 2003 2004 2006 2007 2008
Sản lượng
4.842 6.098 4.147 4.517 4.431 5.867 6.105 6.253

Các huyện khác có diện tích trồng và sản lượng thấp hơn như: huyện Cao
Lộc có hơn 1.000 ha hồi với sản lượng hàng năm khoảng 1.100 tấn quả hồi khô.

a đạt được mức trước đây (vào những
năm 70 của thế kỷ 20, hàm lượng tinh dầu đạt 10 - 13%, hàm lượng anetol ≈ 90%).
Quả hồi thường được thu hoạch sau 6 tháng kể từ khi ra hoa trong khi đó theo các nhà
chuyên môn thì phải sau 12 tháng quả hồi mới đạt chất lượng tốt nhất. Vừa qua, tỉnh
Lạng Sơn đã kết hợp với một số Viện nghiên cứu đang tiến hành thành công Đề tài
tuyể
n chọn giống hồi nhằm nâng cao chất lượng nguyên liệu hồi.
Tóm lại, vùng nguyên liệu hồi Lạng sơn nói riêng và vùng hồi đặc sản của
nước ta nói chung đã và đang có những chuyển biến tích cực trên con đường
khôi phục lại thương hiệu vốn có. Tuy nhiên, để đi tới đích thì vẫn còn nhiều
việc cần làm mà trong số đó là cần đầu tư nghiên cứu nâng cao hiệu quả khai
thác và chất lượng các sản phẩm từ quả hồi, đa dạng hoá sả
n phẩm nhằm tạo ra
thị trường ổn định, vững chắc cho hồi đặc sản Việt Nam.
1.2. Tinh dầu hồi
Tinh dầu hồi chứa chủ yếu ở trong quả và một lượng nhỏ trong lá hồi, hàm
lượng tinh dầu trong quả tươi đạt 3,0 - 3,5%, trong quả khô thường lên tới 8 -
13%, tinh dầu có trong lá thường thấp hơn nhiều từ 0,3 - 0,6%. Tinh dầu hồi là
sản phẩm thu được từ nguyên liệu qu
ả hồi chủ yếu bằng phương pháp chưng cất
với hơi nước, gần đây người ta đang thử nghiệm sử dụng phương pháp mới để
khai thác nó là trích ly với dung môi hữu cơ, dung môi CO
2
lỏng hoặc CO
2
siêu
tới hạn. Tinh dầu hồi có hương vị đặc trưng của quả hồi và được xem là thành
phần có giá trị nhất trong cây hồi. Trên thị trường thế giới tinh dầu hồi có chất
lượng rất đa dạng phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc nguyên liệu, công nghệ khai
thác và tinh chế. Tuy nhiên, nhìn chung chúng có các tính chất hoá lí và thành

trong cồn 90
0
T
0
đông
đặc,
0
C
Mỹ 0,977 - 0,991 1,552 - 1,560
- 2 ÷ +1
0
1: 3
≥ 17
Trung Quốc
0,979 - 0,987 - - -
≥ 15
Việt Nam
0,979 - 0,990 1,552 - 1,560
-2 ÷ +2
0
1: 3
≥ 15
Philipin
0,9785 1,5474 - 0,76
0
- -
Liên Xô cũ
0,985 - 0,990 1,552 - 1,560
-2 ÷ +2
0


CH
CH CH
3

Hình 1.1. Anetol
1.2.3.1. Tính chất hoá lý của anetol [10,27,46]
Anetol là chất lỏng không màu hoặc màu vàng nhạt ở t
o
> 23
0
C, có vị
ngọt và mùi thơm đặc trưng của hồi. Ở nhiệt độ 20 - 21
0
C (68 - 69
0
F), anetol
kết tinh thành dạng tinh thể trắng lấp lánh và tan ra ở nhiệt độ 22 - 23
0
C (71,6 -
73,4
0
F). Anetol hầu như không tan trong nước, tan dễ dàng trong ete hoặc
chlorofom, tan tốt trong 2 lần thể tích cồn. Nó rất dễ dàng bị biến đổi bởi ánh
sáng. Anetol được đặc trưng bởi các chỉ số hoá lý sau:
+ Góc quay cực α
D
: - 0,15
0
đến + 0,15

OCH
3
CHO
OCH
3
COOH
OCH
3
CH CH CH
3
oxy ho¸
oxy ho¸
anetol
aldehyd anisic
axit anisic

Sơ đồ 1.1. Phản ứng oxy hoá anetol
1.2.3.3. Các đặc tính khác
Anetol là thành phần chính và là thành phần có giá trị nhất trong tinh dầu
hồi. Thông thường, hàm lượng của anetol trong tinh dầu hồi thu nhận bằng
phương pháp chưng cất (không qua công đoạn tinh chế) vào khoảng 78-82%.
Trong một số mục đích sử dụng, người ta cần loại tinh dầu hồi có hàm lượng
anetol cao hơn 90%, vì vậy họ đã tìm ra nhiều phương pháp làm giàu anetol
hoặc tinh chế tinh dầu h
ồi. Các phương pháp thường được sử dụng trong nghiên
cứu và thực tế sản xuất là: chưng cất phân đoạn và kết tinh phân đoạn ở nhiệt độ
thấp. Phương pháp chưng cất phân đoạn thường được sử dụng đối với tinh dầu
có hàm lượng anetol không cao (< 80%). Phương pháp kết tinh phân đoạn chiếm
ưu thế khi hàm lượng anetol trong tinh dầu > 80% [4,27].
Hàm lượng anetol quyết định chất lượ

100 95 90 85 80 75 70 65
1.2.4. Các phương pháp khai thác tinh dầu hồi
Tinh dầu hồi có trọng lượng nhẹ hơn nước và có hàm lượng tương đối cao
trong quả hồi. Vì vậy, hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam, phương pháp
khai thác tinh dầu hồi truyền thống và phổ biến nhất vẫn là phương pháp chưng
cất theo hơi nước. Ngoài ra, tinh dầu hồi có thể được khai thác bằng các phương
pháp: trích ly bằng dung môi hữu cơ hay trích ly bằng CO
2
ở trạng thái siêu tới hạn.
Chưng cất tinh dầu theo hơi nước được tiến hành trong các thiết bị có
nguyên lý hoạt động giống nhau, các chi tiết chế tạo có thể khác nhau tuỳ theo
từng loại nguyên liệu. Theo cấu tạo và tính chất hoạt động của quá trình chưng
cất người ta phân chia thành các kiểu chưng cất tinh dầu, mỗi loại đều có đặc
tinh và công dụng phù hợp với điều kiện công nghệ
hoặc tính chất của nguyên
liệu tinh dầu.
Với mong muốn nâng cao chất lượng cũng như hiệu suất khai thác tinh dầu
hồi, các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước vẫn không ngừng tìm tòi các
phương pháp khai thác tinh dầu hồi mới để thay thế cho các phương pháp truyền
thống. Bùi Quang Thuật và Phan Thị Phương Thảo đã tiến hành trích ly tinh dầu
hồi từ quả hồi Việt Nam bằng cồn etylíc 95%. Kết quả cho thấy hiệu suất thu
nhận tinh dầu rất cao (96,5%) và chất lượng tinh dầu đạt mọi chỉ tiêu xuất khẩu,
hàm lượng anetol đạt. Tuy nhiên, khai thác bằng phương pháp chi phí cho 1 đơn
vị sản phẩm cao hơn so với phương pháp cất cuốn theo hơi nước truyền thống.
Một nghiên cứu khác do Đặng Quốc Tuấn và S. G. Hangantileke thực hiện [25],
đã nghiên cứu khai thác tinh dầu hồi bằng cả hai phương pháp: chưng cất theo
hơi nước truyền thống và trích ly b
ằng CO
2
lỏng. Khi sử dụng phương pháp

Tỷ trọng 0,9873 (25/25) 0,9859 (25/25)
Chỉ số khúc xạ 1,5553 (25
0
C) 1,5517 (25
0
C)
Chỉ số chiết quang 0,3167 (20
0
C) 0,3333 (20
0
C)

Một điều dễ nhận thấy là hiệu suất thu nhận tinh dầu hồi bằng phương pháp
trích ly CO
2
lỏng cao hơn không nhiều so với phương pháp chưng cất thông
thường (11,2% so với 10,2%) nhưng hàm lượng cấu tử chính anetol trong tinh
dầu lại thấp hơn (89,0% so với 92,2%), kéo theo các chỉ số hoá lý đặc trưng
khác nhau. Điều này chứng tỏ trích ly tinh dầu hồi bằng CO
2
lỏng đã thu được
thêm nhiều thành phần có thể bị hoà tan trong nước chưng hoặc không thể bay
hơi theo hơi nước [25].
G. Della Porta và cộng sự cũng nghiên cứu chiết tách tinh dầu hồi bằng
CO
2
siêu tới hạn [28]. Sau khi đuổi dung môi, phần dịch chiết được đem chưng
cất phân đoạn chân không và thu được hai loại sản phẩm tinh dầu và sáp với
hiệu suất thu nhận lần lượt là 7,3% và 1,5% (so với trọng lượng nguyên liệu
khô). Kết quả phân tích sắc ký phổi khối (GC-MS) cho thấy hàm lượng anetol

nhất thế giới. Trong thời kỳ từ 1955 - 1960, hàng năm Trung Quốc đã sản xuất
được 300 - 500 tấn tinh dầu hồi và hiện nay con số đó đ
ã lên đến hàng nghìn tấn.
Tinh dầu hồi với mùi thơm mạnh, hấp dẫn, có khả năng kích thích tiêu hoá
lại có tính kháng khuẩn cao nên được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực
phẩm, dược phẩm và một số ngành khác.
Trong công nghiệp thực phẩm, tinh dầu hồi là thành phần quan trọng của
nhiều loại gia vị rất được ưa chuộng không chỉ ở châu Á mà cả các nước châu
Âu (Pháp, Đức, Ý) và châu Mỹ (Hoa Kỳ, Cuba ). Tinh dầ
u hồi cũng được sử
dụng làm phụ gia trong các ngành công nghiệp chế biến rượu khai vị, rượu mùi,
nước ngọt, bánh kẹo. Đặc biệt loại rượu Anis nổi tiếng dùng để uống trong mùa
đông chế biến từ tinh dầu hồi được người Pháp rất ưa chuộng [10,38]. Mặc dù
chỉ với hàm lượng rất nhỏ (0,07 - 0,08%) nhưng hương vị hấp dẫn của hồi vừa
có tác d
ụng kích thích tiêu hoá, vừa gây cảm hứng ngon miệng [8,10]. Trong
danh mục các sản phẩm thương mại an toàn được sử dụng trong sản xuất và chế

18
biến thực phẩm của Hoa Kỳ, hồi được xếp vào tiêu chuẩn “GRAS 2096”
[10,42].
Trong lĩnh vực dược phẩm, tinh dầu hồi có tác dụng kháng khuẩn, ức chế
sự phát triển của trực khuẩn lao và các vi khuẩn khác như Subtilis, Candida
albians, Samonella typhi, Shigella flexneri và Bacillus mycoides nên được sử
dụng làm thành phần của nhiều loại thuốc: thuốc sát khuẩn, thuốc trị nấm ngoài
da, ghẻ lở, các bệnh về tiêu hoá, viêm phế qu
ản, bệnh thần kinh, thấp khớp
[1,10,33,34,35].
Anetol tách được từ tinh dầu hồi là nguyên liệu để sản xuất các thuốc nội
tiết như hexostrol, dietylstilbestrol. Đây là những hợp chất dùng trong phụ khoa


19
phân tích các hợp chất thiên nhiên, do yêu cầu ngày càng cao của người sản xuất
và sử dụng nên việc đánh giá tinh dầu, nhựa dầu nói chung và tinh dầu hồi nói
riêng mang tính định lượng hơn.
Tác giả Cu.Q và cộng sự [20,23] đã tiến hành phân tích các mẫu tinh dầu
hồi thu được từ tỉnh Vân Nam (Trung Quốc) ở hai thời điểm khác nhau (1988 và
1990) và cho biết, thành phần các cấu tử trong tinh dầu khá phức tạp, có khoảng
30 hợp chất khác nhau. Giữa các m
ẫu tinh dầu hồi không chỉ có sự biến động về
hàm lượng của các hợp chất chính (trans-anetol: từ 71,98–85,46%, cis-anetol:
vết 0,42%) và của một số thành phần thường gặp như limonen, linalol,
anisaldehit, metylchavicol, anic xeton mà còn có sự khác nhau cả về thành phần
các cấu tử có trong tinh dầu. Trong các mẫu tinh dầu nghiên cứu chỉ có sự khác
biệt về thành phần các hợp chất terpen.
Nghiên cứu thành phần hoá học của tinh dầu hồi trồng tạ
i Shangyou
Trung Quốc, Sun, L.F. (1990) [26] đã xác định được 39 hợp chất, trong đó nhiều
nhất là trans-anetol (87,89%); các thành phần có hàm lượng đáng kể khác là:
limonen (2,83%), foeniculin (0,89%), linalol (0,73%), metylchavicol (0,57%),
trans-β-farnesen (0,42%), α-pinen (0,49%), δ-3-caren (0,58%)
Bằng việc áp dụng các kỹ thuật phân tích hiện đại, cụ thể là phương pháp
sắc ký khí ghép nối phổ khối, nhóm các nhà nghiên cứu Yan, Jlan-hui, Xiao,
Xu-xian, Huang, Ke-long [57] mới đây (2002) đã xác định được 41 hợp chất có
trong tinh dầu hồi, bao gồm 14 hợp chất hydrocacbon, 22 dẫ
n xuất hydrocacbon
chứa oxy và một lượng nhỏ các hợp chất có chứa nitơ. Trong đó, thành phần
chính anetol có chiếm 76,23% và các thành phần khác như: anisyl axeton,
aldehit anic, p-alylanisol, p-cumicaldehyd và p-alylpen với tổng lượng > 10%.
Một tài liệu khác cho thấy tinh dầu hồi không chỉ có trong quả hồi mà có

xuất và cuộc sống, hoặc được sử dụng làm nguyên liệu để tổng hợp thành các
chất thơm có giá trị kinh tế và sử
dụng cao hơn. Trong số những chất thơm thường
được người ta quan tâm chuyển hoá từ anetol là anisaldehit và p-hydroxybenzaldehit.
Hai hợp chất này không chỉ là thành phần chất thơm quan trọng trong các tổ hợp
hương liệu thực phẩm và mỹ phẩm mà còn là những cơ chất đa năng cho tổng hợp các
hợp chất hữu cơ nói chung và các hợp chất thơm nói riêng
(chi tiết được trình bày
trong mục 1.4.)
1.3. Axit shikimic
1.3.1. Giới thiệu chung
- Công thức phân tử: C
7
H
10
O
5

- Công thức cấu tạo

COOHHO
HO
OH
1
1
6
5
4
3
2

[49]. Quả hồi được nghiền nhỏ và trích ly bằng cồn etylic trên thiết bị soxhlet
trong khoảng 2h. Sau đó, cồn etylic được đuổi tại thiết bị cô quay chân không,
hoà tan cặn thu được trong nước và làm ấm hỗ
n hợp đến 80
0
C. Loại bỏ lớp tinh
dầu nổi phía trên, lớp phía dưới được xử lý bằng dung dich formaldehit (30-
40%) và than hoạt tính nhằm khử màu và loại một phần các hợp chất hữu cơ
khác (tan trong nước). Sau khi đuổi dung môi, lớp cặn được đưa vào cột trao đổi
ion. Rửa bằng nước và dung môi rửa giải là dung dịch axit axetic 25%. Cuối
cùng, axit shikimic được kết tinh trong hệ dung môi metanol/toluen hoặc
metanol/etyl axetat với hiệu suất thu nhận 2,4 -7,0%.
Axit shikimic còn nhận được thông qua con đường hoá học và sinh tổng
hợp [14]. Tuy nhiên, do chưa cạnh tranh được về mặt kinh tế hoặc độ an toàn
nên lượng axit shikimic được tổng hợp ra chưa nhiều.
Việt sử dụng axit shikimic làm nguyên liệu khởi đầu cho quá trình tổng
hợp ức chế neuraminidase GS414 đã được hãng Gilead Sciences phát hiện và
sau này hãng dược phẩm lớn của Thuỵ Sỹ- Roche đã mua lại bản quyền và phát
triển chất ức chế GS4140 này dưới tên thương mại "Tamiflu” - được sử dụng là
một thành phần kháng virus có hiệu quả trong việc phòng chống và điều trị lây
nhiễm cúm. Hàm lượng axit shikimic thu nhận từ quả hồi khá cao (ước tính
khoảng 15 - 18 kg quả hồi khô chiết xuất được 1 kg axit shikimic ) trong khi mỗi
bệnh nhân bị nhiễm cúm gia cầm cần 10 viên Tamiflu. Để sản xuất 10 viên

22
thuốc này cần 15g hoa hồi. Giá của axit shikimic khoảng từ 200-250 USD/kg,
loại đặc biệt giá có thể lên đến 500 USD/kg. Dưới đây là sơ đồ của quá trình
nhiều công đoạn để tổng hợp
ra hoạt chất oseltamivir photphat của thuốc kháng
virus Tamiflu từ nguyên liệu khởi đầu là axit shikimic.

- Me
2
S
63 - 75%
Ketal reduction
Hunter conditions
COOEt
OMs
R
'
O
RO
10:1:1 inseparable mixture

of
R = H, R'= H; R = 3 - pentyl, R
'
= H;
R = H, R
'
= 3 - pentyl
KHCO
3
aq . EtOH 96%
expoxidation
COOEt
O
O
NH
2

SO
4
. 6 H
2
O
77%
N - deatlylation
COOEt
HO
O
NH

2
PhCHO
t - BuOMe, -H
2
O
unselective imine
formation
COOEt
N
Ph
MsCl, Ft
3
N
- Et
3
N - HCl
mesylation
COOEt

N
Ph
HN
second trasimination followed by acidic hydrolysis
COOEt
O
HN
H
2
N
80% over four steps

Nhu cầu về thuốc tamiflu trong mấy năm trước đây không ngừng tăng cao
mà nguồn axit tự nhiên không đủ cung cấp nên đến năm 2004 hãng Roche đã
hợp tác với một trung tâm kĩ thuật sinh học của Đức nghiên cứu cách tổng hợp

23
axit shikimic. Họ đã nghiên cứu thành công công nghệ mới về sinh tổng hợp axit
shikimic từ vi khuẩn đại tràng trong canh trường glucose. Hiện nay, 2/3 lượng
axit shikimic của hãng Roche được chiết xuất từ hoa hồi, 1/3 còn lại được cung
cấp từ con đường sinh tổng hợp [18,19,10,44].
Trước nhu cầu điêù trị bệnh cúm bằng Tamiflu, một số nước như Ấn Độ,
Đài Loan đã chủ động sản xuất axit shikimic bằng nhiều con
đường khác nhau
và họ đã sản xuất được hàng chục tấn loại axit này.
Axit shikimic còn là loại cơ chất đa năng quan trọng cho vô số các quá
trình sinh tổng hợp các hợp chất tự nhiên quan trọng như các amino axit thơm,
các alkaloids, các hợp chất rượu phenolic và các hợp chất phenyl propanoids.
Hơn nữa, axit shikimic còn đóng vai trò thiết yếu để tạo ra những dược phẩm
quý [49]. Có thể đưa ra đây một sơ đồ sinh tổng hợ

p-Hydroxybenzoic acid
p-Coumaric acid p-Hydroxybenzyl p-Hydroxybenzyl
aldehyde alcohol

4-Hydroxy-3-metoxy- Vanillin 3,4-Dihydroxy- 3,4-Dihydroxy-
benzyl alcohol benzaldehyde benzyl alcohol
OH
CH
2
OH
OH

Ở Việt Nam việc nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng axit shikimic còn hết
sức mới mẻ. Gần đây, TS. Nguyễn Quyết Chiến và cộng sự ở Viện Hoá học

24
thuộc Viện KH và CN Việt Nam đã nghiên cứu thành công công nghệ chiết tách
axit shikimic từ quả hồi Việt Nam ở quy mô phòng thí nghiệm [2]. Quả hồi được
phơi khô và nghiền thành bột. Bột quả hồi khô (100 g) được chiết Soxhlet với
etanol 95%. Dung môi được cất loại dưới áp thấp và thu được cặn dịch etanol.
Cặn dịch etanol được hòa vào nước, lọc bỏ phần không tan rồi cho chạy qua cột
trao đổi ion với dung môi rửa giả
i là axit axetic 25%. Cặn dịch axit axetic thu
được được phân tách bằng sắc ký cột Sephadex với dung môi rửa giải là MeOH
thu được 7,02 g axit shikimic. Nhóm tác giả cũng thành công trong việc phân
tích, xác định cấu trúc và định lượng độ tinh sạch của axit shikimic [3]. Tuy
nhiên, công nghệ chiết tách trên vẫn còn khá phức tạp nên khó áp dụng vào sản
xuất ở quy mô lớn. Mặt khác, nhóm tác giả mới quan tâm chính vào việc thu
nhận axit shikimic mà chưa nghiên cứu tận thu sản phẩm không kém phần quan
trọng là tinh dầu hồi.