i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận án này là trung thực
và chưa hề được sử dụng.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ trong việc hoàn thành Luận án đã được cảm ơn và
các thông tin trích dẫn trong Luận án đã được ghi rõ nguồn gốc.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong Luận án này.

Hà Nội: 2013

NCS: Nguyễn Văn Lợi


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành Luận án Tiến sĩ này, bên cạnh sự cố gắng lỗ lực của bản thân, em đã
nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều thầy, cô giáo và tập thể.
Em xin bày tỏ lòng cảm tạ và đội ơn sâu sắc đến thầy GS. TS. Hoàng Đình Hòa, cô
PGS. TS. Nguyễn Thị Minh Tú- Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, là những người đã tận
tình hướng dẫn, định hướng, đào tạo và giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn
thành Luận án. Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các cô PGS. TS. Phạm Thu Thủy,
PGS. TS. Lâm Xuân Thanh, PGS. TS. Lê Thanh Mai- Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, là
những người đã hướng dẫn và giúp đỡ em thực hiện các chuyên đề Tiến sĩ.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong hội đồng chấm Luận án Tiến sĩ đã
dành thời gian đọc, nhận xét và góp ý cho Luận án của em. Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy TS.
Vũ Hồng Sơn và các thầy, cô giáo trong Bộ môn Quản lý chất lượng, Bộ môn Công nghệ Sinh
học, Bộ môn Công nghệ Thực phẩm- Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm,
Viện Đào tạo Sau đại học- Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã đào tạo, tạo điều kiện, hướng
dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập, làm thí nghiệm và viết Luận án.

1.1. KHÁI QUÁT VỀ TERPENOID ...................................................................................... 4

1.1.1. Các loại terpenoid .................................................................................................... 4
1.1.1.1. Monoterpene ...................................................................................................... 4
1.1.1.2. Sesquiterpene ..................................................................................................... 5
1.1.1.3. Diterpene ............................................................................................................ 5
1.1.1.4. Triterpene ........................................................................................................... 5
1.1.1.5. Tetraterpene ....................................................................................................... 5
1.1.1.6. Lacton terpenoid ................................................................................................ 5
1.1.2. Qúa trình sinh tổng hợp terpenoid ............................................................................ 6
1.1.3. Tính chất tạo hương và hoạt tính sinh học của terpenoid ........................................ 7
1.1.3.1. Tính chất tạo hương của terpenoid ..................................................................... 7
1.1.3.2. Hoạt tính sinh học của terpenoid ........................................................................ 8
1.1.4. Một số cấu tử thuộc nhóm terpenoid ........................................................................ 9
1.1.4.1. Nootkatone ......................................................................................................... 9
1.1.4.2. Linalool .............................................................................................................. 9
1.1.4.3. Nerol ................................................................................................................ 10
1.1.4.4. Terpineol .......................................................................................................... 10
1.1.4.5. Geraniol............................................................................................................ 11
1.1.4.6. Citronellal ........................................................................................................ 11
1.1.4.7. Geranial ............................................................................................................ 12
1.1.4.8. Cumin aldehyde ............................................................................................... 12
1.1.5. Giá trị logP và momen lưỡng cực của các cấu tử thuộc nhóm terpenoid ...................... 13

1.1.5.1. Giá trị logP ....................................................................................................... 13
1.1.5.2. Giá trị momen lưỡng cực................................................................................. 13


iv
1.2. KHÁI QUÁT VỀ QUẢ CÓ MÚI .................................................................................. 13


1.5.1. Nguyên tắc xây dựng tổ hợp nhân hương .............................................................. 32
1.5.2. Cấu trúc tổ hợp nhân hương ................................................................................... 32
1.5.3. Mức độ thơm của tổ hợp nhân hương ................................................................... 34
1.6. ỨNG DỤNG CHẤT THƠM TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM ......................... 35

1.6.1. Tương tác giữa chất thơm với các thành phần trong thực phẩm ............................ 35
1.6.1.1. Tương tác giữa chất thơm với glucid .............................................................. 35


v
1.6.1.2. Tương tác giữa chất thơm với protein ............................................................. 36
1.6.1.3. Tương tác giữa chất thơm với lipid ................................................................. 36
1.6.1.4. Tương tác giữ chất thơm với các muối vô cơ ................................................. 36
1.6.2. Ứng dụng chất thơm trong sản xuất một số sản phẩm thực phẩm ......................... 37
1.6.2.1. Chất thơm sử dụng trong sản xuất bánh.......................................................... 37
1.6.2.2. Chất thơm sử dụng trong sản xuất kẹo ............................................................ 37
1.6.2.3. Chất thơm sử dụng trong sản xuất thạch rau câu ............................................ 37
1.6.2.4. Chất thơm sử dụng trong chế biến các món ăn ............................................... 37
1.6.2.5. Chất thơm sử dụng trong sản xuất đồ uống .................................................... 38
CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 39
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU ................................................................................................... 39

2.1.1. Qủa có múi ............................................................................................................. 39
2.1.2. Hóa chất ................................................................................................................. 39
2.1.3. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu ............................................................................. 40
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................................. 40

2.2.1. Phương pháp khảo sát quả có múi thích hợp cho thu hồi tinh dầu......................... 40
2.2.1.1. Phương pháp lấy mẫu ...................................................................................... 40

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................... 54
3.1. KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU........................................................................................ 54

3.1.1. Xác định giống quả có múi thích hợp cho thu hồi tinh dầu ................................... 54
3.1.2. Khảo sát hàm lượng tinh dầu trong lá, hoa, vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam sành
Hàm Yên và chanh giấy Hàm Yên ................................................................................... 55
3.1.3. Xác định thời điểm thu hoạch quả bưởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên, chanh
giấy Hàm Yên để thu hồi tinh dầu.................................................................................... 57
3.1.4. Xác định độ ẩm của vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh giấy
Hàm Yên .......................................................................................................................... 59
3.1.5. Xác định hàm lượng tinh dầu trong vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên
và chanh giấy Hàm Yên ................................................................................................... 59
3.1.6. Xác định ảnh hưởng của thời gian bảo quản quả bưởi Đoan Hùng, cam sành Hàm
Yên và chanh giấy Hàm Yên đến hàm lượng tinh dầu..................................................... 60
3.2. XÂY DỰNG QUY TRÌNH THU HỒI TINH DẦU ....................................................... 61

3.2.1. Xác định phương pháp thu hồi tinh dầu ................................................................. 61
3.2.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chưng cất tinh dầu .......................... 63
3.2.2.1. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi tinh dầu ......... 63
3.2.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước/nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi tinh dầu .......... 65
3.2.2.3. Ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hiệu suất thu hồi tinh dầu ............... 66
3.2.2.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng nguyên liệu/thể tích của thiết bị chưng cất
đến hiệu suất thu hồi tinh dầu ....................................................................................... 66
3.2.3. Tối ưu hóa quá trình chưng cất tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng ......................... 68
3.2.3.1. Thiết lập mô hình thí nghiệm .......................................................................... 68
3.2.3.2. Tối ưu hóa ........................................................................................................ 71
3.2.4. Quy trình thu hồi tinh dầu vỏ quả có múi .............................................................. 72
3.2.4.1. Sơ đồ quy trình ................................................................................................ 72



có múi .......................................................................................................................... 109
3.5.2. Xác định các cấu tử trong tinh dầu vỏ quả có múi sau khi làm giàu cấu tử hydrocarbon
có chứa oxy ..................................................................................................................... 110

3.5.2.1. Tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng sau khi làm giàu các cấu tử hydrocarbon
có chứa oxy ................................................................................................................. 111
3.5.2.2. Tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên sau khi làm giàu các cấu tử hydrocarbon có
chứa oxy ....................................................................................................................... 112


viii
3.5.2.3. Tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên sau khi làm giàu các cấu tử hydrocarbon
có chứa oxy .................................................................................................................. 113
3.6. NGHIÊN CỨU TỔ HỢP NHÂN HƯƠNG VÀ TẠO HƯƠNG LIỆU QUẢ CÓ MÚI .. 114
3.6.1. Nghiên cứu tổ hợp nhân hương tinh dầu vỏ quả có múi .......................................... 114

3.6.1.1. Xác định công thức tổ hợp nhân hương tinh dầu vỏ quả có múi............. 114
3.6.1.2. Xác định một số hoạt tính sinh học của tổ hợp nhân hương .................... 115
3.6.2. Nghiên cứu tạo hương liệu quả có múi ................................................................ 117

3.6.2.1. Xác định công thức tạo hương liệu quả có múi ........................................ 117
3.6.2.2. Quy trình tạo hương liệu quả có múi ......................................................... 117
3.6.2.3. Đánh giá chất lượng hương liệu quả có múi ............................................. 119
3.7. ỨNG DỤNG HƯƠNG LIỆU QUẢ CÓ MÚI VÀO CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM ... 121

3.7.1. Bánh quy xốp hương liệu quả có múi .................................................................. 121
3.7.1.1. Nghiên cứu thời điểm bổ sung hương liệu quả có múi vào bánh quy xốp ........ 121

3.7.1.2. Đánh giá chất lượng cảm quan bánh quy xốp hương liệu quả có múi.... 122
3.7.1.3. Công thức và quy trình sản xuất bánh quy xốp hương liệu quả có múi . 122

9. MPA: Meat-Pepton-Agar (môi trường MPA)
10. NDEA: N-nitrosodiethylamine
11. TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam


x
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm tổ hợp nhân hương theo nguyên tắc Jan-Carl ................................ 49
Bảng 2.2. Bố trí thí nghiệm chưng cất tinh dầu vỏ quả có múi ................................................. 52
Bảng 2.3. Bố trí thí nghiệm ứng dụng hương liệu quả có múi trong công nghiệp thực phẩm ... 53
Bảng 3.1. Đặc điểm hóa lý của một số giống quả có múi ......................................................... 54
Bảng 3.2. Hàm lượng tinh dầu trong lá, hoa và vỏ quả có múi ................................................. 56
Bảng 3.3. Đặc điểm hóa lý của quả và mùi của tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam sành
Hàm Yên, chanh giấy Hàm Yên thu hái ở các độ chín khác nhau ............................................. 58
Bảng 3.4. Độ ẩm vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh giấy Hàm Yên ......... 59
Bảng 3.5. Hàm lượng tinh dầu trong vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh
giấy Hàm Yên .......................................................................................................................... 59
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến hàm lượng tinh dầu thu được ...................... 60
Bảng 3.7. So sánh các phương pháp thu hồi tinh dầu vỏ quả có múi ........................................ 62
Bảng 3.8. Điều kiện thí nghiệm đối với tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng................................ 68
Bảng 3.9. Mô hình thí nghiệm chưng cất tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng ............................. 69
Bảng 3.10. Kết quả phân tích hồi quy hiệu suất thu hồi tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng ....... 69
Bảng 3.11. Chỉ số hóa lý của tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh
giấy Hàm Yên .......................................................................................................................... 74
Bảng 3.12. Các cấu tử của tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh giấy
Hàm Yên .................................................................................................................................. 76
Bảng 3.13. Các cấu tử trong phân đoạn tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng với n-hexane .......... 83

Bảng 3.14. Các cấu tử trong phân đoạn tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng với n-hexane và
diethyl ether............................................................................................................................. 85

Bảng 3.32. Tổng hợp kết quả trả lời của nhóm người thử trên mẫu phân đoạn 3 và tinh dầu vỏ
quả chanh giấy Hàm Yên ....................................................................................................... 102
Bảng 3.33. Giá trị logP và momen lưỡng cực của các cấu tử trong các phân đoạn tinh dầu vỏ
quả chanh giấy Hàm Yên ....................................................................................................... 102
Bảng 3.34. Khả năng quét gốc tự do DPPH của cấu tử tạo hương .......................................... 104
Bảng 3.35. Đường kính vòng kháng khuẩn của cấu tử tạo hương ........................................... 105
Bảng 3.36. Các cấu tử của tinh dầu vỏ quả có múi sau khi làm giàu các cấu tử hydrocarbon có
chứa oxy ................................................................................................................................. 110
Bảng 3.37. Công thức tổ hợp nhân hương tinh dầu vỏ quả có múi sau khi làm giàu cấu tử
hydrocarbon có chứa oxy ....................................................................................................... 114
Bảng 3.38. Đường kính vòng kháng khuẩn của tổ hợp nhân hương ........................................ 116
Bảng 3.39. Công thức tạo hương liệu quả có múi ................................................................... 117
Bảng 3.40. Cấu tử hương trong hương liệu quả có múi .......................................................... 119
Bảng 3.41. Kết quả đánh giá cảm quan hương liệu quả có múi .............................................. 121
Bảng 3.42. Công thức sản xuất bánh quy xốp hương liệu quả có múi..................................... 123
Bảng 3.43. Công thức sản xuất thạch rau câu hương liệu quả có múi ..................................... 131
Bảng 3.44. Công thức sản xuất nước cam hương liệu quả có múi........................................... 131
Bảng 3.45. Công thức sản xuất rượu mùi hương liệu quả có múi ........................................... 131


xii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Công thức isoprene ..................................................................................................... 4
Hình 1.2. Nootkatone ................................................................................................................. 9
Hình 1.3. Linalool ...................................................................................................................... 9
Hình 1.4. Nerol......................................................................................................................... 10
Hình 1.5.a. α-Terpineol ............................................................................................................ 10
Hình 1.5.b. β-Terpineol ............................................................................................................ 10
Hình 1.5.c. γ-Terpineol ............................................................................................................. 10
Hình 1.6. Geraniol .................................................................................................................... 11

Hình 3.14. Phân đoạn tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng với n-hexane và diethyl ether ........... 85
Hình 3.15. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng với diethyl ether ................ 86
Hình 3.16. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên với n-hexane ................. 91
Hình 3.17. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ cam sành Hàm Yên với n-hexane và diethyl ether92
Hình 3.18. Phân đoạn tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên với n-hexane và diethyl ether ........ 92
Hình 3.19. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên với diethyl ether............ 93
Hình 3.20. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên với n-hexane .............. 98
Hình 3.21. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên với n-hexane và diethyl
ether ......................................................................................................................................... 99
Hình 3.22. Phân đoạn tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên với n-hexane và diethyl ether ..... 99
Hình 3.23. Sắc ký đồ phân đoạn tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên với diethyl ether ....... 100
Hình 3.24. Hình ảnh chỉ hoạt tính kháng khuẩn của các cấu tử tạo hương .............................. 106
Hình 3.25. Hiệu suất hòa tan các cấu tử hydrocarbon có chứa oxy ......................................... 106
Hình 3.26. Hiệu suất phân lớp giữa các cấu tử hydrocarbon có chứa oxy và không chứa oxy 106

Hình 3.27. Sơ đồ quy trình làm giàu các cấu tử hydrocarbon có chứa oxy trong tinh dầu vỏ
quả có múi ............................................................................................................................. 109
Hình 3.28. Sắc ký đồ tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng sau khi làm giàu các cấu tử hydrocarbon
có chứa oxy ............................................................................................................................ 111
Hình 3.29. Sắc ký đồ tinh dầu vỏ quả cam sành Hàm Yên sau khi làm giàu các cấu tử
hydrocarbon có chứa oxy ....................................................................................................... 112
Hình 3.30. Sắc ký đồ tinh dầu vỏ quả chanh giấy Hàm Yên sau khi làm giàu các cấu tử
hydrocarbon có chứa oxy ....................................................................................................... 113
Hình 3.31. Kết quả đánh giá thị hiếu các mẫu tổ hợp nhân hương tinh dầu vỏ quả có múi ..... 115
Hình 3.32. Hình ảnh chỉ hoạt tính kháng khuẩn của tổ hợp nhân hương ................................. 116
Hình 3.33. Sơ đồ quy trình tạo hương liệu quả có múi sau khi làm giàu các cấu tử hydrocarbon
có chứa oxy ............................................................................................................................ 118
Hình 3.34. Sắc ký đồ cấu tử của hương liệu quả có múi ......................................................... 120
Hình 3.35. Hương liệu quả có múi dạng bột ........................................................................... 121
Hình 3.36. Kết quả đánh giá thị hiếu sản phẩm bánh quy xốp hương liệu quả có múi ............ 122

nhiều loại quả khác nhau được trồng trọt và thu hoạch quanh năm. Theo Bộ Nông nghiệp
và phát triển nông thôn, năm 2005 là 606.400 tấn và năm 2010 là 875.600 tấn. Quả có
múi rất đa dạng và phong phú, trong số đó có loại trở thành đặc sản của vùng như cam
sành Hàm Yên- Tuyên Quang, bưởi Đoan Hùng- Phú Thọ, cam Canh, bưởi Diễn- Hà
Nội, bưởi Phúc Trạch- Hà Tĩnh, bưởi Năm Roi- Vĩnh Long [2, 4, 6]. Trong giai đoạn từ
năm 2000- 2010, hàng năm nước ta đã xuất khẩu 30.000 tấn bưởi, 15.000 tấn cam tươi và
35.000 tấn nước quả đồ hộp từ quả có múi [2, 4].
Trên thị trường thế giới, tinh dầu và các sản phẩm chế biến từ tinh dầu luôn là
những mặt hàng có giá trị cao và sôi động. Các nước Trung Quốc, Ấn Độ, Indonexia đã
và đang trở thành những nước sản xuất và chế biến tinh dầu với khối lượng lớn. Nhiều
nước công nghiệp phát triển, đặc biệt là Hoa Kỳ, Anh, Pháp, Đức, Thụy Sỹ, Nhật Bản...
rất chú trọng việc nhập khẩu tinh dầu thô và xuất khẩu các sản phẩm tinh dầu đã qua chế
biến. Trong những năm 1965- 1970, khối lượng tinh dầu được sản xuất trên toàn thế giới
chỉ trong khoảng 25.000- 35.000 tấn/năm. Nhưng những năm gần đây nhu cầu về tinh
dầu ngày càng tăng cao đặc biệt là trong lĩnh vực thực phẩm và mỹ phẩm, chỉ riêng
Trung Quốc năm 2009 đạt 17.969 tấn. Brazin đứng đầu thế giới về sản lượng tinh dầu
cam chanh, năm 2009 Brazin đã sản xuất 18.075 tấn tinh dầu cam, chanh, Hoa kỳ đạt
7.285 tấn, Mexico đạt 370 tấn, Nhật Bản đạt 390 tấn, Israel đạt 372 tấn, Italia đạt 278 tấn,
Trung Quốc đạt 265 tấn và Australia đạt 240 tấn [14, 17]. Còn ở Việt Nam nhu cầu về
tinh dầu cho các ngành thực phẩm, dược phẩm, hóa mỹ phẩm ngày càng nhiều, nước ta
có nhiều loại thực vật có chứa tinh dầu, nhưng nhiều năm qua nước ta lại phải nhập khẩu


2
tinh dầu với số lượng lớn. Theo thống kê của Bộ Công Thương, năm 2008 nước ta phải
nhập khẩu một khối lượng tinh dầu trị giá khoảng 25 triệu đô la Mỹ. Việc khai thác, sản
xuất tinh dầu vẫn còn nhỏ, manh mún và tạm bợ. Đặc biệt là việc tách chiết các cấu tử tạo
hương trong tinh dầu để tổ hợp hương liệu thì rất ít các cơ sở nghiên cứu và sản xuất [5,
14, 17, 87]. Trong tinh dầu vỏ quả có múi có chứa các hợp chất thuộc nhóm terpenoid có
khả năng tạo mùi thơm hấp dẫn, đặc trưng của các loại quả này và có khả năng ứng dụng

4. Ý nghĩa khoa học của đề tài
4.1. Ý nghĩa lý thuyết
Đã tách chiết và xác định được các cấu tử tạo hương thuộc nhóm terpenoid
trong tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh giấy Hàm Yên.
Đây là những đóng góp đáng tin cậy làm phong phú thêm nguồn tư liệu về quả có múi
của Việt Nam.
Đã xây dựng được quy trình làm giàu các cấu tử hydrocarbon có chứa oxy trong
tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và chanh giấy Hàm Yên.
Đã xây dựng được quy trình tạo hương liệu dạng bột từ các cấu tử tạo hương
thuộc nhóm terpenoid trong tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên và
chanh giấy Hàm Yên với chất cố định hương là β-cyclodextrin và maltodextrin.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Tận dụng được vỏ quả có múi từ các cơ sở sản xuất nước giải khát, góp phần
giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đồng thời góp phần giải quyết đầu ra và nâng cao giá trị
sử dụng cho các loại quả này. Kết quả nghiên cứu góp phần tạo ra một loại hương liệu
mới từ vỏ quả có múi, góp phần làm đa dạng hoá sản phẩm hương liệu trên thị trường.
Tạo ra một loại hương liệu tự nhiên dạng bột có nguồn gốc từ bưởi, cam, chanh
của Việt Nam. Kết quả nghiên cứu của đề tài còn góp phần đưa ra công thức, thông số kỹ
thuật, quy trình thu hồi tinh dầu và phối hợp hương liệu cho các sản phẩm thực phẩm.
5. Tính mới của đề tài
Luận án là công trình khoa học nghiên cứu và xác định được đầy đủ các cấu tử
tạo hương đặc trưng thuộc nhóm terpenoid trong tinh dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam
sành Hàm Yên và chanh giấy Hàm Yên của Việt Nam, là cơ sở khoa học cho việc nghiên
cứu tổ hợp hương liệu từ tinh dầu của loại quả này.
Quy trình làm giàu các cấu tử hydrocarbon có chứa oxy tạo mùi thơm cho tinh
dầu vỏ quả bưởi Đoan Hùng, cam sành Hàm Yên, chanh giấy Hàm Yên bằng ethanol
96% và ethanol 70%, đồng thời loại bớt các cấu tử hydrocarbon không chứa oxy, không
tạo mùi thơm nhưng gây ra vị đắng cho tinh dầu, góp phần làm tăng giá trị của tinh dầu
vỏ quả có múi.
Quy trình sản xuất hương liệu quả có múi dạng bột, góp phần giữ được các cấu

Monoterpene đơn vòng: Nhóm hydrocarbon (limonene, α-terpinene, γ-terpinene,
α-terpinene, α-phellandrene, β-phellandrene có nhiều trong tinh dầu cam), nhóm aldehyde
(α-perillaldehyde, phellandral), nhóm alcohol (α-terpineol, menthol, piperitol, carveol).
Monoterpene hai vòng: Nhóm thuyane (α-thuyane, sabonene, thuyone, sabinol),
nhóm carane (car-3-en, car-4-en, caron), nhóm pinane (α-pinene, β-pinene, myrtenal,
myrtenol), nhóm camphane (camphor, borneol, camptien), nhóm fenchane (phenchone,
α-fenchene) [11, 13, 16, 19, 93].


5
1.1.1.2. Sesquiterpene
Sesquiterpene có công thức C15H24, được tạo thành bởi ba đơn vị isoprene kết
hợp, sesquiterpene là các hợp chất không no. Sesquiterpene không vòng như farnesol,
nerolidol. Sesquiterpene đơn vòng như α-bisabolene, zingiberene. Sesquiterpene hai vòng
như cadalene, β-selilene, α-cyperene, santonine. Sesquiterpene cấu trúc phức tạp như
caryophyllene. Sesquiterpene là phân đoạn tinh dầu có độ sôi cao, nhiều tinh dầu màu
xanh lơ hoặc tím, đặc biệt sau hydrogen hóa với lưu huỳnh [11, 13, 16, 19, 93].
1.1.1.3. Diterpene
Diterpene có công thức C20H32, được tạo thành bởi 4 đơn vị isoprene kết hợp,
diterpene có chủ yếu trong nhựa cây và gồm bốn loại: Diterpene không vòng như β-phytol.
Diterpene đơn vòng như vitamin A. Diterpene hai vòng như sclareol, manool. Diterpene ba
vòng như abietic acid, levopimaric acid, podocapric acid... [1, 11, 13, 16, 19, 93].
1.1.1.4. Triterpene
Triterpene có công thức C30H48, về mặt cấu trúc hóa học triterpene được tạo
thành bởi sáu đơn vị isoprene kết hợp với nhau bởi hai mảnh C15 nối với nhau ở giữa theo
cách đầu nối với đầu. Hợp chất hexane squalene với cấu hình trans là tiền thân của tất cả
các triterpene và được phân bố rộng rãi cả trong động vật và thực vật. Nghiên cứu về
triterpene cho thấy có gần 500 bộ khung triterpene khác nhau có nguồn gốc từ tự nhiên,
phần lớn các triterpene có cấu trúc bốn vòng giáp nhau (6-6-6-5) hoặc năm vòng giáp
nhau (6-6-6-6-5 hoặc 6-6-6-6-6), nhưng cũng tồn tại một số ít các triterpene dưới các

vật bậc thấp, thực vật bậc cao, đến cả động vật và con người. Các terpenoid được hình
thành từ hai hoặc ba hay nhiều phân tử isoprene, isoprene lại là một trong những hợp chất
cơ sở để tạo thành các carotenoid, các steroid và cao su. Quá trình sinh tổng hợp trong
mọi cơ thể thực vật đều bắt nguồn từ hợp chất ban đầu là acetic acid qua các sản phẩm
trung gian là mevalonic acid, isopentenil pirophosphat đến geranil và farnesil phosphat.
Bằng thực nghiệm, người ta đã chứng minh được các chuỗi carbon trong các phân tử
geraniol, linalool, farnesol và nerolidol là những sản phẩm trung gian chủ yếu trong quá
trình sinh tổng hợp các terpenoid có hoạt tính sinh học như các phyton, hocmon steroid,
các vitamin D, E, K và carotenoid. Một số hợp chất thường gặp trong thành phần của tinh
dầu như linalool, farnesol và nerolidol… luôn có mặt trong hầu hết các hoạt động sống
của cây. Qúa trình sinh tổng hợp terpenoid được thực hiện qua ba giai đoạn [93].
1. Tạo isoprene hoạt hóa từ ba phân tử acetyl CoA.
2. Phốt phát hóa để tạo nên pyrophotphat isopentenyl và pyrophotphat dimethylallyl
3. Sinh tổng hợp pyrophotphat geranyl và neryl

Dạng trans Dạng cis
Pyrophotphat neryl
Pyrophotphat geranyl

Terpenoid vòng.

Terpenoid hở.


7
1.1.3. Tính chất tạo hương và hoạt tính sinh học của terpenoid
1.1.3.1. Tính chất tạo hương của terpenoid
Terpenoid được cấu tạo bởi liên kết “đầu với đuôi” của các đơn vị isoprene được
sinh ra từ mevalonic acid. Terpenoid là những thành phần chủ yếu trong tinh dầu vỏ quả
có múi. Terpenoid tạo nên một nhóm chất rất lớn của các sản phẩm thiên nhiên, chúng có


8
được một số cấu tử có nhóm chức acid tham gia tạo mùi thơm cho tinh dầu, chẳng hạn
như nonanoic acid có trong tinh dầu chanh. Nhóm oxide: Người ta cũng xác định được
cis-linalool oxide, trans-linalool oxide góp phần tạo mùi thơm cho tinh dầu quả có múi
[17]. Những cấu tử này cũng thường chiếm một tỷ lệ nhỏ và là những cấu tử dễ bay hơi.
Ngoài tinh dầu quả có múi thì terpenoid cũng tham gia tạo hương thơm cho tinh
dầu bạch đàn, tinh dầu đinh hương và tinh dầu gừng... Với những vai trò tạo hương thơm
như vậy terpenoid được sử dụng rộng rãi trong sản xuất chất thơm cho thực phẩm và mỹ
phẩm. Vậy tính chất tạo hương của terpenoid chủ yếu là do các cấu tử có nhóm chức
aldehyde, ester, ketone, alcohol và acid quyết định.
1.1.3.2. Hoạt tính sinh học của terpenoid
Nhờ có những biến đổi rộng lớn về độ phân bố các cấu tử, trọng lượng phân tử,
điểm sôi và độ phân cực mà nhiều tinh dầu đã thể hiện hoạt tính kháng côn trùng, kháng
khuẩn và kháng nấm rất tốt [1, 11, 13, 16, 19]. Về mặt tác dụng, terpenoid được dùng
trong diệt khuẩn, phòng chống tim mạch và phòng chống khối u.
Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy tinh dầu vỏ bưởi và vỏ cam còn có tác
dụng chống ung thư. Trong tinh dầu bưởi, cam, có các cấu tử limonene, octanal,
citronellal và decanal... đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu và chứng minh khả năng
phòng chống một số loại ung thư [14, 25, 30]. Trong dân gian còn dùng tinh dầu bưởi để
giải rượu và bôi lên các vùng tóc rụng để kích thích mọc tóc. Xông mặt với tinh dầu vỏ
cam và quýt với nước có tác dụng giảm thiểu những cơn đau đầu khó chịu [1, 11, 16].
Trong hợp chất lactone terpenoid có vòng lactone không no dễ dàng kết hợp với
các nhóm -SH, -OH, -NH của amino acid và protein trong vi sinh vật, biến thành chất độc
và làm rối loạn quá trình sống của chúng.
Terpenoid còn có vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người, chúng tham gia
vào những quá trình trao đổi chất như các vitamin, tác dụng như các tác nhân điều tiết,
phòng chống ung thư và đóng vai trò bảo vệ như những chất chống oxy hóa. Đặc biệt
trong terpenoid có các hợp chất vòng lactone chiếm một vị trí quan trọng trong lĩnh vực
nghiên cứu y học, nông nghiệp vì tác dụng độc tế bào, kháng khuẩn, diệt côn trùng, diệt

CH3

H3C

CH3

Hình 1.3. Linalool
Linalool là cấu tử có nhiều trong tinh dầu quả có múi. Trong tinh dầu hoa bưởi
cấu tử linalool chiếm tới 9- 19,2%, còn trong tinh dầu lá cam người ta thấy cấu tử chính
là linalool. Ngoài ra người ta còn thấy linalool có trong tinh dầu hoa linh lan, tinh dầu cây
rau mùi, tinh dầu quế, tinh dầu gừng, tinh dầu sả và một số loại tinh dầu khác. Linalool có
ý nghĩa rất lớn trong công nghiệp hương liệu, trong công nghệ thực phẩm và trong mỹ
phẩm. Linalool là cấu tử có hoạt tính sinh học mạnh, dễ bay hơi trong tinh dầu và có tác
dụng tạo mùi thơm cho tinh dầu [7, 19, 60, 93].


10
1.1.4.3. Nerol
Nerol có cấu trúc hóa học như sau:
CH3

CH2OH

H3 C

CH3

Hình 1.4. Nerol
Nerol là một alcol có nhiều trong tinh dầu vỏ quả bưởi, vỏ quả cam, vỏ quả chanh
và vỏ quả quýt… Ngoài ra còn có trong tinh dầu sả, tinh dầu gừng và tinh dầu bạch đàn.


CH3

Hình 1.5.c. γ-Terpineol

Terpineol là một cấu tử thơm được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp xà phòng,
hương liệu, mỹ phẩm và một số ngành khác. Trong hương liệu thì terpineol giữ vai trò
như một chất kích hương. Trong tinh dầu cam terpineol chiếm 0,1%, trong tinh dầu quýt
terpineol chiếm từ 0,1- 0,44% và trong tinh dầu chanh terpineol chiếm từ 1- 1,4%. Tuy
nhiên hiện nay để đáp ứng nhu cầu sử dụng người ta đã tổng hợp terpineol từ geraniol,
linalool và α-pinene. Ở nước ta do tinh dầu thông có hàm lượng α-pinene lớn từ 60- 70%,
nên người ta thường tổng hợp terpineol từ α-pinene từ loại tinh dầu này. Thực hiện bằng


11
cách từ α-pinene tổng hợp ra terpin hydrade nhờ sunfuric acid và chất tạo bọt sau đó tiến
hành hydrade hóa ở nhiệt độ 90- 100 0C [9, 19, 60, 93].
1.1.4.5. Geraniol
Geraniol có cấu trúc hóa học như sau:
CH3
CH2OH

H3 C

CH3

Hình 1.6. Geraniol
Geraniol là cấu tử chính trong tinh dầu sả, tinh dầu hoa hồng, ngoài ra còn có trong
tinh dầu vỏ quả bưởi và vỏ quả cam. Trong tinh dầu sả người ta thấy geraniol chiếm
khoảng 42,7- 48,8%, trong tinh dầu hoa hồng geraniol chiếm khoảng 12- 14%. Đây là cấu