Th5
Nhà thuốc Lưu Văn Hoàng – Chủ đề: Một số hợp chất vòng thơm
Nguồn: Bộ môn dược liệu – Đại học Y Dược TP HCM.
Guaiacol
Khi người Tây Ban Nha đặt chân đến vùng đất Caribbean vào thế kỷ thứ 16, họ thấy cư dân bản địa sử dụng một loại gỗ mang tên guaiacum, loại gỗ ngày nay được phân loại vào hàng cứng nhất thế giới. Chúng là những cây thuộc chi Guaiacum, họ Zygophyllaceae. Chất gôm guaiacum lấy từ cây được sử dụng để điều trị Giang mai vào thời điểm đó, vì vậy những người châu u đã nhanh chóng mang về lục địa của mình. Theo ghi nhận, loài cây còn được sử dụng chứa chứng đau họng khá hiệu quả, hoặc dùng trong các bệnh thấp khớp, gout mãn tính. Guaiacol hiện diện trong khói đốt củi như một sản phẩm phân hủy của lignin. Mùi hương của guaiacol gợi nhớ đến whisky và cà phê rang.
Cho đến năm 1826, nhà hóa học người Đức Otto Unverdorben đã lần đầu tiên phân lập được guaiacol từ creosote thực vật. Ông cũng là người đầu tiên tìm ra anilin như một sản phẩm chưng cất của indigo tự nhiên vào cùng năm, ở tuổi 20. Hỗn hợp creosote được hình thành từ quá trình nhiệt phân gỗ (sồi, thông, dẻ gai,…) hoặc các nhiên liệu hóa thạch, được sử dụng làm chất bảo quản và sát trùng (bảo vệ gỗ).
Guaiacol được sử dụng trong các chế phẩm trị ho, kháng khuẩn và giảm đau tại chỗ. Dẫn xuất của guaiacol là guaifenesin được sử dụng trong các thuốc trị ho thường ở dạng phối hợp với các hoạt chất khác.
Trong thử nghiệm sinh hóa, guaiacol có thể được sử dụng làm cơ chất phát hiện hay định lượng hoạt tính peroxidase (xác định sự có mặt của máu trong phân) tạo thành sản phẩm tetraguaiacol có màu. Hợp chất này là nguyên liệu tổng hợp nên một số hợp chất khác như eugenol hay vanillin.
Vanillin
Vanilla là một hương liệu phổ biến trong kem, bánh, kẹo; làm tăng hương vị ngọt và một số hương vị khác trong chocolate, cà phê, trái cây và các loại hạt. Chiết xuất vanilla tự nhiên thu được từ việc chiết quả vanilla trong cồn, với thành phần chính là vanillin và hơn 200 hợp chất khác ở hàm lượng nhỏ (acetaldehyd, furfural, acid hexanoic, 4-hydroxybenzaldehyd, eugenol, methyl cinnamat, acid isobutyric,…). Trong quá trình nấu nướng, các hợp chất có mùi thơm bị phân hủy làm giảm đi sự phức tạp ban đầu.
Vào thời đại của Đế chế Aztec, tức khoảng thế kỷ 15, sau khi chinh phục vùng Totonac ở bờ biển phía Đông Mexico ngày nay, Đế chế này đã thừa hưởng và phát triển việc canh tác lan vanilla của người Totonac. Họ đặt tên cho loại quả này là tlilxochitl, hay “hoa đen”, theo tên của quả đã trưởng thành, sẽ teo lại và chuyển sang màu đen ngay sau khi được hái. Nhà chinh phục người Tây Ban Nha Hernán Cortés có thể xem như người đã mang cả vani và chocolate về châu u vào những năm 1520.
Thực tế, vanilla chính là hương liệu đắt thứ hai sau saffron với quy trình tạo ra quả vanilla khá công phu, phải thụ phấn thủ công. Vanilla chính là tên một chi thuộc họ Lan, có nguồn gốc từ ‘vaina’ nghĩa là vỏ bọc, vỏ quả. Nguồn cung cấp quan trọng vanilla trên thế giới bao gồm Bourbon, Madagascar và Indonesia.
Sự đắt đỏ khiến cho người ta tìm kiếm nguồn nguyên liệu thay thế vanilla. Chiết xuất Castoreum lấy từ hải ly là một dạng như vậy, có mùi ngọt, ấm. Loài vật này sử dụng castoreum như một chất đánh dấu lãnh thổ của mình. Trong một số loại nước hoa có công bố thành phần castoreum. Tuy nhiên, việc khai thác castoreum từ động vật khiến cho hương liệu này phần nào bị giới hạn, mặc dù sau này người ta chỉ còn sử dụng biện pháp gây mê. Thành phần của castoreum gồm các chất có hoạt tính pheromon như 4-ethylphenol, catechol, acetophenon, 3-hydroxyacetophenon và các chất hoạt tính yếu hơn bao gồm 4-methylcatechol, 4-methoxyacetophenon, acid 5-methoxysalicylic, salicylaldehyd và acid 3-hydroxybenzoic. Các chất này thực tế có nguồn gốc từ chế độ ăn thực vật của hải ly như súng vàng, bạch dương, dương liễu,… Chất có mùi hương giống vanillin là 4-methoxyacetophenon còn gọi là acetanisol, đôi khi được mô tả như mùi caramel hoặc bơ.
Vanillin cũng có thể được tổng hợp hóa học tại phòng thí nghiệm. Dẫn xuất ethyl vanillin có mùi mạnh hơn, bền nhiệt hơn vanillin được cho phép sử dụng như một hương liệu. Điều thú vị là trong một số thử nghiệm nếm mù, vanilla nhân tạo sử dụng trong các loại bánh được yêu thích hơn, do thực tế chiết xuất vanilla tự nhiên có thành phần ít nhiều bị phân hủy trong lúc nướng bánh.
Nhựa benzoin
Mặc dù mang tên gọi benzoin, trong hương liệu này hầu như không chứa hợp chất benzoin. Nhựa benzoin thu được từ các loài hoa trắng hình chuông, Styrax, sống ở vùng nhiệt đới – cận nhiệt đới Bắc Bán Cầu như Java, Sumatra, Thái Lan, Việt Nam, Lào, Campuchia. Các loài dùng nhiều trong thương mại bao gồm S. tonkinensis (cánh kiến trắng), S. benzoin, và S. benzoides.
Cũng giống như một số loài thực vật khác, nhựa benzoin tiết ra khi cây bị tổn thương có vai trò kháng sâu bệnh xâm hại. Đây là thành phần thường thấy trong ngành sản xuất mùi hương và nước hoa với đặc tính hương ngọt giống vani và khả năng cố định hương tốt. Trong nước hoa, benzoin được sử dụng như một chất định hương, làm chậm sự phân tán của tinh dầu và các chất tạo mùi thơm khác vào không khí. Benzoin được sử dụng trong mỹ phẩm, thuốc thú y và nến thơm. Chúng còn được sử dụng làm hương liệu trong thức uống có cồn và không cồn, bánh nướng, kẹo cao su, sữa đông lạnh, gelatin, bánh pudding và kẹo mềm. Thời phong kiến, benzoin có mặt trong An tức hương ở Trung Hoa.
Khoảng thế kỷ 16, quá trình chưng cất khô nhựa benzoic được mô tả bởi Nostradamus vào năm 1556, sau đó bởi Alexius Pedemontanus (1560) và Blaise de Vigenère (1596). Đến 1832, Justus von Liebig và Friedrich Wöhler xác định thành phần acid benzoic trong đó và tìm thấy mối liên hệ với acid hippuric (sản phẩm trong nước tiểu kết hợp giữa acid benzoic và glycin). Salkowski xác định khả năng kháng nấm của acid benzoic vào năm 1875 và đặc tính đó vẫn được khai thác cho đến ngày nay làm chất bảo quản (thường dưới dạng muối), thành phần thuốc mỡ trị nấm (benzosali = acid benzoic + acid salicylic) bên cạnh đó còn làm tá dược trơn trong viên nén. Salkowski là nhà sinh hóa đã phát triển các phương pháp định tính cholesterol (phản ứng Salkowski), creatinin, glucose, carbon monoxid và indol. Acid benzoic và các dẫn xuất ester chiếm phần lớn trong thành phần của nhựa benzoin. Trong công nghiệp, acid benzoic có thể được tổng hợp bằng cách oxy hóa toluen.
Khi sử dụng làm chất bảo quản, sự hiện diện đồng thời của acid ascorbic và acid benzoic có thể dẫn đến hình thành benzen trong một số điều kiện nhất định như sự có mặt của kim loại dưới ánh sáng và nhiệt độ. Do đó, các quốc gia đều đưa ra giới hạn cho phép của chất bảo quản acid benzoic/muối benzoat trong thực phẩm, đặc biệt trên các đối tượng như nước giải khát. Tuy nhiên, theo báo cáo của FDA Hoa Kỳ, trong số 200 mẫu nước giải khát được phân tích, hàm lượng benzen hầu hết đều dưới ngưỡng 5 ppb. Có 10/200 mẫu vượt ngưỡng; 9/10 chứa đồng thời acid ascorbic và muối benzoat trong thành phần. 1/10 mẫu chỉ chứa acid ascorbic nhưng lại là nước ép nam việt quất (có benzoat tự nhiên).
Methyl salicylat
Ở vùng Bắc Mỹ, có một số loại cây vẫn xanh tốt trong mùa đông và do đó được gọi là wintergreen. Một trong số đó thuộc chi Gaultheria họ Ericaceae, ví dụ Gaultheria procumbens với những quả đỏ được sử dụng trong y học từ lâu. Cư dân bản địa hãm lá của loài cây này để chữa triệu chứng viêm khớp, sốt, viêm họng và các cơn đau khác. Các cây thuộc chi Gaultheria chứa methyl salicylat, ester của acid salicylic.
Trong tinh dầu của Gaultheria màu vàng nhạt đến phớt hồng chứa: methyl salicylat (khoảng 98%), α-pinen, myrcen, delta-3-caren, limonen, 3,7-guaiadien, và delta-cadinen, mang lại mùi hương ngọt, gỗ, đậm chất thảo dược, có chất “mint” trong đó. Đây là chất lỏng nhớt không màu, dễ bay hơi, mùi ngọt, ngoài việc chống xâm hại với việc thủy phân thành acid salicylic còn đóng vai trò giao tiếp cây-cây. Thời trước, “tinh dầu wintergreen” có thể được sản xuất từ Bạch dương ngọt (Betula lenta, Betulaceae). Các dẫn xuất của acid salicylic có thể hiện diện trong chi Spiraea (acid salicylic được phân lập vào năm 1839, tên gọi aspirin có nguồn gốc từ chi này, tuy nhiên từ năm 1828, Johann Andreas Buchner đã phân lập dạng glycosid là salicin từ Dương liễu Salix alba). Methyl salicylat được phân lập lần đầu tiên vào năm 1843, bởi nhà hóa học Pháp Auguste André Thomas Cahours, người đã nhận định đây là một ester giữa acid salicylic và methanol.
Tuy nhiên, một số người có thể nhạy cảm với methyl salicylat, gây ra các triệu chứng như dị ứng hoặc hen. Methyl salicylat cũng có thể gây ra độc tính nếu dùng quá liều, nhất là trên các dạng tinh dầu nguyên chất.
Quả Gaultheria có thể ăn sống hoặc dùng trong bánh. Trong Cách mạng Hoa Kỳ, lá Gaultheria được sử dụng thay thế cho trà. Wintergreen là một loại hương liệu phổ biến trong các sản phẩm của Mỹ, từ kẹo cao su, kẹo bạc hà, kẹo đến thuốc lá không khói như thuốc lá nhúng (hít “kiểu Mỹ”) và snus. Chúng cũng được làm hương liệu phổ biến cho các sản phẩm vệ sinh răng miệng như nước súc miệng và kem đánh răng.
Tài liệu tham khảo
Stevens, M. E., Ronan, A. K., Sourkes, T. S., & Boyd, E. M. (1943). On the Expectorant Action of Creosote and the Guaiacols. Canadian Medical Association journal, 48(2), 124–127.
Rain, Patricia; Lubinsky, Pesach (2011). Vanilla Use in Colonial Mexico and Traditional Totonac Vanilla Farming. In Odoux, Eric; Grisoni, Michel (eds.). Vanilla. USA: CRC Press. p. 252.
Shulaev, V.; Silverman, P.; Raskin, I. (1997). Airborne signalling by methyl salicylate in plant pathogen resistance. Nature. 385 (6618). 718–721.
Xem thêm bài cùng tác giả: Táo và nhóm thuốc Gliflozin
