Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhựa dầu gừng ứng dụng cho thực phẩm

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (827.37 KB, 59 trang )

1
tr-ờng đại học vinh
khoa hoá học
------------

đồ án tốt nghiệp
Tên đề tài:

Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhựa dầu gừng
ứng dụng cho thực phẩm

Giáo viên h-ớng dẫn: TS.
Sinh viên thực hiện :
Lớp

Trần Đình Thắng

Nguyễn Thị Thanh Nga

: 47K - Công nghệ thực phẩm

Vinh, tháng 12 năm 2010

2

LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp này được hoàn thành tại phịng Thí nghiệm Cơng nghệ Thực
phẩm, khoa Hóa, Trung tâm Kiểm định an tồn thực phẩm – Mơi trường, Trường Đại
học Vinh.
Với lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn:

- Thầy giáo hướng dẫn TS. Trần Đình Thắng đã giao đề tài, tận tình hướng
dẫn, tạo mọi điều kiện và giúp đỡ tơi trong suốt thời gian làm đề tài này.
- ThS Đỗ Ngọc Đài, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật đã giúp định dạng
mẫu thực vật, giúp đỡ tôi trong suốt q trình thí nghiệm.
- ThS Lê Thị Mỹ Châu, CN Võ Thị Yên và các thầy cô giáo trong Bộ mơn
Cơng nghệ Thực phẩm đã có nhiều ý kiến đóng góp q báu cho tơi hồn thành đồ
án này.
Nhân dịp này, tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cơ trong khoa Hóa, gia đình,
bạn bè đã quan tâm và động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hồn
thành đồ án này.
Vinh, tháng 12 năm 2010

Nguyễn Thị Thanh Nga

3

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU

Trang

Chƣơng 1: TỔNG QUAN

1

1.1. Họ Gừng

1

1.1.1. Đặc điểm thực vật họ Gừng

1

1.1.2. Phân bố

1

1.2. Cây nghiên cứu

2

1.2.1. Đặc điểm thực vật

2

1.2.2. Thành phần hóa học của củ gừng

4

1.3. Tổng quan về nhựa dầu Gừng

6

1.3.1. Tính chất vật lý

6

1.3.2. Thành phần hóa học của nhựa dầu gừng

7

1.3.2.1. Các hợp chất dễ bay hơi

7

1.3.2.2. Các hợp chất cay

9

1.4. Ứng dụng của gừng và nhựa dầu gừng

11

1.5. Các phương pháp sản xuất nhựa dầu Gừng

13

1.5.1. Thu nhận nhựa dầu gừng bằng phương pháp chiết với các dung

13

môi hữu cơ
1.5.1.1. Chiết gián đoạn (ngâm chiết)

16

1.5.1.2. Chiết liên tục

16

1.5.2. Chiết nhựa dầu gừng bằng CO 2 lỏng siêu tới hạn

16

1.5.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết

18

1.5.3.1. Nguyên liệu

18

1.5.3.2. Tỷ lệ dung môi và nguyên liệu

19

1.5.3.3. Nhiệt độ chiết

19

1.5.3.4. Thời gian chiết

20

1.5.3.5. Loại dung môi

20

1.5.3.6. Tốc độ chảy của dung môi

20

4
1.6. Tình hình nghiên cứu, sản xuất, tiêu thụ gừng và nhựa dầu

20

1.6.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất, tiêu thụ gừng và nhựa dầu trên

20

thế giới
1.6.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất, tiêu thụ gừng và nhựa dầu gừng ở

21

Việt Nam
Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ THỰC NGHIỆM

23

2.1. Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài

23

2.2. Vật liệu nghiên cứu

23

2.2.1. Nguyên liệu

23

2.2.2. Hóa chất

23

2.2.3. Dụng cụ

23

2.2.4. Thiết bị máy móc

24

2.3. Phương pháp nghiên cứu

25

2.3.1. Quy trình cơng nghệ chiết nhựa dầu gừng

26

2.3.1.1. Sơ đồ công nghệ

26

2.3.1.2. Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ

27

2.3.2. Các phương pháp phân tích

28

2.3.2.1. Xác định hàm lượng các chất bay hơi của nhựa dầu gừng

28

2.3.2.2. Phân tích thành phần chất bay hơi trong tinh dầu, nhựa dầu

28

gừng
2.4. Các phương pháp tách tinh dầu

29

2.4.1. Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

29

2.4.2. Bảo quản tinh dầu

29

2.5. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết nhựa gừng

30

2.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của các loại dung môi lên hiệu suất chiết

30

2.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên hiệu suất chiết

30

2.5.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết đến hiệu suất chiết

31

2.6. Xác định chất lượng nhựa dầu gừng

32

2.6.1. Xác định chỉ số axit và chỉ số este

32

2.6.1.1. Phương pháp xác định chỉ số axit

32

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

5

2.6.1.2. Xác định chỉ số este

32

Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

34

3.1. Kết quả tách tinh dầu

34

3.2. Kết quả hàm lượng nhựa dầu gừng chiết bằng phương pháp Shoxlet

34

3.3. Kết quả thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất chiết

34

3.4. Xác định hàm lượng và thành phần các hợp chất bay hơi có trong tinh

40

dầu, nhựa dầu gừng
3.5.Xác định các chỉ số lý hoá và chất lượng cảm quan của sản phẩm

48

nhựa dầu gừng

Chƣơng 4: KẾT LUẬN

49

Ý KIẾN ĐỀ XUẤT

50

TÀI LIỆU THAM KHẢO

51

PHỤ LỤC

53

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

6

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, điều kiện rất thuận lợi cho việc phát triển
các loại thực vật nói chung và các cây gia vị nói riêng. Gia vị đóng một vai trị rất quan
trọng trong cuộc sống của con người. Gia vị khơng chỉ có tác dụng cải thiện mùi vị cho
các món ăn, làm cho chúng trở nên hấp dẫn hơn, kích thích sự ngon miệng mà cịn có
nhiều giá trị sử dụng khác trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp thực phẩm, dược

phẩm, mỹ phẩm…
Gia vị được loài người sử dụng từ lâu, nhưng phải đến những năm bảy mươi của
thập kỷ 20, các sản phẩm gia vị ở dạng tinh chế mới được sản xuất ở quy mô công
nghiệp, việc trao đổi buôn bán các mặt hàng này mới xuất hiện và ngày càng phát triển.
Gia vị ở dạng tinh chế vẫn giữ được những tính chất tạo hương vị trội hơn nguyên liệu
gốc như: dễ bảo quản, không bị hao hụt do thối, mốc, vận chuyển gọn nhẹ, sử dụng
thuận tiện cho nhiều mục đích. Gia vị ở dạng tinh chế gồm có tinh dầu và nhựa dầu.
Tinh dầu bao gồm các chất thơm dễ bay hơi còn nhựa dầu chứa cả chất thơm, chất tạo
vị và các chất màu.
Trong nhiều thập kỉ qua nhờ có sự tiến bộ vượt bậc về khoa học công nghệ và
thiết bị chiết, việc sản xuất và tiêu thụ nhựa dầu gia vị trên thế giới tăng 11% mỗi năm
[10].
Gừng (Zingiber officinale Roscoe) là một loại gia vị quan trọng và chiếm tỉ lệ
đáng kể trên thị trường gia vị thế giới. Ở Việt Nam, mặc dù có nhiều tiềm năng để phát
triển công nghiêp sản xuất nhựa dầu gia vị đặc sản nhưng hiện nay vẫn chưa có các sản
phẩm nhựa dầu gừng sản xuất theo quy mô công nghiệp, nên hàng năm chúng ta phải
bỏ ra nhiều triệu đô la để nhập khẩu các sản phẩm này với giá rất cao. Công nghệ và
thiết bị sản xuất nhựa dầu gừng nói riêng và nhựa dầu gia vị nói chung tương đối phức
tạp và hiện đại, nhưng khơng q khó để chúng ta khơng thể khơng vươn tới được. Vấn
đề là chúng ta có thực sự quan tâm và đầu tư đúng mức cho việc nghiên cứu và sản xuất
nhựa dầu gia vị hay không. Đây quả là một thách thức cho các nhà nghiên cứu và sản
xuất nhựa dầu Việt Nam.
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

7
Xuất phát những lý do trên nên tôi đặt vấn đề “Nghiên cứu sản xuất nhựa dầu gừng
ứng dụng cho thực phẩm” từ đó góp phần xác định thành phần hóa học, tìm ra nguồn

ngun liệu mới cho ngành thực phẩm và hóa dược.
2. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhựa dầu gừng
- Tách và bảo quản tinh dầu, xác định hàm lượng % tinh dầu so với mẫu tươi.
- Xác định thành phần hóa học và so sánh các hợp chất bay hơi có trong nhựa dầu và
tinh dầu gừng.
3. Đối tƣợng nghiên cứu
- Củ gừng Đức Thọ
- Củ gừng Trung Quốc
- Củ gừng Nam Đàn

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

8

Chƣơng 1
TỔNG QUAN
1.1.

Họ Gừng

1.1.1. Đặc điểm thực vật họ Gừng
Họ Gừng (Zingiberaceae), là một họ thảo mộc sống lâu năm với các thân rễ bò
ngang hay tạo củ. Nhiều loài là các loại cây cảnh, cây gia vị, hay cây thuốc quan trọng.
Các thành viên quan trọng nhất của họ này bao gồm gừng, nghệ, riềng, đậu khấu và sa
nhân.
Các cây trong họ Gừng (Zingiberaceae) cây thảo nhiều năm thường sống nơi đất

ẩm, dưới tán cây hay tán rừng, hiếm khi phụ sinh (Cautleya gracilis, Hedychium
bousigonianum, Hedychium poilanii). Rễ nhỏ, hình sợi, đơi khi đầu rễ phình to lên
thành dạng củ (Curcuma, Kaempferia, Stahlianthus…). Thân rễ to, nạc, nằm ngang,
chứa nhiều chất dự trữ, có khi rất ngắn hoặc chỉ mang hoa, thân được tạo thành do các
bẹ lá ôm chặt lấy nhau tạo thành thân giả, rất ngắn hoặc khơng có (Distichochlamys,
Kaempferia…) hay cao 1-3m, đơi khi cao tới 4-5m (Alpinia, Amomum…), khơng phân
nhánh. Cây thường có mùi thơm hay có mùi hắc như một số lồi trong chi Zingiber.
1.1.2. Phân bố
Họ này có khoảng 47 chi và hơn 1.000 loài, phân bố ở vùng nhiệt đới và cận
nhiệt đới, chủ yếu ở phía Nam và Đơng Nam Á. Theo các nghiên cứu gần đây, ở Việt
Nam hiện biết gần 20 chi và gần 100 loài, trong đó nhiều cây có giá trị. Một số cây
trồng điển hình như:


Riềng (Alpinia officinarum Han): thân rễ khỏe, phủ nhiều vảy, khi già có nhiều
xơ, dùng làm gia vị và làm thuốc.



Nghệ (Curcuma domestica Val. hay Curcuma longa L): thân rễ làm gia vị, làm
thuốc chữa bệnh dạ dày, bệnh vàng da, dùng cho phụ nữ sau khi sinh đẻ.



Gừng (Zingiber officinale Roscoe): thân rễ thơm cay, dùng làm gia vị, làm mứt
và làm thuốc, có tác dụng hưng phấn, dễ tiêu.

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

tươi hay khô, vị thuốc mang tên khác nhau:
Sinh Khương là củ (thân rễ) tươi
Can Khương là thân rễ phơi khô.
- Là loại cây thảo cao tới 1m.
- Thân rễ nạc và phân nhánh xoè ra như hình bàn tay gần như trên cùng một mặt
phẳng, màu vàng, có mùi thơm.
- Lá mọc so le, khơng cuống hình mác, có gân giữa hơi trắng nhạt khi vị có mùi
thơm.
- Cán hoa dài cỡ 20cm, mang cụm hoa hình bơng, gồm nhiều hoa mọc sít nhau.
Hoa có tràng hoa màu vàng xanh, có thuỳ gần bằng nhau nhọn. Cánh mơi ngắn hơn các
thuỳ của tràng, màu tía với những chấm vàng, nhị hoa màu tím, quả mọng.

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

10

Hình 1.1. Ảnh cây gừng gió
Theo tác giả Phạm Hồng Hộ [1] ở Việt Nam có 11 loại gừng sau:
-

Gừng (Zingiber officinale Roscoe)

-

Gừng gió (Zingiber zerumbet)

-

Gừng nhọn (Zingiber accuminatum Valeton)

-

Gừng Nam Bộ (Zingiber Cochinchinensis Gagn)

-

Gừng Eberhardt (Zingibereberhardii Gagnep)

-

Gừng lúa (Zingiber Gramineum BI)

-

Gừng tía (Zingiber purpureum Rose)

-

Gừng đỏ (Zingiber rubens Roxb)

-

Gừng một lá (Zingiber monophylum Gapnep)

-

Gừng bọc da (Zingiber pellium Gapnep)

-

Gừng lông hung (Zingiber rufopilosum Gagnep)
Gừng là một trong những gia vị quan trọng nhất và hầu hết được sử dụng rộng

rãi trên toàn thế giới. Gừng được trồng lần đầu tiên ở Trung Quốc cách đây hàng
nghìn năm và được đưa tới Địa Trung Hải vào thế kỉ thứ nhất sau công nguyên, và
tới Anh vào thế kỉ thứ X. Một thời gian sau gừng được những người Tây Ban Nha
đưa tới Ấn Độ và Mehico theo những cuộc chinh phạt của họ, và đến năm 1547, gia
vị này lại được xuất khẩu từ Jamaica trở lại Tây Ban Nha.
Ngày nay, gừng được trồng ở nhiều nơi trên thế giới và tập trung nhiều ở
Jamaica, Ấn Độ, Tây Phi, Trung Quốc, Nhật Bản, Indonexia, Đông Nam Á.
Cây gừng được trồng phổ biến ở các vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, nhiệt độ trung
bình hàng năm 21 – 270C, lượng mưa hàng năm 1.500 – 2.500 mm. Cây gừng được
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

11
trồng ở nơi có độ cao trên mặt nước biển từ vài mét tới 1.500 m. Tại các vùng núi cao
hơn 1.500 khí hậu lạnh, nhiều sương giá thì khơng nên trồng gừng.
Ở Việt Nam cây gừng được trồng khá phổ biến từ Bắc (tỉnh Lạng Sơn) vào Nam
(tỉnh Cà Mau). Cây gừng thích hợp ở vùng có một mùa khơ ngắn, có nhiệt độ khơng khí
tương đối cao trong thời kỳ củ gừng thành thục. Vì vậy, khí hậu ở nhiều địa phương
miền Nam nước ta thích hợp cho trồng gừng.
Gừng thường được nhân giống bằng các đoạn cắt, một hình thức sinh sản vơ
tính. Để phân biệt các loại gừng, người ta thường dựa theo vùng hay địa canh trồng
gừng. Bộ phận quan trọng và giá trị nhất của cây gừng là củ gừng vì trong củ chứa

nhiều nhựa dầu, thành phần quan trọng quyết định giá trị sử dụng và giá trị mùi vị
cho gừng. Các loại gừng nổi tiếng thế giới hiện nay đều xuất xứ từ các nước có sản
lượng gừng lớn là Ấn Độ và Jamaica.
1.2.2. Thành phần hóa học của củ gừng
Gừng chứa 2-3% tinh dầu với thành phần chủ yếu là các hợp chất hydrocarbon
sesquiterpenoit: β-zingiberen (35%), ar-curcumenen (17%), β-farnesen (10%) và một
lượng nhỏ các hợp chất ancol monoterpenic như geraniol, linalol, borneol.
Nói chung thành phần hóa học của gừng củ tùy thuộc vào loại giống, khí hậu
đất đai, chế độ chăm bón và thời điểm thu hoạch…Gừng tươi thường chứa hơn 80%
độ ẩm, 2,3% protein, 0,9 % chất béo, 1,2% chất khoáng, 2,4% chất xơ, 12,3% hợp
chất cacbonhydrat và các thành phần vi lượng như chất khoáng (sắt, canxi, photpho),
các vitamin (thiamin, riboflavin, niaxin, vitamin C)…
Các thành phần sau đây đã được báo cáo bởi Natarajan và cộng sự (1972) cho
thân rễ gừng từ Kerala (Ấn Độ): tinh dầu (1-2,7%), axeton chiết xuất (3,9-9,3%), chất
xơ thô (4,8-9,8%), và tinh bột (40,4-59%). Tỷ lệ phần trăm của dầu dễ bay hơi và chiết
những chất bay hơi của gừng từ nhiều nước khác nhau đã được báo cáo bởi Akhila và
Tewari (1984) (xem bảng 2.1)
Bảng 1.1 Phần trăm (của) chất bay hơi và chất không bay hơi của củ gừng từ
những nƣớc khác nhau
Phần trăm (%)
Nguồn gốc
Cochin ( Ấn Độ)

Chất bay hơi

Chất không bay hơi

2.2

4,25

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

12
Sierra Leone

1,6

7,2

Jamaica

1,0

4,4

Nigeria

2,5

6,5

Một vài năm sau, Haq và cộng sự (1986) nghiên cứu thành phần của gừng từ
Bangladesh. Họ thấy những thân rễ có chứa:
- Tinh dầu (4% trên thân rễ phơi khô ở 60 ºC trong 8 giờ, và 0,8% trên thân rễ tươi).
- Hỗn hợp chủ yếu là hydrocarbon sesquiterpene (10-16%), dựa trên gừng sấy khô.
- Tro (6,5%)

- Protein (12,3%) và protein tan trong nước (2,3%).
- Tinh bột (45,25%).
- Chất béo (4,5%) bao gồm các axít béo tự do (chỉ số axit: 10,38, như axit oleic:
5,2).
- Phospholipid xác định từ chiết xuất dầu khí.
- Sterols (0,53%)
- Oleoresin (7,3%)
- Vitamin (xem Bảng 1.2)
- Giảm lượng đường (glucose, fructose, arabinose)
- Những chất hịa tan trong nước (10,5%)
- Chất khống (trong g/100 g): Ca (0,025), Na (0,122), K (0,035), Fe (0,007), P
(0,075), Mg (0,048), Cl (1,5 ppm), F (5,0 ppm).
Nội dung các phần tử trong gừng đã được báo cáo bởi Zaidi (1992) và Afzal
(2001) (xem Bảng 1.2)
Bảng 1.2. Những vitamin trong bột thân rễ gừng từ Bangladesh
Vitamin

Tỷ lệ phần trăm ở dạng bột

Thiamin

0,035

Riboflamin

0,015

Niacin

0,045

Prydoxin

0,056

Vitamin C

44,0

Vitamin A

-

Vitamin B

-

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

13
Total

44,15%

Tóm lại, thân rễ gừng có chứa hai loại sản phẩm:
- Hợp chất dễ bay hơi tạo thành các tinh dầu.
- Các chất không bay hơi, sản phẩm bao gồm oleoresin (zingerol, shogaol và các

sản phẩm liên quan đó là các hợp chất cay của gừng) và thơng thường các hợp chất hữu
cơ và vô cơ khác được tìm thấy trong thực phẩm.

Bảng 1.3. Số lƣợng các chất vơ cơ có trong củ gừng
Thành

Số lƣợng µg.g -1

Thành

Số lƣợng µg.g -1

phần

Dựa trên trọng lƣợng khô

phần

Dựa trên trọng lƣợng khô

Cr

0,89

Hg

6,0 ng.g-1

Ma

358

Sb

39

Fe

145

Cl

579

Co

18 ng.g-1

Br

2,1

Zn

28,2

F

0,07

Na

443

Rb

2,7

K

12,9

Cs

24 ng.g-1

As

12 ng.g-1

Sc

42 ng.g-1

Se

0,31

Eu

44 ng.g-1

Theo Đỗ Tất Lợi, trong củ gừng có chứa 2-3% là tinh dầu. Ngồi ra cịn có
chất nhựa dầu (5%), chất béo (3,7%), tinh bột và các chất cay như: zingeron,
zingerola và shogaol [2].
1.3.

Tổng quan về nhựa dầu gừng
- Nhựa dầu gừng là một khối lỏng sệt màu nâu đậm có mùi thơm gừng đặc

trưng, có vị cay.
- Là một hỗn hợp gồm nhiều thành phần khác nhau, ngồi tinh dầu và chất cay
cịn có chất màu, đường, các axit hữu cơ, vitamin và muối khống, tùy theo mức độ
tinh chế và loại dung mơi chiết mà hàm lượng các chất không tạo mùi vị có trong các
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

14
sản phẩm nhựa dầu sẽ khác nhau. Đây là nguyên nhân chính tạo nên sự khác biệt
tương đối về tính chất hóa lý của các sản phẩm nhựa dầu gừng.
1.3.1. Tính chất vật lý
- Tỷ trọng: tỷ trọng của nhựa dầu gừng nặng hơn nước, d nhựa

gừng

= 1,012 -

1,028.

- Chỉ số khúc xạ: 1,5102 - 1,5121, chỉ số khúc xạ càng lớn, mức độ không no
càng lớn.
- Độ nhớt: Nhựa dầu gừng được chiết bằng các loại dung mơi khác nhau thì
có độ nhớt khác nhau. Nó có độ nhớt cao nhất khi chiết bằng etanol.
- Tính tan: hịa tan tốt trong benzyl benzoat, khơng tan trong glyxerin,
propylenglycol, hòa tan một phần trong etanol.
- Chỉ số axit: 1,10 – 2,50
- Chỉ số este: 7,80 – 14,20.
1.3.2. Thành phần hóa học của nhựa dầu gừng
Nhựa dầu gừng gồm có 15-20% các hợp chất bay hơi, 20-30% các hợp chất
cay. Ngồi ra cịn có chất màu, resin và một số nhóm chất khác. Người ta thường
thấy khoảng 100 chất có trong nhựa dầu gừng [20].
1.3.2.1. Các hợp chất dễ bay hơi
Các hợp chất dễ bay hơi trong các sản phẩm nhựa dầu gừng thường là:
zingiberen, zingiberol, β-phellandren, n-decylaldehit, n-nonyl-aldehit, d-camphen, dborneol, arcurcumen…
Zingiberen
- Công thức phân tử: C 15H24 [20,21].
- Zingiberen là một sesquitecpen có tên theo danh pháp là: 5-(1,5-dimetyl-4hexenyl)-2-metyl-1,3-cyclohexadien, đây là thành phần rất quan trọng, là thành phần
dễ bay hơi chính và tạo nên mùi thơm đặc trưng chính cho nhựa dầu gừng, chiếm tới
7,4%.

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

15
(1) Zingiberen
- Zingiberen là một chất dầu không màu, dễ bị nhựa hố đặc biệt là trong q
trình bảo quản và nó có một số tính chất hố lý sau:

+ Nhiệt độ sôi: t s= 160-1610C/32 mmHg; 128-129 0C/9 mmHg
+ Tỷ trọng: d416= 0,8733
+ Tỷ số khúc xạ: nD30 = 1,4916; nD16 = 1,4984
- Zingiberen được khử bằng natri trong dung mơi rượu sẽ tạo thành
monocyclic dihdrozingiberen có nhiệt độ sôi là 122-1250C/7 mmHg nhưng khi khử
bằng hydro với sự xúc tác của Pt thì cho sản phẩm Hydro hóa hồn tồn có nhiệt độ
sơi ở 128-1300C/11 mmHg.
Zingiberol
- Zingiberol là một sesquiterpen alcohol, là thành phần quan trọng trong các
hợp chất dễ bay hơi của nhựa dầu gừng. Hợp chất này có mùi thơm dịu đặc trưng
cho gừng, có nhiệt độ sơi: 154-1570C/14,5 mmHg.
- Cơng thức phân tử: C 15H26O
- Công thức cấu tạo [20]:

OH

(2) Zingiberol
- Khi bị đốt nóng zingiberol mất nước trở thành dạng sesquitecpen có cơng thức
phân tử là C15H24 (đó là hỗn hợp sản phẩm gồm zingiberen và iso zingiberen) [20].
β-Phelandren
- Công thức phân tử: C 10H16
- Công thức cấu tạo [21]:

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

16

(3) β-phelandren
- β-phelandren chiếm 0,2-1,6% các hợp chất dễ bay hơi
- Tính chất hóa lý:
+ Nhiệt độ sơi: t s = 171-1720C/760 mmHg
+ Tỷ trọng

: d20 = 0,8520

+ Chỉ số khúc xạ: n D20 = 1,4788
+ Các hợp chất nitril của β-phelandren có nhiệt độ nóng chảy 97-980C và
1020C.
- Oxy hóa β-phelandren bằng KMnO4 1% sẽ thu được glycol có nhiệt độ sơi
1500C/10 mm Hg. Glycol khi đun nóng với H 2SO4 lỗng sẽ tạo rượu dihydrokimin
và andehyt dihydrokimin (khi kết hợp với semi-cacbazon cho tinh thể có nhiệt độ
nóng chảy ở 204-2050C).
1.3.2.2. Các hợp chất cay
Các hợp chất chủ yếu tạo ra vị cay trong nhựa dầu gừng là các hợp chất
alkanol phenolic như gingerol, zingeron, shogaol và các dẫn xuất của chúng [13].
Gingerol
- Thresh đã tách được các chất cay chủ yếu của gừng và gọi hỗn hợp chất cay
đó là gingerol, việc tách chiết gingerol ở dạng tinh khiết gặp rất nhiều khó khăn do
chất này dễ bị ảnh hưởng của nhiều tác nhân. Ví dụ khi đun nóng gừng với hydroxit
kiềm, các hợp chất cay gingerol của gừng sẽ bị biến đổi [13].
- Gingerol là một hỗn hợp các chất đồng đẳng có cùng cơng thức chung (như
hình vẽ). Trong đó, các gingerol thường gặp là 6-gingerol (khi n=4) và 8-gingerol
(khi n=6) và 10-gingerol (khi n=8) [13].

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

O

HO

(5) Zingeron
- Zingeron trong điều kiện bình thường ở trạng thái rắn tinh thể có nhiệt độ
nóng chảy: tc= 40-410C.
Shogaol
- Shogaol là thành phần cay khác quan trọng của nhựa dầu gừng, khi gingerol
bị dehydrat hoá dưới tác dụng nhiệt sẽ chuyển thành shogaol. Shogaol có vị cay
mạnh hơn gingerol [13].
- Cơng thức phân tử [20] : C17H24O3
- Công thức cấu tạo:
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

18
H3CO
(CH2)n - CH3
HO

O

(6) Shogaol
Shogaol cũng có thể tổng hợp được từ Zingeron và hexaldehyt [13]. Các hợp
chất trên có mối liên quan đến nhau được thể hiện trong sơ đồ 1.1.

H3CO

(CH2)n - CH3

O

HO

Đề hydrat

Gingerol

hóa

OH

Retrol – andol

n = 4: 6–gingerol
n = 6: 8–gingerol
n = 8: 10–gingerol

H3CO

H3CO
(CH2)n - CH3

HO

O

HO

O

Shogaol

Zingeron

n = 4: 6-shogaol

+

n = 6: 8–shogaol
n = 8: 10–shogaol
O
C
H
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

(CH2)n

CH3

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

19
n = 4: hexanal
n = 6: octanal
n = 8: decanal

Sơ đồ 1.1. Cấu tr c và mối liên hệ giữa các cấu t chính trong nhựa dầu gừng
Cùng với Shogaol người ta cịn tìm thấy dấu vết của paradol có cơng thức
phân tử là C17H24O3 là một dẫn xuất của nó. Ngồi ra trong nhựa dầu gừng cịn có
một số chất khác chưa được xác định [14].
1.4. Ứng dụng của gừng và nhựa dầu gừng
Trong các loại gia vị sử dụng phổ biến trên thế giới, gừng là một loại gia vị có
vai trị quan trọng và phạm vi sử dụng rộng rãi. Theo y học cổ truyền, gừng tươi có
vị cay thơm, tính ấm; gừng khơ có vị cay, mùi thơm hắc, tính nóng [2]. Vì vậy, gừng
được sử dụng làm gia vị cho những món ăn và thành phần của nhiều bài thuốc chữa
bệnh. Nhựa dầu gừng giữ được hầu hết các tính chất quý báu của gừng nguyên liệu
đồng thời lại có những ưu điểm của một sản phẩm nhựa dầu, vì vậy nhựa dầu gừng
được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống.
- Ứng dụng làm thuốc:
Đối với các trường hợp cảm lạnh ho sốt không ra mồ hôi và rối loạn tiêu hóa, có
thể nhai tươi, nuốt cả cái lẫn nước, ngậm gừng khô, gừng nướng... uống nước gừng sắc.
Trong trường hợp cảm lạnh, dùng gừng đánh gió, giã gừng đắp khi bị chấn
thương gây sưng bầm khớp đau nhức, côn trùng thú cắn. Uống bia gừng - cho gừng thái
sợi vào bia, vừa trừ được hàn thấp lại gây lợi tiểu chống bụng phệ (bụng bia).
Đông y từ lâu đã nói dùng gừng xào với tỏi tơm ăn buổi tối để lấy lại sự trẻ trung
sung mãn. Ngồi ra, tinh dầu gừng cịn giúp điều hịa thân nhiệt cơ thể như hạ sốt,
chống lạnh và đổ mồ hôi trộm. Tinh dầu gừng làm dịu tinh thần, chống suy nhược, hồi
phục năng lượng và tạo cảm giác sảng khoái cho cơ thể nhờ mùi thơm gắt pha lẫn ngọt
ngào. Đặc biệt, massage với tinh dầu gừng tươi sẽ nuôi dưỡng và giữ ẩm cho cơ thể
quyến rũ [23].
Các thành phần chính của nhựa dầu gừng là 6-gingerol, 6-shogaol và 6paradol có tác dụng mạnh để chống viêm nhiễm, chống nghẽn mạch máu [6]. Ở
Trung Quốc, gừng để trị đau bụng, bệnh tiêu chảy, buồn nôn, bệnh hen suyễn, bệnh
tim, bệnh rối loạn hô hấp, đau răng, bệnh thấp khớp. Ở Châu Phi, gừng được làm
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

20
thuốc chống đầy bụng, khó tiêu, long đờm, khản cổ, tuần hoàn máu ngoại vị, chất
làm các tế bào co lại để ngừng chảy máu, chất kích thích ngon miệng, thuốc lợi tiểu,
tiêu hóa. Ở Mỹ, gừng được sử dụng làm thuốc chống buồn nôn khi say tàu xe.
- Tác dụng chống nấm và vi sinh vật của Gừng:
Gừng có thuộc tính chống nấm, gừng ức chế Aspergillus niger, S. cerevisiae,
Mycoderma spp., L. acidophillus. Gừng còn ngăn chặn sự tăng cholestrol và chất
chống oxi hóa. Trường đại học Quốc gia về Dinh dưỡng ở Hyderabab Ấn Độ đã
nghiên cứu và chỉ ra rằng gừng có khả năng ức chế sự viêm tấy kinh niên và sự biến
đổi axit crachidonic với thuộc tính chống oxi hóa.
- Tác dụng chống oxi hóa của Gừng:
Gừng tươi chứa nhiều gingerol hơn nên cay hơn. Qua phơi sấy khô bị mất nước
thành shoagol. Shoagol nóng hơn gingerol. Tinh dầu: Trong gừng khơ chứa 200 chất và
tiêu biểu là gingerone. Chất khoáng: K, Ca, P, Fe, Mg, Mn, Zn, Co, Ge, Se. Các caroten
(tiền vitamin A), nhóm B, C, E.
Gừng chống ơxy hóa, chống lão hóa: Mạnh hơn cả vitamin E do chứa 12 hoạt
chất chống ơxy hóa. Khả năng chống oxi hóa của các chất có trong gừng được so
sánh với BHA, BHT, -Tocopherol. Gừng khơ được chiết với Methanol có nồng độ
80% và dịch chiết được tinh chế với etyl axetat, butanol và nước. Hoạt tính chống
oxi hóa lớn nhất là phần tinh chế với etyl axetat và hai chất hoạt động được sắc ký
cột và trên cơ sở của kết quả phân tích hóa học và quang phổ đã xác định được đó là
6-shogaol và 12-shogaol [19].
- Ứng dụng nhựa dầu Gừng để bảo quản thực phẩm:
Trong gừng tươi có enzym protease phân hủy rất mạnh các protein thành các
amino acid làm cho thức ăn mềm, dễ tiêu hóa, loại được các chuỗi peptit lạ nên chống
được dị ứng cho một số người không quen. Đây là một trong những lý do mà người ta
dùng gừng làm gia vị khi chế biến cá, ốc [22].
Người ta thường ướp gừng với một số loại thực phẩm, khi ướp dịch gừng thoát

ra làm cho món ăn mềm hơn, đậm đà hơn. Ví dụ: làm mềm thịt gà, thịt lợn, chống
oxi hóa thịt cừu…
Ngồi ra nhựa dầu gừng còn được phối hương tạo ra các sản phẩm bánh kẹo,
hương liệu cho các loại gia vị khác, tạo các sản phẩm hương gừng cho ngành dược
phẩm...
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

21
1.5. Các phƣơng pháp sản xuất nhựa dầu gừng
1.5.1. Thu nhận nhựa gừng bằng phƣơng pháp chiết với các dung mơi hữu cơ
Thơng thường q trình thu nhận nhựa dầu gừng bằng phương pháp chiết với
các dung môi hữu cơ bao gồm các công đoạn được thể hiện trong sơ đồ 1.2.

Nguyên
liệu

Sơ chế
Dung môi
CHIẾT

Bã

Cô đặc tách
dung môi
Dung môi
thu hồi
NHỰA

DẦU

Xử lý nhựa dầu
Sơ đồ 1.2. Quy trình chiết nhựa dầu gia vị
Chiết nhựa dầu gừng là quá trình chiết hệ lỏng - rắn gồm các giai đoạn: đầu
tiên dung môi thâm nhập vào các mao quản của nguyên liệu; giai đoạn hồ tan của
các cấu tử và dung mơi; giai đoạn chất tan và dung môi khuếch tán từ bên trong
nguyên liệu ra bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha; cuối cùng là giai đoạn chất tan và dung
môi hồ nhập vào pha lỏng. Vì vậy trước khi chiết người ta thường phải xử lý
nguyên liệu gừng để tạo ra các điều kiện thuận lợi cho quá trình dung môi xâm nhập
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

22
vào nguyên liệu và quá trình nhựa dầu thốt ra khỏi bề mặt ngun liệu. Có nhiều
cơng trình nghiên cứu về kỹ thuật sấy nguyên liệu gừng và chỉ ra rằng độ ẩm của
nguyên liệu thích hợp cho quá trình chiết nhựa dầu gừng là < 10% [15].
Để chiết nhựa dầu đạt hiệu suất thu nhận và chất lượng nhựa dầu cao cũng cần
phải lựa chọn dung môi thích hợp, xác định các yếu tố cơng nghệ tối ưu và lựa chọn
phương pháp chiết phù hợp.
Dung môi chiết có ảnh hưởng hết sức quan trọng đến q trình thu nhận nhựa
dầu. Khi lựa chọn dung môi, người ta thường quan tâm đến các tính chất vật lý, hố
học của dung môi như nhiệt độ sôi, momen lưỡng cực, hằng số điện môi, độ nhớt
của dung môi và bản chất của các chất cần chiết và tính hồ tan của dung mơi đối
với các chất đó. Ngồi ra dựa vào tính chất của dung mơi, trên thực tế sản xuất người
ta cịn quan tâm đến tính kinh tế và độ an tồn khi sử dụng dung mơi, nhất là đối với
các sản phẩm trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm thì tính an tồn của dung
mơi đối với sức khoẻ của con người là yếu tố được quan tâm hàng đầu. Một số chỉ số

hóa lý quan trọng của các dung môi thông dụng được chỉ ra ở bảng 1.1 [16].
Bảng 1.3. Tính chất vật lý của một số dung môi [23]
Khối
Dung môi

lượng

Nhiệt độ sôi
0

( C/760mmHg)

phân tử

Hằng số

Momen

Độ nhớt

điện môi

lưỡng cực

(cP, ở 250C)

( ở 200C)

( Debye)

Axeton

58

56,3

20,70

2,69

0,33

Diclometan

85

39,8

20,70

1,14

0,393

Dicloetan

99

83,5

10,45

1,8

0,90

Metanol

32

64,8

32,60

1,70

0,60

Etanol

46

78,3

24,50

1,66

0,991

Etyl axetat

88

77,1

6,40

1,81

0,450

Dietyl ete

74

34,5

4,34

1,30

0,24

n – hexan

86

68,7

1,91

0

0,31

Nước

18

100,0

79,70

1,90

0,89

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

23
Đối với nhựa dầu gừng, thành phần hóa học chủ yếu là các hợp chất terpen,
sesquiterpen (hầu hết là các hợp chất không cực), nên người ta thường sử dụng các
dung môi như axeton, etyl axetat, n-hexan, isopropanol, diclometan, etanol, metanol,
dietyl ete và các hệ dung môi như: axeton + nước, etanol + nước, metanol+ nước để
tách chiết nhựa dầu gừng [17].

1.5.1.1. Chiết gián đoạn (ngâm chiết)
Nguyên liệu và dung môi được cho vào ngâm một thời gian nhất định chiết
mixen ra, cho dung môi mới vào ngâm chiết và cứ thế cho đến khi nồng độ mixen
đạt đến giá trị cân bằng.
 Nhược điểm: thời gian dài và nồng độ mixen thấp.
 Ưu điểm: nguyên liệu tiếp xúc trực tiếp với dung môi nên dễ dàng cho việc
khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên hiệu suất chiết. Thiết bị đơn giản, dễ sử
dụng.
1.5.1.2. Chiết liên tục
Đây được xem là phương pháp phổ biến hơn do có hiệu suất cao và thời gian
ngắn, nó được thực hiện bằng cách ngâm ngun liệu trong dịng dung mơi chuyển
động ngược chiều hoặc dội tưới liên tục, nhiều đợt dung mơi hoặc mixen lỗng lên
lớp ngun liệu chuyển động.
 Nhược điểm: Hệ số sử dụng thiết bị thấp (45%), có thể dễ cháy nổ hơn khi
dung môi tiếp xúc với khơng khí trong thiết bị, hệ thống tuần hồn dung môi
phức tạp, phải dùng bơm nhiều.
 Ưu điểm: Nồng độ mixen cao, tỉ lệ sử dụng dung môi và nguyên liệu giảm,
đồng thời mixen thu được sạch hơn do nó được tự lọc bởi lớp nguyên liệu
chiết.
Trong công nghiệp, người ta sử dụng cả hai phương pháp, giai đoạn đầu,
ngâm ngun liệu trong dịng dung mơi chuyển động. Giai đoạn hai là tưới dung
mơi sạch hoặc mixen lỗng lên ngun liệu. Như vây, có thể tận dụng được
những ưu điểm của hai phương pháp.
1.5.2. Chiết nhựa dầu gừng bằng CO 2 lỏng siêu tới hạn

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

24
Ngày nay cùng với sự phát triển của ngành khoa học, việc chiết thu nhận nhựa
dầu gừng cũng như một số nhựa dầu gia vị khác, bên cạnh việc sử dụng các dung
môi truyền thống kể trên người ta đã sử dụng kỹ thuật chiết bằng chất lỏng siêu tới
hạn trong đó CO 2 lỏng siêu tới hạn được quan tâm nhất và được biết đến nhờ rất
nhiều ưu điểm, nó được coi như một dung mơi sạch, an tồn, khơng mùi, khơng vị,
rẻ tiền, dễ kiếm, khơng gây cháy nổ, không gây độc hại và không gây ô nhiễm môi
trường [10].
Nguyên tắc của dung môi siêu tới hạn như sau: Khi một chất khí được nén tới
một áp suất cao đáng kể, nó chuyển sang trạng thái lỏng, tuy nhiên khi chất khí được gia
nhiệt tới một nhiệt độ đặc trưng và tiếp tục tăng áp suất, khí đó cũng khơng chuyển sang
trạng thái lỏng và nhiệt độ đó gọi là nhiệt độ tới hạn và phụ thuộc vào áp suất hơi tương
ứng gọi là áp suất tới hạn. Các giá trị nhiệt độ tới hạn và áp suất tới hạn tạo thành điểm
tới hạn. Trạng thái của vật chất khi có cả nhiệt độ và áp suất lớn hơn điểm tới hạn được
gọi là trạng thái siêu tới hạn. Vật chất ở trạng thái này có cả tính chất của chất khí và
tính chất của chất lỏng. Khi đó dung mơi có các tính chất chiết rất tốt như độ hòa tan, độ
nhớt, sức căng bề mặt…Độ nhớt thấp nên dung môi dễ dàng thâm nhập vào trong
nguyên liệu [10].
Các hằng số tới hạn của CO2 là: nhiệt độ 31,10C; áp suất 78 bar và tỷ trọng là
0,468 g/cm3. CO2 lỏng siêu tới hạn được ứng dụng nhiều trong chiết nhựa dầu gừng
do nó có khả năng hịa tan tốt các dung mơi khơng phân cực hoặc phân cực.Các hợp
chất hữu cơ có phân tử lượng < 400 như terpen, monoterpen, thiol sesquiterpen,
pyrazin, thiazol, axit axetic, axit oleic, decanol, axit béo no ( tới C 12)…hòa tan trong
CO2 lỏng siêu tới hạn, các hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử > 400 như đường,
protein, tanin, sáp, carotenoid, clorophyl thì hầu như khơng hịa tan [10].
Hơn nữa do quá trình chiết được tiến hành ở áp suất cao nên khả năng thẩm thấu
của dung môi vào các cấu trúc tế bào thực vật tăng lên, tạo điều kiện cho các chất hòa
tan nhanh vào dung môi và dễ dàng thẩm thấu ra khỏi bề mặt nguyên liệu.
Sau đây là quy trình chiết nhựa dầu gừng bằng CO2 lỏng siêu tới hạn [14].

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

25
CO2 áp
suất
cao

Ngun liệu
(gừng khơ)

Xay nhỏ
Hạ nhiệt hố lỏng

Chiết

Hố hơi CO2

Xử lý

Nhựa
dầu
gừng

CO2

Sơ đồ 1.3. Quy trình chiết nhựa dầu gừng bằng CO2 lỏng [14]
Kỹ thuật chiết bằng CO2 siêu tới hạn đã và đang được phát triển. Trong những

năm gần đây, nhiều cơng trình đã quan tâm nghiên cứu nhằm xác định các điều kiện
công nghệ tối ưu cũng như chế độ xử lý nguyên liệu thích hợp cho việc thu nhận dầu
gừng [6]. Tuy nhiên chiết nhựa dầu gia vị bằng CO2 cũng có một số nhược điểm: dưới
điều kiện áp suất cao, một số cấu tử chất thơm có thể bị phân hủy hoặc thay đổi thành
phần cấu trúc phân tử hay cấu trúc không gian làm biến đổi mùi thơm của nhựa dầu.
Mặt khác, quá trình chiết với CO2 siêu tới hạn cần phải có hệ thống thiết bị chịu được
áp suất cao. Hệ thống này rất phức tạp, đắt tiền do đó đã hạn chế phần nào việc áp dụng
công nghệ hiện đại tiên tiến này để sản xuất nhựa dầu gừng. Trên thực tế, ở nhiều nước
trên thế giới, người ta vẫn sử dụng chủ yếu phương pháp chiết với các dung môi hữu cơ
truyền thống trong sản xuất nhựa dầu gừng.
1.5.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình chiết
1.5.3.1. Nguyên liệu
 Mức độ phá vỡ của mô:
Mức độ cơ học hay lý học của các mô ảnh hưởng ngược lại trên năng suất chiết.
Đây là một nhân tố cơ bản đẩy nhanh và làm triệt để tiến trình chiết bởi dung mơi. Với
cấu trúc tế bào hoàn toàn bị phá vỡ, các phân tử có thể tiếp xúc hồn tồn với dung môi
(Kitrigin, 1976)

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhựa dầu gừng ứng dụng cho thực phẩm

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về