Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm nguồn gốc các hợp chất trong cây nguyên liệu gia vị phương pháp chiết suất và ứng dụng trong thực phẩm

Đại học Công Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
Viện Công nghệ sinh học – thực phẩm
~~~~~~~~~~~~~~~~~

TÊN ĐỀ TÀI

NGUỒN GỐC CÁC HỢP CHẤT TRONG CÂY
NGUYÊN LIỆU GIA VỊ
PHƯƠNG PHÁP CHIẾT SUẤT VÀ ỨNG DỤNG
TRONG THỰC PHẨM

GVHD:Nguyễn Thị Mai Hương
Lớp học phần: 2105407
Danh sách nhóm:
1.Huỳnh Thị Mỹ Linh 12125821
2.Dương Đức Long 12128351
3.Đặng Thị Nhung 12089271

Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 6 năm 2014


Bảng phân công nhiệm vụ của nhóm

STT Họ và tên
1
Huỳnh Thị Mỹ Linh

2

Dương Đức Long

3

Đặng Thị Nhung

Nhiệm vụ
-Tìm hiểu về các cây rau củ gia
vị, phân loại và tác dụng của nó
- Trình bày bìa, mục lục bài tiểu
luận
-Tìm hiểu về các phương pháp
chiết suất và kiểm tra chất lượng
tinh dầu
- Tổng hợp bài tiểu luận
-Tìm hiểu về các loại cây rau củ
gia vị phổ biến ở Việt Nam
- Viết lời mở đầu bài tiểu luận

2


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................5
Chương 1 :Giới thiệu về các loại rau củ gia vị ..................................................................6
1.1.Định nghĩa .............................................................................................................6
1.2. Phân loại ...............................................................................................................6
1.3. Tác dụng của rau quả gia vị ................................................................................7
1.3.1. Tạo nên mùi, vị tốt, át đi mùi vị xấu .................................................................7
1.3.2. Vị đặc biệt tạo nên tính chất riêng cho từng món ăn .........................................7
1.3.3. Chứa nhiều kháng sinh thực vật .......................................................................7
1.3.4. Cung cấp nhiều chất ding dưỡng, chất khoáng, vi khoáng cần thiết cho

cơ thể sống. ...............................................................................................................7
1.4. Thành phần của rau củ gia vị. .............................................................................8
1.4.1. Tinh dầu:..........................................................................................................8
1.4.2. Chất kháng sinh thực vật. .................................................................................8
Chương 2. Các loại rau gia vị phổ biến ở Việt Nam........................................................10
2.1. cây bạc hà: ..........................................................................................................11
2.2. Cây gừng: ...........................................................................................................11
2.3. Cây ớt: ................................................................................................................11
2.4. Cây hành: ...........................................................................................................12
2.5. Cây nghệ: ............................................................................................................12
2.6. Cây Ngò gai: ......................................................................................................13
2.7. Cây sả : ...............................................................................................................13
2.8. Cây tiêu:..............................................................................................................14
2.9. Tỏi: .....................................................................................................................14
2.10. Húng..................................................................................................................15
2.11. Tía tô ................................................................................................................15
2.12. Riềng .................................................................................................................15
2.13. Hồi ....................................................................................................................16
2.14. Ngải cứu ...........................................................................................................16
3


Chương 3: Các phương pháp chiết xuất và kiểm tra chất lượng tinh dầu: .....................16
3.1. PHƯƠNG PHÁP TẨM TRÍCH: ......................................................................17
3.2. PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT HƠI NƯỚC: .................................................20
3.2.1 Lý thuyết chưng cất: ......................................................................................20
3.2.2 Những ảnh hưởng chính trong sự chưng cất hơi nước: ...................................21
3.2. 1 Chưng cất bằng nước: ...................................................................................22
3.2.2. Thu hồi thêm tinh dầu từ nước chưng:............................................................23
3.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP MỚI TRONG VIỆC LY TRÍCH TINH DẦU: .........23

3.3.1 Vi sóng: .........................................................................................................23
3.2 Siêu âm: ..............................................................................................................25
3.3.Cá

h

ng há

i m nghiệm h t

ng tinh ầ ........................................26

4


MỞ ĐẦU
Phát triển và khai thác các loài thực vật có giá trị là một trong những vấn đề góp
phần xây dựng nền kinh tế nước ta . Vì thế các loài cây được sử dụng làm Thực
phẩm cũng như loài cây cho tinh dầu đều là những nguồn tài nguyên đang được
chú ý vì những ứng dụng vô cùng quý giá của nó trong các lĩnh vực thực phẩm, y
học, nông nghiệp, công nghiệp. . .
Nước Việt Nam chúng ta, với khí hậu nhiệt đới gió mùa, với nhiều vùng địa lý
khác nhau. Do vậy mà có hệ thực vật đa dạng và phong phú, có nhiều điều kiện
thuận lợi cho việc phát triển của cây gia vị, cây tinh dầu và một số loại cây công
nghiệp có giá trị khác.
Với sự phát triển của khoa học - công nghệ, đời sống con người ngày càng được
nâng cao. Nhu cầu đối với thực phẩm và tinh dầu để sử dụng cho các nghành thực
phẩm ngày một tăng lên. Không thể không nhắc đến các cây nguyên liệu, gia vị.
Gia vị là những chất cho vào thực phẩm nhằm để tăng chất lượng của thực phẩm
về mặt dinh dưỡng, sức khỏe, kỹ thuật, cảm quan . Gia vị phải thích hợp với tập

quán, sở thích, khí hậu, sản phẩm của từng địa phương. Nó phải chịu được thử
thách và được sự công nhận rộng rãi với một thời gian lâu dài nhiều thế hệ. Vì nếu
không như vậy, gia vị không hợp được thay thế ngay

5


Ch

ng 1 :Giới thiệu về các loại rau củ gia vị

1.1.Định nghĩa
Gia vị là thứ cho món ăn để tăng vị ngon như hành, tiêu, ớt…Món ăn ngon hơn
hay không một phần nhờ ở gia vị.( Từ điển từ ngữ việt nam-Nguyễn Lân ).
Gia vị là các nguyên liệu dùng để chể biến thức ăn, tăng thêm chất lượng thức
ăn( Từ điển tiếng việt tường giải và liên tưởng ).
Các loại định nghĩa trên đều chưa đầy đủ vì ngoài vị ngon của thức ăn, gia vị
còn có thể được dùng để tăng dinh dưỡng, độ bền hoặc các yếu tố khác của thức
ăn. Ngoài ra bên cạnh việc dùng gia vị như nguyên liệu ta có thể dùng gia vị làm
sản phẩm hoặc các bán thành phẩm và gia vị có thể được sản xuất ở các dạng khác
nhau từ tự nhiên như hạt tiêu cho đến các dạng viên, dạng bột tùy thuộc theo yêu
cầu của sản xuất. Từ đó ta có thể nêu ra định nghĩa gia vị như sau: “ Gia vị là thứ
cho vào thực phẩm nhằm để tăng chất lượng của thực phẩm”.
Thứ ở đây có nghĩa là tất cả những vật gì, dù ở dạng gì, là nguyên liệu hoặc
sản phẩm của một công đoạn hoặc một quá trình…nếu cho vào thực phẩm nhằm
mục đích tăng chất lượng thực phẩm cũng đều được gọi là gia vị.
Chất lượng có thể được hiểu về mặt dinh dưỡng, sức khỏe, kỹ thuật hoặc về
mặt cảm quan…
1.2. Phân loại
1.2.1. Phân loại theo bộ phận sử dụng :

- Rễ : nghệ, gừng…
- Củ : tỏi, nghệ, gừng…
- Thân : hành…..
- Lá : rau răm, húng quế, rau mùi……
- Quả : ớt, chanh…..
1.2.2. Phân loại theo công dụng chủ yếu :
- Tạo mùi, hương :hồi, quế….
6


- Tạo vị : ớt, chanh, tiêu…
- Tạo màu : nghệ….
1.3. Tác dụng của rau quả gia vị
1.3.1. Tạo nên mùi, vị tốt, át đi mùi vị x u
Thật dễ nhận thấy mùi hành chiên át đi vị ôi của dầu mỡ, vị cay của ớt, vị
chua của chanh lấn át đi mùi tanh của thịt, cá…
Vị ngọt át đi vị đắng khó chịu. ngược lại, đôi khi vị đắng lại làm cho món ăn
bớt ngấy vì dầu mỡ.
1.3.2. Vị đặc biệt tạo nên tính ch t riêng cho từng món ăn
Củ riềng, lá mơ lông có vị gắn liền với thịt chó, rau thìa là với món canh cá,
chuối chát không thể thiếu được khi nấu ba ba, chanh không thể thiếu khi ăn mắm
tôm, lá lốt là thứ rất quen thuộc để nướng thịt trâu bò….
Sự gắn bó này khiến người ta có thể nấu nhiều món ăn rất ngon chỉ nhờ gia
vị, mặc dù thức ăn đó không có mặt của thức ăn chính.
1.3.3. Chứa nhiều kháng sinh thực vật
Hầu như các loại rau gia vị ở Việt Nam đều chứa chất kháng sinh.
Loại

Chất kháng sinh chủ yếu

Gừng

Gingerol

Riềng

Zingiberol

Tỏi

Allicin

1.3.4. Cung c p nhiều ch t ing

ỡng, ch t khoáng, vi khoáng cần thiết cho

th sống.
Rau gia vị cung cấp cho cơ thể con người các muối khoáng như: Ca, P,
Fe…và các vitamin: tiền tố vitamin A, vitamin B1, B2, PP, C….

7


1.4. Thành phần của rau củ gia vị.
Trong thành phần của rau củ gia vị là tinh dầu và chất kháng sinh thực vật.
1.4.1. Tinh dầu:
Rau gia vị chứa nhiều tinh dầu (0.1 đến 2% ), làm cho chúng có mùi thơm rất
đặc trưng. Tinh dầu trong rau gia vị khi ép giữa hai tờ giấy để lại một vết trong
mờ, nhưng để lâu hoặc hơ nóng thì bay mất. Tinh dầu phần lớn là những hợp chất
của Tecpen.

1.4.2. Ch t kháng sinh thực vật.
Những chất kháng sinh trong cây gia vị có thể là tinh dầu, ancaloit, nhưng
cũng có thể là những chất khác.
Chất kháng sinh có tác dụng kháng khuẩn đối với một số vi khuẩn, kéo dài thời
gian bảo quản của thực phẩm.
- Một số loại rau củ gia vị và tinh dầu
Tinh dầu

Nguyên liệu

Thành phần

Ứng dụng

chính
Hồi

Quả khô, lá,

Tran-anetol

Quả tươi

Dùng trong hương
liệu, dược
phẩm….

Húng quế

Riềng nếp

lá

Thân, rễ

Metylchaniol,

Dùng trong chế

linalool

biến thịt, cá…..

1,8-cineol

Dùng cho cá đóng
hộp….

Tỏi

Củ

Allicin

Dùng trong bánh
kẹo, nước uống…

Gừng

Thân, rễ, quả,

Zingiberen

cây
Hành

Củ, lá tươi

Alyl-propyldisunfit

8


Hạt tiêu

Hạt tiêu đen

Hydrocacbon
tecpen

Ớt

Quả chín

2-metoxy-3Isobutylpyrazin

Nghệ vàng

Thân, rễ

Sesquiterpen

Rau mùi

Cây và quả

Linalool

Ngải cứu

Toàn cây

1,8-xineol

Gia vị
Nước uống, bơ…

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM 4888-89 (ISO 676-1982 )
GIA VỊ- TÊN GỌI- DANH MỤC ĐẦU TIÊN
Tên gọi và bộ phận sử dụng
( thuật ngữ này chỉ áp dụng cho các sản phẩm dạng nguyên và dạng bột )
STT

TÊN GỌI

BỘ PHẬN SỬ DỤNG

1

Thạch xương bồ

Thân, rễ

2

Bạch đậu khấu

Quả và hạt

3

Hạt thiên đường

Quả và hạt

4

Hành tăm

Củ

5

Hành tây

Củ đã làm khô

6

Hành ta

Lá

7

Tỏi

Củ đã làm khô

8

Hành búi

Lá

9

Riềng

Thân, rễ

10

Thì là

Quả và lá

11

Bạch chỉ

Quả, cành non,rễ

12

Rau nga sâm

Lá

13

Cần tây

Hạt

14

Cần tây ăn lá cuống rỗng

Cây

15

Cải củ cay

Rễ

16

Ngải thơm

Lá, phần trên hoa
9


17

Khế đường

Quả

18

Mù tạt

Hạt

19

Bạch hó

Nụ hoa chưa nở

20

Ớt

Quả

21

Hạt phòng phong

Quả

22

Quế

Vỏ cây

23

Rau mùi

Lá và hạt

24

Nghệ tây

Đầu nhụy

25

Nghệ

Thân, rễ

26

Đinh hương

Nụ hoa chưa nở

27

A ngùy

Thân củ, nhựa của rễ

28

Hương bài

Lá

29

Hồi hình sao

Quả

30

Bách xù

Quả

31

Nguyệt quế

Lá

32

Cần núi

Quả, rễ

33

Kinh giới ngọt

Lá, phần trên của hoa

34

Hương phong

Lá

35

Bạc hà cay

Lá

36

Bạc hà lục

Lá

37

Cari

Lá

38

Mục đầu khấu

Vỏ của hạt

39

Húng quế

Lá

40

Kinh giới ô

Lá, phần trên của oa

41

Mùi tây

Lá, hạt

Ch

ng 2. Cá oại rau gia vị phổ biến ở Việt Nam

10


2.1. cây bạc hà:
-Tên khoa học: Metha sp
- Thuộc họ: HOA MÔI (labiatae).
- Thành phần hóa học: thành phần chủ yếu của tinh dầu bạc hà là mentol. Ngoài
ra còn có xeton một số hợp chất tecpen như menten, pinen, phellandren, limonen,
và một số sesquitecpen, chất d- menthofuran.
- Công dụng: mentol là chất thơm dùng trong công nghiệp thuốc lá, thuốc đánh
răng, kẹo.
2.2. Cây gừng:
- Tên khoa học: Zingiber officinale Rose.
- Thuộc họ: GỪNG.
- Thành phần hóa học:
1. Tinh dầu: zingiberen, rượu sesquitecpen,xitrala bocneola, Geraniola.
2. Nhựa dầu: một nhựa trung tính, hai nhựa acid.
3. chất cay: zingeron, zingerola, shogaola.
4. Chất béo, tinh bột.
- Công dụng: Dùng làm mứt gừng, nguyên liệu chế biến rượu bia…Tinh dầu gừng
làm thơm thực phẩm, dùng trong: bánh mì, nước chấm, trong hương liệu….

2.3. Cây ớt:
- Tên khoa học: Capsicum annuum L.
-Thuộc họ: CÀ
- Thành phần hóa học gồm: Nước, protit, gluxit, chất xơ, capsicain, capsaixin,
Vitamin C, chất khoáng, Capsanthin, vitamin B1,B2, axit Xitric, axit malic.
- Công dụng: Ớt sấy khô dùng làm tăng mùi vị và màu sắc cho những sản phẩm
khác, gồm cả sản phẩm đóng hộp. Là thành phần chính của sản phẩm tương ớt.

11


2.4. Cây hành:
- Tên khoa học: Allium fistulosum L
- Thuộc họ: HÀNH TỎI
- Thành phần hóa học:
Hành có mùi thơm đặc biệt, trong củ hành tây có 0.015 – 0.064% tinh dầu,
trong củ hành ta lượng tinh dầu cao hơn trong hành tây. Trong tinh dầu hành tây
thành phần chủ yếu là Alyl – disunfua, Alyl – probila – disunfua. Trong tinh dầu
hành ta thành phần chủ yếu là Alixin. Ngoài ra trong hành còn có phitin, acid hữu
cơ( các chất inulin, Manic manoza, Matoza, một số enzyme và vitamin B,C). Đặc
biệt trong hành có Phitonxit.
-

Công dụng: Hành được dùng trong thực phẩm và xuất khẩu

2.5. Cây nghệ:
- Tên khoa học: Curcuma Longa L
- Thuộc họ: GỪNG zingiberaceae
- Thành phần hóa học: Trong củ nghệ người ta phân tích được:
+ Tinh bột nhựa

+ Tinh dầu: 25% cacbua tecpenic( chủ yếu là zingiberen), 65% Xeton
sesquitecpenic, Turmeron.
+ Chất màu curcumin: 60% curcumin I ( acid ferulic là acid hydroxy –
4 –metoxy- 3- cinamic), 14% Curcumin II (monodesmonooxy – curcumin)
+ Nước và chất vô cơ.
-

Công dụng:
Curcumin là chất tạo màu mạnh, tạo màu vàng chói chỉ với hàm lượng rất
thấp. Màu vàng trứng là màu được sử dụng nhiều trong sản phẩm thực
phẩm, để tạo màu vàng trứng mong muốn người ta thường phối màu vàng
curcumin với annatto. Sự phối trộn này tạo ra một màu vàng thương mại

12


được dùng trong một số sản phẩm thực phẩm như: bơ, margarin, phô mai,
mứt kẹo và các sản phẩm mỡ và dầu khác…
Tinh dầu nghệ : tạo hương thơm đặc trưng cho các sản phẩm thực
phẩm.
Nhựa oleoresin: tạo hương thơm và vị đặc trưng cho các sản phẩm thực
phẩm : bột cari, bột ngũ vị hương…
2.6. Cây Ngò gai:
- Tên khoa học: Eryngium foetidum L
- Thuộc họ: HOA TÁN
- Thành phần hóa học: Toan cây có tinh dầu. Hương thơm của Ngò gai là do hàm
lượng tinh dầu nhẹ bay hơi chứa trong lá từ 0.5 – 0.7% ( tính trên khối lượng khô).
Hàm lượng tinh dầu chứa các cấu tử như: lenadol, decline, d pine limonene và một
ít geranial. Ngoài ra, Ngỏ gai còn chứa các hợp chất màu như: chlorophyll,
bêtacaroten…

- Công dụng:
+ dùng làm gia vị, do cây có mùi thơm nhẹ gần giống như rau mùi. Thường dùng
để ăn sống hay trộn vào thức ăn khi đã làm chín.
+ Tinh dầu từ Ngò gai sử dụng trong sản xuất hương liệu, trong sản xuất thực
phẩm và dược phẩm.
+

Bột Ngò gai là sản phẩm được chế biến bằng cách ghiền cây Ngò gai rồi sấy

khô thành bột, thường được sử dụng trong công nghệ chế biến thực phẩm.
2.7. Cây sả :
- Tên khoa học: Cymbopogon nardus Rendl (sả) ; Cymbogogon flexuosus
(citratus)Stapf ( Sả hạnh)
- Thuộc họ: HÒA THẢO (Gramineae)
- Thành phần hóa hoc:

13


+ Tinh dầu sả Xrilanca: Xitronelal 32.85%, Geraniol 7.79%, Xitronelol 9.14%.
+ Tinh dầu sả Java: Xitronelal 30 – 40%, Xitronelol 10 – 14%, Geraniol16 –
20%, Trans – metylizoeugenol 5.8%.
Công dụng: Sả là gia vị cho thức ăn ( thịt, cá ), làm hương liệu cho các sản

-

phẩm thực phẩm….
2.8. Cây tiêu:
-Tên khoa học : Piper nigrum L
- Thuộc họ : HỒ TIÊU

- Thành Phần hóa học : Hạt tiêu thương phẩm ( tiêu đen hay tiêu trắng ) có chứa 12
– 14% nước và 86 – 88% chất khô. Các chất khô trong hạt tiêu gồm có:
+

Ở tiêu đen :95.49% chất hữu cơ, 4.51% chất khoáng

+

Ở tiêu trắng : 98.38% chất hữu cơ, 1.62% chất khoáng.

-

Công dụng:

+

Được sử dụng làm chất gia vị, trong các món ăn nếu sử dụng tiêu sẽ làm

cho món ăn hấp dẫn hơn, ngon hơn.
+ Tiêu còn làm át đi mùi tanh nồng, khó chịu, hay các mùi đặc biệt khó ăn
của các loại thực phẩm giàu đạm động vật: cá, thịt rừng, cua…
+ Dầu nhựa tiêu ở dạng lỏng có mùi hương tương tự tinh dầu therebentin,
được sử dụng trong công nghiệp hương liệu và hóa dược.
2.9. Tỏi:
- Tên khoa học: Allium L
- Thuộc họ: HÀNH TỎI

14

- Thành phần hóa học: Tinh dầu ( 0.06 – 0.1% ) trong đó hơn 90% các hợp chất
lưu huỳnh ( alyldisunfua). Thành phần chủ yếu của tỏi là alicine có mùi đặc trưng
tỏi. Trong tỏi tươi không có alicine ngay, mà có chất allin ( một loại acidamin).
Ngoài ra củ tỏi còn chứa nhiều vitamin và chất khoáng…, đặc biệt là selen.
- Công dụng:
+ Làm gia vị hầu hết trong các món nấu xào để tăng cường mùi vị món ăn nhờ
vào mui thơm đặc trưng của tỏi, giúp khử các mùi không mong muốn khác trong
thủy sản, thịt động vật… dùng chế biến cùng các rau, củ khác.
+ dùng chế biến thịt, rau trái, nước dùng…
2.10. Húng
- Tên khoa học: Ocimum basilicum L
- Thuộc họ: HOA MÔI
- Thành phần hóa học: Metylchavicol 90%, anetol, furural, xineol,
camphor,metylheptanon.
- Công dụng: Làm gia vị, hương liệu, chế biến thịt cá và chất thơm cho giấm

2.11. Tía tô
- Tên khoa học: Perilla frutescens ( L) Brei
- Thuộc họ: HOA MÔI
- Thành phần hóa học: Tinh dầu 0.4% chứa aldehyt perilic, p – xymen,
camphor,metyleugenol, peril alcol, geraniol, linalol, linalyl axetat, terpinen – 4 –
ol…
- Công dụng: Dùng làm gia vị và hương liệu trong thực phẩm.
2.12. Riềng
- Tên khoa học: Alpinia officinarum, Hance
-Thuộc họ: GỪNG
15


- Thành phần hóa học: Tinh dầu 0.9 – 1% chứa anpha pinen, 1.8% xineol,

eugenol,cadinen.
- Công dụng: Dùng làm gia vị trong thực phẩm, sản xuất đồ uống, mùi cho cá đóng
hộp.
2.13. Hồi
- Tên khoa học: Illicium verum Hook.f
- Thuộc họ: HỒI
- Thành phần hóa học:
+ trong quả: chất nhầy, đường, tinh dầu 3 – 3.5% (tươi) hoặc 9 – 10% khô. Trong
tinh dầu có 80 – 90% anetol, còn lại là tecpen, pinen, dipeten, limonen…
+ Trong lá: có thành phần tương tự.
-

Công dụng: Rượu khai vị, thơm thuốc đánh răng, sản xuất bánh kẹo, hương
liệu.

2.14. Ngải cứu
- Tên khoa học: Artemisia vulgaris L.
- Thuộc họ: CÚC
- Thành phần hóa học: tinh bột và một ít tanin. Thành phần chủ yếu của tinh bột:
1.8 – xineol, anpha thuyon, một ít adenin, cholin.
- Công dụng: Dùng cho xử lý thịt cá và công nghiệp nước uống, bơ.

Ch

ng 3: Các h

ng há

hiết xu t và ki m tra ch t

ng tinh dầu:

Dựa trên cách thực hành, người ta chia các phương pháp
sản xuất tinh dầu ra làm bốn loại: cơ học, tẩm trích, hấp
thụ và chưng cất hơi nước.
Nhưng dù có tiến hành theo bất cứ phương pháp
16


nào, quy trình sản xuất đều có những điểm chung sau đây:
- Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên như nguyên liệu.
- Quy trình khai thác phải phù hợp nguyên liệu.
- Tinh dầu phải được lấy triệt để khỏi nguyên liệu, với chi phí thấp nhất.
Nguyên tắc ly trích của tất cả các phương pháp nói trên đều dựa vào những
đặc tính của tinh dầu như:
- Dễ bay hơi.
- Lôi cuốn theo hơi nước ở nhiệt độ dưới 100oC.
- Hòa tan dễ dàng trong dung môi hữu cơ.
- Dễ bị hấp thu ngay ở thể khí.

3.1. PHƯƠNG PHÁP TẨM TRÍCH:
TẨM TRÍCH BẰNG DUNG MÔI DỄ BAY HƠI:
Phương pháp này có nhiều ưu điểm vì tiến hành ở nhiệt độ phòng, nên
thành phần hóa học của tinh dầu ít bị thay đổi.
Phương pháp này không những được áp dụng để ly trích cô kết (concrete)
từ hoa mà còn dùng để tận trích khi các phương pháp khác không ly trích hết hoặc
dùng để ly trích các loại nhựa dầu (oleoresin) gia vị.
a) Nguyên tắc:
Dựa trên hiện tượng thẩm thấu, khuếch tán và hòa tan của tinh dầu có trong
các mô cây đối với các dung môi hữu cơ.

b) Dung môi:
Yếu tố quan trọng nhất cho sự thành công của phương pháp này là phẩm
chất và đặc tính của dung môi sử dụng, do đó dung môi dùng trong tẩm trích cần
phải đạt được những yêu cầu sau đây:

17


- Hòa tan hoàn toàn và nhanh chóng các cấu phần có mùi thơm trong
nguyên liệu.
- Hòa tan kém các hợp chất khác như sáp, nhựa dầu có trong nguyên liệu.
- Không có tác dụng hóa học với tinh dầu.
- Không biến chất khi sử dụng lại nhiều lần.
- Hoàn toàn tinh khiết, không có mùi lạ, không độc, không ăn mòn thiết bị,
không tạo thành hỗn hợp nổ với không khí và có độ nhớt kém.
- Nhiệt độ sôi thấp vì khi chưng cất dung dịch ly trích để thu hồi dung môi,
nhiệt độ sôi cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu. Điểm sôi của dung môi nên
thấp hơn điểm sôi của cấu phần dễ bay hơi nhất trong tinh dầu.
- Ngoài ra, cần có thêm những yếu tố phụ khác như: giá thành thấp, nguồn
cung cấp dễ tìm, …
Thường thì không có dung môi nào thỏa mãn tất cả những điều kiện kể
trên. Người ta sử dụng cả dung môi không tan trong nước như: dietil eter, eter dầu
hỏa, hexan, cloroform … lẫn dung môi tan trong nước như: etanol, aceton …
Trong một số trường hợp cụ thể, người ta còn dùng một hỗn hợp dung môi.
c) Quy trình tẩm trích:
Phương pháp ly trích này thích hợp cho các nguyên liệu có chứa lượng tinh
dầu không lớn lắm hoặc có chứa những cấu phần tan được trong nước và không
chịu được nhiệt độ quá cao. Quy trình kỹ thuật gồm các giai đoạn sau đây:
- Tẩm trích: nguyên liệu được ngâm vào dung môi trong bình chứa. Trong một số
trường hợp, để gia tăng khả năng ly trích, nguyên liệu cần được xay nhỏ trước.

Hỗn hợp nguyên liệu và dung môi cần được xáo trộn đều trong suốt thời gian ly
trích. Nên khảo sát trước xem việc gia nhiệt có cần thiết hay không, nếu cần, cũng
không nên gia nhiệt quá 50oC để không ảnh hưởng đến mùi thơm của sản phẩm
sau này.

18


- Xử lý dung dịch ly trích: sau khi quá trình tẩm trích kết thúc, dung dịch ly
trích được lấy ra và có thể thay thế bằng dung môi mới sau một khoảng thời gian
nhất định, tùy theo nguyên liệu. Tách nước (nếu có) ra khỏi dung dịch, rồi làm
khan bằng Na2SO4 và lọc. Dung môi phải được thu hồi ở nhiệt độ càng thấp càng
tốt để tránh tình trạng sản phẩm bị mất mác và phân hủy. Do đó, nên loại dung môi
ra khỏi sản phẩm bằng phương pháp chưng cất dưới áp suất kém (cô quay). Dung
môi thu hồi có thể dùng để ly trích lần nguyên liệu kế tiếp.
- Xử lý sản phẩm ly trích: sau khi thu hồi hoàn toàn dung môi, sản phẩm là
một chất đặc sệt gồm có tinh dầu và một số hợp chất khác như nhựa, sáp, chất béo,
cho nên cần phải tách riêng tinh dầu ra. Chất đặc sệt này đem đi chưng cất bằng
hơi nước để tách riêng tinh dầu ra. Tinh dầu có mùi thơm tự nhiên, nhưng khối
lượng thu được kém, ngoài ra tinh dầu này có chứa một số cấu phần thơm có nhiệt
độ sôi cao nên có tính chất định hương rất tốt.
- Tách dung dịch từ bã: sau khi tháo hết dung dịch ly trích ra khỏi hệ thống,
trong bã còn chứa một lượng dung dịch rất lớn (khoảng 20 – 30% lượng dung môi
ly trích). Phần dung dịch còn lại nằm trong nguyên liệu thường được lấy ra bằng
phương pháp chưng cất hơi nước (trường hợp dung môi không tan trong nước),
hoặc ly tâm, lọc ép (trường hợp dung môi tan trong nước). Sau đó dung dịch này
cũng được tách nước, làm khan và nhập chung với dung dịch ly trích.
Chất lượng thành phẩm và hiệu quả của phương pháp ly trích này phụ
thuộc chủ yếu vào dung môi dùng để ly trích. Để đạt kết quả tốt thì dung môi sử
dụng phải thoả mãn được các yêu cầu đã được trình bày ở trên.

Vì dung môi dễ bay hơi nên chúng ta cần phải lưu ý đến tỉ lệ thất thoát
dung môi trong quy trình ly trích vì việc này có thể ảnh hưởng rất lớn đến giá
thành sản phẩm.
- Ư đi m: sản phẩm thu được theo phương pháp này thường có mùi thơm
tự nhiên. Hiệu suất sản phẩm thu được thường cao hơn các phương pháp khác.
- Khuyết đi m: - yêu cầu cao về thiết bị; - thất thoát dung môi; - quy trình
tương đối phức tạp.
19


3.2. PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT HƠI NƯỚC:
Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan, khuếch tán và lôi cuốn
theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô khi
tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao. Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế bào chứa
tinh dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa trong một thời
gian nhất định. Trường hợp mô thực vật có chứa sáp, nhựa, acid béo chi phương
dây dài thì khi chưng cất phải được thực hiện trong một thời gian dài vì những hợp
chất này làm giảm áp suất hơi chung của hệ thống và làm cho sự khuếch tán trở
nên khó khăn.
3.2.1 Lý thuyết h ng

t:

Chưng cất có thể được định nghĩa là: ”Sự tách rời các cấu phần của một
hỗn hợp nhiều chất lỏng dựa trên sự khác biệt về áp suất hơi của chúng”. Trong
trường hợp đơn giản, khi chưng cất một hỗn hợp gồm 2 chất lỏng không hòa tan
vào nhau, áp suất hơi tổng cộng là tổng của hai áp suất hơi riêng phần. Do đó,
nhiệt độ sôi của hỗn hợp sẽ tương ứng với áp suất hơi tổng cộng xác định, không
tùy thuộc vào thành phần bách phân của hỗn hợp, miễn là lúc đó hai pha lỏng vẫn
còn tồn tại. Nếu vẽ đường cong áp suất hơi của từng chất theo nhiệt độ, rồi vẽ

đường cong áp suất hơi tổng cộng, thì ứng với một áp suất, ta dễ dàng suy ra nhiệt
độ sôi tương ứng của hỗn hợp và nhận thấy là nhiệt độ sôi của hỗn hợp luôn luôn
thấp hơn nhiệt độ sôi của từng hợp chất. Thí dụ, ở áp suất 760 mmHg nước sôi ở
100oC và benzen sôi ở 80oC và chúng là hai chất lỏng không tan vào nhau. Thực
hành cho thấy, nếu đun hỗn hợp này dưới áp suất 760 mmHg nó sẽ sôi ở 69oC cho
đến khi nào còn hỗn hợp hai pha lỏng với bất kì tỉ lệ nào. Giản đồ nhiệt độ sôi theo
áp suất cho thấy, tại 69oC, áp suất hơi của nước là 225 mmHg và benzen là 535
mmHg.
Chính vì đặc tính làm giảm nhiệt độ sôi này mà từ lâu phương pháp chưng
cất hơi nước là phương pháp đầu tiên dùng để tách tinh dầu ra khỏi nguyên liệu
thực vật.

20


3.2.2 Những ảnh h ởng chính trong sự h ng

t h i n ớc:

a) Sự khuếch tán:
Ngay khi nguyên liệu được làm vỡ vụn thì chỉ có một số mô chứa tinh dầu
bị vỡ và cho tinh dầu thoát tự do ra ngoài theo hơi nước lôi cuốn đi. Phần lớn tinh
dầu còn lại trong các mô thực vật sẽ tiến dần ra ngoài bề mặt nguyên liệu bằng sự
hòa tan và thẩm thấu. Von Rechenberg đã mô tả quá trình chưng cất hơi nước như
sau: “Ở nhiệt độ nước sôi, một phần tinh dầu hòa tan vào trong nước có sẵn trong
tế bào thực vật. Dung dịch này sẽ thẩm thấu dần ra bề mặt nguyên liệu và bị hơi
nước cuốn đi. Còn nước đi vào nguyên liệu theo chiều ngược lại và tinh dầu lại
tiếp tục bị hòa tan vào lượng nước này. Quy trình này lặp đi lặp lại cho đến khi
tinh dầu trong các mô thoát ra ngoài hết.
Như vậy, sự hiện diện của nước rất cần thiết, cho nên trong trường hợp

chưng cất sử dụng hơi nước quá nhiệt, chú ý tránh đừng để nguyên liệu bị khô.
Nhưng nếu lượng nước sử dụng thừa quá thì cũng không có lợi, nhất là trong
trường hợp tinh dầu có chứa những cấu phần tan dễ trong nước.
Ngoài ra, vì nguyên liệu được làm vỡ vụn ra càng nhiều càng tốt, cần làm
cho lớp nguyên liệu có một độ xốp nhất định để hơi nước có thể đi xuyên ngang
lớp này đồng đều và dễ dàng.
Vì các cấu phần trong tinh dầu được chưng cất hơi nước theo nguyên tắc
nói trên cho nên thông thường những hợp chất nào dễ hòa tan trong nước sẽ được
lôi cuốn trước.
b) Sự thủy giải:
Những cấu phần ester trong tinh dầu thường dễ bị thủy giải cho ra acid và
alcol khi đun nóng trong một thời gian dài với nước. Do đó, để hạn chế hiện tượng
này, sự chưng cất hơi nước phải được thực hiện trong một thời gian càng ngắn
càng tốt.
c) Nhiệt độ:

21


Nhiệt độ cao làm phân hủy tinh dầu. Do đó, khi cần thiết phải dùng hơi
nước quá nhiệt (trên 100oC) nên thực hiện việc này trong giai đoạn cuối cùng của
sự chưng cất, sau khi các cấu phần dễ bay hơi đã lôi cuốn đi hết. Thực ra, hầu hết
các tinh dầu đều kém bền dưới tác dụng của nhiệt nên vấn đề là làm sao cho thời
gian chịu nhiệt độ cao của tinh dầu càng ngắn càng tốt.
Trong công nghiệp, dựa trên thực hành, người ta chia các phương pháp
chưng cất hơi nước ra thành ba loại chính:
- Chưng cất bằng nước.
- Chưng cất bằng nước và hơi nước.
- Chưng cất bằng hơi nước.
3.2. 1 Ch ng

t bằng n ớc:

Trong trường hợp này, nước phủ kín nguyên liệu, nhưng phải chừa một
khoảng không gian tương đối lớn phía bên trên lớp nước, để tránh khi nước sôi
mạnh làm văng chất nạp qua hệ thống hoàn lưu. Nhiệt cung cấp có thể đun trực
tiếp bằng củi lửa hoặc bằng hơi nước dẫn từ nồi hơi vào (sử dụng bình có hai lớp
đáy). Trong trường hợp chất nạp quá mịn, lắng chặt xuống đáy nồi, lúc đó nồi phải
trang bị những cánh khuấy trộn đều bên trong trong suốt thời gian chưng cất.
Sự chưng cất này không thích hợp với những tinh dầu dễ bị thủy giải.
Những nguyên liệu xốp và rời rạc rất thích hợp cho phương pháp này. Những cấu
phần có nhiệt độ sôi cao, dễ tan trong nước sẽ khó hóa hơi trong khối lượng lớn
nước phủ đầy, khiến cho tinh dầu sản phẩm sẽ thiếu những chất này, vì thế người
ta chỉ dùng phương pháp này khi không thể sử dụng các phương pháp khác.
- Quy trình kỹ thuật tương đối đơn giản.
- Thiết bị gọn, dễ chế tạo.
- Không đòi hỏi vật liệu phụ như các phương pháp tẩm trích, hấp thụ.
- Thời gian tương đối nhanh.
Khuyết đi m:
22


- Không có lợi đối với những nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp.
- Chất lượng tinh dầu có thể bị ảnh hưởng nếu trong tinh dầu có những cấu
phần dễ bị phân hủy.
- Không lấy được các loại nhựa và sáp có trong nguyên liệu (đó là những
chất định hương thiên nhiên rất có giá trị).
- Trong nước chưng luôn luôn có một lượng tinh dầu tương đối lớn.
- Nhưng tinh dầu có nhiệt độ sôi cao thường cho hiệu suất rất kém.
3.2.2. Thu hồi thêm tinh dầu từ n ớ

h ng:

Thường tinh dầu trong nước chưng nằm dưới hai dạng phân tán và hòa tan.
Dạng phân tán thì có thể dùng phương pháp lắng hay ly tâm, còn dạng hòa tan thì
phải chưng cất lại. Nếu trọng lượng riêng của tinh dầu và nước quá gần nhau thì có
thể thêm NaCl để gia tăng tỉ trọng của nước làm tinh dầu tách ra dễ dàng.
Trong phòng thí nghiệm, để chưng cất hơi nước tinh dầu, người ta thường
dùng bộ dụng cụ thủy tinh Clevenger với hai loại ống hứng tinh dầu, tùy theo tinh
dầu nặng hay nhẹ.
3.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP MỚI TRONG VIỆC LY TRÍCH TINH
DẦU:
3.3.1 Vi sóng:
a) Hiện t

ng làm nóng:

Một số phân tử, thí dụ như nước, phân chia điện tích trong phân tử một
cách bất đối xứng. Như vậy các phân tử này là những lưỡng cực có tính định
hướng trong chiều của điện trường. Dưới tác động của điện trường một chiều, các
phân tử lưỡng cực có khuynh hướng sắp xếp theo chiều điện trường này. Nếu điện
trường là một điện trường xoay chiều, sự định hướng của các lưỡng cực sẽ thay đổi
theo chiều xoay đó. Cơ sở của hiện tượng phát nhiệt do vi sóng là sự tương tác
giữa điện trường và các phân tử phân cực bên trong vật chất. Trong điện trường
xoay chiều có tần số rất cao (2,45x109 Hz), điện trường này sẽ gây ra một xáo

23


động ma sát rất lớn giữa các phân tử, đó chính là nguồn gốc sự nóng lên của vật

chất.
Với một cơ cấu có sự bất đối xứng cao, phân tử nước có độ phân cực rất lớn, do đó
nước là một chất rất lý tưởng dễ đun nóng bằng vi sóng. Ngoài ra, các nhóm định
chức phân cực như: -OH, -COOH, -NH2 … trong các hợp chất hữu cơ cũng là
những nhóm chịu sự tác động mạnh của trường điện từ.
Do đó, những hợp chất càng phân cực càng rất mau nóng dưới sự chiếu xạ
của vi sóng. Việc này có liên quan đến hằng số điện môi của hợp chất đó. Tóm lại,
sự đun nóng bởi vi sóng rất chọn lọc, trực tiếp và nhanh chóng.

b)

Tính ch t:
Vi sóng có đặc tính là có thể đi xuyên qua được không khí, gốm sứ, thủy

tinh, polimer và phản xạ trên bề mặt các kim loại. Độ xuyên thấu tỉ lệ nghịch với
tần số, khi tần số tăng lên thì độ xuyên thấu của vi sóng giảm. Đối với một vật chất
có độ ẩm 50% với tần số 2450 MHz có độ xuyên là 10 cm. Ngoài ra, vi sóng có
thể lan truyền trong chân không, trong điều kiện áp suất cao …
Vi sóng cung cấp một kiểu đun nóng không dùng sự truyền nhiệt thông
thường. Với kiểu đun nóng bình thường, sức nóng đi từ bề mặt của vật chất lần vào
bên trong, còn trong trường hợp sử dụng vi sóng, vi sóng xuyên thấu vật chất và
làm nóng vật chất ngay từ bên trong. Vi sóng tăng hoạt những phân tử phân cực,
đặc biệt là nước. Nước bị đun nóng do hấp thu vi sóng bốc hơi tạo ra áp suất cao
tại nơi bị tác dụng, đẩy nước đi từ tâm của vật đun ra đến bề mặt của nó.
c)

Ly trí h

ới sự hỗ tr của vi sóng:

Dưới tác dụng của vi sóng, nước trong các tế bào thực vật bị nóng lên, áp
suất bên trong tăng đột ngột làm các mô chứa tinh dầu bị vỡ ra. Tinh dầu thoát ra
bên ngoài, lôi cuốn theo hơi nước sang hệ thống ngưng tụ (phương pháp chưng cất
hơi nước) hoặc hòa tan vào dung môi hữu cơ đang bao phủ bên ngoài nguyên liệu
(phương pháp tẩm trích).

24


Lưu ý là mức độ chịu ảnh hưởng vi sóng của các loại mô tinh dầu không
giống nhau do kiến tạo của các loại mô khác nhau, ngay khi nguyên liệu được làm
nhỏ. Kết quả này được phản ánh qua thời gian ly trích.
Trong sự chưng cất hơi nước, việc ly trích tinh dầu có thể thực hiện trong
điều kiện có thêm nước hay không thêm nước vào nguyên liệu (trường hợp nguyên
liệu chứa nhiều nước, đây là đặc điểm của phương pháp chưng cất hơi nước dưới
sự hỗ trợ của vi sóng). Ngoài ra, nước có thể thêm một lần hoặc thêm liên tục
(trường hợp lượng nước thêm một lần không đủ lôi cuốn hết tinh dầu trong nguyên
liệu) cho đến khi sự ly trích chấm dứt.
Ngoài việc nước bị tác dụng nhanh chóng, các cấu phần phân cực (hợp chất
có chứa oxigen) hiện diện trong tinh dầu cũng bị ảnh hưởng bởi vi sóng. Ngược lại
các cấu phần hidrocarbon ít chịu ảnh hưởng của vi sóng (do chúng có độ phân cực
kém) nên sự ly trích chúng tựa như trong sự chưng cất hơi nước bình thường
nhưng với vận tốc nhanh hơn rất nhiều vì nước được đun nóng nhanh bởi vi sóng.
3.2 Siêu âm:
a) Nguyên tắc:
Siêu âm cung cấp năng lượng thông qua hiện tượng tạo và vỡ “bọt” (khoảng cách
liên phân tử). Trong môi trường chất lỏng, bọt có thể hình thành trong nửa chu kỳ
đầu và vở trong nữa chu kỳ sau, giải phóng một năng lượng rất lớn. Năng lượng
này có thể sử dụng tẩy rửa chất bẩn ngay trong những vị trí không thể tẩy rửa bằng
phương pháp thông thường, khoan cắt những chi tiết tinh vi, hoạt hóa nhiều loại

phản ứng hóa học, làm chảy và hòa tan lẫn vào nhau trong việc chế tạo những sản
phẩm bằng nhựa nhiệt dẻo, …
Hiện tượng tạo bọt và vỡ bọt
Trong lĩnh vực hợp chất thiên nhiên, siêu âm chủ yếu sử dụng để hỗ trợ cho
phương pháp tẩm trích giúp thu ngắn thời gian ly trích. Trong một số trường hợp,
phương pháp siêu âm cho hiệu suất cao hơn phương pháp khuấy từ. Trong trường
hợp tinh dầu vi sự ly trích bằng siêu âm được thực hiện ở nhiệt độ phòng nên sản
phẩm luôn có mùi thơm tự nhiên.
25