Nghiên cứu quy trình sản xuất vi nang tinh dầu tỏi ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm

PHẠM THỊ KIM LIÊN – LỚP 11-03

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT VI NANG
TINH DẦU TỎI ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP
THỰC PHẨM VÀ DƯỢC PHẨM

Người hướng dẫn : TS. Bùi Thị Bích Ngọc
Sinh viên

: Phạm Thị Kim Liên

Lớp

: K18 CNSH 11-03

NĂM - 2015

Hà Nội 2015


VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT VI NANG
TINH DẦU TỎI ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP
THỰC PHẨM VÀ DƯỢC PHẨM

Người hướng dẫn : TS. Bùi Thị Bích Ngọc
Sinh viên

: Phạm Thị Kim Liên

Lớp

: K18 CNSH 11-03

Hà Nội 2015


Khoá Luận Tốt Nghiệp

Phạm Thị Kim Liên -K18 CNSH

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới TS.Bùi Thị Bích Ngọc –
Viện công nghiệp thực phẩm, người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn
thành Khóa Luận này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tới PGS.TS. Bùi Quang Thuật - Giám Đốc Trung
Tâm Dầu, Hương liệu và Phụ gia thực phẩm - Viện công nghiệp thực phẩm, cùng

các cô, chú, anh, chị đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề
tài.
Đồng thời, tôi xin tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô giáo khoa Công nghệ Sinh
học - Viện Đại Học Mở Hà Nội đã nhiệt tình giảng dạy cho tôi trong suốt khóa học.
Cuối cùng tôi xin gửi lời biết ơn đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và ủng hộ,
động viên trong thời gian qua.
Do thời gian có hạn nên Khoá Luận khó tránh khỏi có những thiếu sót, tôi rất
mong nhận được sự thông cảm và góp ý của các thầy cô giáo để Khoá Luận được
hoàn thiện hơn.

Hà Nội, ngày 22 tháng 05 năm 2015
Sinh viên

Phạm Thị Kim Liên


Khoá Luận Tốt Nghiệp

Phạm Thị Kim Liên -K18 CNSH

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong Khóa Luận này là
trung thực.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sữ giúp đỡ cho việc hoàn thành Khóa Luận này
đã được cảm ơn và các thông tin được trích dẫn trong Khóa Luận này đã được ghi
rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 22 tháng 05 năm 2015
Người cam đoan

Phạm Thị Kim Liên


Khoá Luận Tốt Nghiệp

Phạm Thị Kim Liên -K18 CNSH

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
PHẦN I. TỔNG QUAN .......................................................................................... 3
1.1. Giới thiệu về củ tỏi ........................................................................................... 3
1.1.1. Đặc tính thực vật............................................................................................ 3
1.1.2. Nguồn gốc phân bố và thời gian thu hoạch .................................................... 4
1.1.3. Công dụng của củ tỏi ..................................................................................... 8
1.2. Tinh dầu tỏi ...................................................................................................... 9
1.2.1. Tính chất hóa lý của tinh dầu tỏi .................................................................... 9
1.2.2. Tính chất hóa học của tinh dầu tỏi................................................................ 10
1.3. Giới thiệu về công nghệ vi nang ..................................................................... 13
1.3.1. Công nghệ tạo vi nang và ứng dụng ............................................................. 13
1.3.2. Tình hình nghiên cứu, tiêu thụ hương liệu sản xuất từ phương pháp vi nang
phân tử trong và ngoài nước .................................................................................. 17
1.4. Giới thiệu về Cyclodextrin ............................................................................. 19
1.4.1. Cấu tạo và cấu trúc của Cyclodextrin (CD) .................................................. 19
1.4.2. Tính chất lý học của Cyclodextrin (CD)....................................................... 20
1.4.3. Tính chất hóa học của Cyclodextrin ............................................................. 22
1.4.4. Chất phụ trợ ( Gôm) ..................................................................................... 22
1.5. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng tỏi và tinh dầu tỏi....................... 23
1.5.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng tỏi và tinh dầu tỏi trên thế giới 23
1.5.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng tỏi và tinh dầu tỏi ở Việt Nam. 24

PHẦN II. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......... 27
2.1. Nguyên liệu và hóa chất.................................................................................. 27
2.1.1. Nguyên liệu ................................................................................................. 27
2.1.2. Hóa chất ...................................................................................................... 27
2.1.3. Thiết bị ........................................................................................................ 27
2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 29


Khoá Luận Tốt Nghiệp

Phạm Thị Kim Liên -K18 CNSH

2.2.1. Phương pháp xác định hiệu suất cố định hương .......................................... 29
2.2.2. Phương pháp công nghệ ............................................................................... 30
2.2.2.1. Nghiên cứu lựa chọn điều kiện tạo nhũ tương thích hợp với phương pháp
tạo phức để sản xuất vi nang tinh dầu tỏi............................................................... 31
2.2.2.2. Nghiên cứu lựa chọn điều kiện ủ thích hợp với phương pháp tạo phức để
sản xuất vi nang tinh dầu tỏi .................................................................................. 32
2.2.2.3. Nghiên cứu lựa chọn điều kiện sấy phun thích hợp với phương pháp tạo
phức để sản xuất vi nang tinh dầu tỏi .................................................................... 32

PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN..................................................... 33
3.1. Nghiên cứu lựa chọn điều kiện tạo nhũ thích hợp với phương pháp tạo phức để
sản xuất vi nang tinh dầu tỏi .................................................................................. 33
3.1.1. Lựa chọn chất mang thích hợp cho quá trình tạo nhũ tương trong sản xuất vi
nang tinh dầu tỏi .................................................................................................... 33
3.1.2. Lựa chọn hệ dung môi hòa tan chất mang thích hợp cho quá trình tạo nhũ
tương trong sản xuất vi nang tinh dầu tỏi ............................................................... 34
3.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi hòa tan/chất mang đến quá trình
tạo nhũ tương trong sản xuất vi nang tinh dầu tỏi .................................................. 35

3.1.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ tinh dầu tỏi/chất mang đến quá trình tạo nhũ
tương trong sản xuất vi nang tinh dầu tỏi ............................................................... 36
3.1.5. Nghiên cứu tỷ lệ ảnh hưởng của tỷ lệ gôm/chất mang đến quá trình tạo nhũ
tương trong sản xuất vi nang tinh dầu tỏi ............................................................... 37
3.1.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ đồng hóa đến quá trình tạo nhũ tương trong
sản xuất vi nang tinh dầu tỏi .................................................................................. 38
3.1.7. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đồng hóa đến quá trình tạo nhũ tương
trong sản xuất vi nang tinh dầu tỏi ......................................................................... 39
3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình ủ dịch nhũ tương đến sản xuất vi nang tinh
dầu tỏi ................................................................................................................... 40
3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến quá trình sản xuất vi nang tinh dầu
tỏi .......................................................................................................................... 40
3.2.2. nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ủ đến quá trình sản xuất vi nang tinh dầu
tỏi .......................................................................................................................... 41
3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sấy phun đến quá trình sản xuất vi nang tinh
dầu tỏi ................................................................................................................... 42


Khoá Luận Tốt Nghiệp

Phạm Thị Kim Liên -K18 CNSH

3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ hút dịch đến quá trình sản xuất vi nang tinh
dầu tỏi ................................................................................................................... 42
3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun (inlet) đến quá trình sản xuất vi
nang tinh dầu tỏi .................................................................................................... 43
3.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ dòng khí đến quá trình sản xuất vi nang
tinh dầu tỏi ............................................................................................................ 44
3.4. Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất vi nang tinh dầu tỏi ........................... 45

PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................. 47
4.1. Kết luận .......................................................................................................... 47
4.2. Kiến nghị ........................................................................................................ 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 49


Khoá Luận Tốt Nghiệp

Phạm Thị Kim Liên -K18 CNSH

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản của củ tỏi [27]. ............................................ 6
Bảng 1.2. Chỉ số hóa lý của tinh dầu tỏi thu được bằng phương pháp chưng cất [4]. ........... 9
Bảng 1.3. Chỉ số hóa lý của tinh dầu tỏi thu được bằng phương pháp chưng cất kết
hợp với phương pháp trích ly. ............................................................................... 10
Bảng 1.4. Hàm lượng tinh dầu trong tỏi ở một số nước trên thế giới [4]. .............. 10
Bảng 1.5. Thành phần của một số chất trong củ tỏi tươi từ các nguồn khác nhau
[27]. ..................................................................................................................... 11
Bảng 1.6. Thành phần các sản phẩm tỏi ngâm dầu và cất hơi nước điển hình
trên thị trường thế giới [29]. ................................................................................. 12
Bảng 1.7. Mô tả một số phương pháp tạo vi nang [28]. ......................................... 16
Bảng 1.8. Một số thông số vật lý của CD [35, 36]. ................................................ 20
Bảng 1.9. Các sản phẩm thương mại và công dụng [29]. ...................................... 24
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của chất mang đến quá trình tạo nhũ tương. ....................... 33
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của hệ dung môi hòa tan đến quá trình tạo nhũ tương. ........ 35
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi hòa tan/chất mang đến quá trình tạo
nhũ tương. ........................................................................................................... 36
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ tinh dầu tỏi/chất mang đến quá trình tạo nhũ
tương .................................................................................................................... 37

Bảng 3.5.Ảnh hưởng của tỷ lệ gôm /chất mang đến quá trình tạo nhũ tương. ........ 38
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của tốc độ đồng hóa đến quá trình tạo nhũ tương. ............... 39
Bảng 3.7.Ảnh hưởng của thời gian đồng hóa đến quy trình tạo nhũ tương. ........... 40
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình ủ tạo liên kết đến quátrình sản
xuất vi nang tinh dầu tỏi. ...................................................................................... 41
Bảng 3.9. Kết quả ảnh hưởng của thời gian ủ tạo liên kết đến quá trình sản xuất vi
nang tinh dầu tỏi. .................................................................................................. 42


Khoá Luận Tốt Nghiệp

Phạm Thị Kim Liên -K18 CNSH

Bảng 3.10. Kết quả ảnh hưởng của tốc độ hút dịch đến quá trình sản xuất vi nang
tinh dầu tỏi. .......................................................................................................... 43
Bảng 3.11. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun đến quá trình sản xuất vi nang
tinh dầu tỏi. .......................................................................................................... 44
Bảng 3.12. Kết quả ảnh hưởng của tốc độ dòng khí đến quá trình sản xuất vi nang
tinh dầu tỏi. .......................................................................................................... 44


Khoá Luận Tốt Nghiệp

Phạm Thị Kim Liên -K18 CNSH

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ

Hình 1. Cây tỏi. ............................................................................................. 3
Hình 2. Tỏi vỏ tím. ........................................................................................ 4
Hình 3. Tỏi vỏ trắng. ..................................................................................... 5

Hình 4. Cấu trúc và kích thước của CD. ...................................................... 20
Hình 5. Dầu tỏi Việt Mỹ BBW. ................................................................... 25
Hình 6. Viên dầu tỏi Tuệ Linh. .................................................................... 26
Hình 7. Thiết bị cô quay chân không Buch. ................................................. 28
Hình 8. Thiết bị máy sấy phun. .................................................................... 28
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ tổng quát quy trình sản xuất vi nang tinh dầu tỏi. ............. 30
Sơ đồ 3.1. Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất vi nang tinh dầu tỏi .. 45


Khoá Luận Tốt Nghiệp

Phạm Thị Kim Liên -K18 CNSH

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

CD

: Cyclodextrin

MD : Maltodextrin
TD

: Tinh Dầu

SP

: Sản phẩm


MỞ ĐẦU

Ngày nay, khi kinh tế xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu đảm bảo sức khỏe
là mối quan tâm hàng đầu của mỗi con người. Chính từ thực tế đó đã thúc đẩy các
nhà khoa học không ngừng nghiên cứu, áp dụng công nghệ hiện đại để phát triển và
tạo ra các sản phẩm có tính năng vượt trội với chất lượng hoàn hảo hơn, có khả
năng giúp con người duy trì và nâng cao sức khỏe. Một trong số những công nghệ
đang phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi đó chính là công nghệ vi nang.
Đây là một hình thức bao gói các hợp chất dạng rắn hay dạng lỏng trong một lớp vỏ
bọc bằng các vật liệu có kích thước micromet giúp bảo vệ các hợp chất có hoạt tính
sinh học cao như enzyme, tế bào probiotic, chất màu thực phẩm, đặc biệt là các loại
tinh dầu rất dễ bị biến đổi thành phần do yếu tố môi trường (như tinh dầu gừng, tinh
dầu tỏi…) thành những viên nang nhỏ thuận tiện cho quá trình sử dụng và là một
biện pháp hữu hiệu để bảo vệ hoạt tính quý giá của các loại tinh dầu này.
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên khí hậu nước ta có đặc
điểm nóng ẩm, mưa nhiều tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loại
cây tinh dầu có giá trị. Một trong những tinh dầu đang được các nhà sản xuất thực
phẩm cũng như dược phẩm quan tâm là tinh dầu tỏi. Đây là loại tinh dầu tạo nên vị
thơm, cay, nóng của củ tỏi, có tác dụng kháng khuẩn và chữa bệnh rất tốt. Từ hơn
4000 năm nay, tỏi đã được sử dụng như một nguồn thực phẩm có nhiều dinh dưỡng
và là loại thảo mộc có tác dụng chữa được nhiều bệnh.
Tuy nhiên, các hợp chất dễ bay hơi và các chất có hoạt tính sinh học cao
trong tinh dầu tỏi lại rất dễ bị tác động bởi các yếu tố của môi trường (nhiệt độ, ánh
sáng, oxy, độ ẩm…) làm biến đổi hoặc mất đi các hoạt tính quý báu của chúng.
Những biện pháp bảo quản thông thường khó duy trì được lâu các hoạt tính của sản
phẩm chế biến từ tinh dầu tỏi.

Với mong muốn góp phần thúc đấy sản xuất loại tinh dầu quý này cũng như
phát triển công nghệ vi nang áp dụng trong bảo quản để kéo dài thời gian sử dụng
Viện Đại Học Mở Hà Nội

1

cũng như mở rộng phạm vi ứng dụng của sản phẩm tinh dầu tỏi ở Việt Nam, em
mạnh dạn lựa chọn đề tài với nội dung:
“Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất vi nang tinh dầu tỏi, ứng dụng trong
công nghiệp thực phẩm và dược phẩm”
Trong khuôn khổ đề tài này, em sẽ thực hiện nghiên cứu 3 nội dung chính:
•

Lựa chọn nguyên liệu phù hợp với công nghệ sản xuất vi nang tinh dầu tỏi.

•

Lựa chọn được các yếu tố công nghệ phù hợp với quy trình sản xuất vi nang

tinh dầu tỏi.
•

Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất vi nang tinh dầu tỏi.

Viện Đại Học Mở Hà Nội

2


PHẦN I. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về củ tỏi
Củ tỏi có tên khoa học là Allium sativumL, thuộc họ hành tỏi, ở Trung Quốc
gọi là Đại Tỏi, tiếng anh gọi là Garlic.Allium sativumL có nguồn gốc ở Địa Trung
Hải và nhiều vùng khác ở Châu Á. Ngày nay, tỏi được trồng nhiều trên khắp thế

giới, với sản lượng vào khoảng 6,5 triệu tấn, trong đó Trung Quốc là quốc gia đứng
đầu chiếm 66-67% sản lượng toàn thế giới, tiếp đó là Nam Triều Tiên và Ấn Độ với
5% và Mỹ với 3%. Tuy nhiên, nước tiêu thụ tỏi lớn nhất hiện nay là Mỹ với nhu cầu
ngày càng tăng cao [29].
1.1.1. Đặc tính thực vật
Tỏi là cây trồng lâu năm nhưng lại thu hoạch như cây 1 năm. Củ tỏi với nhiều
hình dáng, kích thước, màu sắc của củ hầu hết trắng đến hơi màu tía, mỗi bộ phận của
củ gọi là nhánh hoặc tép, cành tạo thành các chồi phụ hoặc chồi non ở bên.Các chồi
này được bao lấy, tách biệt ra bởi những vỏ bọc chặt lấy mầm. Đáy củ gọi là phiến gốc
có nhiều rễ ngắn, mỗi tép giữ vai trò như một hệ dự trữ và bao quanh điểm thực bì, tất
cả được bao bởi một màng vỏ có bao chung, từ các tép này cuống hoặc thân không có
nhánh trên, rỗng, ở đây được bao bởi các lỏ dạng ống [11, 27].

Hình 1. Cây tỏi.

Viện Đại Học Mở Hà Nội

3


1.1.2. Nguồn gốc phân bố và thời gian thu hoạch
Cây tỏi của miền Trung Châu Á, được gây trồng nhiều ở nước ôn đới. Ở
nước ta cũng trồng nhiều, có những vùng trồng tỏi có tiếng ở Quảng Ngãi, Hà Bắc,
Hải Dương… Tỏi là gia vị rất quen thuộc trong đời sống của nhân dân ta.
Nhiệt độ thích hợp để cây sinh trưởng và phát triển là 18-22oC. Cây tỏi thích
hợp với đất cát pha, màu mỡ, thoáng khí, có độ Ph = 5,5-7,0. Do tỏi có bộ rễ chum
ngắn nên đất trồng tỏi phải có độ ẩm cao khoảng 70% thì cây mới sử dụng được
chất dinh dưỡng có trong đất. Thông thường người ta thu hoạch vào cuối đông, đầu
xuân. Có thể dùng tươi hay phơi khô dùng dần.
Về cơ bản, tỏi được chia làm hai loại là tỏi vỏ tím và tỏi vỏ trắng.

•

Tỏi vỏ tím (đỏ).

Hình 2. Tỏi vỏ tím.

Viện Đại Học Mở Hà Nội

4


Tỏi vỏ tím có lá dày, cứng, màu lá xanh nhạt, củ cứng và cay hơn tỏi vỏ
trắng. Dọc thân gần củ có màu tía. Khi thu hoạch có màu trắng ngà. Mỗi củ có 1011 nhánh (tép), đường kích củ 3,5-4 cm.
Nước tỏi đặc dính, lá tỏi cay, phẩm chất khá tốt, dùng để ăn sống, ăn chín và
muối tỏi đường. Thân và củ to khỏe, tươi non, có mùi thơm. Tỏi vỏ tím chịu rét,
chín sớm.Giống này có hương vị đặc biệt nên được trồng nhiều hơn tỏi trắng.
•

Tỏi vỏ trắng.

Hình 3. Tỏi vỏ trắng.
Lá xanh đậm to bản, củ to, đường kích củ 4-4,5 cm. Khi thu hoạch vỏ lụa củ
màu trắng, tép nhỏ và số lượng nhiều. So với tỏi vỏ tím, tỏi vỏ trắng chịu rét, chín
muộn, vỏ non trắng, vị cay nhạt, khả năng bảo quản kém, hay bị óp hơn tỏi tía.
Thành phần hóa học của củ tỏi thay đổi tùy thuộc vào loại giống, đất đai, khí
hậu, điều kiện chăm sóc nhưng nhìn chung nó gồm những chất chính được thể hiện ở
bảng 1.1.

Viện Đại Học Mở Hà Nội

5


Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản của củ tỏi [27].
Thành phần

Đơn vị đo

Số lượng

Độ ẩm

% theo trọng lượng tỏi tươi

61,3 – 86,3

Protein

% theo trọng lượng tỏi tươi

2,2-6,2

Chất bột

% theo trọng lượng tỏi tươi

0,2-0,3

Cacbonhydrat

% theo trọng lượng tỏi tươi

9,5-27,4

Chất tro

% theo trọng lượng tỏi tươi

0,6-1,5

mg/ 100g tỏi

5-14

Cal/100g

39-140

% theo trọng lượng tỏi tươi

-

Alliin
Năng lượng
NaCl
Ph

6,33

Độ axit

Theo % axit lactic

0,40

Glucose

% theo trọng lượng tỏi tươi

0,13

Fructose

% theo trọng lượng tỏi tươi

0,27

Fructan

Theo % inulin

10,3

Axit xitric

0,40
Các nguyên tố đa lượng mg/ 100g tỏi

Ca

mg/100mg tỏi

50-90

P

mg/100mg tỏi

390-460

K

mg/100mg tỏi

100-120

Na

mg/100mg tỏi

10-22

Mg

mg/100mg tỏi

43-77

Al

mg/100mg tỏi

0,5-1

Ba

mg/100mg tỏi

0,2-1

Fe

mg/100mg tỏi

2,8-3,9

Sunfua, Clo và các nguyên tố vi lượng
Viện Đại Học Mở Hà Nội

6


Sr

mg/100mg tỏi

0,1-0,7

B

mg/100mg tỏi

0,3-0,6

Cu

mg/100mg tỏi

0,02-0,03

Zn

mg/100mg tỏi

1,8-3,1

Mn

mg/100mg tỏi

0,2-0,6

Cr

mg/100mg tỏi

0,3-0,5

S

mg/100mg tỏi

65

Cl

mg/100mg tỏi

43

Mo

mg/100mg tỏi

42

Se

µg/100mg tỏi

15,1-34,4

Ge

µg/100mg tỏi

14

Vitamin
Thiamin

mg/100mg tỏi

0,25

Riboflavin

mg/100mg tỏi

0,08

Axit nicotinic

mg/100mg tỏi

0,5

VTM C

mg/100mg tỏi

5

VTM B6

mg/100mg tỏi

Rất ớt

Retinol

µg/100mg tỏi

15

Ngoài ra, trong tỏi còn chứa iot, azoen, vinyl-dithiin, dialyl disunphit, dialyl
trisunphit, dialyl tetrasunphit, các hợp chất không bay hơi của sunfua như S-metyl
xytein sunphoxit, S-alylxystein sunphoxit, các dẫn xuất của γ-glutamyl với axit amin
như γ-L-glutamyl- S- metyl-L-xystein sunphoxit, γ-glutamyl- S-alyl -L-xystein, γglutamyl- S-propyl-L-xystein, γ-glutamyl- S mercapto-L-xystein, γ-L-glutamyl- S-(2cacboxylprpyl)-xystein glyxin, L- xystein, L- methionin, S- metyl-L-xystein.

Viện Đại Học Mở Hà Nội

7


1.1.3. Công dụng của củ tỏi
Tỏi là một gia vị thông dụng đối với hầu hết các gia đình Việt Nam cũng như
trên thế giới, nhất là ở các nước Châu Á. Nó không thể thiếu được trong ẩm thực
Việt Nam, một món ăn sẽ mất hấp dẫn nếu không có mùi thơm của tỏi. Ngoài tác
dụng tăng sự kích thích về khứu giác, tỏi còn được sử dụng như một nguồn thực
phẩm có nhiều dinh dưỡng và là loại thảo mộc chữa nhiều bệnh [8]. Trong suốt
chiến tranh thế giới thứ II, tỏi được sử dụng như một linh vật để xua đi mọi điều
không may. Ngoài ra, nó còn được sử dụng để thay thế thuốc pinicillin.
Các nghiên cứu dược lý hiện đại chứng thực tỏi có nhiều tác dụng:
•

Tác dụng tăng cường hệ miễn dịch: Tỏi có tác dụng đáng kể lên hệ miễn

dịch: tăng hoạt tính các thực bào lymphocyte giúp cơ thể bảo vệ màng tế bào chống
tổn thương nhiễm sắc thể AND, kháng virus, phòng chống nhiễm trùng.

•

Tác dụng giảm đường huyết: Tỏi có tác dụng gia tăng sự phóng thích Insulin

tự do trong máu, tăng cường chuyển hóa glucose trong gan - giảm lượng đường
trong máu và trong nước tiểu (tác dụng tương đương với Tolbutamid, một loại
sunfamid chữa tiểu đường type II).
•

Tác dụng kháng sinh: Tỏi có tác dụng kháng khuẩn, kháng virus, diệt ký sinh

trùng và nguyên sinh động vật và diệt côn trùng.
•

Tác dụng đối với hệ thống mạch máu lưu: Tỏi làm giảm tryglycerid và

cholesterol trong máu. Tỏi làm tăng hàm lượng cholesterol tốt (HDL) và giảm
lượng cholesterol xấu (LDL) do đó làm giảm các rối loạn chuyển hóa mỡ trong
máu, chống xơ cứng động mạch vành, động mạch não và động mạch ngoại vị.
•

Tác dụng đối với tế bào ung thư: Tỏi có tác dụng chống lại tiến trình phát

triển của khối u và của nhiều loại ung thư khác nhau
•

Tác dụng chống nhiễm độc chất phóng xạ: Tỏi làm tăng thải trừ các đồng vị

phóng xạ và giảm sự tích đọng các chất đồng vị phóng xạ trong cơ thể. Ngoài ra, tỏi
còn có tác dụng bảo vệ gan và chống các bệnh đường hô hấp.

Viện Đại Học Mở Hà Nội

8


1.2. Tinh dầu tỏi
1.2.1. Tính chất hóa lý của tinh dầu tỏi
Tinh dầu tỏi là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi có vị cay, nóng, mùi thơmđặc
trưng của tỏi. Tinh dầu tỏi, ở điều kiện thường là một chất lỏng có màu vàng nhạt
đến vàng hơi xanh tùy thuộc vào phương pháp khai thác.
Để khai thác tinh dầu tỏi từ củ tỏi tươi, người ta thường sử dụng phương
pháp chưng cất lôi cuốn theo hơi nước ngoài ra còn có thể sử dụng kết hợp trưng cất
với trích ly. Tinh dầu tỏi được khai thác từ nguồn khác nhau theo các phương pháp
xử lý nguyên liệu khác nhau thì chỉ số hóa lý tinh dầu cũng khác nhau, điều này
được thể hiện ở bảng 1.2.
Bảng 1.2. Chỉ số hóa lý của tinh dầu tỏi thu được bằng phương pháp chưng cất [4].
Mẫu

Tỷ trọng, d2020

Chỉ số khúc xạ,

Màu sắc

nD20
pH=7, không lên men

1,1037

1,5813

Vàng tươi

pH=10, không lên

1,0277

1,5435

Vàng nhạt

pH=8, không lên men

1,0478

1,5685

pH=8, lên men tự

1,0521

1,5685

men

xanh
Vàng nhạt, hơi
xanh

nhiên
pH=5, lên men tự

Vàng nhạt, hơi

1,1290

1,5840

Vàng đậm

nhiên

Viện Đại Học Mở Hà Nội

9


Bảng 1.3. Chỉ số hóa lý của tinh dầu tỏi thu được bằng phương pháp chưng cất
kết hợp với phương pháp trích ly.
d2020(g/cm3)

ND20

µ(20OC)(cSt)

1,092

1,5795

1.73

Tinh dầu tỏi có độ nhớt không cao, dễ dàng bị cuốn theo hơi nước, tan ít
trong nước, nó gồm cả phần tinh dầu nặng và tinh dầu nhẹ nên ở trong nước thì tồn
tại ở dạng lơ lửng, tan tốt trong petan, dietyl ete, etyl axetat, CO2 lánh.
1.2.2. Tính chất hóa học của tinh dầu tỏi
Thành phần hóa học của tinh dầu tỏi cụ thể hơn là hàm lượng các chất hữu
cơ chứa sunphua dễ bay hơi được nghiên cứu tỷ mỉ và chính xác bởi nhiều công
trình khoa học trên thế giới. Các công trình nghiên cứu đều thống nhất với nhau về
số lượng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi chứa sunphua và một số chất khác có mặt
trong tinh dầu tỏi nhưng lại chưa có sự thống nhất với nhau về hàm lượng của
chúng.
Theo một số tài liệu, hàm lượng tinh dầu trong củ tỏi phụ thuộc vào giống,
điều kiện chăm sóc, khí hậu, đất đai, phương pháp khai thác… Hàm lượng tinh dầu
trong củ tỏi dao động trong khoảng 0,06-0,25% so với nguyên liệu tươi (bảng 1.4).
Bảng 1.4. Hàm lượng tinh dầu trong tỏi ở một số nước trên thế giới [4].
Hàm lượng tinh dầu ( theo % trọng lượng tỏi tươi)
Nguồn gốc
Trong củ

Trong cây

Việt nam

0,06-0,2

-

Pháp

0,1-0,25

0,05-0,09

Thế giới

0,1-0,2

-

Tùy vào nguồn gốc các loại tỏi khác nhau mà các thành phần chính trong củ
tỏi tươi cũng có sự khác nhau điều này được thể hiện trong bảng 1.5 [27].
Viện Đại Học Mở Hà Nội

10


Bảng 1.5. Thành phần của một số chất trong củ tỏi tươi từ các nguồn
khác nhau [27].
Nguồn

Alixin (µ
µmol/g tỏi)

Fungi – resistand-

Tổng lượng thiosunphinat
(µ
µmol/g tỏi)

8,52±1,9

9,01±1,9

Fungi –prone- galic

3,83±0,6

8,09±1,9

Tỏi thương mại

14,02±6,8

15,43±3,0

galic

Ngoài các thành phần cơ bản trong bảng trên trong tinh dầu tỏi cũng chứa
methylthiiran, 1 - metylthio-1 propendecan, dimethyldisunphit, metyl 1 -propenyldisunphit,2,4-imidazolidindion, dimethyltrisunphit, 2-propenyldisunphit, 1,3,5,7xiclooctatetran, methyl 2-propyltrisunphit, vinydithiin, ajoen, alixin,
dialylpentasunphit, dialylheptasunphit…[4, 27, 29].
Để đánh giá chất lượng của tinh dầu tỏi, ngoài việc dựa vào thông số hóa lý
của nó, người ta cũng dựa vào hàm lượng allicin có mặt trong sản phẩm. Tuy nhiên,
allicin không có mặt ngay trong củ tỏi mà nó tồn tại dưới dạng tiền chất là: S-alylL-xysteinsunphoxit gọi là alliin. Khi các tế bào của củ tỏi bị phá trong quá trình xay
nghiền… thì alliin sẽ tiếp xúc trực tiếp với enzym alinaza có trong củ tỏi, enzym
này phân cắt alliin thành allicin. Sự chuyển hóa alliin thành allicin nhờ enzym
alinaza rất nhanh bởi trong các tép tỏi hàm lượng alliin và alinaza xấp xỉ bằng nhau.
Điều dó giải thích tại sao alliin lại chuyển hóa thành các thiosulfid quá nhanh khi tỏi
được ép ra. Alliin là chất dễ dàng hòa tan trong nước và cũng dễ dàng bị nhiệt phân
ở 120-180oC, trong một giờ tạo ra hơn 40 hợp chất sulfur khác nhau như

dialylsulfide, dialyldisulfide, alylalchol, 1,4-dithiepan… Việc sử dụng các phương
pháp khai thác khác nhau cũng làm thay đổi hàm lượng các thành phần trong sản
phẩm tỏi, sự khác biệt được thể hiện ở bảng 1.6.

Viện Đại Học Mở Hà Nội

11


Bảng 1.6. Thành phần các sản phẩm tỏi ngâm dầu và cất hơi nước điển hình
trên thị trường thế giới [29].
Hợp chất

Sản phẩm cất hơi nước

Sản phẩm ngâm dầu

(%)

(%)

Dialylmonosulfide

2,0

-

Dialyldisulfide

25,8

3,9

Dialyltrisulfide

18,4

7,5

Dialyltetrasulfide

8,1

-

Dialylpentansulfide

2,1

-

Dialylhexasulfide

0,4

-

Alylmethylmonosulfide

0,9

-

Alylmethyldisulfide

12,5

-

Alylmethyltrisulfide

15,2

6,7

Alylmethyltetrasulfide

6,0

-

Alylmethylpentasulfide

1,7

-

Alylmethylhexasulfide

0,3

-

Dimethylmonosulfide

-

-

Dimethyldisulfide

1,3

-

Dimethyltrisulfide

3,3

-

Dimethyltetrasulfide

1,3

-

Dimethylpentasulfide

0,4

-

Dimethylhexasulfide

0,1

-

Alyl-1-propenyldisulfide

0,5

-

Alyl-1-propenyltrisulfide

0,3

-

2-Vinyl-4H-1,3dithiin

-

50,4

3-Vinyl-4H-1,2dithiin

-

19,4

E-ajoen

-

7,9

Z-ajoen

-

4,2

Allicin là một chất dầu không màu, hòa tan tốt trong cồn, benzene,
etylaxetat, dầu béo, tan ít trong nước… Allicin có tính kháng khuẩn mạnh có khả
Viện Đại Học Mở Hà Nội

12


năng chống oxy hóa, có tính kích thích da, có mùi vị giống như tỏi, nó dễ dàng bị
phân hủy bởi nhiệt độ tạo ra dialyldisulfide, dialyltrisulfide và các hợp chất có chứa
sulfur khác nhau. Allicin dễ dàng mất do bị oxy hóa và do đó mất tính kháng sinh.
Vì vậy, người ta cho rằng tác dụng kháng sinh của allicin là nguyên tử oxy có trong
phân tử tạo ra. Allicin dễ dàng kết hợp với một axit amin có gốc -SH là xystein, mà
gốc -SH được coi là nguyên nhân kích thích sự sinh sản vi sinh vật và tế bào. Do đó
allicin ức chế sự sinh sản của các vi sinh vật bằng cách phá hoại gốc -SH của
xystein [23]. Phương trình phản ứng như sau:

C3H5-S -S-C3H5 + 2H-CH-CH-COOH
O

2 C3H5-S-S-CH2-CH-COOH

NH2

NH2

1.3. Giới thiệu về công nghệ vi nang
1.3.1. Công nghệ tạo vi nang và ứng dụng
Theo nghiên cứu của Ghosh, Zuidam và Shimoni, công nghệ vi nang là quá
trình mà trong đó các hạt (dạng rắn) hay các giọt (dạng lỏng) của vật liệu có hoạt
tính sinh học (lõi, nhân) được bao lại trong một mạng lưới tạo bởi các vật liệu sinh
học (vỏ, màng bao) để tạo ra các phần tử có kích thước micromet (từ 1 đến 5000
µm) gọi là vi nang. Cấu trúc của vi nang gồm 2 phần chính: phần lõi và phần vỏ.
Vật liệu làm lõi có thể là hương liệu, dầu, chất béo, vitamin, chất tạo màu, enzyme,
probiotique… Vật liệu làm vỏ có thể là tinh bột, protein, gôm, và một số vật liệu
khác như cyclodextrin, liposome, vi sinh vật… [14, 2].
Công nghệ tạo vi nang với mục đích bao gói các hợp chất quan tâm trong
một lớp vỏ bọc có kích thước micromet là một công cụ mạnh mẽ giúp biến đổi và
bảo vệ các hợp chất có hoạt tính sinh học cao như enzyme, chất thơm, chất màu
thực phẩm … là một biện pháp hữu hiệu để bảo vệ hoạt tính đồng thời nâng cao giá
trị sử dụng của chúng. Ngoài lĩnh vực ứng dụng chính là sản xuất dược phẩm, công
nghệ vi nang còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như in ấn, sơn… Đặc
biệt vi nang đang được nghiên cứu để tạo ra những công thức mới đột phá trong
ngành công nghệ thực phẩm.

Viện Đại Học Mở Hà Nội

13


Công nghệ này cho phép phân phối các thành phẩm của sản phẩm tới đúng vị
trí và thời điểm mong muốn. Trong công nghệ thực phẩm hay dinh dưỡng, người ta
có thể sử dụng kỹ thuật vi nang để che giấu mùi vị không mong muốn của sản phẩm
như vị đắng của vitamin B1, thậm chí tăng hương cho chúng bằng cách ướp hương
vật liệu dùng để bao gói. Tạo vi nang cũng có thể bảo vệ các hợp chất khỏi sự tương
tác lẫn nhau hay tương tác với môi trường, gây mất hoạt tính sinh học hoặc tạo ra
các chất mới không mong muốn.
Công nghệ vi nang cũng có thể ứng dụng trong việc cố định tế bào hay
enzyme và kiểm soát hoạt động của chúng. Ngoài ra công nghệ vi nang có thể
chuyển các chất dạng lỏng, dạng dầu dễ bay hơi sang dạng bột tiện lợi cho quá trình
bảo quản, vận chuyển, cân, đo, đong, đếm hay phân tán vào trong các hệ ưa nước.
Đối với các chất thơm, phương pháp vi nang phân tử sẽ giúp bảo vệ chúng
khỏi tác động của môi trường (nhiệt độ, ánh sáng, ôxy) bằng cách khóa chúng trong
các chất mang rắn, có thể hòa tan nhanh chóng trong nước khi sử dụng (tạo phức vi
nang: casule hay phức bao). Điều này có nghĩa là các phức bao được tạo ra nhằm
bảo vệ các chất thơm khỏi quá trình bay hơi, quá trình oxy hóa… trong khi bảo
quản, vận chuyển hay chế biến. Nhìn chung, quá trình tạo phức vi nang chia thành 3
giai đoạn
+ Giai đoạn 1: Nhũ hóa hoặc phân tán đều các chất thơm dạng lỏng trong
dung dịch chất mang.
+ Giai đoàn 2: Làm khô phức vi nang.
+ Giai đoạn 3: Làm khô phức vi nang.
Trong quá trình sản xuất, đầu tiên các chất thơm được nhũ hóa hoặc phân tán
trong các chất mang dạng dung dịch (hay chất mang tạo phức vi nang với chất
thơm). Phương pháp phổ biến là hòa chất thơm dạng lỏng vào dung dịch chất mang
( bao gồm: chất mang + chất tạo màng + nước), sau đó hỗn hợp này được đồng hóa
nhằm xé nhỏ chất thơm thành các phần tử có kích thước nhỏ bé, đồng thời giúp

chúng phân tán đều trong dung dịch chất mang, kết quả tạo ra hỗn hợp nhũ tương
ổn định. Người ta thường đồng hóa bằng cách khuấy trộn với tốc độ cao. Đối với
chất mang có khả năng tạo phức cao, cần phải có thời gian tạo phức vi nang ổn định
Viện Đại Học Mở Hà Nội

14