Tối ưu hóa quy trình trích ly tinh dầu hoa hoàng lan bằng phương pháp chưng cất có hỗ trợ vi sóng sử dụng bề mặt đáp ứng kết hợp với mô hình tâm phức hợp

Lời Cảm Ơn
Lời đầu tiên, em xin cảm ơn bộ môn công nghệ hóa học thuộc khoa công nghệ của
trường Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện cho chúng em có cơ hội tìm hiểu và trao
dồi thêm kiến thức thông qua luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô đã truyền dạy cho em những
kiến thức quý báu và đã tạo nhiều điều kiện cho chúng em hoàn thành luận văn
này.
Em xin chân thành cảm ơn khoa Khoa học Tự nhiên đã hỗ trợ nguyên liệu cho em
để thuận lợi hoàn thành đề tài này.
Em chân thành cảm ơn cô Ts. Huỳnh Liên Hương đã tạo điều kiện tốt nhất cho em
làm trong phòng thí nghiệm hóa hữu cơ.
Em chân biết thành biết ơn và gởi lời cám ơn sâu sắc đến cô Ts. Huỳnh Liên
Hương, giáo viên trực tiếp hướng dẫn và chỉ dạy cho em trong việc tìm hiểu về
luận văn này. Nhờ sự chỉ dạy tận tình của cô đã giúp em bổ sung thêm một số kiến
thức mới.
Ngoài ra em cũng cám ơn tất cả các bạn đã giúp em rất nhiều trong việc đóng góp ý
kiến để nhằm cùng nhau hoàn thiện đồ án này.
Dù đã cố gắng thật nhiều để nghiên cứu và tìm hiểu về luận văn này, song cũng
không tránh khỏi sai sót trong tìm hiểu. Do đó em rất mong được sự thông cảm và
chỉ dạy nhiều hơn nữa từ quý thầy cô để luận văn của em được hoàn chỉnh hơn.
Những sự chỉ dạy của quý thầy cô sẽ là những bài học vô cùng quý báu cho chúng
em.
Em xin chân thành cảm ơn!

i


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Cần Thơ, ngày…..tháng…..năm……
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1. Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Ts. Huỳnh Liên Hương
2. Tên đề tài: Tối Ưu Hóa Quy Trình Trích Ly Tinh Dầu Hoa Hoàng Lan Bằng Phương
Pháp Chưng Cất Có hỗ Trợ Vi Sóng Sử Dụng Bề Mặt Đáp Ứng Kết Hợp Với Mô
Hình Tâm Phức Hợp
3. Họ và tên sinh viên thực hiện: Trần Tuấn Kiệt
MSSV: 2102360

Lớp: Công nghệ hoá học

Khoá: 36.

4. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét hình thức LVTN:..........................................................................................
.......................................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):
- Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: ..............................................................................
.......................................................................................................................................
- Những vấn đề còn hạn chế:...........................................................................................
.......................................................................................................................................
- Nhận xét về sinh viên: ..................................................................................................
.......................................................................................................................................
- Kết luận, đề nghị và điểm: ............................................................................................
.......................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày…..tháng…..năm……

Cán bộ hướng dẫn
ii


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Cần Thơ, ngày…..tháng…..năm……
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
5. Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Ts. Huỳnh Liên Hương
6. Tên đề tài: Tối Ưu Hóa Quy Trình Trích Ly Tinh Dầu Hoa Hoàng Lan Bằng Phương
Pháp Chưng Cất Có hỗ Trợ Vi Sóng Sử Dụng Bề Mặt Đáp Ứng Kết Hợp Với Mô
Hình Tâm Phức Hợp
7. Họ và tên sinh viên thực hiện: Trần Tuấn Kiệt
MSSV: 2102360

Lớp: Công nghệ hoá học

Khoá: 36.

8. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét hình thức LVTN:..........................................................................................
.......................................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):
- Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: ..............................................................................

.......................................................................................................................................
- Những vấn đề còn hạn chế:...........................................................................................
.......................................................................................................................................
- Nhận xét về sinh viên: ..................................................................................................
.......................................................................................................................................
- Kết luận, đề nghị và điểm: ............................................................................................
.......................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày…..tháng…..năm……
Cán bộ phản biện

iii


MỤC LỤC
-----------Mục Lục
Tóm Tắc
Danh mục các hình ảnh
Danh mục bảng biểu
Danh mục các sơ đồ
Danh mục các chữ viết tắt
Lời Cảm Ơn
Mở Đầu
Nội Dung
Chương 1. Tổng Quan ................................................................................................. 1
1.1.

Đại cương về thực vật ..................................................................................... 1

1.1.1.

Cây Hoàng Lan ........................................................................................ 1

1.1.2.

Mô tả thực vật .......................................................................................... 1

1.1.3.

Nguồn gốc, phân bố và thu hái ................................................................. 2

1.1.4.

Công dụng................................................................................................ 2

1.2.

Tinh dầu hoa Hoàng Lan................................................................................. 3

1.2.1.

Thành phần hóa học của tinh dầu Hoàng Lan ........................................... 3

1.2.2.

Công dụng của tinh dầu hoa Hoàng Lan ................................................... 4

1.3.

Các phương pháp ly trích tinh dầu .................................................................. 4

1.4.

Các nghiên cứu về cây Hoàng Lan .................................................................. 5

1.4.1.

Các nghiên cứu trong nước của cây Hoàng Lan........................................ 5

1.4.2.

Các nghiên cứu ngoài nước của cây Hoàng Lan ....................................... 6

1.5.

Phương pháp chưng cất có hỗ trợ vi sóng ....................................................... 7

1.5.1.

Tìm hiểu về vi sóng.................................................................................. 7

1.5.2.

Tính chất của vi sóng ............................................................................... 7
iv


1.5.3.
1.6.

Ưu và nhược điểm .................................................................................... 8

Giới thiệu về phương pháp bề mặt đáp ứng và mô hình tâm phức hợp ............ 8

1.6.1.

Giới thiệu chung ...................................................................................... 8

1.6.2.

Sơ lược về lý thuyết ................................................................................. 8

1.6.3.

Công dụng của RSM .............................................................................. 10

1.6.4.

Ưu, nhược điểm của RSM ...................................................................... 10

1.6.5.

Mô hình tâm phức hợp ........................................................................... 11

Chương 2. Thực Nghiệm ........................................................................................... 12
2.1.

Phương tiện và phương pháp nghiên cứu ...................................................... 12

2.1.1.
2.2.

Thời gian, địa điểm, thiết bị sử dụng và hóa chất thí nghiệm .................. 12

Nguyên Liệu ................................................................................................. 12

2.2.1.

Nguyên Liệu .......................................................................................... 12

2.2.2.

Định danh thực vật ................................................................................. 13

2.2.3.

Xử lý nguyên liệu ................................................................................... 13

2.3.

Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 14

2.4.

Phương pháp chưng cất có hỗ trợ vi sóng ..................................................... 15

2.5.

Phương pháp phân tích ................................................................................. 15

2.5.1.

Hiệu suất ................................................................................................ 15

2.5.2.

Phân tích thành phần ............................................................................. 16

2.6.

Bố trí thí nghiệm........................................................................................... 16

2.7.

Hệ số tương quan .......................................................................................... 19

2.8.

Giả định của mô hình .................................................................................... 19

Chương 3. Kết Quả Nghiên Cứu Và Thảo Luận ......................................................... 20
3.1.

Kết quả tối ưu hóa ........................................................................................ 20

3.1.1. Xác định điều kiện tối ưu của quá trình trích ly tinh dầu hoa Hoàng Lan
bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm theo RSM kết hợp mô hình CCD ..... 20
3.1.2.

Phương trình hồi quy tuyến tính ............................................................. 20

3.1.3.

Hệ số tương quan ................................................................................... 20

3.1.4.

Xây dựng mô hình tuyến tính bằng Bayesian Model Average (BMA) .... 22

3.1.5.

Phân tích phương sai của mô hình hồi quy tuyến tính ............................. 26

3.1.6.

Đa cộng tiến ........................................................................................... 29

3.1.7.

Ảnh hưởng tương tác.............................................................................. 30
v


3.1.8.

Kiểm định mô hình ................................................................................ 32

3.1.9.

Kết quả tối ưu hóa .................................................................................. 34

3.2.

Thành phần tinh dầu ..................................................................................... 35

Chương 4. Kết Luận Và Kiến Nghị ............................................................................ 38
4.1.

Kết Luận ....................................................................................................... 38

4.2.

Kiến Nghị ..................................................................................................... 38

Tài Liệu Tham Khảo

vi


TÓM TẮT
Tinh dầu hoa Hoàng Lan đã được trích ly bằng phương pháp chưng cất có hỗ trợ vi
sóng. Chúng tôi đã thiết kế thí nghiệm theo phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) kết
hợp với mô hình tâm phức hợp (CCD), sử dụng phần mềm Design-Expert 6.0.8 để
phân tích và đã tìm ra 3 yếu tố công suất (445.9 w), thời gian (4.96 h) và tỷ lệ nước (1
: 2.66 g/g) cho hiệu Suất tinh dầu là 1.52%. Hơn thế nữa, Chúng tôi sử dụng khoa học
thống kê để mô hình được tôi ưu hơn và có những phân tích xâu hơn cho quy trình
trích ly tinh dầu hoa Hoàng Lan.
Cananga odarata essential oil is extracted by microwave distillation method. Our
experiments were designed according to the response surface methodology (RSM)
associated with central composite designs (CCD) and used Design-Expert 6.0.8
software for analysis. We found 3 factor such as microwave power (444.9W), time

(4.96h) and fraction of sample and water(1: 2.66g / g) for effective essential oils rate
is 1:52%. Furthermore, We used statistical to model was more optimally and analyzed
in greater depth for the process of extracting Hoang Lan flowers essential oil.

vii


DANH MỤC HÌNH
-----------Hình 1 - 1. Hoa Hoàng Lan sau khi được thu hái ......................................................... 1
Hình 1 - 2. quả và cây Hoàng Lan ................................................................................ 2
Hình 2 - 1. thiết bị chưng cất vi sóng ......................................................................... 15
Hình 3 - 1.đồ thị phân tích hệ số tương quan giữa các biến với nhau và các biến tương
tác với nhau ............................................................................................................... 21
Hình 3 - 2. đồ thị phân tích hệ số tương quan giữa các biến giữa biến tiên lượng và
thực nghiệm ............................................................................................................... 21
Hình 3 - 3. xác suất xuất hiện các biến của các mô hình ............................................. 24
Hình 3 - 4. đồ thị khảo xác thời gian và hiệu suất trích ly của phương pháp chưng cất
có hỗ trợ vi sóng ........................................................................................................ 28
Hình 3 - 5. đồ thị ảnh hưởng tương tác của các biết công suất chiếu xạ (W), thời gian
chiếu xạ (T), tỷ lệ mẫu và nước (F) đến hiệu suất trích ly tinh dầu hoa Hoàng Lan .... 31
Hình 3 - 6. phân tích phần dư để kiểm tra các giả định của mô hình ........................... 33
Hình 3 - 7. đồ thị 3D và contour lần lượt của các biến độc lập và hiệu suất trích ly. (a),
(b) : W và T với Y; (c), (d): của W và F với Y; T và F với Y ..................................... 35
Hình 3 - 8. tinh dầu hoa Hoàng Lan: (1): chưng cất nước, (2): chưng cất có hỗ trợ vi
sóng, (3): nước cận tới hạn ......................................................................................... 35

viii


DANH MỤC BẢNG

-----------Bảng 2 - 1. các thiết bị và hóa chất sử dụng ............................................................... 12
Bảng 2 - 2. xác định giới hạn và các mức yếu tố ........................................................ 16
Bảng 2 - 3. ma trận thực nghiệm ................................................................................ 18
Bảng 3 – 1. Trình bày kết quả của 5 mô hình được xem là tối ưu nhất………………23
Bảng 3 - 2. phân tích phương sai cho mô hình ........................................................... 26
Bảng 3 - 3. phân tích Anova cho từng biến độc lập .................................................... 26
Bảng 3 - 4. đánh giá mức độ ảnh hưởng của các biến ................................................. 27
Bảng 3 - 5. khảo xác thời gian trích ly của tinh dầu hoa Hoàng Lan ........................... 28
Bảng 3 - 6. phân tích ảnh hưởng của đa cộng tuyến trong mô hình hồi quy tuyến tính29

ix


DANH MỤC SƠ ĐỒ
-----------Sơ đồ 2 - 1. trích ly tinh dầu hoa Hoàng Lan bằng phương pháp chưng cất ............... 14

x


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮC
-----------ĐBSCL: Đồng Bằng Sông Cửu Long
TP.HCM: thành phố Hồ Chí Minh
CCD: mô hình tâm phức hợp
RSM: bề mặt đáp ứng

xi


LỜI MỞ ĐẦU
Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Cây Hoàng Lan hay Ngọc Lan Tây, Ylang-Ylang hoặc Ylang công chúa, danh
pháp khoa học: canangaodorata là một loài thân gỗ thuộc họ annonaceac trong chi
Công Chúa (Cananga), có nguồn gốc từ Đông Nam Á (Indonexia _ Malaysia). Hoa
Hoàng Lan có mùi thơm nồng và đậm là nguồn cung cấp tinh dầu (ylang-ylang oil).
Tinh dầu Hoàng Lan thu được chủ yếu bằng phương pháp chưng cất hơi nước. Mùi
thơm của Hoàng Lan nồng và đậm là sự kết hợp giữa các nốt hương của hoa cao su và
trứng sữa đồng với vị đặc trưng của hoa nhài và tinh dầu cam đắng.
Tinh dầu Hoàng Lan đã được nghiên cứu ở nhiều nước phát triển như Pháp và
một số nước ở Đông Nam Á. Tinh dầu Hoàng Lan là thành phần cơ bản trong nước
hoa nổi tiếng channel 5 của pháp và trong các sản phẩm nước hoa của Guerlain. Hỗn
hợp tinh dầu Hoàng Lan và dầu dừa được sử dụng làm tóc trong khu vực Đông Nam
Á. Tinh dầu Hoàng Lan chiếm 29% giá trị xuất khẩu tinh dầu hàng năm của Comoros
(1998). Tinh dầu Hoàng Lan cũng được sử dụng nhiều trong y học.
Ở Việt Nam, Hoàng Lan chủ yếu được trồng rải rác ở các công viên, trường học,
nhà dân để lấy bóng mát, làm cảnh. Việc nhân giống đại trà Hoàng Lan nhằm để lấy
tinh dầu chưa được sử dụng trong nước cũng như xuất khẩu cần phải được chú trọng
tránh để lãng phí nguồn tinh dầu đáng giá trên. Hiện nay ở nước ta các công trình
nghiên cứu một số điều kiện sinh thái thích hợp cho sự sinh trưởng của cây Hoàng Lan
trồng ở huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre làm cơ sở cho việc đề xuất trồng đại trà để
lấy tinh dầu đang được xúc tiến. Nghiên cứu cho thấy cây Hoàng Lan rất thích hợp
trồng ở Việt Nam, đặc biệt là ở Đồng Bằng Sông Cửu Long. Ngoài ra, chiết xuất tinh
dầu hoa Hoàng Lan cũng đã và đang nghiên cứu như nghiên cứu chiết xuất tinh dầu
Hoàng Lan của Ts. Phạm Văn Ngọt, trường Đại Học Sư Phạm TP HCM bằng phương
pháp trực tiếp bằng chưng cất hơi nước và trích ly bằng ether.

xii


Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam đang trong quá trình "hiện đại hóa - công nghiệp hoá" với chủ trương

là tập trung phát triển các ngành công nghiệp chế biến và đa dạng hoá mặt hàng xuất
khẩu. Hằng năm, chúng ta xuất khẩu tinh dầu đạt 15 triệu USD nhưng nhập khẩu đến
25 triệu USD mà chủ yếu là huơng liệu - mỹ phẩm. Các nước phát triển đã khai thác
hiệu quả nguồn sản phẩm tinh dầu. Trong đó, nước hoa, mỹ phẩm và dược phẩm là các
sản phẩm cao cấp đem lại giá trị GDP lớn cho nhiều nước phát triển. Thị trường nước
hoa ở nước ta chủ yếu nhập khẩu từ các nước khác như Anh, Pháp, Ấn Độ và Trung
Quốc. Phần nhỏ sản xuất ở trong nước, nhưng cũng phải nhập khẩu nguyên liệu từ
nước ngoài. Điều đó làm giảm khả năng cạnh tranh với sản phẩm nước hoa với nước
khác. Để khắc phục vấn đề trên đòi hỏi tinh dầu ở nước ta được đa dạng hóa về chất
lượng, số lượng cũng như chủng loại. Trong đó Ấn Độ và Trung Quốc là hai quốc gia
có sản lượng, xuất khẩu tinh dầu lớn nhất thế giới nhưng cũng phải nhập khẩu một số
loại tinh dầu để phối chế (theo hiệp hội tinh dầu - hương liệu – mỹ phẩm). Điều này
cho thấy nhu cầu về tinh dầu là rất lớn và là một thị trường có nhiều triển vọng. Bên
cạnh đó, trong khoảng 657 loài thực vật có chứa tinh dầu, thuộc 357 chi và 114 họ
(chiếm 6,3 % tổng số loài, 15,8 % tổng số chi và 37 % tổng số họ), nước ta mới chỉ
khai thác trong tự nhiên hoặc đưa vào gây trồng khoảng 20 loài (chiếm 3 % số cây tinh
dầu đã biết) (Phạm Kế Lộc, 1998). Việc khai thác, sản xuất tinh dầu ở nước ta vẫn còn
ở tình trạng sản xuất nhỏ, thiếu cách nhìn toàn diện, tổng hợp ở tầm vĩ mô. Đặc biệt là
chưa có một ý niệm đầy đủ trong việc xây dựng và phát triển về mô hình hoàn chỉnh
của ngành công nghiệp tinh dầu - hương liệu. Trong hai thập kỷ 80 và 90 cây tràm,
bạch đàn, chanh đã được trồng ở Đồng Tháp Mười; cây sả Java được trồng ở các nông
trường miền Đông và Tây Nguyên để chế biến tinh dầu xuất khẩu nhưng cuối cùng các
cơ sở này đều phải giải thể. Đây là một vấn đề đặt ra đòi hỏi phải có sự kết hợp chặt
chẽ giữa các bộ ngành để xây dựng và phát triển ngành công nghiệp tinh dầu - hương
liệu.
Cây Hoàng Lan được trồng nhiều ở vùng ĐBSCL và tinh dầu từ Hoàng Lan là nốt
hương nền của nước hoa nổi tiếng Chanel 5 của pháp nên có giá trị kinh tế cao. Vì vậy
nghiên cứu phương pháp chiết xuất và ứng dụng tinh dầu dầu Hoàng Lan trong ngành
xiii

công nghệ mỹ phẩm có ý nghĩa rất rất lớn trong việc nâng cao giá trị kinh tế của cây
Hoàng Lan và cải thiện thu nhập của người dân địa phương.
Vì vậy, đề tài này hướng đến việc nghiên cứu để ” Tối ưu hóa quy trình trích ly
tinh dầu hoa Hoàng Lan bằng phương pháp chưng cất có hỗ trợ vi sóng sử dụng bề
mặt đáp ứng kết hợp mô hình tâm phức hợp”

xiv


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Chương 1. Tổng Quan
1.1.

Đại cương về thực vật

1.1.1. Cây Hoàng Lan
Danh Pháp
Tên Khoa học: Cananga Odorata Hook. Canagium fruticosum Craib,
Canangaium odoratum (Lam.) Baill, Canangium scortechinii King, Uvaria
odorata.
Tên nước ngoài, canang odorant (Pháp), Ilang ilang-ilang (Guam), Moso’oi
(Samoa), Ylang ylang, Perfume tree, Cananga (Anh) kenanga (indonesia),
fragrant cananga, Macassar-oil plant or perfume tree(philippines) (Elevitch,
2006).
Tên thông thường: Hoàng Lan, Ngọc Lan Tây, ylang-ylang hoặc Ylang công
chúa
Phân loại thực vật
Giới: plantae

Phân lớp: maqnoliidae
Bộ: Maqnoliales
Họ: Annonaceae
Chi: Cananga
Lớp: C. odorata
1.1.2. Mô tả thực vật
Ngọc Lan Tây hoặc Hoàng Lan
(tên tiếng Anh là ylang - ylang)
là một loài cây thân gỗ thuộc chi
công chúa . Loài cây này có thể
có độ cao trung bình khoảng 6 –
15 m, đường kính thân khoảng
30 – 40 cm, cành lớn mọc ngang
dễ gãy, cành non rũ xuống. Lá
SVTH: Trần Tuấn Kiệt

Hình 1 - 1. Hoa Hoàng Lan sau khi được thu hái

1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
đơn, mọc cách, xếp thành hai hàng, hình trái xoan dài, dài 15 – 20 cm, rộng 5 -8
cm, mép có lượn sóng, đầu thon, mặt trên không có lông, mặt dưới hơi có lông,
gân phụ 9, 10 cặp, cuộng 1 -2 cm. Cây ra hoa quanh năm, hoa màu xanh vàng
đến màu vàng, mọc cụm trên các cành ngấn không có lá, mỗi chùm từ 2 – 7
hoa. Có 7 – 9 quả rời dính trên cuống ngắn. Quả còn non màu xanh, kích cỡ 15
– 25 mm 8 – 10 mm, nhẵn không có lông, võ quả dày khoảng 2 mm, khi chín
quả màu xám tro nhạt dần chuyển sang màu nâu đen. Mỗi quả chứa 3 – 12 hạt.
Hạt dẹp, lúc non nhỏ mềm, màu trắng đến khi chín hạtcứng, màu nâu, dài

khoảng 0.5 – 0,7 cm(Elevitch, 2006, Trần Công Danh, 2009).

Hình 1 - 2. quả và cây Hoàng Lan

1.1.3. Nguồn gốc, phân bố và thu hái
Ngọc lan tây có nguồn gốc từ Philipine và được người Pháp đem trồng ở đảo
Comores và Madagascar.Gặp nhiều ở Đông Nam Á, biên độ sống của loài này
khá rộng rãi từ 1 – 800 m so với mực nước biển, thích hợp với nhiều loại đất, từ
đất sét đến đất cát pha sét, không chịu úng phèn, mặn.Thường hái hoa để trích
ly tinh dầu.
1.1.4. Công dụng
Gỗ thớ mịn, nhẹ, màu hồng nhạt hơi vàng, không bền, dễ mối mọt, dùng làm
guốc, thuyền ghe nhỏ, đồ trang trí, chất đốt.
SVTH: Trần Tuấn Kiệt

2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Làm thuốc: vỏ làm thuốc chữa đau bao tử, nhuận trường. Ở Java, hoa khô dùng
làm thuốc trị bệnh sốt rét, hoa tươi giã nhuyễn thành bánh trị bệnh dời leo. Dầu
chiết xuất từ hoa Hoàng Lan trị chứng ngẹt thở, huyết áp cao.
Vỏ làm dây thừng.
Nguyên liệu chế biến nước hoa, xà phòng, mỹ phẩm: sản phẩm chiết xuất đầu
tiên dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp nước hoa. Là thành phần cơ bản
trong nước hoa nổi tiếng hiệu Chanel #5 của Pháp. Dầu hoa Hoàng Lan trộn với
dầu dừa làm thành dầu gội đầu, dầu cây Công chúa không độc tố, không gây dị
ứng.
Trồng làm cảnh quan: Hình dáng đẹp, dễ tạo tán, cây thường xanh ít rụng lá
theo mùa, hoa đẹp có mùi thơm rất thích hợp cho việc trồng cây đường phố,

công viên, khuôn viên (Elevitch, 2006, Trần Công Danh, 2009).
1.2.

Tinh dầu hoa Hoàng Lan

1.2.1. Thành phần hóa học của tinh dầu Hoàng Lan
Mùi thơm của tinh dầu hoa Hoàng Lan nồng và đậm là sự kết hợp giữa các nốt
hương của hoa cao su và trứng sữa cùng với vị đặc trưng của hoa nhài và tinh
dầu cam đắng . Thành phần chính tạo ra mùi thơm của hoàng lan là mêtyl
anthranilat. Theo một số nghiên cứu, tinh dầu hoa Hoàng Lan chứa các chất
như linalool, benzyl benzoate, benzyl acetate, α-farnesene, geranyl acetate,
caryophyllene oxide, β-Cubebene, caryophyllene (Phạm Văn Ngọt*, 2009, Pr,
July 2012, Stashenko, et al., 1995).
Thành phần tinh dầu hoa Hoàng Lan thay đổi phụ thuộc vào điều kiện sinh
trưởng (đất, độ ẩm, nước). Thành phần chính của tinh dầu khác ở từng khu vực.
ví dụ: Thành phấn chính của tinh dầu trích ly ở Việt Nam là benzyl benzoate,
benzyl acetate, geranyl acetate, cinnamyl acetate, isoeugenol methyl ether, pMethylanisole. Thành phần chính của tinh dầu trích ly ở colombia là a-Pinene,
Linalool, Tetradecane, Germacrene, Benzyl benzoate, P-Caryophyllen. Còn ở
indonesia, thành phần của nó là β – humulene, (Z)-β-farnesene, benzyl
benzoate, β –caryophyllene, linalool, geraniol. Hơn thế nửa, Thành phần tinh
dầu cũng sẽ biến đổi tùy thuộc vào thời gian thu hái như hoa xanh, hoa vàng
hay hoa từ màu xanh chuyển sang vàng. Phương pháp thu tinh dầu khác nhau
SVTH: Trần Tuấn Kiệt

3


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
thì thành phần tinh dâu cũng khác nhau. Điều này cũng dễ hiểu, vì các điều kiện
làm việc khác như nhiệt độ, tỷ lệ nước, thời gian. Hàm lượng những chất trong

tinh dầu cũng khác nhau phụ thuộc các yếu tố khác nhau.
1.2.2. Công dụng của tinh dầu hoa Hoàng Lan
Tinh dầu hoa Hoàng Lan được dùng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất nước
hoa, là thành phần cơ bản trong nước hoa nổi tiếng ChannelN05 của Pháp và
trong các sản phẩm nước hoa của Guerlain. Tinh dầu hoa Hoàng Lan có thể tạo
một cảm giác thoải mái, tâm trí thanh thản và được xem như loại thuốc làm dịu
đi sự mệt mỗi của cơ thể. Tinh dầu hoa Hoàng Lan giúp điều tiết các chất bã
nhờn cho da, làm giảm huyết áp cao, giảm căng cơ và tác dụng kích thích hưng
phấn tinh dục, được dùng chữa chứng nhịp tim nhanh, bệnh sốt rét, bệnh đường
ruột, viêm gan. Tinh dầu ngọc lan tây còn có tính sát khuẩn, chống viêm nhiễm,
đặc biệt giúp bạn luôn cảm thấy hưng phấn, kích thích cảm giác yêu. Tinh dầu
ngọc lan tây có tác dụng trấn tĩnh tinh thần, xoa dịu bực dọc, căng thẳng.
Massage với tinh dầu ngọc lan là một liệu pháp tuyệt vời sau một ngày làm việc
mệt mỏi và áp lực. Ở Đông Nam Á, hỗn hợp tinh dầu Hoàng Lan và dầu dừa
được sử dụng trong chăm sóc tóc. Tinh dầu Hoàng Lan chiếm 29% giá trị xuất
khẩu tinh dầu hàng năm của Comoros (1998). Tinh dầu Hoàng Lan cũng được
sử dụng trong y học.
1.3.

Các phương pháp ly trích tinh dầu
Các nghiên cứu phương tây cho răng chính phương đông là nơi bắt đầu lịch sử
của tinh dầu. Người ta sử dụng trong các nghi lễ tôn giáo. Người cổ ở
Mésopotamia (vùng Lưỡng Hà), Ai Cập, Ấn Độ,Trung Quốc đã sử dụng và
mua bán các hợp chất có mùi thơm ở vùng cận và nhiệt đới. Theo Guenther, sự
phát triển đầy đủ về kỹ thuật chưng cất là ở Tây Ban Nha vào thế kỷ 13. Đến
thế kỷ 17, Vùng Grass ở miền nam pháp đã phát triển thành trung tâm lớn nhất
về tinh dầu đầu tiên trên thế giới. Ngày nay, con người càng quan tâm đến lĩnh
vực tinh dầu và tinh dầu không chỉ tạo mùi mà còn liên quan đến vấn đề sức
khỏe, thực phẩm sạch và ngon miệng, các lĩnh vực khác như y học, nông
nghiệp, mỹ phẫm. Tập chí journal of Essential Oil Research, do DR. B. M.

Lawrece chủ biên “cung cấp đầy đủ về mọi khía cạnh trong nghiên cứu trong

SVTH: Trần Tuấn Kiệt

4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
tinh dầu thuần túy và ứng dung”. Phát hành từ năm 1989, đây là tập chí có quy
tính trong lãnh vực tinh dầu (Thạch, 2006).
Có rất nhiều phương pháp trích ly tinh dầu nhưng quy trình sản xuất tinh dầu
phải đạt những điểm chung sau đây:
 Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên
 Quy trình trích ly phải phù hợp với nguyên liệu
 Màu sắc phải tươi sáng, thu hút người nhìn
 Tinh dầu phải được trích cạn trong nguyên liệu
1.4.

Các nghiên cứu về cây Hoàng Lan

1.4.1. Các nghiên cứu trong nước của cây Hoàng Lan
Trong nước, Các nghiên cứu về cây Hoàng Lan còn rất ít. Chỉ có một số nghiên
cứu của Ts. Phạm Văn Ngọt:
 Năm 2007, Ts. Phạm Văn Ngọt, Phạm Phương Bình đã nghiên cứu khả
năng nẩy mầm và sinh trưởng của cây Hoàng Lan ở giai đoạn vườn
ươm (Phạm Phương Bình, 2007).
 Năm 2009, Ts. Phạm Văn Ngọt, Nguyễn Văn Định đã nghiên cứu sự
sinh trưởng của cây Hoàng Lan ở giai đoạn vườn ươm với các chế độ
bón phân khác nhau (Nguyễn Văn Định, 2009).
 Năm 2009, Ts. Phạm Văn Ngọt, Trần Công Danh đã nghiên cứu sự sinh

trưởng và khả năng ra hoa của Cây Hoàng Lan trồng ở Huyện Giồng
Trôm tỉnh Bến Tre (Trần Công Danh, 2009).
 Năm 2009, Phạm Văn Ngọt, Nguyễn Thị Ánh Tuyết, Trần Thuỵ Kim Hà
đã nghiên cứu hàm lượng và thành phần hóa học của tinh dầu hoa
Hoàng Lan trồng ở Huyện Giồng Trôm tỉnh Bến Tre (Phạm Văn Ngọt*,
2009). Thành Phần chủ yêu được thể hiện bảng:

SVTH: Trần Tuấn Kiệt

5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Bảng 1 – 1. tóm tắt thành phần chính của tinh dầu hoa Hoàng Lan ở trong nước

STT

Thành phần hóa học

Tỉ lệ

1
2
3
4
5
6

Benzyl benzoate
Benzyl acetate

Linalool
Geranyl acetate
Cinnamyl acetate
Isoeugenol methyl ether

Hoa xanh
43,027
14,249
10,261
7,371
6,676
4,556

Hoa Vàng
36,784
19,349
9,696
7,956
8,028
4,233

7
8
9
10

p-Methylanisole
(E,E)-Farnesol
β-Cubebene
Germacrene D-4-ol

3,990
2,640
2,292
0,904

4,440
2,104
2,760
0,857

1.4.2. Các nghiên cứu ngoài nước của cây Hoàng Lan
Ngoài nước, Các nghiên cứu về cây Hoàng Lan rất đa dạng và phong phú. Có
rất nhiều bài báo được đăng trên các tập chí khoa học như
 Năm 1995, Elena E. Stashenko*, William Torres, and Jairo Ren6
Martinez Morales đã nghiên cứu về các thành phần biến đổi của tinh
dầu của Ylang- trong quá trình phát triển hoa ở Colombia (Stashenko, et
al., 1995). Thành Phần chủ yếu được thể hiện ở bảng:
Bảng 1 - 2. tóm tắt thành phần chính của tinh dầu hoa Hoàng Lan ở nghiên cứu ngoải nước

Thành phần
STT
1
2
3
4
5
6

Tỷ lệ

Hoa xanh

a-Pinene
Linalool
Tetradecane
Germacrene
Benzyl benzoate
P-Caryophyllen

9.64 ± 0.95
20.95 ± 2.81
28.14 f ± 1.2
11.23 ± 1.47
4.72 ± 1.05
5.46 f ± 0.56

Hoa
từ
xanh
chuyển sang vàng
2.85 ± 0.61
38.97 ± 4.27
12.25 ± 1.01
7.06 ± 0.29
7.21 ± 2.17
3.69 ± 0.45

Hoa vàng
1.87 ± 0.32
35.49 ± 1.14

5.51 ± 0.65
5.55 ± 0.17
6.19 ± 1.78
1.69 ± 0.27

 Năm 2012, Magdalena Kristiawan,Unité Biopolymères Interactions et
Assemblages đã nghiên cứu hiệu suất và thành phần của tinh dầu Hoàng
Lan ở Indonesia trích ly bằng chưng cất hơi nước và dung môi hữu cơ
(Pr, July 2012). Thành phần chủ yếu được cho ở bảng :
SVTH: Trần Tuấn Kiệt

6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Bảng 1 - 3. thành phần chính của tinh dầu hoa Hoàng Lan ở indonesian

STT
1
2
3
4
5
6

Thành Phần
β – humulene
(Z)-β-farnesene
benzyl benzoate

β –caryophyllene
Linalool
Geraniol

Tỷ lệ
6.7
0.41
7.1
18.2
2.5
1.6

 Năm 2006,M. Kristiawan, V. Sobolik, M.Al-Haddad, K. Allaf đã nghiên
cứu ảnh hướng tốc độ giảm áp suấttách của tinh dâu Hoàng Lan sử dụng
quá trình điều khiển giảm áp suất tức thời (Kristiawan, et al., 2008a).
1.5.

Phương pháp chưng cất có hỗ trợ vi sóng
1.5.1. Tìm hiểu về vi sóng
 Vi sóng là sóng điện từ lan truyền với vận tốc ánh sáng. Sóng này có
những đặc điểm sau:
 Tần số f (Hz) là chu kỳ của trường điện từ trong một giây, nằm trong
khoảng 300 MHz và 30 GHz.
 Vận tốc c là 300 km/s
 Độ dài sóng λ (cm) là đoạn đường đi của vi sóng trong một chu kỳ, liên
hệ với tần số theo Công thức
 Hầu hết các lò vi sóng đề sử gia dụng đều sử dụng ở tần số 2450 MHz, ở
tần số này λ = 12,24
1.5.2. Tính chất của vi sóng
 Có thể đi qua được không khí, gốm sứ, thủy tinh, polimer và phản xạ

trên bề mặt kim loại, lan truyền được trong chân không, trong điều kiện
áp suất cao
 Bức xạ của vi sóng không phải là bức xạ ion
 Vô hại đối với sinh vật
 Vi sóng xuyên thấu vật chất, làm nóng vật chất ngay từ bên trong
 Độ xuyên thấu tỷ lệ nghịch với tần số

SVTH: Trần Tuấn Kiệt

7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
1.5.3. Ưu và nhược điểm
Ưu điểm
 Hiệu suất có thể bằng hoặc cao hơn các phương pháp khác nhưng thời
gian cần thiết thì rất nhanh
 Tinh dầu thu được có mùi tự nhiên
 Tiết kiệm thời gian, năng lượng dẫn đến giảm giá thành sản xuất.
 Ít ô nhiễm môi trường
Nhược điểm
 Năng lượng chiếu xạ quá lớn sẽ làm cho một số cấu phần bị phân hủy
 chỉ áp dụng cho các nguyên liệu có tuyến tính tinh dầu nằm ngay trên bề
mặt lá (Thạch, 2006).
1.6.

Giới thiệu về phương pháp bề mặt đáp ứng và mô hình tâm phức hợp

1.6.1. Giới thiệu chung
Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM), được giới thiệu bởi Box và Wilson vào

năm 1951 là một tập hợp các kỹ thuật toán học và thống kê có mục đích là để
phân tích một mô hình thực nghiệm, vấn đề đặt ra. RSM khám phá các mối
quan hệ giữa các biến giải thích và một hay nhiều biến phản ứng
Phương pháp bề mặt đáp ứng bao gồm một phần của phương pháp khám phá
cho điều kiện hoạt động tối ưu thông qua phương pháp thực nghiệm. Thông
thường, điều này liên quan đến việc thực hiện một số thí nghiệm, sử dụng kết
quả của một thử nghiệm để cung cấp định hướng cho những gì cần làm tiếp
theo. Hành động tiếp theo này có thể tập trung thí nghiệm xung quanh điều
chỉnh khác nhau của điều kiện. Hoặc để thu thập nhiều thông tin hơn trong
miền thử nghiệm hiện tại của một mô hình bậc cao hoặc xác nhận những gì
chúng ta đã tìm thấy (Khuri & Mukhopadhyay, 2010).
1.6.2. Sơ lược về lý thuyết
Mối quan hệ giữa các biến và đáp ứng về mặt lý thuyết được mô tả bởi một
chức năng mà cơ bản là cơ chế vật lý cho vấn đề được nghiên cứu. Sự tồn tại
của mối quan hệ này làm cho hiện tượng dưới nghiên cứu lặp lại để có thể thử
nghiệm với nó và để trích xuất kết luận:
SVTH: Trần Tuấn Kiệt

8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
(1)
Trong Phương trình (1), " đại diện cho các nguồn khác của biến đổi mà không
được xem xét trong f như các lỗi trong xác định của đáp ứng.
Là một biến ngẫu nhiên phải tuân theo một phân phối chuẩn với trung bình
bằng không và phương sai của

. Như giá trị trung bình bằng không, giá trị kỳ

vọng E (y) của các phản ứng thử nghiệm là chính xác hàm f:

(2)
Trong thực tế, chúng ta có thể phát triển mô hình thành nhiều biến, chằng
hạn như
Yi = α + β1x1i + β2x2i +…+ βkxki + εi
Nói cụ thể hơn:
Y1 = α + β1x11 + β2x21 +…+ βkxk1 + ε1
Y2 = α + β1x12 + β2x22 +…+ βkxk2 + ε2
Y3 = α + β1x13 + β2x23 +…+ βkxk3 + ε3
Yn = α + β1x1n + β2x2n +…+ βkxkn + εn
Chú ý trong phương trình trên, chúng ta có nhiều biến x(x1, x2, …., xk), và mỗi
biến có một thông số βj (j = 1, 2, …., k) cần ước tính.
Phương pháp ước tính βj dựa vào phương pháp bình phương nhỏ nhất. Gọi Y’i
= a + b1x1i + v2x2i +…+ vkxki + ei là ước tính của y1, phương pháp bình phương
nhỏ nhất tìm giá trị a’, b1’, b2’,….bk’ sao cho

nhỏ nhất. Đối

với mô hình hồi quy tuyến tính đa biến, cách viết và mô tả mô hình gọn nhất là
dùng kí hiệu ma trận. Mô hình có thể được kí hiệu ma trận như sau:
Y = Xβ + ε
Trong đó: Y là một vector, X là một ma trận, β ;là một vector và ε là một vector

SVTH: Trần Tuấn Kiệt

9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Phương pháp bình phương nhỏ nhất giải vector β bằng phương trình sau đây:
Β’ = (XT X)-1 XT Y
Và tồng bình phương phần dư:

1.6.3. Công dụng của RSM
 Để tạo ra kiến thức trong lĩnh vực thí nghiệm quan tâm.
 Để ước tính đáng tin cậy sự thay đổi thử nghiệm (lỗi tinh khiết).
 Để đảm bảo an toàn giữa các mô hình đề xuất và các dữ liệu thực nghiệm
(để làm cho nó dễ dàng để phát hiện thiếu phù hợp).
 Để dự đoán những phản ứng quan sát, là chính xác và chính xác nhất có thể,
tại các điểm trong thử nghiệm
 tên miền mà không có thí nghiệm đã được thực hiện.
 Kiến nghị chiến lược liên tục để thực hiện các thử nghiệm với lựa chọn thay
thế khác nhau theo kết quả thu được.
 Để duy trì một hiệu quả cao đối với chi phí tiết kiệm, thời gian, và bất kỳ
giới hạn thực tế khác.
 Để làm cho việc xác định các dữ liệu outlier dễ dàng.
 Để thực hiện các quyết định có thể trong điều kiện không chắc chắn, làm
giảm sự mơ hồ (Box, et al., 1978, Carley, et al., 2004).
1.6.4. Ưu, nhược điểm của RSM
Ưu điểm:
 Mang tính thực tế vì số liệu được lấy từ thực nghiệm.
 Có thể áp dụng cho bất kỳ hệ thống nào có biến đầu vào và mục tiêu đầu
ra.
 Đánh giá được tác động của các yếu tố ảnh hưởng.
SVTH: Trần Tuấn Kiệt

10

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
 Thực hiện dễ dàng và nhanh chóng.
Nhược điểm:
 Chỉ mang tính gần đúng.
 Phạm vi tác dụng bị giới hạn, mặt đáp ứng sẽ không có giá trị đối với
những vùng khác ngoài dải yếu tố đang nghiên cứu.
 RMS thiếu việc sử dụng các nguyên tắc thống kê.
1.6.5. Mô hình tâm phức hợp
CCD bao gồm các thí nghiệm N phân phối như sau:
 nF: thí nghiệm của một thiết kế giai thừa cấp hai. Những thí nghiệm này
là những điểm duy nhất đóng góp vào sự ước tính của các tương tác hai
yếu tố.
 2k: thí nghiệm của một “star” thiết kế với tọa độ: (±α, 0, …., 0), (0, ±α,
…., 0), (0, 0, …., ±α) là khoảng cách từ tâm phương án đến điểm sao
được gọi là cánh tay đòn sao. Các điểm sao là cần thiết để mở rộng
không gian nghiên cứu khảo sát tác động của 1 yếu tố đơn để có thể tìm
được các ước lượng của hệ số trong phương trình hồi quy bậc 2.


nc: điểm trung tâm (0, 0,…,0). Những thí nghiệm này cung cấp một ước
tính của mô hình và đóng góp vào sự ước lượng điều kiện bậc hai
(Khuri, 2006, Khuri & Mukhopadhyay, 2010, Myers, et al., 2009).

Dù có bao nhiêu yếu tố, trong một thiết kế ccd để phù hợp với một mô hình bậc
hai, đó là tất cả tại năm mức độ khác nhau (-α, -1, 0, +1, + α) trừ α = 1
Phương trình hồi quy (mô hình hóa) được biểu diễn bằng pt sau:
y= bo + b1x1 + b2x2 + b3x3 + b12x1x2 + b 23x2x3 + b13x1x3 + b11x12+ b22x22 + b 33x32
Trong đó,
bo: hệ số tự do

b1, b 2, b3: hệ số bậc 1
b11, b22, b33: hệ số bậc 2
b12, b13, b23: hế số của từng cặp yếu tố.
x1, x2, x3: các biến độc lập
y: biến đáp ứng
SVTH: Trần Tuấn Kiệt

11