Nghiên cứu áp dụng công nghệ CO2 siêu tới hạn (supercritical CO2) chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học và giá trị kinh tế cao từ một số cây gia vị của việt nam

Đại học Quốc gia
Thành phố Hồ Chí Minh

Mẫu R08

C

Ngày nhận hồ sơ
(Do CQ quản lý ghi)

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN

Tên đề tài:
Nghiên cứu áp dụng công nghệ CO2 siêu tới hạn (supercritical CO2) chiết xuất các
hợp chất có hoạt tính sinh học và giá trị kinh tế cao từ một số cây gia vị của Việt
Nam.

Tham gia thực hiện
Chịu trách
nhiệm
Chủ nhiệm

0912012360



2

Học hàm, học vị,
Họ và tên
TS. Đặng Quốc Tuấn

KS. Nguyễn Ngữ

Thư ký

0909303046

nguyen_ngu@ỵahoo.com

3

KS. Hàn Khánh Linh

Tham gia

01237374594



4

Tham gia

0979099287



5

KS. Lâm Huỳnh Trúc
Hà

CN. Lê Phương An

Tham gia

0914272502



6

CN. Phan Nhựt Nam

Tham gia

0984336119



7

CN. Phan Trọng
Nghĩa

Tham gia

0907735585



TT

1

Điện thoại

Email

Phối hợp
Phối hợp
Phối hợp

TP.HCM, tháng …. năm ….


Đại học Quốc gia
Thành Phố Hồ Chí Minh

C

BÁO CÁO TỔNG KẾT

Tên đề tài:
Nghiên cứu áp dụng công nghệ CO2 siêu tới hạn (supercritical CO2) chiết xuất các
hợp chất có hoạt tính sinh học và giá trị kinh tế cao từ một số cây gia vị của Việt
Nam.

Ngày ... tháng ...... năm ....
Chủ tịch hội đồng nghiệm thu
(Họ tên, chữ ký)

Ngày ... tháng ...... năm ....

Chủ nhiệm
(Họ tên và chữ ký)

Ngày ... tháng ...... năm ....
Cơ quan chủ quản

Ngày ... tháng ...... năm ....
Cơ quan chủ trì
(Họ tên, chữ ký, đóng dấu)

TP.HCM, tháng .. năm ….


MỤC LỤC
TÓM TẮT
ABSTRACT
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các Bảng
Danh mục các Hình vẽ, Đồ thị
LỜI CẢM ƠN
Chương 1: MỞ ĐẦU
Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Thông tin chung về gừng
2.1.1 Phân bố gừng
2.1.2 Thành phần hóa học của gừng
2.1.3 Sử dụng gừng trong công nghiệp thực phẩm và công nghiệp dược
2.1.4 Sản xuất và tiêu thụ gừng ở Việt Nam
2.1.5 Các sản phẩm từ gừng
2.2 Tổng quan về hồ tiêu
2.2.1 Tình hình sản suất và tiêu thụ hồ tiêu trên thế giới

2.2.2 Tình hình sản xuất hồ tiêu ở Việt Nam
2.2.3 Đặc tính sinh học của hồ tiêu
2.2.4 Thành phần hóa học của hạt hồ tiêu
2.2.5 Dược lý học
2.2.6 Các sản phẩm từ hạt hồ tiêu
2.3 Trích ly nhựa dầu bằng dung môi
2.3.1 Phương pháp ngâm chiết
2.3.2 Phương pháp ngấm kiệt và ngấm nhỏ giọt
2.3.3 Thiết bị Soxhlet
2.3.4 Phương pháp Randall
2.3.5 Các thông số ảnh hưởng hiệu suất trích ly
2.3.5.1 Cỡ hạn nguyên liệu (độ nghiền mịn)
2.3.5.2 Hàm ẩm ban đầu của nguyên liệu
2.3.5.3 Lựa chọn dung môi
2.3.5.4 Nhiệt độ
2.3.5.5 Thời gian trích ly
2.3.5.6 Khuấy trộn dung mơi
2.4 Công nghệ chiết xuất bằng dung môi CO2 siêu tới hạn
2.4.1 Trạng thái siêu tới hạn
2.4.2 Dung môi CO2 siêu tới hạn
2.4.3 Tính chất nhiệt động học của SCO2
2.4.3.1 Sự phụ thuộc của tỷ trọng riêng (ρ) vào áp suất và nhiệt độ
2.4.3.2 Sự phụ thuộc của độ nhớt của SCO2 theo P và T
2.4.3.3 Mối quan hệ giữa hệ số khuyếch tán D với P & T
2.4.4 Nguyên lý họat động của thiết bị chiết xuất dung môi SCO2
2.4.5 Các ưu thế chủ yếu
2.4.6 Các ứng dụng chính của công nghệ SCO2 trong công nghiệp dược và thực phẩm
2.4.7 Chiết tách các sản phẩm từ nguồn nguyên liệu gia vị bằng SCO2
2.4.8 Sử dụng dung môi phụ cho dung mơi CO2 siêu tới hạn
2.5 Xác định hoạt tính chống o-xy hóa

2.5.1 Phương pháp gốc Diphenylpicrylhydrazyl (DPPH)
2.5.2 Phương pháp xác định khả năng khử (FRAP Assay)
2.5.3 Phương pháp TBARS
1

Tr.
4
5
6
7
8
9
10
13
13
13
13
14
14
14
18
18
19
20
21
21
22
24
24
24

24
24
25
25
25
25
25
25
25
26
26
27
28
28
28
29
30
30
31
32
33
34
34
34
34


2.6 Phân tích thành phần hóa học của nhựa dầu gừng bằng HPLC
2.7 Phân tích piperine trong nhựa dầu tiêu
Chương 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

3.1 Nguyên liệu
3.2 Phương pháp phân tích
3.3 Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm
3.4 Quy trình chiết xuất bằng dung mơi siêu tới hạn
3.5 Phương pháp thí nghiệm
3.6 Thiết kế thí nghiệm Phối hợp có tâm Trực giao bậc 2
3.7 Thiết kế thí nghiệm kiểu Tâm diện trung tâm cho 2 biến độc lập
3.8 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến hiệu suất trích ly nhựa dầu tiêu và hàm
lượng piperin
3.9 So sánh ảnh hưởng của các dung môi phụ khác nhau lên hiệu suất trích ly nhựa
dầu và hàm lượng piperin
3.10 Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp xử lý nguyên liệu bằng microwave trước
khi trích ly đến hiệu suất trích ly nhựa dầu tiêu và hàm lượng piperin
3.11 Phân tích thống kê
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Nghiên cứu về gừng
4.1.1 Thành phần nguyên liệu gừng
4.1.2 Hiệu suất chiết nhựa dầu gừng với các dung môi hữu cơ khác nhau
4.1.3 Chiết xuất nhựa dầu gừng bằng CO2 siêu tới hạn: ảnh hưởng của nhiệt độ, áp
suất, thời gian chiết và cỡ hạt
4.1.3.1 Ảnh hưởng của áp suất
4.1.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ
4.1.3.3 Ảnh hưởng của thời gian chiết
4.1.3.4 Ảnh hưởng của kích cỡ hạt nguyên liệu
4.1.4 Chiết xuất nhựa dầu gừng bằng CO2 siêu tới hạn: ảnh hưởng của tốc độ dịng
dung mơi, tỷ lệ dung mơi phụ và loại dung mơi phụ
4.1.4.1 Ảnh hưởng của tốc độ dịng
4.1.4.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi phụ -ethanol
4.1.4.3 So sánh dung môi phụ ethanol và methanol
4.1.5 Chiết xuất nhựa dầu gừng bằng CO2 siêu tới hạn: ảnh hưởng việc xử lý ngun

liệu bằng sóng vi ba
4.1.6 Khả chống o-xy hố của các sản phẩm nhựa dầu gừng
4.1.7 Nghiên cứu thành phần hóa học chính của nhựa dầu gừng
4.2 Nghiên cứu về hồ tiêu
4.2.1 Thành phần nguyên tiêu đen
4.2.2 Hiệu suất chiết nhựa dầu hồ tiêu với các dung môi hữu cơ khác nhau
4.2.3 Chiết xuất nhựa dầu tiêu đen bằng CO2 siêu tới hạn: ảnh hưởng của áp suất (P),
nhiệt độ (T) và thời gian chiết (t) lên hiệu suất nhựa dầu
4.2.3.1 Ảnh hưởng của áp suất
4.2.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ
4.2.3.3 Ảnh hưởng của thời gian chiết
4.2.4 Tối ưu hóa điều kiện chiết xuất nhựa dầu tiêu
4.2.4.1 Xây dựng mơ hình hồi quy
4.2.4.2 Tối ưu hóa bề mặt đáp ứng
4.2.5 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi phụ ethanol trong mối liên hệ với áp suất
lên hiệu suất trích ly nhựa dầu tiêu
4.2.5.1 Xây dựng mơ hình hồi quy
4.2.5.2 Phân tích tối ưu hóa điều kiện trích ly có xử dung dung mơi phụ
4.2.6 Ảnh hưởng của tốc độ dịng dung mơi đến hiệu suất trích ly nhựa dầu
2

35
35
36
36
36
37
37
38
39

40
42
42
43
43
44
44
44
44
45
45
46
47
48
48
48
49
49
50
51
52
52
52
53
54
54
54
55
56
56

59
59
59
61
62


4.2.7 Ảnh hưởng của các dung môi phụ khác nhau và việc tiền xử lý nguyên liệu bằng
vi-sóng lên HSND
4.2.8 Khả chống o-xy hoá của các sản phẩm nhựa dầu dầu tiêu
4.2.9 Mối tương quan giữa hàm lượng piperine trong nhựa dầu và khả năng thu hồi
gốc tự do DPPH
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Phụ lục 1
Phụ lục 2
Phụ lục 3
Phụ lục 4
Phụ lục 5

3

62
63
64
66
68


TĨM TẮT

Cơng nghệ chiết xuất bằng CO2 siêu tới hạn (SCO2) được nghiên cứu áp dụng cho chiết xuất
nhựa dầu từ gừng (Zingiber officinale Roscoe ) và hạt tiêu đen (Piper nigrum L.). Các thông số
công nghệ ảnh hưởng tới hiệu suất chiết nhựa dầu (HSND) được khảo sát. Các thơng số đó bao
gồm: áp suất, nhiệt độ, thời gian chiết, kích cỡ hạt ngun liệu, tốc độ dịng, tỷ lệ dung môi phụ và
việc tiền xử lý nguyên liệu bằng vi-sóng. Sản phẩm nhựa dầu được đánh giá hoạt tính sinh học
thơng qua khả năng qt gốc tự do DPPH. Nhựa dầu gừng được phân tích xác định hàm lượng các
gingerol và shogaol chính. Nhựa dầu hạt tiêu được đánh giá hàm lượng piperine.
Đối với nhựa dầu gừng, điều kiện công nghệ tốt nhất để đạt HSND cao là áp suất 250 bar,
nhiệt độ 45oC. Thời gian chiết xuất khoảng 2,5 h và cỡ hạt 1,0 mm là thích hợp. Việc tiếp tục tăng
áp suất và nhiệt độ cũng như giảm cỡ hạt không làm tăng đáng kể HSND. Có thể tăng HSND nếu
tăng tốc độ dịng dung mơi SCO2, bổ sung một tỷ lệ dung môi phụ hoặc xử lý ngun liệu bằng vi
sóng. Tốc độ dịng thích hợp là 15g/phút và xử lý nguyên liệu bằng vi-sóng tối đa 35 giây. Dung
mơi phụ methanol có tác dụng tốt hơn ethanol làm tăng HSND và có thể đạt tới 7.13% (theo chất
khô, d.b.), khi cho thêm 8% methanol. Sản phẩm nhựa dầu gừng chiết bằng SCO2 thể hiện khả
năng quét gốc tự do DPPH khá mạnh, tuy chỉ thấp hơn một chút so với khả năng của Axit
Ascorbic. Các gingerol và shogaol chính đều có mặt trong thành phần nhựa dầu gừng chiết bằng
SCO2, trong đó hàm lượng 6-,8,10-gingerol và 6-, 8-, 10-shogaol là khoảng 46-48%, riêng hàm
lượng 6-gingerol chiếm khoảng 20-22%.
Đối với nhựa dầu hạt tiêu, ảnh hưởng của 3 thông số công nghệ là áp suất, nhiệt độ và thời
gian chiết lên HSND được khảo sát trong khoảng 200-300bar, 35-55oC và 1,5-2,5h, bằng phương
pháp Bề mặt đáp ứng. Một phương trình hồi quy bậc hai mơ tả sự phụ thuộc của HSND vào 3 yếu
tố trên và việc tối ưu hóa mơ hình thống kê đã xác định các thơng số tối ưu cho q trình chiết
xuất là áp suất, nhiệt độ và thời gian chiết. Việc bổ sung dung môi phụ cũng làm tăng đáng kể
HSND tiêu. Thơng qua thiết kế thí nghiệm Tâm diện trung tâm bậc hai, ảnh hưởng của việc thay tỉ
lệ phần trăm dung mơi phụ ethanol (có tương tác với áp suất) lên HSND và hàm lượng piperine
được mô tả bằng phương trình hồi quy. Việc tăng tốc độ dịng từ 10g/phút lên 15 g/phút không
làm tăng đáng kể HSND. Bổ sung 8% methanol cho HSND cao hơn khi bổ sung 8% ethanol. Việc
xử lý vi-sóng nguyên liệu trước khi trích ly cũng làm tăng HSND. Kết quả tối ưu cho các điều
kiện chiết xuất nhựa dầu hạt tiêu là: áp suất P=285 bar, nhiệt độ T=47oC, thời gian t=2,5h, tốc độ
dòng f=10g/phút, và bổ sung 8% methanol và xử lý nguyên liệu bằng vi-sóng khoảng 15 giây.

HSND hạt tiêu chiết xuất bằng CO2 siêu tới hạn đạt tới 6,68% (theo chất khô). Hàm lượng
piperine trong nhựa dầu ở trong khoảng 25,74 đến 48,32%. Khả năng quét gốc tự do DPPH của
nhựa dầu tiêu và hoạt tính chống oxi hố là 71,81%, thấp hơn so với axit ascorbic.

4


ABSTRACT
Supercritical CO2 (SCO2) extraction technology is appled for extraction of oleoresin from
ginger (Zingiber officinale Roscoe) and black pepper ((Piper nigrum L.). Technological factors
affecting the extraction yield were investigated and they were: pressure, temperature, extraction
duration, particle size, ratio of the modifier and pre-treatment of raw materials by microwave. The
oleresin samples were evaluated for their biological activity through DPPH radical scavenging
capacity. Ginger oleoresin samples were analyzed for the major gingerol and shogaol content,
while the black pepper oleoresin samples were analyzed for their piperine content.
For ginger oleoresin, the best conditions for extraction were deterimined as pressure P=250bar
and tenperature T=45oC. The extraction duration of 2.5 hours and the particle size of dried ginger
of 1.0 mm could be sufficient. Further increase in pressure and temperature or decrease in particle
size could not increase the extraction yield significantly. However, when flow rate of SCO2 was
increased or the raw materials were treated with microwave, the extraction yield was increased.
The appropriate flow rate of SCO2 was 15g/min and materials should be treated with 35 s under
microwave. Methanol is better than ethanol as a modifier in enhacing the extraction yield, and it
could reach 7.13% (d.b.) when 8% methanol added. The ginger oleoresin samples posseses strong
radical scavenging capacity, a bit lower than ascorbic acid. All 6 major pungency compounds in
ginger, namely 6-, 8-, 10-gingerol and 6-, 8-, and 10-shogaol, were present in the SCO2 extracted
oleoresin, occupy 46-48%, of which the content of 6-gingerol was in the range of 20-22%.
As for pepper oleoresin, the effect of pressure, temperature and extraction duration were
studied in a range of 200-300bar, 35-55oC and 1,5-2,5h, by the Response Surface Methodology
(RSM). A regression equation for the dependence of extraction yield on the three factors was set
up for optimization of the three parameters. Further, the extraction yield was increased

significantly by adding a certain ration of modifier. By the Face-Centered Central Composite
Design (FCCCD), the effect of the modifier ratio in the interation with pressure was described by
a regression equation. Increase in SCO2 flow rate from 10g/min to 15g/min did not affect the
extraction yield significantly, however, adding 8% methanol resulted in higher extraction yield
than adding 8% ethanol. Further, treatment of raw materials by microwave also resulted in higher
extraction yield. Overall, the best conditions for black pepper oleoresion extraction were: pressure
P=285 bar, temperature T=47oC, extraction duration t=2,5h, flow rate f=10g/min, supplement of
8% methanol and wicrowave treatement of raw materials with 15 seconds. The extraction yield
reached 6.68% (d.b.). The piperine content was in the extracted oleoresin varied from 25.74% to
48.32%. The DPPH radical scavenging capacity of the SCO2 extracted black pepper oleoresion
and could reach 71.81%.

5


Danh mục các chữ viết tắt
AOAC:
BHT:
CCOD:
DPPH:
EU:
FCCCD:
GAP:
HPLC:
HSND:
ISO:
RSM:
Pc:
SCO2:
SFE:

Tc:
TCVN:
TB±SD:

Association of Officical Analytical Chemist
Butylated hydroxy-toluene
Thiết kế kiểu phối hợp có tâm trực giao
Diphenylpicrylhydrazyl
Cộng đồng chung Châu Âu
Thiết kế kiểu tâm diện phối hợp có tâm
Thực hành sản xuất tốt
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Hiệu suất nhựa dầu.
Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế
Phương pháp bề mặt đáp ứng
Áp suất tới hạn
CO2 siêu tới hạn
Chiết xuất bằng dung môi siêu tới hạn
Nhiệt độ tới hạn
Tiêu chuẩn Việt Nam
Trung bình ± độ lệch chuẩn

6


Danh mục các Bảng
Bảng 2-1: Thành phần (%w/w) của gừng khô
Bảng 2-2: Các hợp chất cay trong nhựa dầu gừng
Bảng 2-3: Năng suất trích ly nhựa dầu tiêu với các dung mơi khác nhau
Bảng 2-4: Tính chất tới hạn của một vài đơn chất

Bảng 2-5: So sánh tính chất của vật chất ở trạng thái khí, lỏng và siêu tới hạn
Bảng 3-1: Các giá trị thực và mã hóa của thí nhiệm 3 nhân tố
Bảng 3-2: Thiết kế thí nghiêm CCOD bậc 2 với 3 nhân tố
Bảng 3-3: Thiết kế thí nghiệm FCCCD cho 2 biến độc lập
Bảng 3-4: Các giá trị thực và mã hóa của thí nhiệm FCCCD 2 nhân tố
Bảng 4-1: Một số chỉ tiêu thành phần hóa lý của gừng tươi
Bảng 4-2: Hiệu suất chiết nhựa dầu gừng theo lọai dung môi
Bảng 4-3: Ảnh hưởng của áp suất chiết lên hiệu xuất nhựa dầu (HSND, % d.b.)
Bảng 4-4: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hiệu suất nhựa dầu (HSND) gừng
Bảng 4-5: Ảnh hưởng của thời gian chiết lên HSND gừng
Bảng 4-6: Các thành phần chính trong nhựa dầu gừng
Bảng 4-7: Một số chỉ tiêu thành phần hóa lý của hạt tiêu đen khơ
Bảng 4-8: Hiệu suất chiết nhựa dầu tiêu đen theo lọai dung môi
Bảng 4-9: Các hệ số phương trình hồi quy
Bảng 4-10: Giá trị hàm mục tiêu HSND lý thuyết và thực nghiệm
Bảng 4-11: Các giá trị tối ưu của các thông số của mơ hình
Bảng 4-12: Thiết kế thí nghiệm FCCCD và so sánh kết quả lý thuyết và thực nghiệm
đối với trị số HSND hồ tiêu
Bảng 4-13: Ảnh hưởng của tốc độ dòng CO2 lên HSND
Bảng 4-14: Hàm lượng piperine và khả năng quét gốc tự do DPPH của nhựa dầu tiêu

7

14
16
25
27
27
40
40

41
41
44
44
45
46
47
52
53
53
57
57
59
61
62
64


Danh mục Hình vẽ, Đồ thị
Hình 2-1: Cây gừng và củ gừng
Hình 2-2: Một số hợp chất của gừng
Hình 2-3: Các nước sản xuất hồ tiêu chính trên thế giới
Hình 2-4: Sản lượng hồ tiêu của thế giới (đơn vị: tấn)
Hình 2-5: Diện tích trồng hồ tiêu tại một số nước
Hình 2-6: Sản lượng hồ tiêu tại một số nước
Hình 2-7: Sản lượng hồ tiêu của Việt Nam (đơn vị: tấn)
Hình 2-8: Cây hồ tiêu và chùm quả giai đoạn xanh, chín, và chín q
Hình 2-9: Tiêu đen và tiêu trắng
Hình 2-10: Cơng thức hóa học của piperine
Hình 2-11: Sản phẩm Biocurmin có piperine kết hợp với curcumin

Hình 2-12: Sơ đồ nguyên lý hệ chiết xuất Randall
Hình 2-13: Biểu đồ áp suất-Nhiệt độ của một đơn chất bao gồm cả vùng siêu tới hạn
Hình 2-14: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ nhớt η của SCO2 vào T và P
Hình 2-15: Ảnh hưởng của T và P tới D của chất tan
Hình 2-16: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống chiết xuất dùng SCO2
Hình 3-1: Hệ sàng Taylor
Hình 3-2: Hệ thống chiết siêu tới hạn THAR SFC 100
Hình 3-3: Sơ đồ hệ thống chiết siêu tới hạn
Hình 3-4: Sơ đồ kế hoạch thí nghiệm với gừng
Hình 4-1: Hiệu xuất chiết nhựa dầu gừng theo loại dung mơi
Hình 4-2: Ảnh hưởng của áp suất lên hiệu suất nhựa dầu gừng
Hình 4-3: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên HSND gừng
Hình 4-4: Ảnh hưởng của thời gian chiết lên HSND gừng
Hình 4-5: Ảnh hưởng của cỡ hạt lên HSND gừng
Hình 4-6: Ảnh hưởng của tốc độ dịng SCO2 lên HSND gừng
Hình 4-7: Ảnh hưởng của % ethanol lên HSND gừng
Hình 4-8: Ảnh hưởng của loại dung mơi phụ lên HSND gừng
Hình 4-9: Tác dụng của sóng vi-ba lên HSND gừng
Hình 4-10: Khả năng thu hồi gốc DPPH của nhựa dầu gừng
Hình 4-11: Hiệu xuất chiết nhựa dầu tiêu đen theo loại dung mơi
Hình 4-12: Ảnh hưởng của áp suất lên HSND hạt tiêu đen
Hình 4-13: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên HSND hạt tiêu đen
Hình 4-14: Ảnh hưởng của thời gian chiết lên HSND hạt tiêu đen
Hình 4-15: Mặt đáp ứng cho Y= HSND, đối với X1= áp suất và X2= nhiệt độ, theo
đường contour (a) và đồ thị 3 chiều (b). Yếu tố X3 cố định ở giá trị cở sở (zero)
Hình 4-16: Mặt đáp ứng cho Y= HSND, đối với X1= áp suất và X3= thời gian, theo
đường contour (a) và đồ thị 3 chiều (b). Yếu tố X2 cố định ở giá trị cở sở (zero)
Hình 4-17: Mặt đáp ứng cho Y= HSND, đối với X2= nhiệt độ và X3= thời gian, theo
đường contour (a) và đồ thị 3 chiều (b). Yếu tố X1 cố định ở giá trị cở sở (zero)
Hình 4-18: Ảnh hưởng của tỉ lệ dung mơi phụ ethanol và áp suất lên HSND

Hình 4-19: Hiệu suất trích ly oleoresin khi sử dụng dung mơi phụ ethanol và methanol
và có xử lý nguyên liệu bằng vi sóng
Hình 4-20: Khả năng thu hồi gốc tự do DPPH của nhựa dầu tiêu đen
Hình 4-21: Tương quan hoạt độ chống oxi hoá và hàm lượng piperin

8

13
17
18
18
19
19
20
20
22
23
23
24
26
29
29
30
36
37
38
39
45
46
46

47
48
48
49
50
50
51
53
54
55
55
58
58
59
61
63
64
65


LỜI CẢM ƠN
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh đã cung cấp tài chính
cho tồn bộ nghiên cứu này.
Chúng tơi cũng xin cảm ơn BGH trường ĐH Quốc tế, các Phòng Tài chính-Kế hoạch, Phịng
Quản lý KH và HTQT đã hỗ trợ, ủng hộ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suất q trình thực
hiện đề tài.
Cuối cùng, chúng tơi bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới các đồng nghiệp tại Trường ĐH Bách
Khoa TP. Hồ Chí Minh, Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch (TP. HCM) và
các em sinh viên đã nhiệt tình cộng tác trong đề tài nghiên cứu này.

TP. Hồ Chí Minh
Chủ nhiệm Đề tài:

9

/

/ 20


Chương 1: GIỚI THIỆU
Gia vị được loài người xử dụng trong chế biến thực phẩm từ hàng ngàn năm nay. Các gia vị
bổ sung màu sắc, mùi, vị cho thực phẩm vì có chứa các chất màu, các chất thơm và cay, vv. Ngày
nay, gia vị được sản xuất lượng lớn, chế biến thành nhiều dạng sản phẩm để trao đổi thương mại.
Các sản phẩm bao gồm gia vị tươi, sấy khô, các sản phẩm tinh chế như: tinh dầu và nhựa dầu chiết
xuất từ nguyên liệu gia vị. Tinh dầu cho mùi thơm đặc trưng của gia vị còn nhựa dầu, là sản phẩm
chiết xuất từ gia vị bằng dung mơi, có chứa cả các chất thơm, các chất cay, và các chất có hoạt
tính sinh học khác. Các sản phẩm nhựa dầu chính trên thế giới bao gồm nhựa dầu gừng, tỏi, ớt, hạt
tiêu và nghệ. Nhựa dầu có thể dùng thay thế gia vị nguyên liệu trong chế biến thực phẩm mà
khơng cần phải điều chỉnh gì. Ngày nay, trong chế biến thực phẩm và y dược, các nhựa dầu của
các gia vị nói chung ngày càng được sử dụng rộng rãi bởi những ưu điểm rõ ràng trong việc bảo
quản, vận chuyển và dễ dàng sử dụng cho nhiều mục đích. Nhờ có sự phát triển mạnh mẽ của
công nghệ và thiết bị chiết xuất, việc sản xuất và tiêu thụ nhựa dầu ngày càng tăng trên thế giới.
Gừng (Zingiber officinale Roscoe), một trong những gia vị quan trọng nhất và được sử dụng
rộng rãi nhất. Do có mùi thơm và hăng, vị nóng và cay, gừng được dùng như gia vị, và còn được
sử dụng trong y học và mỹ phẩm. Gừng được dùng để chữa viêm và thấp khớp, chữa say sóng và
chứng buồn nơn. Gừng khơ có cơng dụng chữa bệnh phù, chứng đau tai, đau đầu, hen xuyễn, ho,
đau bụng cơn, tiêu chảy, đầy hơi khó tiêu, giảm thân nhiệt, cao huyết áp. Gừng cũng có các tác
dụng kháng tiểu cầu (chống đông máu), chống cao mỡ máu và an thần. Ngày nay gừng cịn được
phát hiện có hoạt tính chống o-xy hóa, kháng khuẩn và hàng loạt các giá trị y-dược khác. Gừng

được trồng rộng rãi trên thế giới. Ba quốc gia xuất khẩu gừng lớn nhất là Ấn Độ, Trung Quốc và
Jamaica. Sản lượng gừng hằng năm của Ấn Độ vào khoảng 263.170 tấn, chiếm 30 đến 40% sản
lượng gừng toàn thế giới. Nước xuất khẩu gừng nhiều nhất là Trung Quốc (70.000 tấn/năm) và
nước nhập khẩu gừng nhiều nhất là Nhật Bản (100.000 tấn/năm). Ở Việt Nam, gừng được trồng
nhiều tại Tiền Giang, Đăk-Lăk, Long An, Hưng Yên, Hải Dương. Hiện nay, Việt Nam đang tăng
sản lượng gừng cho việc tiêu thụ trong nước và xuất khẩu.
Nhiều sản phẩm từ gừng như: gừng tươi, gừng khô, gừng ngâm đường, bột gừng, tinh dầu
gừng và nhựa dầu gừng. Cả tinh dầu và nhựa dầu gừng được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản
phẩm thực phẩm và có vai trị quan trọng trong y học hiện đại. Tinh dầu gừng là một chất lỏng có
màu vàng-xanh nhạt có mùi gừng đặc trưng, nhưng khơng có vị cay, sản xuất thương mại bằng
phương pháp chưng cất hơi nước từ gừng khô. Nhựa dầu gừng (oleoresin), là sản phẩm trích ly
gừng khơ bằng dung mơi hữu cơ, có hương vị tổng thể của gừng, bao gồm các chất thơm cũng như
các chất cay ở dạng đậm đặc. Đây là chất lỏng rất sánh, màu nâu sậm đến cánh gián sẫm, thường
có các hạt tinh thể ở phía dưới đáy bình đựng. Nhựa dầu gừng có mùi thơm, vị ngọt và ấm, có thể
dùng thay thế gừng nguyên liệu trong chế biến thực phẩm mà khơng cần phải điều chỉnh gì. Các
nước sản xuất nhiều nhựa dầu gừng phải kể đến Ấn Độ, Trung Quốc, Jamaica. Các nước EU, Mỹ
và Canada là những nước nhập khẩu nhiều các loại nhựa dầu gia vị.
Hồ tiêu (Piper nigrum) vốn được coi là vua trong các loại gia vị, dùng để tạo hương vị và bảo
quản các thực phẩm chế biến, và cũng được dùng như một vị thuốc. Từ lâu hồ tiêu được biết có
tác dụng tăng khả năng tiêu hóa, tăng sự ngon miệng, chữa cảm lạnh, ho, khó tiêu, các bệnh về
họng, sốt, đau bụng cơn, kiết lỵ, giun và trĩ, chữa đau răng, đau cơ, đau gan và động kinh. Các
nghiên cứu dược lý có hệ thống đã chứng minh các tác dụng giảm đau, giảm sốt, chống viêm và
an thần của hạt hồ tiêu. Ấn Độ, Malaysia, Indonesia và Brasil vốn là những nước sản xuất hồ tiêu
hàng đầu thế giới. Tuy nhiên, từ năm 2003 Việt Nam đã trở thành nước có sản lượng hàng đầu thế
10


giới và cũng là nước có lượng xuất khẩu hồ tiêu số một thế giới. Sản lượng tiêu thế giới năm 2011
là khoảng 298.400 tấn, trong đó Việt Nam chiếm 100.000 tấn.
Các sản phẩm chính từ hạt hồ tiêu bao gồm tiêu đen, tiêu trắng, bột tiêu, tinh dầu tiêu và nhựa

dầu tiêu (oleoresin). Tinh dầu tiêu có màu vàng sáng, là chất lỏng gây kích thích và có mùi tiêu
mạnh, thu được bằng cách chưng cất lôi cuốn hơi nước hạt tiêu đen. Tinh dầu tiêu có nhiều ứng
dụng ngoài thực phẩm, là thành phần của các sản phẩm chăm sóc da. Nhựa dầu tiêu là một chất
lỏng, rất sánh, màu xanh nâu và có mùi mạnh, có nhiều ứng dung quan trọng trong y-dược và thực
phẩm. Nhựa dầu tiêu để tạo hương vị cho các sản phẩm thịt, sử dụng chế biến rau quả dầm giấm,
nước sốt, dầu trộn, xúp và các món ăn nhanh. Bột khơ nhựa dầu tiêu xử dụng trong hàng loạt các
sản phẩm mới như đồ uống để pha, bột làm bánh, bột trẻ em, bột rắc lên chip khoai tây, hạt sấy
khô. Nhựa dầu tiêu có hoạt tính sinh học, đặc biệt là hoạt tính chống oxy hóa. Trong lĩnh vực mỹ
phẩm, nó là một thành phần của nước hoa, dùng trong spa và hương-trị liệu. Trong lĩnh vực dược
phẩm, do nhựa dầu chứa nhiều piperine nên nó được kết hợp với các thành phần khác để chế các
thuốc có tác dụng hoạt hóa tim, thận, bao tử.
Trong cơng nghiệp, nhựa dầu gừng được sản xuất từ gừng khơ qua trích ly với dung mơi như
alcohol, acetone, isopropanol, dicholometan, ethylene dicloride, sau đó chưng cất chân không để
loại dung môi. Hiệu suất và chất lượng nhựa dầu phụ thuộc vào giống, độ già của củ, và dung môi
được lựa chọn, thường ở trong khoảng 3,9 – 9,3% theo nguyên liệu khô.
Nhựa dầu tiêu là sản phẩm chiết xuất từ bằng dung môi hữu cơ như acetone, hexane, ethanol.
Chất cay chính trong nhựa dầu hồ tiêu là piperine. Thành phần các hợp chất cay piperine alkaloid
chiếm khoảng 35 tới 50% trong nhựa dầu tiêu.
Trích ly bằng dung môi là một kỹ thuật quan trọng nhất và kinh tế nhất để thu nhận các chất
thơm từ các nguyên liệu thực vật và là phương pháp để sản xuất nhựa dầu. Nguyên liệu thường
được làm khô đến hàm ẩm dưới 12%, nghiền nhỏ. Q trình trích ly thường kết hợp khuấy trộn,
gia nhiệt, có thể kết hợp với các kỹ thuật xử lý khác như sóng siêu âm, vi-sóng, vv. Các kỹ thuật
này có một số hạn chế như: ở nhiệt độ sôi của dung môi, một số hợp chất khơng bền nhiệt trong
nhựa dầu có thể bị biến đổi. Thời gian trích ly kéo dài, tiêu tốn năng lượng, phát thải dung môi ra
môi trường. Các dung môi hữu cơ thường gây cháy nổ và có tính độc cao, do vậy địi hỏi phải có
kỹ thuật chưng cất chân không phức tạp để loại bỏ dung môi hoặc đưa về tới mức dư lượng chấp
nhận được.
Mặt khác, công nghệ chiết xuất bằng lưu chất siêu tới hạn mà phổ biến là sử dụng SCO2 đang
được nghiên cứu áp dụng để chiết tách các hoạt chất có giá trị cao trong lĩnh vực cơng nghiệp thực
phẩm, công nghiệp dược và mỹ phẩm. Một số ứng dụng đã được triển khai ở quy mô công nghiệp,

như loại cafein khỏi hạt cà-phê và chè, loại nicotine khỏi sợi thuốc lá, chiết nhựa dầu từ hoa
huplon. Trong lĩnh vực gia vị, sản phẩm chiết xuất bằng công nghệ SCO2 cho sản phẩm tương tự
nhựa dầu. Các nghiên cứu ở nước ngoài đã cho thấy sử dụng CO2 siêu tới hạn rất khả quan trong
việc chiết xuất nhựa dầu gừng và nhựa dầu hồ tiêu. Đặc biệt công nghệ chiết xuất bằng CO2 siêu
tới hạn cho phép thu nhận sản phẩm theo các phân đoạn. Hơn nữa, sản phẩm tinh khiết hồn tồn
khơng có dư lượng dung mơi.
Nhựa dầu gừng chiết xuất bằng CO2 có chất lượng cao, phân đoạn nhẹ có mùi đặc trưng dễ
chịu của gừng, phân đoạn nặng chứa nhiều hợp chất cay. Gừng châu Phi và gừng Australia được
chiết bằng SCO2 cho hiệu suất khá cao, lần lượt là 7,8 và 5,3%.
Tương tự, nhựa dầu hồ tiêu chiết xuất bằng SCO2 bao gồm cả tinh dầu và các chất cay, khi
chiết xuất ở vùng áp suất cao. Hiệu suất chiết có thể điều chính bằng các thông số như áp suất,
11


nhiệt độ, tốc độ dịng và bổ sung dung mơi phụ, hiệu suất chiết có thể đạt 12% cho nguyên liệu hạt
hồ tiêu đen có hàm ẩm 9%.
Mặc dù Việt Nam có nhiều gừng, đang xuất khẩu lượng lớn hạt tiêu, nhưng chưa sản xuất
được các sản phẩm cao cấp như nhựa dầu tiêu, gừng mà vẫn phải nhập từ nước ngồi cho các mục
đích thực phẩm và y-tế, trong khi nhu cầu nhựa dầu trong nước ngày càng tăng (vài tấn/năm).
Gần đây việc nghiên cứu công nghệ sản xuất nhựa dầu gừng, hạt tiêu ở nước ta đã được quan
tâm, tiến tới định hình cơng nghệ và một số dây chuyền sản xuất quy mô nhỏ. Các công nghệ này
dựa vào các dung môi hữu cơ truyền thống. Trong tương lai không xa, công nghệ chiết xuất dùng
dung môi hữu truyền thống sẽ đối mặt với các thách thức về mơi trường, các u cầu khắt khe về
an tồn cháy nổ cũng như chất lượng của sản phẩm (không tồn dư dung môi). Công nghệ CO2 siêu
tới hạn, với các thiết bị cao áp ngày càng sẵn có và giá thành thấp hơn, sẽ là một phương án thay
thế hồn hảo. Việc khai thác ứng dụng cơng nghệ CO2 trong chiết xuất nhựa dầu từ nguồn các
nguyên liệu gia vị rất phong phú của Việt Nam sẽ mở ra một công nghiệp mới, giảm nhập khẩu
các sản phẩm nhựa dầu, tiến tới xuất khẩu, góp phần làm tăng giá trị các nông sản xuất khẩu của
Việt Nam. Hơn nữa, các sản phẩm chiết tách có hoạt tính sinh học cao: chống o-xy hoá, chống
viêm, chống ung thư, kháng khuẩn, giảm đường huyết, vv. sẽ được sử dụng với mục đích y-dược

nhằm sản xuất các loại thuốc đặc dụng phục vụ sức khoẻ cộng đồng.
Cần có thêm các nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ, hiệu quả sử dụng các
dung môi phụ (modifer) tới hiệu suất chiết xuất nhựa dầu cũng như tính chọn lọc đối với thành
phần chất cay quan trọng trong nhựa dầu. Nhìn chung, đối với nhựa dầu gừng, nhựa dầu hồ tiêu,
và các gia vị khác, chúng ta cần tiến hành các nghiên cứu mơ hình hố các q trình cơng nghệ,
nhằm tối ưu hố các thơng số cơng nghệ khi thiết kế dây chuyền sản xuất ở quy mô lớn hơn.
Mục tiêu chung của nghiên cứu này nhằm xác định khả năng áp dụng công nghệ CO2 siêu tới
hạn để chiết xuất các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học và giá trị kinh tế cao từ nguyên
liệu của Việt Nam. Trước mắt, gừng và hồ tiêu là đối tượng của nghiên cứu này. Nghiên cứu này
sẽ góp phần làm giàu thêm cơ sở dữ liệu các thông số trong q trình chiết tách nhựa dầu nói
chung. Các thơng số, dữ liệu này rất cần thiết cho các tính tốn, thiết kế cơng nghệ, tối ưu các q
trình khi xây dựng các dây chuyền chiết xuất CO2 siêu tới hạn quy mô pilot và quy mô công
nghiệp.
Mục tiêu cụ thể:
1. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ tới hiệu suất chiết xuất như: áp suất, nhiệt độ,
thời gian, độ nghiền mịn, vv. Kết quả cuối cùng nhằm đưa ra một quy trình cơng nghệ chiết
xuất nhựa dầu gừng và nhựa dầu hồ tiêu quy mơ phịng thí nghiệm.
2. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dịng đến hiệu suất trích ly nhựa dầu trích ly bằng CO2 siêu tới
hạn.
3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi phụ và so sánh ảnh hưởng của các dung mơi phụ khác
nhau lên hiệu suất trích ly nhựa dầu trích ly bằng CO2 siêu tới hạn.
4. Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp xử lý nguyên liệu bằng vi-sóng trước khi trích ly đến
hiệu suất trích ly nhựa dầu.
5. Khảo sát hoạt tính sinh học của các sản phẩm chiết xuất (extract), cụ thể thử hoạt tính chống ôxy hóa (theo phép thử quét gốc tự do DPPH).
6. Xác định hàm lượng các chất cay chính trong sản phẩm nhựa dầu gừng (gingerol và shogaol),
trong nhựa dầu tiêu (piperine).
12


Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Thông tin chung về gừng
2.1.1 Phân bố gừng
Gừng (Zingiber officinale Roscoe), một trong những gia vị quan trọng nhất và được sử dụng
rộng rãi nhất, thuộc họ Zingiberaceae. Từ thời cổ, ở Ấn Độ và Trung Hoa gừng đã được dùng như
vị thuốc để phịng và chữa bệnh. Do có mùi thơm và hăng, vị nóng và cay, gừng được dùng như
gia vị từ hơn 2000 năm nay ở châu Á để tạo thêm hương, vị, màu sắc cho thực phẩm (Ravindran
& Babu, 2005).
Gừng được trồng rộng rãi tại các nước nhiệt đới cả nam và bắc bán cầu, nhất là nam Trung
Quốc, Ấn Độ, Châu Phi, Jamaica, Nigeria, Indonesia, Brazil, Costa Rica, Australia. Ba quốc gia
xuất khẩu gừng lớn nhất là Ấn Độ, Trung Quốc và Jamaica. Sản lượng gừng hằng năm của Ấn Độ
vào khoảng 263.170 tấn, diện tích 77.610 ha, chiếm 30 đến 40% sản lượng gừng toàn thế giới
(Ravindran & Babu, 2005). Tuy nhiên nước xuất khẩu gừng nhiều nhất là Trung Quốc (70.000
tấn/năm) và nước nhập khẩu gừng nhiều nhất là Nhật Bản (100.000 tấn/năm) (Parthasarathy &
CS., 2008).
Gừng là loại cây thảo, lá mọc cách nhau thành hai dãy, hình mác thn, thắt lại ở gốc, nhọn
đầu, dài 15-20 cm, rộng 2 cm, khơng cuống, có bẹ nhẵn. Phần thân rễ mập, mọc ngang phân
nhánh nằm dưới mặt đất, màu vàng nhạt, thường gọi là củ (Varghese, 1998). Củ gừng thường dài
5-15 cm, rộng, dầy 1-5 cm, có nhiều nếp nhăn dọc, đâm nhánh ở mặt trên và cuối nhánh là sẹo mơ
của thân khí sinh đã rụng, dễ bẻ gẫy, vết bẻ có sợi nhỏ, mùi thơm, vị cay, nóng. Phần nhu mơ bên
trong bao gồm phần thịt màu trắng, chủ yếu chứa tinh bột. Các tuyến nhỏ chứa tinh dầu và các
chất sáp nằm rải rác trong củ, nhưng có tập trung nhiều trong phần mơ biểu bì (Ravindran & Babu,
2005).

Hình 2-1: Cây gừng và củ gừng
2.1.2 Thành phần hóa học của gừng
Củ gừng chứa tinh dầu, dầu không bay hơi, các chất cay, tinh bột, và các đường khác, protein,
xơ thô, các chất sáp, chất màu, khoáng, vitamin và các amino acid. Tỷ lệ phần trăm các thành phần
này thay đổi tùy theo giống, điều kiện thổ nhưỡng và thời tiết. Tinh bột là thành phần có tỷ lệ cao
nhất, chiếm từ 40 đến 60% củ gừng khô (Lawrence & Tobacco, 1984). Protein thô, tổng chất béo,
xơ thô lần lượt chiếm tỷ lệ trong khoảng từ 6,2 đến 19,8%, 5,7 đến 14,5% và 1,1 đến 7,0% gừng

khô (Jogi & CS, 1972). Các thành phần chất béo trong củ gừng, phân tích bằng sắc ký bản mỏng,
bao gồm các mono-, di-glyceride, acid béo tự do, triglyceride, các acid phosphatidic, lysolecithin,
13


phosphatidylinositol, lecithin và các digalactosyl diglyceride. Trong đó, acid capric, lauric,
palmitic, stearic, oleic, linoleic và linolenic là các acid chính trong thành phần chất béo. Các
amino acid gồm có aspartic acid, threonine, serine, glycine, valine, isoleucine, leusine và arginine
(Takahashi & CS, 1982). Thành phần của gừng khô (%w/w) được nêu trong bảng sau (Natarajan
& CS, 1970).
Bảng 2-1: Thành phần (%w/w) của gừng khô
Tinh dầu %
Tro tổng %
Xơ thô %
Phần chiết cồn lạnh %
Tro không tan trong acid %
Protein thô %
Tinh bột %
Phần chiết bằng nước %
Phần chiết bằn acetone %

1,25 – 2,81
6,11 – 9,58
1,4 – 9,5
1,12 – 3,9
0,3 – 1,23
8,1 – 11,6
41,54 – 55,06
10 - 20
5,11 – 11,71

2.1.3 Sử dụng gừng trong công nghiệp thực phẩm và công nghiệp dược
Gừng là nguyên liệu sản xuất đồ uống, các loại mứt kẹo cũng như để chế biến nhiều món ăn,
do có mùi thơm dễ chịu và vị cay nóng. Ở các nước phương Tây, gừng được dùng để chế biến
bánh mỳ gừng, bánh, pu-ding, xúp, và bột cà-ri. Nước gừng lên men, bia gừng và rượu vang gừng
là loại thức uống thông dụng. Đặc biệt, trà gừng rất nổi tiêng ở hầu hết các nước châu Á
(Ravindran and Babu, 2005).
Gừng cũng là vị thuốc thông dụng trong các bài thuốc cổ truyền ở châu Á cũng như ở Hy-Lạp
và La-Mã cổ đại. Gừng khơ được cho là có cơng dụng chữa bệnh phù, chứng đau tai, đau đầu, hen
xuyễn, ho, đau bụng cơn, tiêu chảy, đầy hơi. Gừng được dùng để chữa chứng say sóng và buồn
nơn, viêm và thấp khớp. Gừng cũng có các tác dụng kháng tiểu cầu (chống đông máu), chống cao
mỡ máu và an thần (Zachariah, 2008). Trong hệ thống y học cổ truyền Trung Hoa và Nhật Bản,
gừng cũng được dùng để chống nôn, tiêu chảy, đau đầu nhẹ, khó tiêu, giảm thân nhiệt, cao huyết
áp (Helle & Grete, 1995). Ngày nay gừng còn được phát hiện có hoạt tính chống o-xy hóa, kháng
khuẩn và hàng loạt các giá trị y-dược khác. Gừng được cho là có tầm quan trọng trong y học hiện
đại.
2.1.4 Sản xuất và tiêu thụ gừng ở Việt Nam
Ở Việt Nam, gừng vẫn được coi là loại gia vị quan trọng. Gừng cũng được sử dụng trong công
nghiệp thực phẩm để sản xuất bánh kẹo, trà. Trong y học cổ truyền, gừng được dùng để trị các
chứng đau bụng, buồn nôn, tiêu chảy và trợ tim, để chữa một số bệnh liên quan tới đường tiêu hóa
và hơ hấp. Gừng có tác dụng giảm ho, giảm đau, hạ nhiệt, chống co thắt, ức chế thần kinh trung
ương. Ở Việt Nam, gừng được trồng nhiều tại Tiền Giang, Đăk-Lăk, Long An, Hưng Yên, Hải
Dương, Lạng Sơn, Tây Ninh và TP. Hồ Chí Minh. Tuy nhiên, gừng thường được trồng tại các hộ
gia đình, quy mô nhỏ, năng suất khoảng 40-50 tấn/ha (www.hoinongdan.hochiminhcity.gov.vn).
Hiện nay, Việt Nam đang tăng sản lượng gừng cho việc tiêu thụ trong nước và xuất khẩu.
2.1.5 Các sản phẩm từ gừng
Nhiều sản phẩm từ gừng có sẵn trên thế giới như: gừng tươi, gừng khô, gừng ngâm đường, bột
gừng, tinh dầu gừng và nhựa dầu gừng (Zachariah, 2008). Gừng tươi thường được dùng như một
14

thứ rau, nhất là ở châu Á. Gừng non, ít xơ nhưng nhiều chất thơm, cay, chất béo và protein, thu
hoạch trong khoảng 180-195 ngày sau khi trồng. Để lâu hơn, củ gừng có nhiều xơ hơn trong khi
hàm lượng chất béo và protein lại giảm đi. Gừng non được ngâm trong nước muối hoặc xi-rô
đường. Gừng khô bọc đường (mứt gừng) được làm từ gừng ngâm xi-rô đường, sau đó sấy khơ
(Peter & Vasala, 2001).
Đa phần gừng thu hoạch để chế gừng khơ cho nhiều mục đích khác nhau, nhưng chủ yếu được
dùng để sản xuất nhựa dầu gừng. Gừng được gọt bỏ vỏ sau đó được sấy hay phơi cho đến độ khô
nhất định. Gừng làm gừng khô phải là gừng già. Gừng tươi thường được rửa sạch sau đó ngâm
nước sơi 10 phút để diệt khuẩn và bất hoạt các enzyme trước khi đem phơi khô (Kumar &
Arumughan, 2000). Ngồi ra, để có mã sản phẩm đẹp mắt, gừng cịn được ngâm trong dung dịch
nước vơi 1,5-2,0% (Ravindran & Babu, 2005).
Bột gừng được sản xuất bằng cách xay nhỏ gừng khô đến cỡ hạt 50 đến 60 mesh, là thành
phần nguyên liệu để chế bột cà-ri, và được dùng trực tiếp trong hàng loạt sản phẩm thực phẩm
(Natarajan & CS, 1980).
Tinh dầu gừng và nhựa dầu gừng
Cả tinh dầu và nhựa dầu gừng được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm thực phẩm như
bánh kẹo, đồ uống, nước xốt, vv. Tinh dầu gừng và nhựa dầu gừng cũng có vai trị quan trọng
trong y học hiện đại (Balladin & CS, 1998). Tinh dầu gừng là một hỗn hợp các chất monoterpene
và sesquiterpene, các chất dễ bay hơi tạo ra mùi thơm đặc trưng của gừng. Phần nhựa dầu chứa
các hợp nhất khó bay hơi, tạo vị cay của gừng và có tính chống o-xy hóa (Balachandran & CS,
2006).
Tinh dầu gừng
Tinh dầu gừng là một chất lỏng có màu vàng-xanh nhạt có mùi gừng đặc trưng, nhưng khơng
có vị cay, tan trong ether nhưng khơng tan trong nước và khá bền mùi (Pureglove & CS, 1981).
Tinh dầu gừng được sản xuất thương mại bằng phương pháp chưng cất hơi nước từ gừng khô vừa
mới xay nhỏ. Năng suất tinh dầu 1,5-3,0%, trung bình 2,0% tùy nguyên liệu. Nguyên liệu thích
hợp nhất là gừng châu Phi, tiếp theo là gừng Nigeria và gừng Ấn-Độ (Zancan & CS, 2002). Tinh
dầu gừng cũng được cất từ gừng tươi thái miếng, năng suất 1,5-2,8%. Các hợp chất trong tinh dầu
gừng chia làm 4 nhóm: các terpenes liên quan đến isoprene hoặc isopentene, các hợp chất mạch

thẳng, các dẫn xuất của benzene và các chất khác (Guenther, 1972). Tuy nhiên, một sesquiterpene
là zingiberence (C15H24) chiếm lượng lớn trong tinh dầu gừng, khoảng 20-37%. Citral và
citronellyl acetate là các hợp chất quan trong cùng tạo mùi đặc trưng. Zingiberene và betasesquiphellandrene là hai chất chính của tinh dầu mới cất, sau chúng chuyển hóa thành arcurcumene trong q trình cất giữ. Vì thế, tỷ lệ zingiberene và beta-sesquiphellandrene trên arcurcumene là chỉ số về tuổi của tinh dầu. Trong tinh dầu gừng có khoảng 83% các hydrocarbon và
10% các hợp chất chứa o-xy.
Tinh dầu gừng được dùng để thay thế gừng thô trong nhiều trương hợp, do có mùi thơm đặc
trưng dễ chịu, lại khơng có chứa tanin và enzyme, hương thơm ổn định, không ảnh hưởng đến
màu của sản phẩm. Tuy nhiên, tinh dầu lại thiếu các chất cay mà chỉ có trong nhựa dầu.
Nhựa dầu gừng
Nhựa dầu (oleoresin), là sản phẩm trích ly gừng khơ bằng dung mơi hữu cơ, có hương vị tổng
thể của gừng, chứa các chất thơm cũng như các chất cay ở dạng đậm đặc. Đây là chất lỏng rất
sánh, màu nâu sậm đến cánh gián sẫm, thường có các hạt tinh thể ở phía dưới đáy bình đựng, có
15


mùi thơm, vị ngọt và ấm. Thành phần của nhựa dầu bao gồm các chất dễ bay hơi và các chất
không bay hơi như các chất sáp, màu, dầu nặng, chất màu. Nhựa dầu có thể dùng thay thế gừng
nguyên liệu trong chế biến thực phẩm mà không cần phải điều chỉnh gì. Ngày nay, trong chế biến
thực phẩm và y dược, các nhựa dầu của các gia vị nói chung ngày càng được sử dụng rộng rãi bởi
những ưu điểm rõ ràng trong việc bảo quản, vận chuyển và dễ dàng sử dụng cho nhiều mục đích.
Các nước sản xuất nhiều nhựa dầu gừng phải kể đến Ấn Độ, Trung Quốc, Jamaica. Các nước nhập
khẩu là EU, Mỹ và Canada.
Các gingerol là các chất cay chính trong nhựa dầu gừng, có thể chiếm tỷ lệ tới 20% tùy giống
(Natarajan & Lewis, 1980). Các đồng đẳng chính của gingerol là 6-, 8-, và 10-gingerol. Các
gingerol không bền nhiệt và bị biến đổi trong quá trình chế biến hay tàng trữ, tạo ra các shogaol và
zingerone. Ở các mẫu nhựa dầu lâu ngày, tỷ lệ shogaol và zingerone cao hơn ở các mẫu mới trích
ly, đồng thời tỷ lệ gingerol giảm (McHale & CS, 1989). Đây là chỉ số về sự giảm chất lượng. 6gingerol cay hơn 8- và 10- gingerol, mức độ cay của các shogaol cũng có xu hướng tương tự
(Raghuveer & Govindarajan, 1978). Các chất cay chính có trong nhựa dầu gừng được trình bày
trong bảng 2-2 (Ravindran & Babu, 2005).
Trong cơng nghiệp thực phẩm, nhựa dầu có thể chuyển sang dạng bột, bằng cách phối trộn
đều trong các chất mang như: tinh bột, muối, glucose, có thể dễ dàng phối trộn trong thực phẩm.

Ngoài ra, nhựa dầu gừng cịn có hoạt tính chống o-xy hóa, là một trong các gia vị có hoạt tính
chống o-xy hóa cao và là chất thu nhận gốc tự do. Các nghiên cứu cho thấy gingerol, shogaol và
zingiberene đều có hoạt tính chống o-xy hóa (Singh & CS, 2007).
Bảng 2-2: Các hợp chất cay trong nhựa dầu gừng
3-gingerol
4-gingerol
5-gingerol
6-gingerol
8-gingerol
10-gingerol
12-gingerol
14-gingerol
Methyl-6-gingerol
Methyl-8-gingerol
Methyl-10-gingerol
Methyl-12-gingerol
4-shogaol
6-shogaol
8-shogaol
10-shogaol
6-methylshogaol

8-methylshogaol
4-paradol
6-paradol
Zingerol
4-gingediol
6-gingediol
8-gingediol
10-gingediol

6-methylgingediol
4-gingediacetate
6-gingediacetate
6-methylgingediacetate
4-gingedione
6-gingedione
8-gingedione
dihydrogingerol
hexahydrocurcumin

16


6-GINGEROL

ZINGIBERENE

6-SHOGAOL

ZINGERONE

Hình 2-2: Một số hợp chất của gừng
Trong cơng nghiệp, các dung mơi để trích ly nhựa dầu gừng thường là alcohol, acetone,
isopropanol, dicholometan, ethylene dicloride, vv. Dung môi phải được loại bỏ triệt để khỏi nhựa
dầu bằng chưng cất chân không. Hiệu suất và chất lượng nhựa dầu phụ thuộc vào giống, độ già
của củ, và dung môi được lựa chọn. Nhìn chung, hiệu suất trích ly ở trong khoảng 3,9 – 9,3%,
trung bình là 6,5% theo nguyên liệu khơ. Với vài giống gừng, hiệu suất có thể cao tới 20%. Gừng
được làm khô đạt ẩm độ 10% rồi đem trích ly. Làm khơ ở nhiệt độ thấp tránh việc thất thoát các
chất dễ bay hơi và phân hủy các chất không bền nhiệt, nhựa dầu chất lượng cao (Azian & CS,
2004). Trên thị trường, nhựa dầu được bán dưới dạng lỏng hay bột trộn với đường hoặc muối.

Trong nhựa dầu gừng có chứa khoảng 20-30% các hợp chất cay, 15-35% các hợp chất dễ bay hơi
(tinh dầu). Tuy nhiên, hàm lượng các hợp chất cay mới là chỉ tiêu chính để đánh giá chất lượng
nhựa dầu gừng. Các thành phần chất cay chính bao gồm: gingerol, shagaol, gingeron và các dẫn
xuất. [6]-gingerol có khả năng chống o-xy hố mạnh và nhiều hoạt tính sinh học khác.
Mặc dù Việt Nam có nhiều gừng, nhưng nhựa dầu gừng vẫn phải nhập (chủ yếu từ Trung
Quốc) cho các mục đích thực phẩm và y-tế. Gần đây việc nghiên cứu công nghệ sản xuất nhựa dầu
gừng đã được đẩy mạnh, định hình công nghệ và một số dây chuyền sản xuất quy mô nhỏ. Các
công nghệ này dựa vào các dung môi hữu cơ, và chưa có nghiên cứu nào về cơng nghệ CO2 siêu
tới hạn cho nhựa dầu gừng ở Việt Nam.

17


2.2 Tổng quan về hồ tiêu
2.2.1 Tình hình sản suất và tiêu thụ hồ tiêu trên thế giới
Trong số các loại gia vị, hồ tiêu chiếm vị trí quan trọng nhất và được sử dụng rộng rãi nhất.
Hồ tiêu được dùng để tạo hương vị và bảo quản các thực phẩm chế biến, và cũng được dùng như
một vị thuốc (Ravindran, 2000). Thương mại hồ tiêu chiếm khoảng 25% tổng số thương mại gia vị
toàn thế giới (Varun, 2005).
Các nước sản xuât hồ tiêu hàng đầu thế giới lần lượt là Việt Nam, Ấn Độ, Indonesia, Brasil,
Malaysia và Trung Quốc (IPC, 2011). Từ năm 2003 Việt Nam đã trở thành nước có sản lượng
hàng đầu thế giới và cũng là nước có lượng xuất khẩu hồ tiêu số một thế giới, 95% sản lượng hồ
tiêu của Việt Nam là giành cho xuất khẩu. Việt Nam sản xuất khoảng 30% hồ tiêu thế giới, tiếp
theo sau là Ấn Độ (19%). Các nước Indonesia, Brazil và Malaysia lần lượt có tỷ lệ 13%, 11% và
8% (IPC, 2011).

Hình 2-3: Các nước sản xuất hồ tiêu chính trên thế giới

Hình 2-4: Sản lượng hồ tiêu của thế giới (đơn vị: tấn)
Từ năm 2001 đến 2010, sản lượng tiêu thế giới tăng không nhiều từ 320.300 tấn đến 338.300

tấn. Sản lượng tiêu thế giới năm 2011 có giảm đơi chút cịn khoảng 298.400 tấn. Sản lượng tăng là
do có các tiến bộ trong canh tác.

18


Xét về diện tích trồng hồ tiêu, Ấn Độ và Indonesia là hai nước dẫn đầu. Ấn Độ có hơn
200.000 ha trồng hồ tiêu nhưng chỉ sản xuất được 50.000 tấn. Cịn Indonesia có khoảng 150.000
ha trồng hồ tiêu, trong khi Việt Nam chỉ có khoảng 50.000ha.

Hình 2-5: Diện tích trồng hồ tiêu tại một số nước

Hình 2-6: Sản lượng hồ tiêu tại một số nước
2.2.2 Tình hình sản xuất hồ tiêu ở Việt Nam
Hồ tiêu là cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao và hạt hồ tiêu là một trong những cây xuất
khẩu có lợi thế cạnh tranh của Việt Nam. Sản xuất hồ tiêu ở Việt Nam chỉ bắt dầu phát triển từ
những năm 90 thế kỷ trước. Sau khoảng 10 năm đã trở thành nước sản xuất hồ tiêu số 1 thế giới,
diện tích hơn 50.000 ha, năng suất bình quân 2 tấn/ha và sản lượng hơn 100.000 tấn. Bình Phước,
Đồng Nai, Bà Rịa-Vũng tàu, Đắc Nông, Gia Lai và Đắc Lắc là những tỉnh trồng hồ tiêu chính ở
Viêt Nam (Ton Nu Tuan Nam, 2008). Tỉnh Gia Lai đã xây dựng thành công thương hiệu hồ tiêu
Chư Sê. Hiện nay hồ tiêu Việt Nam chiếm trên 30% sản lượng và gần 50% thị phần thương mại
thế giới.

19


Hình 2-7: Sản lượng hồ tiêu của Việt Nam (đơn vị: tấn)
Để sản xuất tiêu bền vững, Việt Nam có chủ trương hạn chế lại diện tích tiêu khoảng 50.000
ha, sản lượng hằng năm khoảng 100.000T. Tập trung thâm canh, tăng năng suất bình quân của cả
nước lên 3T/ha, gấp 3-10 lần các nước khác (Ấn Độ và Băngladet hiện chỉ đạt 300kg/ha,

Indonesia 1T/ha), hướng tới nâng cao chất lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm, áp dụng chặt chẽ
quy trình sản xuất theo hướng GAP.
Hiện nay trong nước có 13 nhà máy chế biến tiêu như NECSPICE GROUP, OLAM
VIETNAM, MASECO …. công suất khoảng 60.000 tấn/năm, chế biến tiêu sạch, tiệt trùng, đạt
tiêu chuẩn cao, đáp ứng được yêu cầu xuất khẩu sang Mỹ và các nước châu Âu. Để đảm bảo vệ
sinh thực phảm, nguyên liệu nên được chế biến theo một qui trình khép kín từ tách loại tạp chất,
tiệt trùng, sấy khơ, đóng gói, bảo quản. Tuy nhiên, chỉ có một số ít nhà máy do nước ngồi đầu tư
cơng nghệ, thiết bị để sản xuất các mặt hàng chất lượng, đạt độ sạch cao nhất về vi sinh đáp ứng
thị trường ngoài nước.
2.2.3 Đặc tính sinh học của hồ tiêu
Phân loại

Hình 2-8: Cây hồ tiêu và chùm quả giai đoạn xanh, chín, và chín quá

20


Phân loại
Ngành
Lớp
Bộ
Họ
Giống
Lồi
Tên khoa học
Tên thơng dụng:

: Angiosperma
: Dicotyledonae
: Piperales

: Piperaceae
: Piper
: Nigrum Linn.
: Piper nigrum
Tiếng Anh: Black pepper
Tiêng Việt: Tiêu, Hồ tiêu

Hồ tiêu (Piper nigrum) là loại cây dây leo thuộc họ Piperaceae, vốn có nguồn gốc từ Ấn Độ,
quả được dùng làm gia vị và thuốc ở Ấn Độ từ 2000 năm trước CN (Ravindran & CS, 2000). Thời
trung cổ, hồ tiêu quý hiếm và ví như “vàng đen”, chỉ giới nhà giàu mới được dùng. Khoảng thế kỷ
16, người Bồ Đào Nha đem trồng ở Java, Sumatra, Madagascar, Malaysia (Ravindran, 2000).
2.2.4 Thành phần hóa học của hạt hồ tiêu
Các chất dễ bay hơi: Caryophyllene, α-pinene, β-pinene, 3-ocimene, 8-guaiene, farnesol, 8cadinol, guaiacol, 1-phellandrene, 1,8-cineole, β-cymene, carvone, citronellol, thujene, terpinene,
bisabolene, limonene, dihydrocarveol, camphene và piperonal, vv. , là các thành phần có trong hạt
hồ tiêu (Narayanan, 2000).
Các alkaloid và amide: là các thành phần chất cay chính trong hạt hồ tiêu. Piperine,
piperylin, piperolein A and B, cumaperine, piperanine, piperamides, pipericide, guineensine và
sarmentine đã được xác định là các alkaloid chính trong hạt tiêu. Các chất alkaloid khác gồm có
chavicine, piperidine and piperettine, methyl caffeic acid, piperidide, 3-methyl pyrroline, và dãy
đồng đẳng vinyl của piperine và các stereoisomer của chúng (Nakatani & CS, 1986).
Ngoài ra, hạt tiêu giàu amino-acid như p-alanine, arginine, serine, threonine, histidine, lysine,
cystine, asparagine và các chất khoáng (Lavilla & CS, 1999).
2.2.5 Dược lý học
Từ lâu hồ tiêu đã được mô tả như một vị thuốc tác dụng tăng khả năng tiêu hóa, tăng sự ngon
miệng, chữa cảm lạnh, ho, khó tiêu, các bệnh về họng, sốt, đau bụng cơn, kiết lỵ, giun và trĩ; hạt
tiêu cũng có công dụng chữa đau răng, đau cơ, đau gan và động kinh (Perez & Anesini, 1994). Hồ
tiêu có tính chất làm tiêu độc. Trong bài thuốc Trung Y, hồ tiêu được dùng bên ngoài để chữa vết
cắn của rắn và bọ cạp.
Ngày nay, các nghiên cứu in vitro và in vivo cho chúng ta thấy đó là do tác dụng của piperine,
các phenolic amide khác và các thành phần của tinh dầu có trong hạt tiêu.

Các nghiên cứu dược lý có hệ thống đã chứng minh các tác dụng giảm đau (analgesic), giảm
sốt (antipyretic), giảm viêm (antinflammatory- do tổn thương mô cơ) và an thần của hạt hồ tiêu.
Các thành phần của tinh dầu hồ tiêu có tác dụng sát khuẩn. Hồ tiêu cũng có tính chất chống oxyhóa nhờ tác dụng của các chất phenolic amide (Vijayan & Thampuran, 2000). Cả 5 chất phenolic
amide có mặt trong hồ tiêu đều có tính chất chống o-xy hóa tốt, thậm chí cịn tốt hơn các chất
chống o-xy hóa tổng hợp như butylated hydroxy toluene (BHT) và butylated hydroxy anisole
(BHA) (Nakatani & CS, 1986). Các chất chống o-xy hóa nguồn gốc thiên nhiên làm tăng cường
khả năng chống o-xy hóa của plasma và giảm nguy cơ một số bệnh như ung thư, tim mạch và tai
biến não (Prior & Cao, 2000).
21


2.2.6 Các sản phẩm từ hạt hồ tiêu
Hạt tiêu đen, tiêu trắng và tiêu bột: Tiêu đen được sản xuất từ quả tiêu cịn xanh. Quả xanh
được chần nước nóng, sau đem phơi nắng hoặc sấy. Trong quá trình sấy, phần vỏ ngoài của quả
(epicarp và mesocarp) chuyển màu đen do các phản ứng enzyme (Narayanan & CS, 2000). Hạt
tiêu trắng bao gồm phân nhân màu trắng và lớp vỏ sẫm màu hơn. Tiêu trắng sản xuất từ tiêu chín
hoặc tiêu đen, lớp vỏ đen của hạt tiêu đen được bóc đi bằng các phương pháp cơ học, hóa học hặc
sinh học sau đó hạt được phơi khơ. Tiêu trắng có hương vị nhe nhàng hơn tiêu đen vì thiếu một số
hợp chất vốn có trong lớp vỏ ngồi của tiêu đen.

Hình 2-9: Tiêu đen và tiêu trắng
Tiêu bột là sản phẩm hạt tiêu xay nhỏ mà không cho thêm bất kỳ một nguyên liệu nào khác,
đáp ứng các tiêu chuẩn của khách hàng như cỡ hạt (độ mịn), hàm ẩm, độ cay, hàm lượng xơ, tro,
và tinh dầu, vv. , và được đóng gói trong các chai hay hộp kín.
Tinh dầu tiêu: Tinh dầu tiêu có màu vàng sáng, là chất lỏng gây kích thích và có mùi tiêu
mạnh, thu được bằng cách chưng cất lôi cuốn hơi nước hạt tiêu đen. Tinh dầu tiêu có nhiều ứng
dụng ngồi thực phẩm, là thành phần của các sản phẩm chăm sóc da. Tinh dầu tiêu bị o-xy hóa do
tác dụng của khơng khí và ánh sáng khi tàng trữ q lâu.
Nhựa dầu tiêu: Nhựa dầu hồ tiêu được sản xuất bằng dung môi hữu cơ, thường axeton,
ethanol. Nhựa dầu hồ tiêu là hỗn hợp của các chất dễ bay hơi (tinh dầu), dầu nặng và các hợp chất

cay, vì thế có mùi và vị đặc trưng của hạt hồ tiêu, tồn tại ở dạng đậm đặc. Nhu cầu về nhựa dầu hồ
tiêu ngày càng tăng vì có nhiều ứng dụng trong thực phẩm, y-dược và các sản phẩm dân dụng
khác. Chất cay chính trong nhựa dầu hồ tiêu là piperine, một alcaloid và đồng phân của nó là
calvicine. Ngồi ra cịn có piperidine và piperitine. Thành phần các hợp chất cay piperine alkaloid
chiếm khoảng 35 tới 50% trong nhựa dầu tiêu. Khi mới được trích ly, nhựa dầu tiêu là một chất
lỏng, rất sánh, màu xanh nâu và có mùi mạnh. Sau một thời gian, các tinh thể piperine hình thành,
bởi vậy cần làm nóng và trộn đều nhựa dầu trước khi sử dụng.
Nhựa dầu hồ tiêu có hoạt tính sinh học, thể hiện thính kháng khuẩn, kháng nấm cao. Các hoạt
tính khác bao gồm tác dụng giảm hoạt tính thực bào của bạch cầu, tăng q trình đơng máu trong
ống nghiệm, kích thích tiêu hố, tăng tiết dịch vị, dịch tuỵ, kích thích hơ hấp, vv. Hoạt tính chống
o-xy hóa của nhựa dầu hồ tiêu được xem là quan trọng nhất. Các loại dược phẩm chứa hoạt chất
chống o-xy hóa dùng để chữa trị các bệnh về tim mạch, tai biến, tiểu đường, bệnh mất trí nhớ và
ung thư (Politeo & CS, 2006). Các chất chống o-xy hóa vẫn thường được sử dụng trong các ngành
công nghiệp đồ uống, thực phẩm, dược phẩm để ngăn ngừa hay làm chậm lại quá trình suy giảm
màu sắc, mùi vị của sản phẩm, vốn là hệ quả của q trình o-xy hóa, vv.
22


Hình 2-10: Cơng thức hóa học của piperine
Ứng dụng lớn nhất của nhựa dầu tiêu là để tạo hương vị cho các sản phẩm thịt. Nhựa dầu tiêu
cũng còn được sử dụng trong sản xuất rau quả dầm giấm, nước sốt, dầu trộn, xúp và các món ăn
nhanh. Cơng nghệ vi bọc nhựa dầu tiêu tìm thấy ứng dụng của bột nhựa dầu vi bọc trong hàng loạt
các sản phẩm mới như bột khô đồ uống để pha, bột làm bánh, bột trẻ em, bột rắc lên chip khoai
tây, hạt sấy khô, vv., và trong spa, hương-trị liệu. Trong lĩnh vực mỹ phẩm, nó là một thành phần
của nước hoa. Trong lĩnh vực dược phẩm, do nhựa dầu chứa nhiều piperine nên nó được kết hợp
với các thành phần khác để chế các thuốc có tác dụng hoạt hóa tim, thận, bao tử, vv. (Narayanan
& CS, 2000).

Hình 2-11: Sản phẩm Biocurmin có piperine kết hợp với curcumin
Tuy Việt Nam là nước sản xuất và xuất khẩu hạt tiêu hàng đầu thế giới, nhưng ngoài hạt tiêu

đen, hạt tiêu trắng và một lượng ít bột tiêu, Việt Nam khơng có các sản phẩm cao cấp như nhựa
dầu tiêu và tinh dầu tiêu. Việt Nam vẫn phải nhập nhựa dầu hạt hồ tiêu cho các mục đích thực
phẩm và y dược trong nước. Trong khi đó, nhiều nước quan tâm đầu tư sản xuất các sản phẩm có
giá trị cao này. Ấn Độ là nước đứng hàng đầu thế giới về sản xuất nhựa dầu tiêu và tinh dầu tiêu.
Ví dụ, năm 2004, Ấn Độ xuất khẩu 64 tấn tinh dầu tiêu và 1200 tấn nhựa dầu (IPC, 2011).
Ở Việt Nam, đã có một số nghiên cứu cơng nghệ sản xuất nhựa dầu hạt tiêu. Các nghiên cứu
tập trung sử dung các dung mơi hữu cơ truyền thống. Có một nghiên cứu sử dụng CO2 siêu tới hạn
cho đối tượng hạt hồ tiêu ở Việt Nam. Tuy nhiên các thông tin báo cáo cịn hạn chế. Cần có các
nghiên cứu thêm về hiệu quả sử dụng các dung môi phụ (modifer) như là methanol, ethanol hay
acetone tới hiệu suất chiết xuất cũng như tính chọn lọc đối với thành phần chất cay quan trọng là
piperine.
Nhìn chung, đối với nhựa dầu gừng, nhựa dầu hồ tiêu, và các gia vị khác, chúng ta cần tiến
hành các nghiên cứu về động học, nhiệt động học, mơ hình hố các q trình cơng nghệ, nhằm tối
ưu hố các thơng số cơng nghệ khi thiết kế dây chuyền sản xuất ở quy mô lớn hơn.

23