Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu từ vỏ quả quất bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

i

LỜI CẢM ƠN
Để có thể hồn thành đề tài tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn!..
-

Thầy TS. Vũ Duy Đô, người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt

quá trình làm tốt nghiệp.
-

Em xin cảm ơn Quý Thầy, Cô Trường Đại học Nha Trang đã dạy dỗ, truyền đạt

kiến thức cho em trong suốt khóa học.
-

Các Thầy, Cơ phụ trách Bộ mơn Hóa, Phịng Thí nghiệm Hóa sinh và Phịng

Thí nghiệm Cơng nghệ Thực phẩm đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình làm thí
nghiệm.
-

Xin cảm ơn gia đình và bạn bè em đã ln động viên, giúp đỡ để em có thể

hồn thành nghiên cứu này.
Nha Trang, ngày 20 tháng 06 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Phạm Thị Mỹ Loan

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................... i
MỤC LỤC .................................................................................................................. ii
DANG MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.............................................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG . .........................................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH……….. ............................................................................. vii
LỜI MỞ ĐẦU.. ......................................................................................................... 01
Chương 1. TỔNG QUAN......................................................................................... 03
1.1.

Tổng quan về tinh dầu ...................................................................... 03

1.1.1. Khái niệm tinh dầu ........................................................................... 03
1.1.2. Vai trò tinh dầu đối với đời sống thực vật..................................................... 04
1.1.3. Phân loại các thành phần có trong tinh dầu . ....................................... 05
1.1.3.1.Phân loại theo hàm lượng. ...................................................................... 05
1.1.3.2. Phân loại theo tính chất vật lý. ............................................................. 05
1.1.3.3. Phân loại theo bản chất hóa học........................................................... 05
1.1.4. Tính chất đặc trưng của tinh dầu ..................................................... 06
1.1.5. Ứng dụng của tinh dầu.............................................................................. 07
1.1.5.1.Trong công nghệ thực phẩm ........................................................... 07
1.1.5.2. Trong y học ................................................................................. 07
1.1.5.3.Trong công nghiệp sản xuất mỹ phẩm. .. ............................................... 08
1.2.

Các phương pháp sản xuất tinh dầu......................................................... 08

1.2.1. Phương pháp chiết ........................................................................... 09
1.2.2. Phương pháp ướp.. ........................................................................................ 10
1.2.3. Phương pháp ngâm........................................................................................ 10
1.2.4. Phương pháp ép............................................................................................. 10
1.2.5. Phương pháp chưng cất. ............................................................................ 11
1.3.

Tình hình nghiên cứu về tinh dầu chi Citrus........................................... 16

1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới.................................................... 16
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước.. ........................................................... 17
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 19
2.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................ 19
2.1.1. Nguyên liệu chính ........................................................................... 19
2.1.2. Dụng cụ - Thiết bị - Hóa chất.. ................................................................. 20
Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


iii
2.2. Phương pháp nghiên cứu.. ............................................................................ 20
2.2.1. Xác định thành phần khối lượng của quả Quất.. ........................................... 20
2.2.2. Chuẩn bị nguyên liệu...................................................................................... 20
2.2.3. Đề xuất quy trình tách chiết tinh dầu từ Quất................................................ 21
2.2.4. Bố trí thí nghiệm. ............................................................................................ 22
2.2.4.1. Thí nghiệm xác định tỉ lệ nước muối ngâm nguyên liệu.............................. 22
2.2.4.2. Thí nghiệm xác định nồng độ NaCl ngâm. .................................................. 23

2.2.4.3. Thí nghiệm xác định thời gian ngâm ........................................................... 25
2.2.4.4. Thí nghiệm xác định thời gian chưng cất.. .................................................. 27
2.2.5. Phương pháp xác định các chỉ số hóa-lý và định danh các cấu tử thành
phần của tinh dầu.. ............................................................................................... 28
2.2.5.1. Phương pháp xác định các tính chất lý- hóa cơ bản của tinh dầu............. 28
2.2.5.2. Phương pháp định danh các cấu tử thành phần có trong tinh dầu Quất.... 29
2.2.6. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................. .30
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.. ............................. 31
3.1. Kết quả xác định thành phần khối lượng của quả Quất. ......................... .31
3.2.

Kết quả xác định tỉ lệ nước muối/nguyên liệu thích hợp…… ..........…..31

3.3.

Kết quả xác định nồng độ NaCl trong nước ngâm vỏ quả thích hợp. .33

3.4.

Kết quả xác định thời gian ngâm thích hợp....................................... 34

3.5. Kết quả xác định thời gian chưng cất thích hợp................................. .35
3.6.Quy trình hồn thiện tách chiết tinh dầu quả Quất................................... .37
3.7. Kết quả xác định tỉ lệ chiết tinh dầu. .......................................................... 39
3.7.1. Xác định tỷ lệ tinh dầu chiết xuất từ vỏ quả.. ......................................... 39
3.7.2. Kết quả đánh giá tính chất cảm quan và xác định các chỉ số hóa-lý của
sản phẩm.................................................................................................................. 38
3.7.3. Kết quả xác định thành phần hóa học của tinh dầu ........................... 41
3.8.

Tính sơ bộ chi phí nguyên, vật liệu để tách tinh dầu trong điều kiện thí

nghiệm...................................................................................................................... 42
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT. .................................................................................. 43
1. Kết luận................................................................................................................. 43
2. Đề xuất.................................................................................................................. 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. ........................................................................................ 45
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 47
Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


iv

DANG MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

VIẾT TẮT

TIẾNG ANH

TIẾNG VIỆT

GC

Gas Chromatography

Sắc ký khí

GC-MS

Gas ChromatographySpectroscopy

Sắc ký khí ghép khối phổ

H

Hour

Giờ

v/w

Volume/weight

Thể tích/khối lượng

w/v

Weight/volume

Khối lượng/thể tích

IA

Acide Index

Chỉ số acide

IS

Saponification Index

Chỉ số xà phịng

IE

Esters Index

Chỉ số este

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


v

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Thành phần khối lượng của quả Quất. ............................................ 31
Bảng 3.2. Tỷ lệ tinh dầu chiết xuất được từ vỏ quả Quất ............................ 39
Bảng 3.3. Bảng mơ tả tính chất cảm quan của tinh dầu quả Quất........................ 39
Bảng 3.4. Kết quả xác định các chỉ số hóa- lý của Tinh dầu Quất .............. 40
Bảng 3.5. Kết quả phân tích GC/MS tinh dầu quả Quất.. ................................ 41
Bảng 3.6. Chi phí nguyên, vật liệu để tách tinh dầu từ 10 kg vỏ Quất................... 42

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sản phẩm Tinh dầu thiên nhiên.. .............................................................. 01
Hình 1.2. Cấu trúc phân tử isopren và bộ khung cơ bản của các terpenoid. .......... 04
Hình 1.3. Thiết bị chưng cất bằng nước................................................................... 12
Hình 1.4. Thiết bị chưng cất hơi nước khơng có nồi hơi riêng ................................ 13
Hình 1.5. Thiết bị chưng cất hơi nước có nồi hơi riêng.. ......................................... 14
Hình 2.1. Quả Quất .................................................................................................. 19
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình dự kiến tách chiết tinh dầu từ Quất ................................ 21
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ nước muối ngâm vỏ quả. .............. 22
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ NaCl trong nước ngâm .......... 24
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm nguyên liệu. ................ 26
Hình 2.6. Nguyên liệu đang chưng cất. .................................................................... 27
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian chưng cất. ............................. 28
Hình 2.8. Chương trình nhiệt độ khi phân tích tinh dầu vỏ quả Quất bằng phương pháp

GC/MS.. .................................................................................................................... 29
Hình 3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ nước muối/vỏ quả Quất đến thể tích và tỉ lệ khối
lượng tinh dầu quả thu được ...................................................................... 32
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ NaCl trong nước ngâm vỏ quả đến thể tích
và tỉ lệ khối lượng tinh dầu quả thu được.. ........................................................ 33
Hình 3.3. Ảnh hưởng của thời gian ngâm NaCl đến thể tích và tỉ lệ khối lượng
tinh dầu quả thu được.. ......................................................................................... 34
Hình 3.4. Tỉ lệ khối lượng tinh dầu vỏ quả trong các thời gian chưng cất khác nhau
(ml) .......................................................................................................................... 35

Hình 3.5. Sơ đồ quy trình tách chiết tinh dầu từ quả Quất. ............................ 36
Hình 3.6. Hình ảnh sản phẩm Tinh dầu quả Quất. .................................................. 43

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


1

LỜI MỞ ĐẦU
Tinh dầu là nguồn hương liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên cây cỏ, từ xa xưa nó
đã được mệnh danh là “báu vật của thiên nhiên” và đang ngày càng được con người
chú ý và ưa chuộng. Mỗi loại tinh dầu đều có một mùi đặc trưng, có hương thơm riêng
và có các tác dụng khác nhau. Chẳng hạn như, tinh dầu Bạc Hà có hàm lượng Mentol cao có tác dụng kích thích các đầu dây thần kinh, gây cảm giác lạnh và
giảm đau tại chỗ; tinh dầu Hương Nhu cung cấp Eugenol dùng làm thuốc sát
trùng, thuốc giảm đau, chất dùng trong việc trám răng tạm thời; tinh dầu thuộc
họ Cam quýt dùng làm thuốc kích thích tiêu hóa, trị cảm và cịn rất nhiều loại
tinh dầu khác có giá trị...[7].Tinh dầu hiện nay được sử dụng rộng rãi và là hỗn
hợp các chất có giá trị cao trong lĩnh vực dược phẩm, thực phẩm và xuất khẩu.
Ngày nay, việc sử dụng các hợp chất
thơm có nguồn gốc thiên nhiên dường
như trở thành một xu thế và các cơng
trình nghiên cứu về chúng cũng khơng
ngừng phát triển và hiệu quả mang lại của
các loại sản phẩm này khá cao so với các
sản phẩm tổng hợp tương tự. Qua các
cơng trình nghiên cứu đã có và thực tế
tiêu dùng đều cho thấy khi sử dụng các
sản phẩm có nguồn gốc thực vật, nó ít có
tác dụng phụ có hại và đây là lí do quan
trọng mà ngày nay các loại sản phẩm tự

nhiên đang ngày càng phát triển mạnh mẽ.

Hình 1.1. Sản phẩm tinh dầu thiên nhiên

Việt Nam có điều kiện thiên nhiên rất thuận lợi cho việc phát triển các loại hoa
quả, cũng như cây cảnh, trong đó có nhiều lồi cây có chứa các túi tinh dầu có giá trị.
Trong đó, cây Quất là một lồi cây rất có tiềm năng, nhưng vẫn chưa được khai thác
và tận dụng đúng mức, hầu như sau khi chưng Tết hàng năm đều bị thải bỏ rất hoang
phí. Đồng thời, xét về mặt y học, tinh dầu Quất có mùi thơm dễ chịu, thoải mái, có tác
dụng trị cảm, giảm stress và thanh nhiệt…thường sử dụng trong các Spa cao cấp. Và
câu hỏi đặt ra là làm sao để tách tinh dầu từ quả Quất và đó là vấn đề đang được quan
tâm.
Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


2
Hiện nay, có nhiều phương pháp để chiết rút tinh dầu từ thực vật, trong đó có
phương pháp Chưng cất lôi cuốn hơi nước đơn giản, dễ thực hiện và cho hiệu xuất thu
hồi tinh dầu tương đối cao… Do đó, tơi sẽ thực hiện đề tài “Nghiên cứu chiết xuất
tinh dầu từ vỏ quả Quất bằng phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước”, đồng
thời tiến hành phân tích xác định các tính chất hóa- lý của tinh dầu thành phẩm
thu được để đánh giá chất lượng và khả năng ứng dụng làm hương liệu của nó.
Mục tiêu của đề tài là: nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất chiết
tinh dầu Quất để làm cơ sở khoa học cho việc sản xuất trên quy mô công
nghiệp. Cụ thể là:
- Xác lập điều kiện tối ưu cho việc tách chiết tinh dầu từ quả Quất bằng
phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước.
- Đưa ra quy trình chưng cất tối ưu để thu nhận tinh dầu từ quả Quất.

- Xác định các chỉ số lý-hóa cơ bản và thành phần hóa học của sản phẩm để sử
dụng làm hương liệu.
Đề tài có ý nghĩa tận dụng nguồn phế liệu rẻ tiền để sản xuất ra các sản
phẩm có giá trị, đề xuất một hướng nghiên cứu mới, đồng thời góp phần đa
dạng hóa sản phẩm và giải quyết vấn đề môi trường. Kết quả nghiên cứu của đề
tài có thể xem là cơ sở khoa học ban đầu của việc xây dựng quy trình sản xuất
tinh dầu từ vỏ quả Quất trên quy mô công nghiệp cũng như cung cấp những
dẫn liệu khoa học về thành phần hóa học và tính chất lý-hóa cơ bản của tinh
dầu Quất nhằm phát triển các khả năng ứng dụng khác.
Do kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu còn hạn chế, cũng như khó khăn
về thời gian, điều kiện thực nghiệm cũng như vấn đề kinh phí nên mặc dù đã
rất cố gắng song đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận
được sự chỉ bảo của quý thầy cơ cũng như sự góp ý kiến từ các bạn sinh viên
để đề tài này được hoàn thiện hơn.

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


3

Chương 1. TỔNG QUAN
1.4.

Tổng quan về tinh dầu

1.4.1. Khái niệm Tinh dầu [5,7,8]
Tinh dầu là những chất thơm hay chất mùi có trong một số bộ phận của cây cỏ
(hạt, rễ, củ, vỏ cây, hoa, lá, quả, dầu, nhựa cây…) hay động vật (túi tinh dầu). Hệ

thực vật có tinh dầu khoảng 3000 lồi, trong đó có 150-200 lồi có ý nghĩa cơng
nghiệp. Tinh dầu có trong các nguồn ngun liệu trên với nồng độ rất khác nhau, có
thể thay đổi từ phần triệu đến phần trăm và tinh dầu tương đối dễ bay hơi.
Tinh dầu phân bố tập trung trong một số họ như họ hoa tán, học Cúc, họ hoa môi,
học Long Não, họ Sim, học Cam, họ Gừng…Tinh dầu được chiết một số bộ phận của
cây như cánh hoa, lá, cành, rễ, vỏ trái, cuống hạt, vỏ cây…
-

Lá: Bạc Hà, Tràm, Bạch đàn, Hương nhu, Khuynh diệp, Húng chanh, Tía tơ,
Cúc tần, lá Tràm, lá Sả, Long não, Cam, Chanh, Quýt…

-

Bộ phận trên mặt đất: Bạc Hà, Hương nhu…

-

Hoa: hoa Hồng, hoa Nhài, hoa Bưởi, hoa Hồi, hoa Đinh hương…

-

Quả: Sa nhân, Hồi, Bưởi, Cam, Chanh, Quất, Xuyên tiêu, Thảo quả…

-

Vỏ quả: Cam, Chanh, Bưởi, Quýt…

-

Vỏ thân: Quế..

-

Gỗ: Long não, Vù hương, Trầm hương…

-

Thân rễ: Gừng, Nghệ, Hành, Tỏi, Xuyên khung, Bạch chỉ, Đương quy…
Hàm lượng tinh dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, di truyền, đất trồng,

phân bón, thời tiết, ánh sáng, thời điểm thu hoạch…Tinh dầu là sản phẩm cuối cùng
của quá trình trao đổi chất và không được sử dụng trở lại cho hoạt động sống của
cây…
Đa số thành phần chính của các loại tinh dầu đều là các hợp chất Terpenoid
được cấu tạo từ các đơn vị Isopren (C5H8) nối với nhau theo quy tắc “đầu nối với
đuôi”. Terpenoid đơn giản nhất được cấu tạo từ 2 đơn vị Isopren được gọi là Monoterpenoid. Nếu có nhiều hơn 2 đơn vị Isopren thì được gọi là Sesquiterpenoid (ứng với 3
đơn vị Isopren), Diterpenoid (ứng với 4 đơn vị Isopren), Triterpenoid (ứng với 6 đơn
vị Isopren...).

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


4

a). Bộ khung Terpenoid cơ bản

b). Phân tử Isopren

Hình 1.2. Cấu trúc phân tử isopren và bộ khung cơ bản của các terpenoid.

1.4.2. Vai trò tinh dầu đối với đời sống thực vật
Vấn đề về vai trò của tinh dầu trong đời sống thực vật đã được đề cập trong rất
nhiều cơng trình nghiên cứu. Theo quan niệm được trình bày trong các cơng trình khác
nhau, vai trị của tinh dầu được quy tụ trong các nội dung sau đây (Ph. X. Tanaxienco,
1985):
-

Bảo vệ cây khỏi tác động của sâu bệnh.

-

Che phủ các vết thương ở cây gỗ.

-

Ngăn chặn các bệnh do nấm.

-

Biến đổi sức căng bề mặt nước trong cây, thúc đẩy sự vận chuyển nước, tăng

hiệu quả các phản ứng enzyme.
Theo Charabot cho rằng:
-

Tinh dầu đóng vai trị như một chất dự trữ trong cây, nó có khả năng vận

chuyển đến các phần khác nhau của cây, tinh dầu được sử dụng như một nguồn năng

lượng hay tạo thành các sản phẩm mới có cấu trúc gần với nó.
Theo Coxtrisep (1937) cho rằng tinh dầu có thể xếp vào 2 nhóm chức năng:
- Nhóm các tinh dầu có chức năng sinh lý được cây sử dụng trong quá trình sinh
trưởng.
- Nhóm các tinh dầu khơng có chức năng sinh lý, không được cây sử dụng, chúng đơn
thuần chỉ là các chất tiết của cơ thể và được tích lũy trong các bể chứa tinh dầu.
Như vậy, các thành phần của tinh dầu được tích lũy trong tuyến tiết khơng có vai
trị sinh lí trong hoạt động sống của cây. Trong khi đó, tinh dầu thực vật chính là sản
phẩm của q trình tổng hợp và tích lũy do các cơ quan tiết đảm nhiệm.
-

Tinh dầu tham gia vào các q trình sinh hóa trong tế bào.

-

Tinh dầu thường là một hỗn hợp có thành phần cấu tạo phức tạp, chúng thường

gồm rất nhiều hợp chất ở dạng tự do và liên kết.

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


5
-

Các thành phần của tinh dầu được tích lũy trong tuyến tiết không phải là các

chất tiết cố định mà cịn tham gia tích cực vào q trình trao đổi chất của cây, do vậy

thành phần hóa học của tinh dầu trong cây luôn luôn được đổi mới.

1.4.3. Phân loại các thành phần có trong tinh dầu
1.1.3.1. Phân loại theo hàm lượng [3]
- Thành phần chính: là thành phần có hàm lượng trên 1%. Thành phần chính
là tiêu chuẩn chủ yếu để đánh giá chất lượng tinh dầu.
- Thành phần phụ: là thành phần có hàm lượng từ 0,1-1% .
- Thành phần vết: là thành phần có hàm lượng khơng q 0,1% trong tồn bộ

tinh dầu.
1.1.3.2. Phân loại theo tính chất vật lý [10]
Tinh dầu của mỗi loài thực vật là một hỗn hợp bao gồm hàng trăm hợp chất
thuộc các nhóm hữu cơ khác nhau.Theo tính chất vật lý, các hợp chất có trong
tinh dầu thường được phân thành hai nhóm chính:
- Nhóm thành phần dễ bay hơi: chiếm tới 90 – 95% tổng lượng tinh dầu.
- Nhóm cịn lại: gồm các hợp chất ít bay hơi chỉ chiếm 1 – 10%.
1.1.3.3. Phân loại theo bản chất hóa học [14]
Các hợp chất trong tinh dầu được chia thành các nhóm:
- Monoterpen mạch hở (ví dụ: myrcen, ocimen).
- Monoterpen mạch vịng (ví dụ: p-cymen, pinen, sabinen) .
- Monoterpen mạch hở bị oxy hóa (như farnesol, linalool, neral).
- Monoterpen mạch vịng bị oxy hóa (như terpineol, geraniol).
- Sesquiterpen mạch hở (ví dụ: farnesen).
- Sesquiterpen mạch vịng (ví dụ: copaen, humulen).
- Sesquiterpen mạch hở bị oxy hóa (như nerolidol).
- Sesquiterpen mạch vịng bị oxy hóa (như nootkaton, spathulenol).
- Các hợp chất thơm (ví dụ: indol).
- Các hydrocarbon mạch dài (như tetradecanal, dodecanal).

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


6
1.1.4.Tính chất đặc trưng của tinh dầu [8,14]
Tinh dầu là hợp chất hữu cơ hịa tan lẫn vào nhau, có mùi đặc trưng. Tại
nhiệt độ thường, tinh dầu thường ở thể lỏng, có khối lượng riêng bé hơn 1 (trừ
một vài loại như tinh dầu Quế, Đinh Hương có khối lượng riêng lớn hơn 1).
Để xác định tính chất vật lý của tinh dầu, thông thường người ta tiến hành
xác định các chỉ số như tỷ trọng, chiết suất, tỷ lệ hòa tan trong cồn 90 0 ở 25 0 C,
nhiệt độ sôi, năng suất quay cực, màu sắc… Tinh dầu khơng tan hoặc rất ít tan
trong nước nhưng chúng hịa tan tốt trong đa số các dung mơi hữu cơ như ester,
cồn...
Về màu sắc, tinh dầu thường không màu hoặc có màu vàng nhạt. Một số ít
tinh dầu có màu (ví dụ: tinh dầu Ngải Cứu có màu xanh lơ, tinh dầu Quế có
màu nâu sẫm…) là do sự có mặt của các hợp chất có màu được lơi kéo theo
tinh dầu trong q trình chiết xuất (ví dụ: màu xanh do có Chlorophyll, màu
vàng do có Carotenoid,…). Cịn mùi và vị của tinh dầu chủ yếu gây ra do các
cấu tử thành phần bị oxy hóa.
Mặc dù thành phần hóa học của mỗi loại tinh dầu là khác nhau, nhưng
nhìn chung,chúng có nhiệt độ sơi khoảng 100 0 C - 200 0 C, dễ bay hơi và có mùi
thơm đặc trưng. Thành phần hóa học chủ yếu trong tinh dầu là các hợp chất
Terpenoid (tức các hydrocarbon không no) nên chúng dễ bị thủy phân (nhất là
ở nhiệt độ cao) và bị phân hủy bởi ánh sáng thành các hợp chất khác. Vì vậy,
người ta thường bảo quản tinh dầu trong những lọ sẫm màu, có miệng nhỏ và
đậy nút kỹ.
Tinh dầu thực vật thường có thành phần không ổn định mà luôn thay đổi theo
thời gian sinh trưởng của cây và cũng biến đổi theo điều kiện khí hậu, thời tiết…và
trong các bộ phận của cây, hàm lượng tinh dầu cũng khác nhau.

Mỗi tinh dầu có các hằng số vật lý đặc trưng như trạng thái(d), chiết suất
(n), độ quay cực (α), và các chỉ số hóa học như chỉ số Axit, chỉ số Iôt, chỉ số Este, chỉ
số Xà phịng hóa…Qua các chỉ số ta có thể đánh giá sơ bộ chất lượng tinh dầu..
Giới thiệu về Tinh dầu họ Citrus [6]
-

Tinh dầu họ Citrus hay cịn gọi là họ Chanh có mùi thơm đặc trưng, vị

ngọt sắc, gây ấn tượng mạnh, kích thích dịch vị, nhất là tuyến nước bọt. Nó

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


7
tham gia nhiều thành phần của nhiều chất thơm. Do đó, người ta thường sử
dụng một ít để pha chế mùi tổng hợp nhân tạo.
-

Tinh dầu họ Chanh (Citrus) hầu như khơng tan trong nước, nhưng tan ít

ở nhiệt độ và áp suất cao.
-

Thành phần chủ yếu của tinh dầu Chanh là Limonen, chiếm 90% tổng

thành phần có mặt trong tinh dầu. Giá trị của tinh dầu được đánh giá theo thành
phần chính.
-

Tùy theo lồi Chanh, Cam, Qt và điều kiện canh tác, vùng khí hậu mà

tinh dầu này có các thành phần hóa học và các chỉ số vật lý có sự thay đổi khác
nhau. Tinh dầu Citrus thường nằm trong khoảng chênh lệch sau:
Tỷ trọng: d 20 = 0,846 – 0,854.
Chiết suất n 20 = 10402 – 10406.
Độ quay cực D 20 = 56 – 66 0 .
Chỉ số Caconyl = 2,72 – 3,0.
-

Thành phần chính của tinh dầu cũng thay đổi rất lớn theo lồi, vùng khí

hậu, đất canh tác trồng trọt, phương pháp khai thác …
1.1.5. Ứng dụng của tinh dầu [8]
1.1.5.1. Trong công nghệ thực phẩm
Tinh dầu hiện nay là nguyên liệu không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, đặc
biệt trong thực phẩm như: Gia vị làm sẵn, thức ăn nhanh, nước ngọt, đồ hộp,
kem lạnh, đồ ngọt tráng miệng, bánh kẹo, rượu mùi, nước sốt, nước chấm…
Mặc dù sử dụng với lượng vô cùng nhỏ và dưới những dạng khác nhau
nhưng tinh dầu đã góp phần tạo hương cho các loại thức ăn, đồ uống, làm cho
chúng thêm phần hấp dẫn. Gần đây, nhờ hoạt tính kháng vi sinh vật và khả
năng chống oxi hóa ưu việt của nó, trong cơng nghệ thực phẩm cũng đã xuất
hiện xu hướng sử dụng tinh dầu như một chất bảo quản thực phẩm tự nhiên và
an toàn thay cho các chất bảo quản tổng hợp.
1.1.5.2. Trong y học
Tinh dầu là loại dược phẩm được sử dụng nhiều nhất trong y học cổ truyền.
Tinh dầu thường sử dụng để át mùi thuốc, sát trùng, hương vị liệu pháp, chất
dẫn dụ đặt trong các bẫy, bình xịt xua đuổi côn trùng…

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


8
Mỗi loại tinh dầu có thành phần hóa học và cấu phần chính khác nhau nên
những hoạt tính trị bệnh cũng khác nhau, có loại tác dụng lên hệ thần kinh
trung ương, có loại lại kích thích dịch tiêu hóa, dịch dạ dày, dịch ruột và dịch
mật. Vì vậy, chúng được điều chế thành thuốc chữa trị các bệnh về đường hơ
hấp, tuần hồn, tiêu hóa, chữa đau bụng, nơn mửa, xoa bóp các chỗ đau, giảm
mệt mỏi và kích thích hoạt động của cơ bắp. Ví dụ: tinh dầu bạc hà có hàm
lượng mentol cao có tác dụng kích thích các đầu dây thần kinh, gây cảm giác
lạnh và giảm đau tại chỗ do đó được dùng làm chế phẩm cao xoa, dầu xoa;
tinh dầu hương nhu cung cấp eugenol dùng làm thuốc sát trùng, thuốc giảm đau,
chất dùng trong việc trám răng tạm thời; tinh dầu thuộc họ cam qt dùng làm
thuốc kích thích tiêu hóa, trị cảm...
1.1.5.3. Trong công nghiệp sản xuất mỹ phẩm
Ngày nay, ngành công nghiệp mỹ phẩm phát triển rất mạnh, tinh dầu
không những được sử dụng trực tiếp trong các Spa cao cấp mà chúng còn là
nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất các sản phẩm như nước hoa, kem đánh
răng, xà phòng thơm, dầu gội đầu, các loại kem dưỡng da, keo xịt tóc, son
mơi...
Ngồi ra có thể dùng tinh dầu trong công nghệ sản xuất chất tẩy rửa: tạo
dễ chịu cho nước rửa sàn nhà, bột giặt, xà phòng, nước rửa chén, nước xả vải…
1.5.

Các phương pháp sản xuất tinh dầu [5,7,14]
Có rất nhiều phương pháp để chiết rút tinh dầu nhưng dù có sử dụng

phương pháp chiết nào thì quy trình sản xuất đều có những điểm chung sau
đây:
- Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên như nguyên liệu.
- Quy trình khai thác phải phù hợp với đặc tính của nguyên liệu.
- Tinh dầu phải được lấy triệt để khỏi nguyên liệu với chi phí thấp nhất.
Các phương pháp ly trích tinh dầu đều dựa vào các đặc tính sau của tinh dầu:
-

Dễ bay hơi.

-

Lơi cuốn theo hơi nước ở nhiệt độ dưới 100 0 C.

-

Hòa tan dễ dàng trong dung môi hữu cơ.

-

Dễ bị hấp thu khi ở thể khí.

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


9
Sau đây, chúng ta đi tìm hiểu về một số phương pháp thường hay sử dụng để ly
trích tinh dầu thực vật.

1.2.1. Phương pháp chiết (Extraction)
Cơ sở của phương pháp dựa trên hiện tượng thẩm thấu, khuếch tán và hòa tan của
tinh dầu có trong các mơ ngun liệu khi tiếp xúc với dung môi hữu cơ. Phương pháp
chiết thường dùng để tách các hương liệu dễ bay hơi mà phương pháp chưng cất tỏ ra
kém hiệu quả.
Trong phương pháp này nguyên liệu được ngâm trong dung môi hữu cơ thích hợp,
sau đó cất chân khơng để thu hồi dung mơi, phần cịn lại là hỗn hợp tinh dầu và sáp
được gọi là tinh dầu cô kết (gọi là “concrete oil”). Dùng cồn tuyệt đối hòa tan “concrete oil” rồi để lạnh, khi đó phần sáp sẽ đơng đặc và được tách loại, phần dịch còn lại
được đem chưng cất lôi cuốn hơi nước để thu tinh dầu tinh khiết (gọi là “absolute oil”).
Đây cũng chính là hai dạng sản phẩm chính của chất thơm hiện lưu hành trên thị
trường.
Yêu cầu của dung môi chiết
Yếu tố quan trọng nhất cho sự thành công của phương pháp này là phẩm chất
và đặc tính của dung mơi sử dụng, do đó dung mơi chiết cần phải đạt được những u
cầu sau:
Hịa tan hồn tồn và nhanh chóng các cấu phần có mùi thơm trong nguyên
liệu.
Hòa tan kém các hợp chất khác như sáp, nhựa dầu có trong ngun liệu.
Khơng có tác dụng hóa học với tinh dầu.
Khơng biến chất khi sử dụng lại nhiều lần.
Hồn tồn tinh khiết, khơng có mùi lạ, khơng độc, khơng ăn mịn thiết bị,
khơng tạo thành hỗn hợp nổ với khơng khí và có độ nhớt kém.
Nhiệt độ sơi thấp vì khi chưng cất dung dịch ly trích để thu hồi dung mơi, nhiệt
độ sơi cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu. Điểm sôi của dung môi nên
thấp hơn điểm sôi của cấu phần dễ bay hơi nhất trong tinh dầu.
Ngồi ra, cần có thêm những yếu tố phụ khác như: giá thành thấp, nguồn cung
cấp dễ tìm, …
Thường thì khơng có dung mơi nào thỏa mãn tất cả những điều kiện kể trên.
Người ta sử dụng cả dung môi không tan trong nước (như Dietyl ete, Ete dầu hỏa,
Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


10
Hexan, Cloroform…) lẫn dung môi tan trong nước (như Etanol, Axeton…). Trong một
số trường hợp cụ thể, người ta còn dùng một hỗn hợp dung môi.
Ưu và nhược điểm của phương pháp
- Ưu điểm: Sản phẩm thu được theo phương pháp này thường có mùi thơm tự
nhiên. Hiệu suất sản phẩm thu được thường cao hơn các phương pháp khác.
- Khuyết điểm: Yêu cầu cao về thiết bị, thất thoát dung mơi, quy trình tương đối
phức tạp.
1.2.2. Phương pháp ướp (Enfleurage)
Cơ sở của phương pháp dựa trên hiện tượng hấp phụ chất thơm bởi các chất béo
dạng lỏng hay rắn (vaselin, parafin, dầu oliu hoặc mỡ động vật) đã tinh chế. Người ta
dùng các khay sâu 8cm, rộng 60cm, dài 100cm đáy là mặt kính có phủ lớp chất béo để
hấp phụ chất thơm. Các khay có thể xếp chồng lên nhau, trên mặt khay xếp đều
nguyên liệu để trích hương và để yên trong khoảng từ 12-72 giờ tùy từng loại nguyên
liệu, sau đó thay lớp nguyên liệu mới và để hấp phụ từ 10-15 lần cuối cùng thu được
chất béo có mùi thơm. Đem lắc chất béo với etanol cao độ để trích ly tinh dầu, sau đó
để lạnh -100C để loại bỏ hết chất béo bị kéo theo rồi cô đuổi etanol dưới áp suất thấp
để thu tinh dầu. Kỹ thuật này thuờng được dùng để chiết hương thơm của các loài hoa
để thu sản phẩm dưới dạng tinh dầu cô đặc (“essence concentrée”) dùng trong mỹ
phẩm.
1.2.3. Phương pháp ngâm (Hot Maceration)
Phương pháp này dựa trên hiện tượng hấp thụ chất thơm bởi các loại dầu béo.
Hoa được ngâm trong dầu béo đã tinh chế trong một thiết bị được làm nóng bởi hơi
nước ở 45-600C trong thời gian từ 1-2h. Sau mỗi lần ngâm, vớt hoa ra cho vào máy
vẩy ly tâm để thu hồi dầu và cho tiếp nguyên liệu mới vào. Mỗi mẻ dung mơi có thể
dùng để chiết 10-15 lần. Dầu béo đã bão hòa chất thơm được đem lắc với etanol rồi cô

dưới áp suất thấp để thu được tinh dầu cô đặc tương tự như trong phương pháp ướp.
1.2.4. Phương pháp ép (Expression hay Cold Pressing)
Phương pháp này áp dụng cho các loại dược liệu có hàm lượng tinh dầu cao và
tế bào chứa tinh dầu ở phần vỏ thuộc chi Citrus.
Nguyên liệu chiết được trích tinh dầu bằng cách ép ở nhiệt độ thường sử dụng
các loại máy ép trục vít vơ tận hoặc cối ép dùng nêm (giống như ép các loại dầu béo).
Phần thu được là một hỗn hợp gồm tinh dầu và dịch cùi có thể dễ dàng tách bằng cách
Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


11
cho thêm nước muối bão hòa, tinh dầu sẽ nổi lên trên có kéo theo một phần sáp và
nhựa. Dùng Etanol 75 - 800 để hòa tan tinh dầu, sau đó làm lạnh để loại bỏ sáp. Sau khi
cơ dưới áp suất thấp để loại bỏ etanol ta có sản phẩm tinh dầu có lẫn một ít nhựa.
Phương pháp này có thể cho hiệu suất trên 90% so với hàm lượng tinh dầu định lượng
trong phịng thí nghiệm.
1.2.5. Phương pháp chưng cất (Hydrodistillation)
Đây là phương pháp đầu tiên được dùng để tách tinh dầu ra khỏi nguyên
liệu thực vật. Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan, khuếch tán và
lôi cuốn theo hơi nước của những chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô
khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao. Chưng cất có thể định nghĩa là: “ Sự
tách rời các cấu phần của một hỗn hợp nhiều chất lỏng dựa trên sự khác biệt
về áp suất hơi của chúng”.
Cơ sở của phương pháp này là nhiệt độ sôi của hỗn hợp sẽ thấp hơn nhiệt
độ sôi của các cấu tử thành phần. Do đó, khi chưng cất hơi nước các cấu tử tinh
dầu sẽ được tách ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sơi của nước, vì vậy sẽ hạn
chế sự biến tính hóa học (sự oxy hóa, nhiệt phân...) các cấu tử tinh dầu. Trong
quá trình chưng cất, hơi nước sẽ được thẩm thấu vào các mơ ngun liệu, sau

đó sẽ hịa tan, khuếch tán và lơi cuốn theo các hợp chất hữu cơ trong thành
phần tinh dầu. Dịch chưng cất sẽ được ngưng tụ và phân tách thành 2 lớp (lớp
tinh dầu bên trên và lớp nước ở bên dưới) trong hệ thống ngưng tụ. Sự khuếch
tán sẽ dễ dàng khi tế bào chứa tinh dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc
với hơi nước bão hòa trong một thời gian nhất định. Trường hợp các mơ thực
vật có các hợp chất khó bay hơi (như sáp, nhựa, acid béo dây dài mạch thẳng)
thì quá trình chưng cất phải được thực hiện trong một thời gian dài vì những
hợp chất này làm giảm áp suất hơi chung của hệ thống và làm cho sự khuếch
tán trở nên khó khăn.
Các dạng chưng cất tinh dầu – Ưu và nhược điểm
Trong công nghiệp, người ta chia các phương pháp chưng cất hơi nước ra thành
ba dạng chính: chưng cất bằng nước (water distillation), chưng cất bằng nước và hơi
nước (water and steam distillation) và chưng cấy bằng hơi nước trực tiếp nước (direct
steam distillation).
a) Chưng cất bằng nước (Water Distillation):
Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


12
Nguyên liệu và nước cùng cho vào một

Sinh
hàn

thiết bị. Khi đun sôi, hơi nước bay ra sẽ cuốn
theo tinh dầu, hơi ngưng tụ bay ra sẽ thu được
hỗn hợp gồm nước và tinh dầu, hai thành phần
này không tan vào nhau nên dễ dàng tách ra

khỏi nhau.
Phương pháp này đơn giản, thiết bị rẻ tiền
và dễ chế tạo, phù hợp với những cơ sở sản xuất

Nước +
Nguyên
liệu

Bình
hứng

nhỏ, vốn đầu tư ít. Tuy nhiên, phương pháp này
có nhược điểm như hiệu suất thấp, chất lượng
tinh dầu không cao do nguyên liệu tiếp xúc trực

Hình 1.3. Thiết bị chưng cất bằng nước

tiếp với thiết bị nên dễ bị cháy khét, khó điều
chỉnh các thông số kỹ thuật như tốc độ và nhiệt
độ chưng cất.
b) Chưng cất bằng hơi nước khơng có nồi hơi riêng (Water and Steam Distillation):
Nguyên liệu và nước cùng cho vào một thiết bị nhưng cách nhau bởi một vỉ nồi.
Khi đun sôi, hơi nước bốc lên qua khối nguyên liệu kéo theo tinh dầu và đi ra thiết bị
ngưng tụ. Để nguyên liệu khỏi rơi vào phần có nước ta có thể lót trên vỉ một hay nhiều
lớp bao tải tùy theo từng loại nguyên liệu. Phương pháp nay phù hợp với những cơ sở
sản xuất có qui mơ trung bình.
So với phương pháp chưng cất bằng nước trực tiếp, phương pháp này có ưu điểm
hơn, nguyên liệu ít bị cháy khét vì khơng tiếp xúc trực tiếp với đáy thiết bị, các nhược
điểm khác vẫn chưa khắc phục được. Phương pháp này thích hợp cho những loại
nguyên liệu không chịu được nhiệt độ cao.

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


13

Van
khóa

Ống ngưng tụ

Vỉ nồi
Ngun
liệu

Van xả
nước ngưng

Nguồn nhiệt

Hình 1.4. Thiết bị chưng cất hơi nước khơng có nồi hơi riêng
c) Chưng cất bằng hơi nước có nồi hơi riêng (Steam Distillation):
Trong phương pháp này hơi nước được tạo ra từ một nồi hơi riêng và được dẫn
vào các thiết bị chưng cất. Phương pháp này phù hợp với những cơ sở sản xuất lớn.
Ưu điểm của phương pháp này là cùng một lúc có thể phục vụ được cho nhiều thiết bị
chưng cất, điều kiện làm việc của công nhân nhẹ nhàng hơn, dễ cơ khí hóa và tự động
hóa các công đoạn sản xuất, khống chế tốt hơn các thông số cơng nghệ, rút ngắn được
thời gian sản xuất.

Ngồi ra, phương pháp này đã khắc phục được tình trạng nguyên liệu bị khê, khét
và có thể dùng hơi quá nhiệt để chưng cất theo yêu cầu của công nghệ. Tuy nhiên, đối
với một số tinh dầu trong điều kiện chưng cất ở nhiệt độ và áp suất cao sẽ bị phân hủy
làm giảm chất lượng. Hơn nữa, các thiết bị sử dụng trong phương pháp này khá phức
tạp và đắt tiền.

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


14
Hơi nước
và hơi
tinh dầu

Nước lạnh

Nước nóng

Tinh
dầu
Hơi nước
Nhiệt

Nước hoa

Hình 1.5. Thiết bị chưng cất hơi nước có nồi hơi riêng
Ưu - nhược điểm của phương pháp chưng cất
Ưu điểm:

- Quy trình kỹ thuật tương đối đơn giản.
- Thiết bị gọn, dễ chế tạo.
- Khơng địi hỏi vật liệu phụ như các phương pháp tẩm trích, hấp thụ.
- Thời gian chưng cất tương đối nhanh.
Nhược điểm:
- Không hiệu quả đối với những nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp.
- Chất lượng tinh dầu có thể bị ảnh hưởng nếu trong tinh dầu có những cấu phần dễ
bị phân hủy.
- Khơng lấy được các loại nhựa và sáp có trong nguyên liệu (đó là những chất định
hương thiên nhiên rất có giá trị).
- Trong nước chưng ln ln cịn một lượng tinh dầu tương đối lớn.
- Những tinh dầu có nhiệt độ sơi cao thường cho hiệu suất rất kém.
Ngồi ra, ngày nay người ta còn sử dụng các phương pháp mới trong việc ly
trích tinh dầu như phương pháp chưng cất hay chiết dưới sự hỗ trợ bởi vi sóng, bởi
siêu âm, kỹ thuật vi chiết pha rắn (SPME: Solid phase micro-extraction), kỹ thuật chiết
siêu tới hạn (SFE: Supercritical fluid extraction), chiết kết hợp với chưng cất (SDE:
Simultaneous distillation extraction),…Tuy nhiên, các phương pháp trên chi phí đắt và
thiết bị phức tạp hơn nên ít phổ biến hơn trong thực tế.

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


15
So với các phương pháp trên thì phương pháp chưng cất lôi cuốn bằng hơi nước
dễ áp dụng trong điều kiện phịng thí nghiệm, chi phí đầu tư ít, dễ dàng vận hành, cho
hiệu quả chiết tương đối cao. Do đó, tơi đã áp dụng phương pháp chưng cất lơi cuốn
bằng hơi nước để chưng cất tinh dầu từ vỏ quả Quất sử dụng cho đề tài.
Những yếu tố chính ảnh hưởng hiệu suất chưng cất tinh dầu

a) Sự khuếch tán
Ngay cả khi nguyên liệu được làm vỡ vụn thì chỉ có một số mơ chứa tinh dầu bị
vỡ và cho tinh dầu thốt tự do ra ngồi theo hơi nước lôi cuốn đi. Theo Von
Rechenberg, ở nhiệt độ sôi của nước phần lớn tinh dầu còn lại trong các mơ thực vật sẽ
được hịa tan vào trong nước có sẵn trong tế bào thực vật. Dung dịch này sẽ thẩm thấu
dần ra bề mặt nguyên liệu và bị hơi nước cuốn đi. Còn nước sẽ thẩm thấu vào nguyên
liệu theo chiều ngược lại và tinh dầu lại tiếp tục bị hịa tan vào lượng nước này. Quy
trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tinh dầu trong các mơ thốt ra ngồi hết. Như vậy,
sự hiện diện của nước rất cần thiết, cho nên trong trường hợp chưng cất sử dụng hơi
nước quá nhiệt, chú ý tránh đừng để nguyên liệu bị khô.
Tuy nhiên, nếu lượng nước sử dụng thừa q thì cũng khơng có lợi, nhất là trong
trường hợp tinh dầu có chứa những cấu phần tan dễ trong nước. Ngồi ra, vì ngun
liệu được làm vỡ vụn ra càng nhiều càng tốt, cần làm cho lớp nguyên liệu có một độ
xốp nhất định để hơi nước có thể đi xuyên ngang lớp này đồng đều và dễ dàng. Vì các
cấu phần trong tinh dầu được chưng cất hơi nước theo nguyên tắc trên cho nên thông
thường những hợp chất nào dễ hòa tan trong nước sẽ được lơi cuốn trước. Thí dụ, khi
chưng cất hơi nước hạt caraway, đối với hạt khơng nghiền thì carvon (có nhiệt độ sôi
cao nhưng tan nhiều trong nước) sẽ ra trước, cịn limonen (có nhiệt độ sơi thấp, nhưng
ít tan trong nước) sẽ ra sau. Nhưng với hạt caraway nghiền nhỏ thì kết quả chưng cất
ngược lại.
b) Sự thủy phân
Những cấu phần este trong tinh dầu dễ bị thủy phân cho ra acide và alcol khi đun
nóng trong một thời gian dài với nước. Do đó, để hạn chế hiện tượng này, sự chưng cất
hơi nước phải được thực hiện trong một thời gian càng ngắn càng tốt.
c) Nhiệt độ
Nhiệt độ cao sẽ làm phân hủy tinh dầu. Do đó, khi cần thiết phải dùng hơi nước
quá nhiệt (trên 1000C) nên thực hiện việc này trong giai đoạn cuối cùng của sự chưng
Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan

16
cất, sau khi các cấu phần dễ bay hơi đã lôi cuốn đi hết. Thực ra, hầu hết các tinh dầu
đều kém bền dưới tác dụng của nhiệt nên vấn đề là làm sao cho thời gian chịu nhiệt độ
cao của tinh dầu càng ngắn càng tốt.
d) Thu hoạch, bảo quản và sơ chế nguyên liệu[5]
Thu hoạch nguyên liệu
Nguyên liệu chứa tinh dầu cần thu hoạch vào lúc có nhiều tinh dầu nhất
và tinh dầu có chất lượng cao nhất. Thông thường, thu hoạch nguyên liệu vào
lúc sáng sớm, lúc tan sương lượng tinh dầu sẽ cho nhiều nhất. Khi thu hoạch
tránh làm dập nát nguyên liệu, lẫn tạp chất và vận chuyển ngay về cơ sở sản
xuất.
Bảo quản và sơ chế nguyên liệu
Nguyên liệu sau thu hoạch có thể bảo quản đông hoặc sấy khô để chủ
động nguồn nguyên liệu cho sản xuất. Sau khi thu hoạch nếu chưa chế biến
ngay thì cần rải mỏng nguyên liệu, tránh chất đống để phịng ngừa hiện tượng
bốc nóng.
1.6.

Tình hình nghiên cứu về tinh dầu chi Citrus

1.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới [10, 12, 13, 14]
Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu về tinh dầu,
nhất là các loại tinh dầu thuộc chi Citrus như Cam, Chanh, Bưởi …vì các tác
dụng ưu việt của nó mang lại như thanh nhiệt, giải cảm, giảm stress...Tinh dầu
từ vỏ quả, lá và hoa của các cây thuộc chi Citrus là một chất tạo mùi và hương
thơm tự nhiên và được sản xuất hàng nghìn tấn khối mỗi năm. Các nghiên cứu
về tinh chất vật lý, thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của tinh dầu họ
Citrus thu nhận được bằng các kỹ thuật tách chiết hiện đại đã được quan tâm

nhiều trong những năm gần đây.
- Lin và Rouseff (2001) đã phát hiện rằng có trên 200 hợp chất dễ bay hơi
có trong tinh dầu bưởi thu được bằng phương pháp ép lạnh, trong đó chỉ có 22
chất đóng góp chủ yếu tạo nên hương Bưởi. Theo McGorrin (2002) thì
nootkaton và 1-p-menthen-8-thiol là 2 cấu tử chính tạo ra hương Bưởi đặc
trưng. Ngồi ra, decanal acetaldehyde, methyl butyrat, limonen, etyl acetate,
etyl butyrat và 2,8-epithio-cis-p-mentan cũng là những cấu tử chính trong tinh
dầu Bưởi (Shaw, 1996).
Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


17
- Napapor Thavanapong thuộc khoa Dược, Đại học Silpakorn, Thái Lan
(2006) đã nghiên cứu chiết tinh dầu từ vỏ quả và hoa của giống Bưởi Citrus
Maxima Merr bằng các kỹ thuật ép lạnh, chưng cất hơi nước dưới áp suất thấp
và chiết bằng CO 2 siêu tới hạn (CO 2 -SFC), sau đó xác định thành phần hóa học
bằng phương pháp GC-MS và thử hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu trên các
chủng vi sinh vật khác nhau. Kết quả cho thấy tinh dầu chiết bằng các phương
pháp trên đều có chứa limonen, myrcen, -pinen, sabinen, linalool,…
- Atti-Santos, Serafini, Moyna và Cs (2005) đã nghiên cứu xác định điều
kiện tối ưu cho việc chiết tinh dầu Chanh bằng phương pháp chưng cất hơi
nước (HD) và chiết bằng CO 2 siêu tới hạn (CO 2 -SFC). Kết quả cho thấy nếu
dùng phương pháp HD thì hiệu suất cao nhất đạt được (5,45% w/w) khi chưng
cất trong 3 giờ (dùng cả vỏ khơng xay), cịn nếu dùng phương pháp CO 2 -SFC
thì hiệu suất cao nhất là (7,93% w/w) khi chiết ở 60ºC, 90 bar với tốc độ dòng
của CO 2 là 1mL/phút.
- M. M. Ahmad, Salim-ur-rehman, F. M. Anjum, E. E. Bajwa (2006) đã
nghiên cứu tinh chất lý học của tinh dầu chiết từ vỏ của các loại Citrus khác

nhau trong đó có giống Bưởi Citrus paradisi. Kết quả cho thấy tinh dầu vỏ
Bưởi thu được có chỉ số khúc xạ là 1,472 và cặn cịn lại khơng bay hơi là thấp
nhất (3,122%). Khả năng hòa tan trong etanol 95% của các loại tinh dầu thu
được khác nhau.

1.6.2. Tình hình nghiên cứu trong nước [2, 4, 7]
Việt Nam là một nước có điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa rất thuận
lợi cho việc hình thành và phát triển các loại thực vật, trong đó phải kể đến các
lồi thuộc chi Citrus họ Rutaceae như Chanh (Citrus limonia Osbeck), Bưởi
(Citrus grandis(L.) Osbeck), Cam (Citrus sinensis (L.) Osbeck), Quýt (Citrus
reticulata Blanco)... Gần đây, ở nước ta cũng đã có một số nghiên cứu tách
chiết tinh dầu từ lá hay vỏ Bưởi, Cam, Chanh sử dụng phương pháp chưng cất
truyền thống cũng như ứng dụng một số kỹ thuật chiết mới.
-

Nguyễn Minh Hoàng, khoa Công nghệ Sinh học, Đại học Mở TPHCM đã

nghiên cứu chiết tinh dầu từ vỏ trái Bưởi da xanh Citrus grandis (L.) Osbeck
(trồng tại Đồng Nai) và từ vỏ trái Cam sành Citrus nobilis Lour (trồng tại Tiền
Giang) và vỏ trái Chanh dây Citrus aurantifolia (Christm.) Swingle (trồng tại
Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan


18
Tiền Giang) bằng phương pháp chưng cất hơi nước có và khơng có sự hỗ trợ
của vi sóng. Kết quả cho thấy khi chưng cất với nguyên liệu không xay tốn
nhiều thời gian ly trích hơn và tinh dầu thu được có màu vàng do tiếp xúc nhiệt
quá lâu, hiệu suất thấp (Bưởi: 0,59%; Cam: 1,34%; Chanh: 0,83%). Nếu dùng

nguyên liệu xay thì thời gian ly trích ngắn, tinh dầu thu được trong suốt, không
màu, hiệu suất thu được cao hơn (Bưởi: 1,58%; Cam: 3,79%; Chanh: 1,78%).
Việc kết hợp sử dụng vi sóng trong q trình chưng cất với ngun liệu khơng
xay có thời gian ly trích rất ngắn (19 - 21 phút), nhưng tinh dầu thu được có
màu vàng nhạt và hiệu suất thấp (Bưởi: 0,51%; Cam: 0,48%; Chanh: 0,40%).
Kết quả thử nghiệm về hoạt tính kháng khuẩn cho thấy tinh dầu vỏ trái giống
Citrus kháng khuẩn tốt trên một số chủng vi khuẩn thử nghiệm.
-

Đề tài “Tách tinh dầu và alkaloid từ quả Quất (Citrus japonica

Thumb.)” của Nguyễn Thị Lý và Cs…hay đề tài tốt nghiệp Đại học “Nghiên
cứu chiết xuất tinh dầu từ vỏ bưởi Năm Roi (Citrus grandis (L.) Osbeck var.
grandis) bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước” (2010) của Sinh viên
Nguyễn Đắc Phát Trường Đại học Nha Trang [4,7].
Trong số các loài thuộc chi Citrus thì Quất cũng khá phổ biến nhưng vẫn
chưa được quan tâm nhiều. Quất là cây cảnh dễ trồng tại Việt Nam, quả Quất
ngoài việc làm cảnh trong những ngày Tết cổ truyền, còn được dùng thay Chanh trong
một số món ăn, thức uống và gia vị. Hoa trắng, đẹp và có mùi thơm dễ chịu. Tên khoa
học là Citrus japonica Thumb, họ Rutaceae. Tên thường gọi: Hạnh, Quất, Tắc… Một
số tên nước ngoài khác như: Calamondin, Kumquat….
Ở nước ta thường sử dụng Quất để chưng Tết và sau đó thải bỏ, như vậy
việc chúng ta tận dụng nguồn phế liệu này để chiết xuất tinh dầu sẽ mang lại
hiệu quả kinh tế cao (theo khảo sát thị trường có thể trên 100.000 đồng/10ml),
đưa ra một hướng phát triển mới đồng thời góp phần giải quyết vấn đề mơi
trường đáng báo động hiện nay [15].

Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan

19

Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.1.1. Nguyên liệu chính

Nguyên liệu sử dụng tách tinh
dầu trong nghiên cứu này là vỏ quả
Quất, Tên khoa học là Fortunella
japonica Thumb được thu mua từ
TP.HCM. Nguyên liệu tươi, vỏ quả có
màu vàng sáng bóng đặc trưng, khơng
thuốc hóa học, khơng bị nấm mốc và
sâu bệnh.

Hình 2.1. Quả Quất

2.1.2. Dụng cụ - Thiết bị - Hóa chất
a). Dụng cụ - Thiết bị
- Cân kỹ thuật 1 mg (Shimadzu, Nhật)
- Cân kỹ thuật 1 g (Việt Nam)
- Cân phân tích 0,1 mg (Satorius, Nhật)
- Bộ chưng cất tinh dầu định lượng, có hồi lưu kiểu Clevenger dùng cho tinh
dầu nhẹ hơn nước (ISOLAB, Đức)
- Bếp đun bình cầu 1000 ml (Trung Quốc)
- Máy xay điện (Sanyo, Nhật)
- Tủ sấy 10C (Memmert , Đức)
- Tủ lạnh trữ mẫu -20 0 C.

- Bình đo tỷ trọng 25 ml (Bomex, Trung Quốc)
- Buret, pipet, bình tam giác, cốc thủy tinh, đũa thủy tinh.
- Hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ hai lần với thiết bị GC model G3440A của
hãng Agilent (Agilent, USA) ghép với detector MS/MS model Quattro
microTMGC của hãng Waters (USA)

b). Hóa chất
Đồ án Tốt nghiệp Đại học 2012

SVTH: Phạm Thị Mỹ Loan