Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhựa dầu tỏi ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

TRNG I HC VINH
KHOA HểA HC
=== ===

đồ án tốt nghiệp
Đề tài:

Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhựa dầu tỏi
ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

GV h-ớng dẫn :

TS. Trần đình thắng

SV thực hiện

:

l-ơng thị minh ngân

Lớp

:

48K - Công nghệ thùc phÈm

M· sè SV

:

0752040547

VINH - 12/2011


LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp này được hoàn thành tại phịng Thí nghiệm Cơng nghệ
Thực phẩm, khoa Hóa, Trung tâm Kiểm định an tồn thực phẩm - Mơi trường,
Trường Đại học Vinh.
Với lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn:
- Thầy giáo hướng dẫn TS. Trần Đình Thắng đã giao đề tài, tận tình hướng
dẫn, tạo mọi điều kiện và giúp đỡ tơi trong suốt thời gian làm đề tài này.
- CN Chu Thị Thanh Lâm và các thầy cô giáo trong bộ mơn Cơng nghệ
Thực phẩm đã có nhiều ý kiến đóng góp q báu cho tơi trong suốt q trình
thí nghiệm.
Nhân dịp này, tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy cơ trong khoa Hóa, gia đình,
bạn bè đã quan tâm và động viên giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập và hoàn
thành đồ án này.
Vinh, tháng 12 năm 2011
Sinh viên
Lương Thị Minh Ngân


MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
1.

Lý do chọn đề tài ............................................................................................ 1

2.

Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................... 2

3.

Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 2

Chương 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 3
1.1.

Họ Tỏi ............................................................................................................ 3

1.1.1. Đặc điểm chung .............................................................................................. 3
1.1.2. Một số giống Tỏi ............................................................................................ 3
1.1.3. Thành phần hóa học của củ Tỏi ..................................................................... 4
1.2.

Tổng quan về nhựa dầu Tỏi và tinh dầu Tỏi .................................................. 7

1.2.1. Tính chất hóa lý của nhựa dầu Tỏi ................................................................. 7
1.2.2. Thành phần hóa học của nhựa dầu Tỏi .......................................................... 8
1.2.3. Tính chất hóa lý của tinh dầu Tỏi................................................................... 8
1.2.4. Thành phần hóa học của tinh dầu Tỏi ............................................................ 8
1.3.

Ứng dụng của Tỏi và nhựa dầu Tỏi ............................................................... 9

1.4.

Các phương pháp sản xuất nhựa dầu Tỏi ..................................................... 13

1.4.1. Thu nhận nhựa Tỏi bằng phương pháp chiết với các dung môi hữu cơ ...... 13
1.4.2. Chiết nhựa dầu Tỏi bằng CO2 lỏng siêu tới hạn .......................................... 16
1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết .................................................... 18
1.5.

Tình hình nghiên cứu, sản xuất, tiêu thụ Tỏi và nhựa dầu Tỏi .................... 20

1.5.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất nhựa dầu Tỏi trên thế giới .......................... 20
1.5.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất và tiêu thụ nhựa dầu Tỏi ở Việt Nam ...... 24
Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ................. 25
2.1.

Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài ......................................................... 25

2.2.

Vật liệu nghiên cứu ...................................................................................... 25

2.2.1. Nguyên liệu .................................................................................................. 25
2.2.2. Hóa chất........................................................................................................ 25


2.2.4. Thiết bị máy móc.......................................................................................... 26
2.3.

Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 27

2.4.

Phương pháp tách tinh dầu ........................................................................... 28

2.4.1. Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước................................................... 28
2.3.2. Bảo quản tinh dầu ......................................................................................... 29
2.4.
2.4.1.

Quy trình cơng nghệ chiết nhựa dầu Tỏi ...................................................... 30
Sơ đồ công nghệ ......................................................................................... 30

2.4.2. Thuyết minh sơ đồ cơng nghệ ...................................................................... 31
2.4.3. Các phương pháp phân tích .......................................................................... 32
2.5.

Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết nhựa dầu Tỏi ......... 33

2.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên hiệu suất chiết ................................... 33
2.5.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết đến hiệu suất chiết ........................ 34
2.5.4. Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn lên hiệu suất chiết .......................... 35
2.6.

Xác định chất lượng nhựa dầu Tỏi ............................................................... 35

2.6.1. Xác định chỉ số axit và chỉ số este ............................................................... 35
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 37
3.1.

Kết quả tách tinh dầu .................................................................................... 37

3.2.

Kết quả hàm lượng nhựa dầu Tỏi tinh sạch chiết bằng phương
pháp Shoxlet ................................................................................................ 37

3.3.

Kết quả thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất chiết ........ 38

3.4.

Xác định hàm lượng và thành phần các hợp chất bay hơi có trong tinh
dầu, nhựa dầu Tỏi ......................................................................................... 42

3.5.

Xác định các chỉ số lý hoá và chất lượng cảm quan của sản phẩm
nhựa Tỏi nhỏ ................................................................................................ 45

3.6.

Đề nghị ......................................................................................................... 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 47
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 47


DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
Trang
Bảng:
Bảng 1.1. Thành phần cấu tạo chung của củ Tỏi ..................................................... 5

Bảng 1.2

Tính chất của một số dung môi.............................................................. 15

Bảng 1.3. Tiêu thụ, sản xuất và nhập khẩu Tỏi vào Mỹ ........................................ 21
Bảng 1.4. Các sản phẩm thương mại và công dụng ............................................... 22
Bảng 1.5. Lượng củ Tỏi khô xuất khẩu ở một số địa phương ............................... 24
Bảng 3.1. Kết quả xác định hàm lượng tinh dầu .................................................... 37
Bảng 3.2. Hàm lượng nhựa dầu Tỏi bằng phương pháp chiết Shoxlet .................. 37
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hiệu suất chiết nhựa dầu Tỏi ........ 38
Bảng 3.4

Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hiệu suất chiết nhựa dầu Tỏi .......... 39

Bảng 3.5. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hiệu suất chiết nhựa dầu Tỏi ......... 40
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hiệu suất chiết nhựa dầu Tỏi............ 41
Bảng 3.7. Thành phần các hợp chất bay hơi trong tinh dầu và nhựa dầu
Tỏi to ..................................................................................................... 43
Bảng 3.8.

Thành phần các hợp chất bay hơi trong tinh dầu và nhựa dầu Tỏi nhỏ..... 44

Bảng 3.9. Một số chỉ tiêu hóa lý và chất lượng cảm quan của nhựa dầu Tỏi ........ 45
Sơ đồ:
Sơ đồ 1.1. Quy trình chiết nhựa dầu gia vị ............................................................. 14
Sơ đồ 1.2. Quy trình chiết nhựa dầu Tỏi bằng CO2 lỏng ........................................ 18
Sơ đồ 2.1. Công nghệ chiết nhựa dầu Tỏi bằng n-Hexan ....................................... 30
Hình:
Hình 2.1.

Máy sắc ký khí - khối phổ GC/MS ........................................................ 27

Hình 2.2.

Máy cơ quay chân khơng ....................................................................... 27

Hình 3.1.

Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hiệu suất chiết nhựa dầu Tỏi ........ 38

Hình 3.2.

Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hiệu suất chiết nhựa dầu Tỏi ......... 40

Hình 3.3.

Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hiệu suất chiết nhựa dầu Tỏi ......... 41

Hình 3.4.

Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hiệu suất chiết nhựa dầu Tỏi............ 42


1

LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, điều kiện tự nhiên rất thuận lợi cho
việc phát triển các loại thực vật nói chung và cây gia vị nói riêng. Gia vị đóng một
vai trị quan trọng trong cuộc sống của con người. Gia vị khơng chỉ có tác dụng cải

thiện mùi vị cho các món ăn, làm cho chúng trở nên hấp dẫn hơn, kích thích sự
ngon miệng mà cịn có nhiều giá trị sử dụng khác trong nhiều lĩnh vực như công
nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm…
Gia vị được loài người sử dụng từ lâu, nhưng phải đến những năm 70 của thế
kỷ 20, các sản phẩm gia vị ở dạng tinh chế mới được sản xuất ở quy mô công
nghiệp, việc trao đổi và buôn bán các mặt hàng này mới xuất hiện và càng ngày
càng phát triển. Gia vị ở dạng tinh chế vẫn giữ được những tính chất tạo hương vị
giống như gia vị ở dạng tươi, nguyên bản nhưng chúng có những ưu điểm vượt trội
hơn nguyên liệu gốc như: dễ bảo quản hơn, không bị hao hụt do thối mốc, vận
chuyển gọn nhẹ, sử dụng thuận tiện cho nhiều mục đích. Gia vị ở dạng tinh chế gồm
có nhựa dầu và tinh dầu. Tinh dầu bao gồm các chất thơm dễ bay hơi. Chất tạo vị và
các chất màu.
Trong thập kỷ chín mươi, nhờ những tiến bộ vượt bậc của công nghệ và thiết
bị chiết, việc sản xuất và tiêu thụ nhựa dầu gia vị trên thế giới không ngừng tăng lên
( ước khoảng 11% năm ). Các sản phẩm nhựa dầu gia vị chủ yếu trên thị trường thế
giới là: gừng, tỏi, ớt, rau mùi, thì là, nghệ tươi…Nước sản xuất và xuất khẩu nhựa
dầu gia vị lớn nhất thế giới là Ấn Độ tiếp đến là Trung Quốc, Jamaica. Ở Việt nam
hiện nay gia vị được sử dụng chủ yếu ở dạng thơ. Chúng ta chưa có các sản phẩm
nhựa dầu sản xuất ở quy mô công nghiệp, mặc dù chúng ta có nhiều tiềm năng phát
triển cơng nghiệp sản xuất nhựa dầu gia vị đặc sản. Nhu cầu sử dụng gia vị nhựa
dầu trong nước ngày càng tăng nên chúng ta phải bỏ nhiều triệu USD để nhập khẩu
các sản phẩm này với giá rất cao. Công nghệ và thiết bị sản xuất nhựa dầu gia vị
tương đối phức tạp và hiện đại, nhưng khơng q khó để chúng ta khơng vươn tới


2
được. Vấn đề là chúng ta có thực sự quan tâm và đầu tư đúng mức cho việc nghiên
cứu sản xuất nhựa dầu gia vị hay không. Đây quả là thách thức cho các nhà nghiên
cứu sản xuất nhựa dầu Việt Nam.
Xuất phát những lý do trên nên chúng tôi đặt vấn đề “Nghiên cứu công

nghệ sản xuất nhựa dầu tỏi ứng dụng trong công nghệ thực phẩm”.
2. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhựa dầu tỏi
- Tách và bảo quản tinh dầu, xác định hàm lượng % tinh dầu so với mẫu tươi.
- Xác định thành phần hóa học và so sánh các hợp chất bay hơi có trong nhựa
dầu và tinh dầu tỏi, dịch chiết tỏi.
3. Đối tượng nghiên cứu
- Tỏi to
- Tỏi nhỏ


3

Chương 1
TỞNG QUAN
1.1. Họ Tỏi
1.1.1. Đặc điểm chung
Cây Tỏi có tên khoa học là Allium satium L, thuộc họ hành Tỏi, ở Trung
Quốc gọi là Đại Toán, tiếng Anh gọi là Garlic.
Allium satium L có nguồn gốc ở tồn vùng Địa Trung Hải và nhiều vùng khác
ở Châu Á. Ngày nay Tỏi được trồng trên khắp thế giới, với sản lượng vào khoảng
6,5 triệu tấn, trong đó Trung Quốc là quốc gia đứng đầu chiếm 66-67% sản lượng
toàn thế giới, tiếp đó là đến Nam Triều Tiên và Ấn Độ với 5% và Mỹ với 3%. Tuy
nhiên nước tiêu thụ Tỏi lớn nhất hiện nay là Mỹ với nhu cầu ngày càng tăng.
Tỏi là cây trồng lâu năm nhưng lại thu hoạch như cây 1 năm. Củ Tỏi với nhiều
hình dáng kích cỡ, màu sắc của củ hầu hết là từ trắng tới hơi tía, mỗi bộ phận của củ
được gọi là nhánh hoặc tép,chúng tạo thành các chồi phụ hoặc chồi non ở bên. Các
chồi này được bao lấy, tách biệt ra khỏi những lá bọc chặt lấy mầm bị ép, do bị ép
chặt nên các tép bị dẹt, kích thước mỗi tép rất khác nhau, khoảng 4-20 tép được
cụm lại thành củ có bao ở ngồi màu trắng như giấy da. Đáy củ gọi là phiến gốc có

nhiều rễ ngắn, mỗi tép giữ vai trò một hệ dự trữ và bao quanh điểm thực bì, tất cả
được bao bởi một màng lá có bao chung, từ các tép này cuống hoặc thân khơng có
nhánh trịn, rỗng, ở đáy được được bao bởi những lá dạng ống.
Cây cao khoảng 30-40 cm, có khoảng 5-9 lá bao lấy thân. Lá rộng khoảng 12
mm, thẳng dài, màu xanh có mép gờ mào ở mặt dưới và xẻ rãnh ở mặt trên. Trên mặt lá
có một lớp sáp mỏng che phủ chống mất nước và bảo vệ lá. Nhiệt độ thích hợp để cây
sinh trưởng và phát triển là 18-22oC. Cây Tỏi thích hợp với đất cát pha, màu mỡ,
thống khí, có độ pH = 5,5-7,0. Do Tỏi có hệ rễ chùm ngắn nên đất trồng phải có độ
ẩm cao khoảng 70% thì cây mới sử dụng được chất dinh dưỡng có trong đất.
1.1.2. Một số giống Tỏi
Các giống Tỏi địa phương có Tỏi gié, Tỏi trâu trồng nhiều ở các tỉnh miền núi
phía Bắc. Các tỉnh duyên hải miền Trung thường trồng các giống Tỏi nhập nội củ to
nên còn gọi là Tỏi tây ( nhóm Allium porrum L). Ở các vùng Tỏi chuyên canh như Hải


4
Hưng, Vĩnh Phú, Hà Bắc nông dân thường dùng hai giống Tỏi là Tỏi trắng và Tỏi tía.
Tỏi trắng có đặc điểm lá xanh đậm, to bản,củ to, người dân cịn gọi là (Tỏi
to). Đường kính củ đạt tới 4-4,5 cm. Khi thu hoạch vỏ lụa củ màu trắng. Giống Tỏi
này khả năng bảo quản kém hay bị óp.
Tỏi tía lá dày, cứng, màu lá xanh nhạt, củ chắc và cay hơn Tỏi trắng, người
dân còn gọi là (Tỏi nhỏ). Khi thu hoạch có màu trắng ngà. Mỗi củ có 10-11 nhánh.
Đường kính củ 3,5-4 cm. Giống này có hương vị đặc biệt nên được trồng nhiều hơn
Tỏi trắng. Năng suất của hai giống Tỏi trên đạt 5-8 tấn củ khơ/ha.

Hình 1.1 Cây Tỏi
1.1.3. Thành phần hóa học của củ Tỏi
Trong củ Tỏi có thành phần : cacbonhydrat (chất xơ, các đường sacarozo,
glucoza, frutoza, maltoza, glactoza), các axit béo no, protein và axit amin, vitamin
E, B6, C, các chất khoáng (canxi, đồng, magiê, photpho, kali, natri, kẽm, selenum,

phytosthol, nước, tro).
Thành phần cấu tạo chung của củ Tỏi được thể hiện ở bảng sau :


5
Bảng 1.1. Thành phần cấu tạo chung của củ Tỏi
Thành phần

Số lượng(% khi tươi)

Nước

62-68

Carbonhydrat

26-30

Protein

1,5-2,1

Amino axit thông thường

1-1,5

Amino axit : xystein sunphit

0,6-19

-Glutamyl xystein

0,5-1,6

Lipit

0,1-0,2

Chất xơ

1,5

Tồn bộ các hợp chất sunphua

1,1-3,5

Nitrogen

0,6-1,3

Chất khống

0,7

Vitamin

0,015

Saponin

0,04-0,11

Tồn bộ các hợp chất hịa tan trong dầu

0,15(để ngun) 0,7(cắt ra)

Tồn bộ các hợp chất hòa tan trong nước

97

1.1.3.1. Các hợp chất sunphua của Tỏi
Các hợp chất sunphua của Tỏi rất được quan tâm vì các nguyên nhân sau:
+ Hàm lượng sunphua cao khác thường của cây Tỏi so với các cây khác
+ Hoạt tính dược lý đã thấy từ lâu trong các thuốc có chứa sunphua
+ Quan trọng nhất là nếu mất đi từ tép Tỏi loại hợp chất dễ bay hơi gọi là
thiosunphit (trong đó quan trọng nhất là alixin) thì sẽ mất đi hầu hết tác dụng chống
vi khuẩn của Tỏi.


6
Các hợp chất gây mùi của Tỏi được giả định là do sunphua gây ra được
chứng minh bởi nhà khoa học Đức Werthein (1844-1845), đã phát hiện nước Tỏi
nghiền cất cho một mùi dầu nặng mùi chủ yếu gồm các sunphua hữu cơ và đã xác
định được công thức của hợp chất này là: C6H5S.
Sau khoảng 50 năm sau, Semmler mới cất được loại dầu này và nhận diện
được các hợp chất đặc trưng của Tỏi. Ông đã xác đinh chính xác cơng thức của gốc
Alyl là:C3H5 và tìm thấy dầu Tỏi có chứa : 60% dialyldisunphit, 20% dialyltrisunphits, 10% dialyltetrasunphit và 6% alylpropyldisunphit. Các dialylsunphit
khơng thấy có trong các Tỏi ép nguyên hoặc đã ép dập ra mà được tạo ra trong quá
trình cất với nước và trong quá trình bảo quản tép Tỏi.
a. Phát hiện ra alixin

Năm 1944 người ta đã tách và nhận diện được hoạt động kháng khuẩn của
tép Tỏi ép là một hợp chất sunphua oxy hóa có mùi Tỏi tươi cất ra và họ đặt tên
chất đó là alixin. Alixin cũng có thể tổng hợp bằng cách oxy hóa nhẹ dialyl
disunphit. Tuy nhiên sự hiện diện thực sự của alixin trong Tỏi chưa bị dập nát bị
ngờ vực. Một chất chiết axeton khô ở nhiệt độ 77oC từ củ Tỏi đã được chứng minh,
không có một dialyl sunphit nào có mặt trong Tỏi và bản thân alixin cũng sẽ không
được tạo thành nếu không cho nước vào Tỏi khô hoặc nếu thêm vào các dung môi
ức chế enzim. Vậy người ta kết luận alixin phải được hình thành trong tép Tỏi từ
một hợp chất gốc chưa biết và dialysunphit hiện diện trong dầu Tỏi cất bằng hơi
nước là từ alixin.
b. Alliin
Alixin được hình thành là do tác động của một enzim lên một chất tiền thân
ổn định khi Tỏi được ép ra. Sau khi khám phá alixin được vài năm thì Stoll và
Seebeck đã phân lập, nhận diện và tổng hợp được một sunphua amino axit oxy hóa
từ Tỏi mà họ đặt tên cho là Alliin và phát hiện chất đó là hợp chất gốc của alixin.
Phương trình chuyển hóa như sau:
alliinaza
Alliin

Alixin + axit piruvic + 2 Amoniac


7
c. Các - Glutamyl xystein
Một hợp chất gốc của alliin cũng thấy có trong các tép Tỏi như một nguồn
dự trữ có thể tăng mức trong khi bảo quản và đâm chồi. Nhóm Suzuki Nhật ở Bản
nghiên cứu đặc biệt về các hợp chất chứa S có trong Tỏi - Glutamyl peptit khác
nhau, 6 trong số đó có chứa sunphua amino axit xystein, và có hai hợp chất là : Glutamyl-S-alyl-xystein và - Glutamyl-S-strans-1-propenylxystein là quan trọng
nhất. Hàm lượng sunphua trong tép Tỏi xấp xỉ 1,0% trọng lượng chất khô trong khi
alliin, alixin và 2 - Glutamyl xystein chính chiếm 72%.

Ngồi ra, trong Tỏi cịn có iot, azoen, vinyl-dithiin, dialyl disunphit, dialyl
trisunphit, dialyl tetrasunphit, các hợp chất không bay hơi của sunfua như S-metyl
xystein sunphoxit, S-propyl xytein sunphoxit, S-alylxystein sunphoxit…
Các thiosunphit có hiệu quả chống vi khuẩn, nấm, nên người ta cho rằng
chúng bảo vệ cho cây Tỏi chống lại các nấm mốc, gây thối rữa của củ. Việc nấm
mốc có gây ra sự giải phóng alinaza hay khơng cịn chưa biết, song alixin rất hữu
hiệu chống lại các tác nhân xâm lấn khác đối với củ như các loại giun và kí sinh
khác. Những con vật sẽ nhanh chóng bị mùi của Tỏi đẩy lùi.
1.1.3.2. Các hợp chất không sunphua của Tỏi
Ngoài các hợp chất chứa sunphua trong Tỏi cịn có các chất khơng chứa
sunphua như : cacbonhydrat, protein, axit amin, các lipit, sterol, các saponin (steroid
triterpenoidglicosid), các vitamin, các hợp chất selenium, các sắc tố flavonoid, các
phenol, adenosin, guanosin, các axit nucleic, các hỗn hợp axit phytic, hoocmon thực
vật, lectin…
1.2. Tổng quan về nhựa dầu Tỏi và tinh dầu Tỏi
1.2.1. Tính chất hóa lý của nhựa dầu Tỏi
Nhựa dầu Tỏi là một chất lỏng dạng sệt, có màu từ vàng sáng tới nâu đậm, có
mùi vị đặc trưng của Tỏi.
Để thu nhận nhựa dầu Tỏi, người thường sử dụng phương pháp chiết với các
dung môi hữu cơ như : cồn 96%, etylaxetat, axeton, CO2 lỏng hoặc CO2 siêu tới


8
hạn…Sau khi thu được dịch chiết người ta đem cô đuổi dung môi để thu được nhựa
dầu Tỏi. Hàm lượng và thành phần của nhựa dầu Tỏi không chỉ phụ thuộc vào
giống, điều kiện khí hậu, đất đai mà cịn phụ thuộc rất nhiều vào phương pháp khai
thác nhựa dầu Tỏi.
1.2.2. Thành phần hóa học của nhựa dầu Tỏi
Ngồi thành phần chính là tinh dầu Tỏi, trong nhựa dầu Tỏi cịn có các chất
nhựa, chất định hương, chất định vị các nguyên tố khoáng : Ca, Mg, Mo, Se… các

vitamin: C, B6… và một số hợp chất khác hòa tan trong dung mơi chiết. Thành phần
hóa học của nhựa dầu Tỏi rất đa dạng nhưng nhìn chung nó bao gồm các thành phần
chính như 1,3 vinydithiin ; 1,2 vinydithiin ; alylmethytrisunphit; ajoen…
Tỷ lệ các chất trong nhựa dầu Tỏi phụ thuộc vào dung môi và phương pháp
chiết. Độ bền của các Vinyldithiin và Ajoen trong dầu ngâm Tỏi đã được khảo sát,
độ ổn định chung của một sản phẩm được ghi nhận tối thiểu là 3 năm.
1.2.3. Tính chất hóa lý của tinh dầu Tỏi
Tinh dầu Tỏi là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, có mùi đặc trưng của Tỏi.
Tinh dầu Tỏi ở điều kiện thường là một chất lỏng có màu vàng nhạt, vàng hơi xanh
đến vàng xanh tùy thuộc vào phương pháp khai thác, tinh thể. Sản phẩm này có vị
cay, nóng, có mùi thơm đặc trưng của Tỏi, nhưng lại khơng có mùi hơi của Tỏi khô.
Để khai thác tinh dầu Tỏi người ta thường sử dụng phương pháp chưng cất,
lôi cuốn theo hơi nước, ngồi ra có thể sử dụng kết hợp chưng cất với chiết. Chỉ số
hóa hóa lý của tinh dầu phụ thuộc vào nguồn gốc, phương pháp xử lý nguyên liệu
khác nhau thì chỉ số hóa lý của tinh dầu cũng khác nhau.
Tinh dầu Tỏi có độ nhớt khơng cao, dễ dàng bị cuốn theo hơi nước, nó gồm
cả phần tinh dầu nặng và tinh dầu nhẹ nên ở trong nước thì tồn tại ở dạng lơ lửng,
tan tốt trong pentan, dietyl ete, etyl axetat, CO2 lỏng.
1.2.4. Thành phần hóa học của tinh dầu Tỏi
Thành phần hóa học của tinh dầu Tỏi cụ thể hơn là hàm lượng các chất hữu
cơ chứa Sunphua dễ bay hơi, được nghiên cứu tỷ mỉ và chính xác bởi nhiều cơng
trình khoa học trên thế giới. Các cơng trình nghiên cứu đều thống nhất với nhau về


9
số lượng các chất hữu cơ dễ bay hơi chứa Sunphua và một số chất khác có mặt
trong tinh dầu Tỏi nhưng lại chưa có sự thống nhất về hàm lượng của chúng.
Nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau về hàm lượng của chúng là do các cơng trình
nghiên cứu dựa trên nguồn nguyên liệu khác nhau, phương pháp phân tích khác
nhau, độ ẩm ngun liệu khác nhau…Ngồi các thành phần cơ bản thì trong tinh

dầu cịn chứa methyl 2-propyltrisunphit; dithiolane; 2,3 dimethyl; 1,3,7-octatriene;
4- trithiapentane; 1,2,3-Thiadizole, 1,3-Dithiolane-2-thione…
Để đánh giá chất lượng của tinh dầu Tỏi và nhựa dầu Tỏi cũng như sản
phẩm khác ngồi việc dựa vào thơng số hóa lý của nó, người ta cịn dựa vào hàm
lượng alixin có mặt trong sản phẩm. Tuy nhiên, như đã nói ở phần trên Alixin
khơng có mặt ngay trong củ Tỏi mà nó tồn tại dưới dạng tiền chất là : S-alyl-Lxysteinsunphoxit gọi là alixin. Khi các tế bào của củ Tỏi bị phá vỡ do quá trình xay
nghiền… thì alixin sẽ tiếp xúc trực tiếp với alinaza có trong củ Tỏi, enzim này phân
cắt alliin thành alixin.
1.3. Ứng dụng của Tỏi và nhựa dầu Tỏi
Tỏi có tác dụng đối với sức khỏe con người đã được biết đến từ lâu. Tỏi có
thể chống ung thư, chống bệnh tim mạch, các bệnh truyền nhiễm. Tỏi là nguồn giàu
các hợp chất lưu huỳnh, selenium và một trong những nguồn germanium hữu cơ (
chè xanh). Tỏi và các chế phẩm của củ Tỏi như : Tỏi tươi, dịch Tỏi, dịch Tỏi đun
nóng, dịch Tỏi cô đặc và nhựa dầu Tỏi đã được sử dụng để bảo vệ sức khỏe vì trong
dịch chiết Tỏi chứa các hợp chất sunphua tan trong nước, các hợp chất sunphua tan
trong chất béo và các Flavonoit, allixin, selenium.
- Ứng dụng đối với hệ tim và hệ tuần hoàn:
Trong số những tác dụng của Tỏi đã được biết tới qua năm tháng thì có lẽ
những tác dụng lên hệ tim hệ tuần hoàn là đáng chú ý nhất. Dùng Tỏi một cách
thích hợp thì có thể bảo vệ các mạch máu khỏi tác động bất lợi của các gốc tự do.
Tác động tích cực lên các lipit máu, tăng mao mạch và giảm cao huyết áp, có nghĩa
là ngăn chặn được xơ cứng động mạch. Tỏi là một vị thuốc có trong y học dân gian
để trị các chứng rối loạn nhịp tim tại các nước Châu Á. Tác dụng chống xơ vữa


10
động mạch là việc giảm hiện tượng dính tiểu tụ cầu lại và hình thành các huyết khối
được giảm đi đáng kể do những tác dụng của các thành tố của Tỏi. Việc giảm các
lipoprotein tuần hoàn trong máu dưới dạng lipoprotein có mật độ thấp và cholestrol
diễn ra thơng qua việc hình thành lipoprotein mật độ cao dạng, chống vữa mạch

máu làm mất đi lipoprotein. Ngoài ra, tác dụng của Tỏi lên gốc tự do phải được coi
là có liên quan đến mức giảm lipit máu và giảm đông cholestrol trong thành mạch.
Sự lưu thơng huyết mạch có thể giữ được tốt bằng cách ăn Tỏi sống hoặc uống
thuốc Tỏi theo những liều lượng thích hợp. Người ta nói rằng Tỏi làm khỏe tim giúp
cho người ta khỏe mạnh.
Ảnh hưởng của diallyl sulphit (DAS) và dillyl disulphit (DADS) trong Tỏi
lên aflatoxin B1 (chất sản sinh ra DNA có hại cho bệnh gan tiền phát) cũng được
nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu cho thấy dùng 0,5- 2 mM DAS và 0,1mM DADS
làm tăng chức năng gan.
Nghiên cứu về sử dụng Tỏi đối với bệnh nhân tim mạch với một số chất có
trong Tỏi như khống, vitamin C, axit hưu cơ, các hợp chất chứa sunphua và khơng
sunphua có tronng Tỏi và hoạt tính sinh học. Ảnh hưởng của chất serum trong Tỏi
lên lipit và lipoprotein, ảnh hưởng của Tỏi lên sự chống oxy hóa và oxy hóa lipit và
lipoprotein… làm giảm áp suất máu và đàn hồi của mạch máu.
- Ứng dụng chống ung thư:
Thời xa xưa, Tỏi đã được sử dụng để chống ung thư dạ dày, ung thư tử cung,
kể từ đó nhiều ghi nhận kể cả các cơng trình nghiên cứu dịch tễ học quan trọng đã
xuất hiện trong sách báo khoa học và khảng định rằng Tỏi có tác dụng đáng kể
chống nhiều dạng ung thư khác nhau.
Qua nghiên cứu người ta thấy chất alixin, dialylsunphit, dialydisunphit…có
trong Tỏi đã mang lại cho nó tác dụng chống bệnh ung thư dạ dày ở Trung Quốc,
nhất là ở những nơi người ta ăn nhiều Tỏi tươi có alixin, có liên quan đến tác dụng
kháng sinh của Tỏi. Các thiosunphit của nó gây giảm nitrate trong dạ dày và do đó
giảm lượng nitrosamine gây ung thư được tạo ra. Do đó alixin có vai trị quan trọng
trong dự phịng ung thư dạ dày.


11
Tác dụng chống khối u của ajoen một chất chính chứa lưu huỳnh trong sản
phẩm dầu Tỏi đã được nghiên cứu. Thử nghiệm lên da chuột điều trị với ajoen với

liều lượng 50, 100 và 250g, kết quả cho biết ở liều 250g ajoen chỉ có 4,9% số
con bị khối u sau 18 tuần điều trị. Điều đó cho thấy khả năng ức chế của ajoen lên
khối u da chuột có hiệu quả. Ung thư dạ dày có thể chữa được khi tiêu thụ Tỏi tươi,
Tỏi nấm hoặc cả hai loại.
Hoạt tính chống ung thư của hỗn hợp Tỏi chiết với vitamin C lên tế bào
ung thư người đã được nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng thêm vitamin C
vào dịch Tỏi chiết có hoạt tính chống ung thư như invitro và hoạt tính chống khối
u.
- Ứng dụng kháng vi sinh vật:
Những tác dụng khác nhau của Tỏi lên vi khuẩn, nấm, các loài nguyên sinh
động vật và virut đã được thể hiện trong ống nghiệm cũng như trong cơ thể. Hoạt
tính kháng sinh chủ yếu là do alixin. Hoạt tính kháng sinh của alixin rất mạnh ngay
cả ở độ pha lỗng 1: 5000 đến 1: 12500, nó cũng hoàn toàn ức chế nhiều loại vi
khuẩn khác nhau: Gram(-) và gram (+).
Dịch Tỏi ngăn ngừa aflatoxin sinh ra độc tố. Vai trò của dịch chiết Tỏi đối
với độc tố từ aflatoxin đã được thử nghiệm trên chuột nhắt qua kiểm tra các mẫu
máu của chuột sau 15 ngày cho ăn thức ăn có aflatoxin và thức ăn aflatoxin có bổ
sung dịch chiết Tỏi.
Tỏi được sử dụng để bảo quản thịt lợn lên men một món ăn của Thái Lan. So
sánh với việc sử dụng Nitrate 500ppm. Nitrit 125ppm và Tỏi tươi 5% thấy rằng
trong sản phẩm nitrat ức chế Salmonella anatum ít hơn Tỏi nitrit.
Cơ chế của việc kìm hãm hoạt động của allyl isothiocyanat là sự phá vỡ cấu
trúc màng là nguyên nhân gây chết vi khuẩn Escherichia Coli. Tương tự dịch chiết
Tỏi cũng ngăn cản sự phát triển của Helicobacter pylori. Tỏi được chiết với 4 loại
dung mơi đó là : nước, axeton, etanol, hexan. Dịch chiết cho hoạt tính kháng khuẩn
cao nhất được xác định khi dùng etanol và axeton làm dung môi chiết.
Khả năng kháng sinh vi sinh vật của dầu Tỏi đối với vi khuẩn đường ruột. So


12

sánh giữa hai khả năng kháng vi sinh vật của dầu Tỏi với bột Tỏi ta thấy rằng đối với
Enterbacter aerogenes, thời gian và liều lượng phụ thuộc vào hàm lượng thiosulphinate,
bột Tỏi có hoạt lực cao hơn dầu Tỏi với nhiều loại vi khuẩn, mặc dù một vài hoạt tính
của dầu Tỏi đã được xác đinh là khả năng chữa bệnh lớn hơn bột Tỏi.
Hoạt tính kháng H.pylori của dầu Tỏi, bột Tỏi và các hợp chất sunphit trong
dầu Tỏi và allixin đã được xác định. Nồng độ kháng khuẩn tối thiểu của dầu Tỏi là
16-32g/ml và nồng độ kháng khuẩn tối thiểu của bột Tỏi là 250-500g/ml còn của
allixin là 4,0g/ml.
Dịch Tỏi chiết ngâm ngăn chặn sự phát triển của Salmonella typhymurium,
E.coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Bacillus sublilis, Mycotoxigenic
Aspergillus, Condida albicans.
Ngồi tác dụng trên Tỏi cịn có rất nhiều tác dụng khác như: chống oxy hóa,
tác dụng điều biến miễn dịch, tác dụng kháng viêm, tác dụng giảm đường huyết,
tăng cường hấp thụ Thiamin, tác dụng đối với rối loạn chuyển hóa.
- Ứng dụng trong chế biến thực phẩm:
Tỏi là loại gia vị được sử dụng phổ biến trong thực phẩm hàng ngày. Nó có
vị cay nóng, hương thơm phù hợp với nhiều món ăn, có thể dùng làm gia vị: pha
nước chấm, xào rau…hay làm thực phẩm như Tỏi dầm giấm, Tỏi muối ớt. Hiện nay
Tỏi không chỉ được ứng dụng rộng rãi trong các món ăn thường nhật, mà nó cịn
được ứng dụng trong nghành cơng nghệ thực phẩm, đặc biệt là sản phẩm nhựa dầu
Tỏi, có rất nhiều ưu điểm để thay thế các loại sản phẩm khác từ Tỏi.
Tỏi dùng để chế biến thành các món ăn như : paste Tỏi. Tỏi được nghiền và
cho thêm 10% NaCl và axit xitric sau đó thanh trùng ở 70, 80, 90 oC trong 15 phút.
Sản phẩm bền trong 25oC trong 6 tháng. Ở Trung Quốc sử dụng Tỏi để bảo quản
lạp xường, xúc xích. Khi sử dụng lạp xường thường sử dụng thêm các chất bảo
quản như: nitrile (75-150ppm), 5% Tỏi tươi, 1,5% bột Tỏi ( hoặc 0,5% tinh dầu
Tỏi).
Để bảo quản dầu hạt cải, dầu oliu, dầu lạc người ta cho thêm dịch chiết Tỏi
vào và bảo quản trong chai thủy tinh không màu và màu vàng ở 21oC và các mẫu

13
không cho dịch Tỏi. Trong thời gian bảo quản 7 tháng chỉ số peroxit được xác định
hàng tháng và chỉ số Iôt cũng được xác định từ lúc bắt đầu thí nghiệm đến cuối thời
gian thí nghiệm. Thí nghiệm thấy rằng sự oxy hóa mạnh hơn ở chai thủy tinh khơng
màu, cịn đối với những chai thủy tinh màu vàng thì mẫu kiểm chứng và mẫu thí
nghiệm khơng khác nhau nhiều. Kết quả chỉ ra rằng dịch chiết Tỏi có thể ngăn cản
q trình oxy hóa dầu ăn trong bảo quản.
Ảnh hưởng của Tỏi khi bảo quản thịt thỏ khô: thịt thỏ khô thái lát được xử lý
theo các cánh sau: bao gói chân khơng, bao gói chân khơng có thêm Tỏi và bao gói
chân khơng có benzoat natri. Các mẫu trên được lưu giữ trong 45 ngày. Sau 45 ngày
bảo quản, chất lượng của thịt thỏ vẫn đảm bảo chất lượng, tronng khi hai trường
hợp kia thịt bị thẫm màu, mùi không thơm và bở, điều này chứng tỏ rằng Tỏi là chất
bảo quản thịt thỏ khô rất tốt.
Tỏi còn được dùng để gia hương cho các sản phẩm của sữa như casein,
phomat hoặc các chất chứa lưu huỳnh của Tỏi như methanethiol, 2-propenethiol cho
vào thực phẩm, nấm ăn, rau.
1.4. Các phương pháp sản xuất nhựa dầu Tỏi
1.4.1. Thu nhận nhựa Tỏi bằng phương pháp chiết với các dung mơi hữu cơ
Thơng thường q trình thu nhận nhựa dầu Tỏi bằng phương pháp chiết với
các dung môi hữu cơ bao gồm các công đoạn được thể hiện trong sơ đồ 1.


14

Nguyên liệu

Sơ chế

Dung

môi

chiết

Bã

Cô đặc tách
dung môi

Nhựa dầu

Dung
môi thu
hồi

Xử lý nhựa dầu
Sơ đồ 1.1. Quy trình chiết nhựa dầu gia vị
Chiết nhựa dầu Tỏi là quá trình chiết hệ lỏng - rắn gồm các giai đoạn: đầu tiên dung
môi thâm nhập vào các mao quản của nguyên liệu, giai đoạn hoà tan của các cấu tử và
dung môi, giai đoạn chất tan và dung môi khuyếch tán từ bên trong nguyên liệu ra bề mặt
tiếp xúc giữa 2 pha, cuối cùng là giai đoạn chất tan và dung mơi hồ nhập vào pha lỏng. Vì
vậy trước khi chiết người ta thường phải xử lý nguyên liệu Tỏi để tạo ra các điều kiện
thuận lợi cho q trình. Dung mơi xâm nhập vào ngun liệu và q trình nhựa dầu thốt
ra khỏi bề mặt ngun liệu. Có nhiều cơng trình nghiên cứu về kỹ thuật sấy nguyên liệu
Tỏi và chỉ ra rằng độ ẩm của ngun liệu thích hợp cho q trình chiết nhựa dầu Tỏi là <


15
10%.
Để chiết nhựa dầu đạt hiệu suất thu nhận và chất lượng nhựa dầu cao cũng

cần phải lựa chọn dung mơi thích hợp, xác định các yếu tố cơng nghệ tối ưu và lựa
chọn phương pháp chiết phù hợp.
Dung môi chiết có ảnh hưởng hết sức quan trọng đến quá trình thu nhận
nhựa dầu. Khi lựa chọn dung mơi, người ta thường quan tâm đến các tính chất vật
lý, hố học của dung môi như nhiệt độ sôi, momen lưỡng cực, hằng số điện môi, độ
nhớt của dung môi và bản chất của các chất cần chiết và tính hồ tan của dung mơi
đối với các chất đó. Ngồi ra dựa vào tính chất của dung mơi, trên thực tế sản xuất
người ta cịn quan tâm đến tính kinh tế và độ an tồn khi sử dụng dung mơi, nhất là
đối với các sản phẩm trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm thì tính an tồn của
dung mơi đối với sức khoẻ của con người là yếu tố được quan tâm hàng đầu.
Đối với nhựa dầu Tỏi người ta thường sử dụng các dung môi như axeton, etyl
axetat, n-hexan, diclometan, etanol, metanol, dietyl ete và các hệ dung môi như:
axeton + nước, etanol + nước, metanol + nước để tách chiết nhựa dầu Tỏi. Một số
tính chất quan trọng của một số loại dung mơi.
Bảng 1.2 Tính chất của một số dung môi

Dung môi

Khối lượng Nhiệt độ sôi
phân tử (0C/760mmHg)

Hằng số
®iện mơi

Momen
lưỡng cực

( ở 200C)

( Debye)

Độ nhớt
(cP, ở 250C)

Axeton

58

56,3

20,70

2,69

0,33

Diclometan

85

39,8

20,70

1,14

0,393

Dicloetan

99

83,5

10,45

1,8

0,90

Metanol

32

64,8

32,60

1,70

0,60

Etanol

46

78,3

24,50

1,66

0,991

Etyl axetat

88

77,1

6,40

1,81

0,450

Dietyl ete

74

34,5

4,34

1,30

0,24

n – hexan

86

68,7

1,91

0

0,31

Nước

18

100,0

79,70

1,90

0,89


16
1.4.1.1. Chiết gián đoạn (ngâm chiết)
Nguyên liệu và dung môi được cho vào ngâm một thời gian nhất định chiết
mixen ra, cho dung môi mới vào ngâm chiết và cứ thế cho đến khi nồng độ mixen
đạt đến giá trị cân bằng.
- Nhược điểm: thời gian dài và nồng độ mixen thấp.
- Ưu điểm: nguyên liệu tiếp xúc trực tiếp với dung môi nên dễ dàng cho việc

khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên hiệu suất chiết. Thiết bị đơn giản, dễ sử dụng.
1.4.1.2. Chiết liên tục
Đây được xem là phương pháp phổ biến hơn do có hiệu suất cao và thời gian
ngắn, nó được thực hiện bằng cách ngâm ngun liệu trong dịng dung mơi chuyển
động ngược chiều hoặc dội tưới liên tục, nhiều đợt dung môi hoặc mixen loãng lên
lớp nguyên liệu chuyển động.
- Nhược điểm: Hệ số sử dụng thiết bị thấp (45%), có thể dễ cháy nổ hơn khi
dung mơi tiếp xúc với khơng khí trong thiết bị, hệ thống tuần hồn dung mơi phức
tạp, phải dùng bơm nhiều.
- Ưu điểm: Nồng độ mixen cao, tỉ lệ sử dụng dung môi và nguyên liệu giảm,
đồng thời mixen thu được sạch hơn do nó được tự lọc bởi lớp nguyên liệu chiết.
Trong công nghiệp, người ta sử dụng cả hai phương pháp, giai đoạn đầu,
ngâm nguyên liệu trong dịng dung mơi chuyển động. Giai đoạn hai là tưới dung
mơi sạch hoặc mixen lỗng lên ngun liệu. Như vây, có thể tận dụng được những
ưu điểm của hai phương pháp.
1.4.2. Chiết nhựa dầu Tỏi bằng CO2 lỏng siêu tới hạn
Ngày nay cùng với sự phát triển của ngành khoa học, việc chiết thu nhận
nhựa dầu Tỏi cũng như một số nhựa dầu gia vị khác, bên cạnh việc sử dụng các
dung môi truyền thống kể trên người ta đã sử dụng kỹ thuật chiết bằng chất
lỏng siêu tới hạn trong đó CO 2 lỏng siêu tới hạn được quan tâm nhất và được
biết đến nhờ rất nhiều ưu điểm, nó được coi như một dung mơi sạch, an tồn,
khơng mùi, khơng vị, rẻ tiền, dễ kiếm, khơng gây cháy nổ, không gây độc hại
và không gây ô nhiễm môi trường.


17
Nguyên tắc của dung môi siêu tới hạn như sau: Khi một chất khí được nén
tới một áp suất cao đáng kể, nó chuyển sang trạng thái lỏng, tuy nhiên khi chất khí
được gia nhiệt tới một nhiệt độ đặc trưng và tiếp tục tăng áp suất, khí đó cũng
khơng chuyển sang trạng thái lỏng và nhiệt độ đó gọi là nhiệt độ tới hạn và phụ

thuộc vào áp suất hơi tương ứng gọi là áp suất tới hạn. Các giá trị nhiệt độ tới hạn
và áp suất tới hạn tạo thành điểm tới hạn. Trạng thái của vật chất khi có cả nhiệt độ
và áp suất lớn hơn điểm tới hạn được gọi là trạng thái siêu tới hạn. Vật chất ở trạng
thái này có cả tính chất của chất khí và tính chất của chất lỏng. Khi đó dung mơi có
các tính chất chiết rất tốt như độ hòa tan, độ nhớt, sức căng bề mặt…Độ nhớt thấp
nên dung môi dễ dàng thâm nhập vào trong nguyên liệu.
Các hằng số tới hạn của CO2 là: nhiệt độ 31,10C; áp suất 78 bar và tỷ trọng là
0,468 g/cm3. CO2 lỏng siêu tới hạn được ứng dụng nhiều trong chiết nhựa dầu Tỏi
do nó có khả năng hịa tan tốt các dung môi không phân cực hoặc phân cực. Các
hợp chất hữu cơ có phân tử lượng < 400 như terpen, monoterpen, thiol sesquiterpen,
pyrazin, thiazol, axit axetic, axit oleic, decanol, axit béo no ( tới C12)…hòa tan trong
CO2 lỏng siêu tới hạn, các hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử > 400 như đường,
protein, tanin, sáp, carotenoid, clorophyl thì hầu như khơng hịa tan.
Hơn nữa do q trình chiết được tiến hành ở áp suất cao nên khả năng thẩm
thấu của dung môi vào các cấu trúc tế bào thực vật tăng lên, tạo điều kiện cho các
chất hịa tan nhanh vào dung mơi và dễ dàng thẩm thấu ra khỏi bề mặt nguyên liệu.
Sau đây là quy trình chiết nhựa dầu tỏi bằng CO2 lỏng siêu tới hạn.


18

Ngun liệu
(tỏi khơ)

CO2 áp
suất cao

Xay nhỏ

Hạ nhiệt hóa lỏng

Xử lý

CO2

Chiết

Hóa hơi CO2

Nhựa dầu

Sơ đồ 1.2. Quy trình chiết nhựa dầu Tỏi bằng CO2 lỏng
Kỹ thuật chiết bằng CO2 siêu tới hạn đã và đang được phát triển. Trong những
năm gần đây, nhiều cơng trình đã quan tâm nghiên cứu nhằm xác định các điều kiện
công nghệ tối ưu cũng như chế độ xử lý nguyên liệu thích hợp cho việc thu nhận dầu
Tỏi. Tuy nhiên chiết nhựa dầu gia vị bằng CO2 cũng có một số nhược điểm: dưới
điều kiện áp suất cao, một số cấu tử chất thơm có thể bị phân hủy hoặc thay đổi thành
phần cấu trúc phân tử hay cấu trúc không gian làm biến đổi mùi thơm của nhựa dầu.
Mặt khác, quá trình chiết với CO2 siêu tới hạn cần phải có hệ thống thiết bị chịu được
áp suất cao. Hệ thống này rất phức tạp, đắt tiền do đó đã hạn chế phần nào việc áp
dụng công nghệ hiện đại tiên tiến này để sản xuất nhựa dầu Tỏi.
1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết
1.4.3.1. Nguyên liệu
- Mức độ phá vỡ của mô:
Mức độ cơ học hay lý học của các mô ảnh hưởng ngược lại trên năng suất
chiết. Đây là một nhân tố cơ bản đẩy nhanh và làm triệt để tiến trình chiết bởi dung
mơi. Với cấu trúc tế bào hồn tồn bị phá vỡ, các phân tử có thể tiếp xúc hoàn toàn


19

với dung mơi (Kitrigin, 1976).
Đối với kích cỡ và dạng các phân tử nguyên liệu, thật rõ ràng rằng có một
mối lợi nhân đôi khi thực hiện công việc trên các phân tử mịn: quá trình thẩm thấu
sẽ nhanh hơn. Ngồi ra, với kích cỡ và hình dạng thích hợp, quá trình chuyển động
của các phân tử trong máy chiết sẽ dễ dàng hơn. Tuy nhiên, độ nhỏ của các phân tử
cũng phải có giới hạn: một kích cỡ nhỏ quá mức sẽ làm giảm khả năng thấm của lớp
vật liệu rắn vào dung môi, do làm tắc các ống mao dẫn, cản trở tiến trình chiết ở
một vài vị trí, nơi mà dung mơi khơng thể thấm qua.
Theo Kitrigin (1976), kích cỡ của các phân tử thích hợp cho chiết dầu từ
0,5mm đến 9mm.
- Ẩm độ của các phân tử:
Ẩm độ cao sẽ làm chậm quá trình khuyếch tán và gây ra sự dính bết giữa các
phân tử. Nước còn lại trong nguyên liệu sẽ liên kết protêin và các chất háo nước
khác, điều này ngăn chặn sự thấm của dung mơi, làm chậm q trình khuyếch tán
phân tử và đối lưu.
Các loại hạt khác nhau có ẩm độ thích hợp riêng trong chiết bằng dung mơi.
Theo Kitrigin (1976), ẩm độ thích hợp để chiết nhựa dầu Tỏi là 4%.
1.4.3.2. Tỷ lệ dung môi và nguyên liệu
Ta biết rằng sử dụng càng nhiều dung mơi để chiết thì khả năng khuếch tán
của nhựa dầu vào dung môi càng lớn nhưng nếu lượng dung môi quá lớn mà hiệu
suất thu nhận nhựa dầu tăng khơng đáng kể thì sẽ khơng hiệu quả, hao tốn dung
môi, tốn thời gian và năng lượng để đuổi dung môi.
Jocelyn G.Millar (1998) đã chỉ ra rằng tỷ lệ dung mơi : ngun liệu = 14:1
thì hiệu suất chiết tăng.
1.4.3.3. Nhiệt độ chiết
Nhiệt độ chiết là một trong những yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến q
trình chiết. Thơng thường nhiệt độ chiết càng cao sẽ làm cho độ xốp của nguyên
liệu tăng lên (do nguyên liệu trương nở) và nhựa dầu sẽ linh động hơn, tạo điều
kiện thuận lợi cho quá trình chiết. Ngược lại, nhiệt độ tăng cao sẽ thúc đẩy các

20
biến đổi hố học của các thành phần có trong nguyên liệu (đặc biệt là các nhựa
dầu nhạy cảm với nhiệt), dẫn đến chất lượng của nhựa dầu sẽ bị thay đổi, thường
theo chiều hướng xấu đi.
1.4.3.4. Thời gian chiết
Thời gian chiết càng dài thì lượng nhựa dầu thu được càng lớn, nhưng nếu
thời gian quá dài thì dẫn đến chi phí cho q trình chiết q cao. Vì vậy, cần phải
tiến hành khảo sát để xác định được thời gian thích hợp cho việc chiết tách nhựa
dầu đạt hiệu quả cao nhất.
Theo M.Sree Kumar, C. Arumughan (2000), một lượng lớn dầu được chiết
trong 6 giờ chiết đầu tiên. Đây là thời điểm kết thúc q trình chiết thích hợp để lượng
dầu lấy ra tương đối nhiều nhất mà không tiêu hao nhiều năng lượng và dung môi.
1.4.3.5. Loại dung mơi
Đối với q trình chiết nói chung và q trình chiết tách nhựa dầu nói riêng,
việc lựa chọn dung mơi thích hợp là hết sức quan trọng. Trong số các loại dung môi
hữu cơ, axeton, n-hexan, metanol, etyl axetat, dicloetan. Etanol được xem là những
dung mơi thích hợp nhất cho chiết nhựa dầu Tỏi bởi những ưu điểm sau:
- Có thể bảo quản được ở nhiệt độ thường.
- Giá thành rẻ, dễ tìm, phổ biến.
- Chiết có tính chọn lọc cao và dễ dàng.
- Trơ với máy móc và ít hư hỏng, hàm lượng cặn thấp.
- An toàn với người sử dụng…
1.4.3.6. Tốc độ chảy của dung môi
Thông số này ảnh hưởng đến quá trình khuếch tán phân tử và đối lưu. Tốc độ
gia tăng làm tăng chênh lệch nồng độ giữa mixen trong nguyên liệu và mixen tự do.
Như vậy, chúng ta có thể rút ngắn thời gian và làm tăng hiệu suất chiết thông qua
việc điều chỉnh tốc độ chảy của dung mơi.
1.5. Tình hình nghiên cứu, sản xuất, tiêu thụ Tỏi và nhựa dầu Tỏi
1.5.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất nhựa dầu Tỏi trên thế giới

Tỏi được trồng khắp nơi trên thế giới và được trồng nhiều ở các nước như: