TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO TIỂU LUẬN GIỮA KÌ MÔN HÓA HỌC THỰC PHẨM Đề tài 6 Trích ly thu nhận tinh dầu bưởi và ứng dụng Lớp DHD[.]
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN
CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
- -BÁO CÁO TIỂU LUẬN GIỮA KÌ MÔN : HÓA HỌC THỰC PHẨM
Đề tài 6 :Trích ly thu nhận tinh dầu bưởi và ứng
dụng
Lớp :DHDBTP17B -42030024402 GVDH :Phạm Hồng Hiếu Nhóm
3 : Mai Ngọc Lan Anh – 21032801 Dương Bảo Trâm - 21041201 Nguyễn Khánh Vy – 21047431
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 04 năm 2023
Trang 4Trên thế giới hiện nay, việc sử dụng tinh dầu ngày càng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau như làm đẹp, thực phẩm, dược phẩm, sức khỏe… bởi vì tinh dầu được làm ra từ các nguyên liệu từ thiên nhiên ví dụ tinh dầu được làm
từ cây cỏ, các loại hạt, hoa quả,…(tinh dầu hạnh, tinh dầu bưởi, tinh dầu hoa nhài, ) Vì thế, nên chúng được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới
Tại Việt Nam, chúng tôi được coi là “vàng xanh” trong công nghệ sản xuất tinh dầu do nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nơi có nguồn nguyên liệu thảo dược dược vô cùng phong phú và đa dạng Đặc biệt cây có múi thuộc họ
Rutaceae có tiềm năng rất lớn nhưng hầu như mới được phát triển và tận dụng hoàn toàn bởi các loại quả có múi, tinh chất vỏ chưa được chế biến và tận dụng nhiều Đã có rất nhiều quy trình nghiên cứu được tiến hành cho ta thấy tinh dầu
từ vỏ bưởi được sử dụng trong lĩnh vực thực phẩm và dược phẩm Những công trình nghiên cứu này đều nhằm mục đích chung là tìm hiểu sâu vào lợi ích của tinh dầu từ vỏ quả thuộc họ Rutaceae nói chung và vỏ quả Bưởi nói riêng
Vì lý do đó, chúng tôi chọn đề tài “Trích ly thu nhận tinh dầu bưởi và ứng dụng” nhằm để nghiên cứu và tìm ra các điều kiện tối ưu để chiết xuất tinh dầu Đưa ra các ứng dụng của tinh dầu bưởi để phục vụ cho đời sống của con người
Trang 51 Tổng quan về tinh dầu bưởi :
1.1 Nguồn gốc của bưởi : Bưởi (Citrus maxima) (Merr., Burm f.), hay Citrus
grandis L., là một loại quả thuộc chi cam chanh, thường có màu xanh lục nhạt
cho tới vàng khi chín, có múi dày, tép xốp, có vị ngọt, đắng hoặc chua ngọt tùy loại
Về phân loại khoa học của bưởi
Giới: Plantae
Nhánh: Tracheophyta
Nhánh: Angiospermae
Nhánh: Eudicots
Nhánh: Rosids
Bộ: Sapindales
Họ: Rutaceae
Chi: Citrus
Loài: C.maxima
Bưởi là loài cây to, cao trung bình khoảng 3-4m ở tuổi trưởng thành, vỏ nhân có màu vàng nhạt Cành có gai dài, nhọn Lá có gan hình mang, hình lá trứng dài 11-22 cm, rộng 5 đến 6 cm, hai đầu tù, nguyên, dai, cuống có dìa cánh
to Hoa thuộc loại hoa kép, đếu, mọc thành chùm 6-10 bông và có mùi hương rất
dễ chịu Quả hình cầu to, vỏ dày, màu sắc tùy theo giống
Trang 61.2 Tìm hiểu về tinh dầu bưởi :
Tinh dầu bưởi là tinh dầu được chiết suất từ vỏ quả bưởi Để trích ly thu nhận tinh dầu bưởi , vỏ bưởi phải tươi, không nên chọn vỏ bị khô héo Phần vỏ xử lý bằng cách cắt bỏ phần xốp màu trắng, chỉ giữ lại phần màu xanh của vỏ Mùi thơm đặc trưng của tinh dầu bưởi là mùi ngọt nhẹ từ trái bưởi
Ngoài ra, bưởi có rất nhiều công dụng hữu ích trong đời sống ví dụ như về làm đẹp ( giúp sáng da ngăn ngừa lão hóa, giảm thâm do vết mụn để lại,…); về sức khỏe ( mùi hương của bưởi giúp làm giảm stress, căng thẳng sau một ngày dài làm việc và học tập,…); ….và còn rất nhiều công dụng hữu ích khác
Trong tinh dầu bưởi chứa có chứa các thành phần chính như limonene, alpha-pinene, myrcene, linalool, flavonoid và xantone có tính chất kháng viêm, kháng khuẩn và chống oxy hóa Do đó, tinh dầu bưởi có rất nhiều lợi ích cho sức khỏe
1.3 Tác dụng của tinh dầu bưởi :
Tinh dầu bưởi được coi như là một loại chất kích thích gan, với hương thơm nhẹ nhàng thơm mát vì như thế mà nó có công dụng rất hữu hiệu trong các công việc giúp lưu thông máu, chữa bệnh và sa thải những triệu chứng đau đầu Đặc biệt nó còn được tìm đến như là một trong liệu pháp cai nghiện rượu hữu hiệu Với kinh nghiệm tăng tốc giải độc, bạn có thể khuếch tán tinh dầu bưởi trong nhà của bạn, them từ một đến hai giọt vào nước hoặc lạm dụng nó bên trên da như bên trên cổ họng và cổ
Ngoài ra, tinh dầu bưởi trong đời sống còn có công dụng như : giúp giảm stress, làm nước dưỡng tóc, làm đẹp, làm đồ uống,… Và nhiều công dụng khác trong đời sống (https://vabuta.webflow.io/blog/tinh-dau-buoi )
2 Phương pháp trích ly :
2.1 Định nghĩa :
Trích ly là quá trình tách các chất dinh dưỡng, hương vị, màu sắc và các hoạt chất khác từ nguyên liệu thực phẩm bằng cách sử dụng dung môi hoặc nhiệt độ
Trang 7để thu được sản phẩm có nồng độ cao hơn Trích ly thường được sử dụng để sản xuất các chất dinh dưỡng, tinh dầu, hương liệu và các phụ gia thực phẩm khác
2.2 Bản chất của quá trình trích ly:
Trích ly là một quá trình hóa lý thể hiện sự rút chất hòa tan trong chất
lỏng hoặc chất rắn bằng một chất hòa tan khác( gọi là dung môi) nhờ quá
trình khuếch tán của các chất có nồng độ khác nhau
Trích ly chất hòa tan trong chất lỏng gọi là trích ly lỏng còn trích ly chất hòa tan trong chất rắn là trích ly rắn [1]
Mục đích của quá trình trích ly trong công nghiệp thực phẩm nhằm khai thác các dung dịch cần thiết theo yêu cầu của từng doanh nghiệp trích ly từ nguyên liệu đó chuẩn bị cho phần giai đoạn tiếp theo và thu nhận sản phẩm đó
2.3 Vai trò và ý nghĩa của phương pháp trích ly :
Trích ly là một quá trình quan trọng trong nghành công nghiệp hóa học cũng là một bước quan trọng trong dây chuyền sản xuất trực tiếp ra sản phẩm có giá trị trong công nghiệp và đời sống.Ngày nay phương pháp trích ly đã được áp dụng rộng rãi vì nó mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn phương pháp ép và có khả năng
tự động hóa cao, phương pháp trích ly có thể lấy triệt để hàm lượng dầu trong có trong nguyên liệu nhiều hơn phương pháp thủ công Ngoài ra, phương pháp trích
li có thể khai thác được những loại dầu có hàm lượng bé trong nguyên liệu và có thể khai thác dầu với năng suất lớn [2]
2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly:
a Yếu tố nhiệt:
Khi tăng nhiệt độ, các cấu tử sẽ chuyển động nhanh hơn do đó sự hòa tan và khuếch tán của cấu tử từ nguyên liệu vào dung môi sẽ tăng cường Ngoài ra, khi nhiệt độ tăng, độ nhớt của dung môi sẽ giảm, dung môi dễ dàng xuyên qua lớp nguyên liệu và làm cho diện tích tiếp xúc bề mặt giữa nguyên liệu và dung môi
sẽ càng lớn Tuy nhiên, việc tăng nhiệt độ trích ly sẽ làm tăng chi phí năng
Trang 8lượng cho quá trình đồng thời có thể xảy ra một số phản ứng hóa học không mong muốn trong dịch trích và sự tổn thất các cấu tử hương sẽ tăng Do đó cần chọn nhiệt độ trích lt tối ưu từng trường hợp cụ thể.[3]
b Yếu tố thời gian:
Khi tăng thời gian trích ly thì hiệu suất thu hồi chất chiết sẽ gia tăng nếu kéo dài thời gian trích li thì hiệu suất thu hồi chất chiết sẽ tăng thêm không đáng
kể sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn
c Kích thướt nguyên liệu:
Nếu nguyên liệu trích li có hình dáng và kích thước thích hợp sẽ có được vận tốc chuyển động tốt nhất của dung môi vào trong các khe vách cũng như các hệ mao quản của nguyên liệu từ đó làm nhanh tiến trình hơn Với các nguyên liệu rắn cần tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng và dung môi Điều này thực hiện bằng cách thái nhỏ , băm nhỏ vật liệu Nó còn làm phá vỡ cấu trúc tế bào, thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để gữa dung môi và vật liệu.Tuy nhiên, kích thước và hình dạng của vật liệu khi làm nhỏ cũng có giới hạn vì nếu chúng quá mịn sẽ bị lắng đọng, làm tắc các ống mao dẫn hoặc bị dòng dung môi cuốn vào dòng mixen( hỗn hợp) làm cho dung dịch có nhiều cặn gây khó khan cho quá trình xử
lí tiếp theo
Dung môi là môi trường(thường ở thể lỏng,hoặc thể khí ) có tính năng hòa tan các chất rắn, lỏng hay khí khác.Dung môi có thể là các chất phân cực như nước, cồn, hoặc các chất không phân cực như dầu dung môi hữu cơ, Dung môi có thể
có độ nhớt rất khác nhau hoặc có thể có khả năng bay hơi dưới điều kiện bình thường cũng khác nhau Tùy thuộc vào các ứng dụng cụ thể mà người ta dùng dung môi thích hợp.[4]
Tỉ lệ dung môi và khối lượng nguyên liệu: Với cùng một lượng nguyên liệu, nếu tăng dung môi sử dụng thì hiệu suất trích li sẽ tăng theo.Đó là sự chênh lệch nồng độ của cấu tử cần trích li trong nguyên liệu và trong dung môi càng
Trang 9lớn.Tuy nhiên nếu lượng dung môi sử dụng quá lớn thì sẽ làm loãng dịch
trích Như vậy chúng ta cần xác định tỷ lệ phù hợp giữa khối lượng nguyên liệu và dung môi [5]
2.5 Các phương pháp trích ly tinh dầu bưởi:
- Phương pháp thẩm tách
- Phương pháp trích ly sử dụng dung môi hữu cơ
- Phương pháp chưng cất bằng lôi cuốn hơi nước
- Phương pháp chưng cất có sự hỗ trợ của vi song
- Phương pháp ép lạnh
(Nguồn: Lan, T N P., Nhựt, V T., Hữu, B V., Sơn, N Đ., Phúc, M V., Khanh,
H Q., Công, L C., Cong, N D., & Hung, L X (2020) Tối ưu hóa hiệu suất trích
ly tinh dầu bưởi của thiết bị trích ly dạng pilot Tạp Chí Khoa Học Trường Đại Học
Cần Thơ, 56(5), 10. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2020.107)
2.6 Quy trình, sơ đồ trích ly tinh dầu bưởi theo phương pháp chưng
cất bằng lôi cuốn hơi nước:
a Quy trình:
Trích ly tinh dầu bưởi theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước,
mà không cần sử dụng nồi hơi riêng
Chưng cất lôi cuốn hơi nước là 1 phương pháp truyền thống để tách tinh dầu
từ các nguyên liệu thực vật thô có mùi thơm Phương pháp này đang được sử dụng rộng rãi nhất, thích hợp để chiết các thành phần dễ bay hơi, ít hòa tan trong nước.Đây là phương pháp duy nhất thu được tinh dầu nguyên chất do khoog sử dụng hóa chất [6]
b Sơ đồ quy trình trích ly tinh dầu:
Trang 10c Nguyên lý hoạt động:
Nước và vỏ bưởi được cho vào thiết bị trích li tại miệng cấp liệu ở những tỷ lệ khác nhau (tỷ lệ vỏ bưởi:=1:3-1:7) Thiết bị trích ly được thiết kế dựa theo thiết
bị gia nhiệt vỏ áo,lớp ngoài chứa dầu và được gia nhiệt bằng điện trở, lớp trong chứa hỗn hợp vỏ bưởi và nước Hỗn hợp vỏ bưởi và nước được gia nhiệt đến nhiệt độ và thời gian trích ly cần thiết.Nhiệt độ áo dầu gia nhiệt được khảo sát từ 130-190oC và thời gian trích ly từ 4-10 giờ Hơi nước lôi cuốn theo tinh dầu ngưng tụ ở thiết bị ngưng tụ Ở đây, hơi nước và tinh dầu sẽ trao đổi nhiệt với
Trang 11nước làm mát pử nhiệt độ từ 33-35oC, được bơm tuần hoàn ngược chiều từ trên xuống.Hỗn hợp hơi nước và tinh dầu sẽ được phân tách ở thiết bị phân ly Thiết
bị phân ly được thiết kế dựa theo nguyên lý của bình thông nhau, giúp quá trình phân tách tinh dầu và nước dễ dàng hơn và không cần phải sử dụng dung môi Tinh dầu sau khi trích li được làm khan bằng sodium sulfate để đảm bảo tinh dầu thu được không còn lẫn nước Sau đó, tinh dầu bưởi được lưu trữ ở 5oC
để hạn chế sự bay hơi và biến tính của tinh dầu
2.7 Những yếu tố ảnh hưởng trong quá trình trích ly thu nhận tinh
dầu bưởi:
a Tỷ lệ vỏ bưởi và nước:
Nước trong quá trình khảo sát rất quan trọng, góp phần đảm bảo hiệu suất trích
ly tinh dầu và đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất Thí nghiệm được bố trí với tỉ lệ
vỏ bưởi : nước lần lượt là 1:3, 1:4, 1:6, 1:7 ở 130oC trong 6 giờ Tuy nhiên, nếu tiếp tục tăng lượng nước thì hiệu suất thu hồi tinh dầu lại giảm.Hiệu suất thu hồi tinh dầu và hiệu suất trích ly tinh dầu tối ưu nhất là ở tỷ lệ vỏ bưởi: nước=1:5 Khi tỷ lệ nước và tinh dầu nhỏ , có nghĩa là lượng nước sử dụng ít sẽ không đủ
để hòa tan lượng chất keo có trên tế bào làm giảm tốc độ thẩm thấu của hơi nước
và độ khuếch tán của tinh dầu.Mặt khác, khi lượng nước sử dụng quá ít thì áp lực tạo ra không đủ để phá vỡ hoàn toàn các túi tinh dầu cũng như không tạo đủ lượng hơi cần thiết để lôi cuốn tinh dầu ra khỏi hỗn hợp.Đây là lí do tại sao hiệu suất thu hồi và hiệu suất trích ly tinh dầu thấp ở những tỷ lệ vỏ bưởi:nước=1:3
và 1:4 Ngược lại, khi tỷ lệ vỏ bưởi :nước quá cao thì các cấu tử có tính phân cực trong tinh dầu sẽ hòa tan vào nước làm tồn hao tinh dầu thu được và nồng
độ của dung dịch thu được sẽ giảm xuống
b Thời gian trích ly:
Thời gian trích ly phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nguyên liệu, dung môi, nhiệt độ trích ly,…Khi thời gian trích ly càng dài thì hiệu suất thu hồi tinh dầu
Trang 12càng cao.Mặt khác, khi quá trình trích ly đạt trạng thái cân bằng, tăng thời gian trích ly sẽ không làm tăng hiệu quả thu hồi tinh dầu,tốn kém thiwf gian và năng lượng,ảnh hưởng đến chất lượng và giá thành của tinh dầu Do vậy, khảo sát thời gian trích ly phù hợp là cần thiết Các thí nghiệm được tiến hành với các mức thời gian lần lượt là 4,6,8 và 10 giờ tỷ lệ vỏ bưởi : nước= 1:5 ở nhiệt độ 170oC.Khi kéo dài thời gian trích li thì hiệu suất thu hồi tinh dầu và hiệu suất trích li tinh dầu sẽ tăng Muốn trích li toàn bộ tinh dầu có trong vỏ bưởi thì phải tăng thời gian trích li, do đó khảo sát ảnh hưởng của thời gian chưng cất sẽ được tiến hành trong các thí nghiệm tiếp theo
3 Ứng dụng của tinh dầu bưởi:
Một số ứng dụng về công nghệ làm đẹp, sức khỏe, y khoa,…
1 Làm sáng da: Tinh dầu bưởi chứa nhiều Vitamin C và amino axit giúp làm sáng da, làm mờ các vết thâm và đốm nâu
2 Tẩy tế bào chết: Tinh dầu bưởi có tác dụng làm sạch da bằng cách loại bỏ tế bào chết, giúp da sạch mịn và trắng sáng
3 Tái tạo và tăng sinh tế bào mới: Tinh dầu bưởi cung cấp các chất dinh dưỡng cho da, giúp tăng sự tái tạo tế bào mới, cải thiện độ đàn hồi của da
4 Giảm mụn và vết thâm: Khả năng kháng khuẩn và chống viêm của tinh dầu bưởi giúp giảm mụn trứng cá và giảm vết thâm trên da
5 Khử mùi cơ thể: Tinh dầu bưởi có thành phần hương thơm dịu nhẹ giúp khử mùi cơ thể
6 Làm mềm, dưỡng ẩm da: Tinh dầu bưởi có khả năng hấp thụ và giữ ẩm tốt, giúp da mềm mại và tươi trẻ hơn
7 Làm tóc mềm mượt: Tinh dầu bưởi có tác dụng nuôi dưỡng tóc, giúp mọc tóc, giúp tóc mềm mượt và bóng khỏe
8 Tăng cường hệ miễn dịch: Tinh dầu bưởi chứa nhiều hợp chất chống oxy hóa và kháng khuẩn, giúp tăng cường hệ miễn dịch và chống lại các tổn thương của
cơ thể
Trang 139 Hỗ trợ tiêu hóa: Tinh dầu bưởi có khả năng kích thích tiêu hóa và hấp thụ dinh dưỡng hiệu quả, giúp cân bằng hệ tiêu hóa và giảm các triệu chứng khó tiêu và đầy hơi
10 Giảm đau và sưng: Tinh dầu bưởi có tính chất chống viêm và giảm đau tự nhiên, giúp giảm sưng và chứng đau nhức
11.Giúp giảm stress và giảm trầm cảm: Mùi thơm dịu nhẹ của tinh dầu bưởi có tác dụng làm giảm stress và giảm trầm cảm, làm tăng sự thư giãn và cảm 12.Tăng cường trí nhớ và năng lượng: Một số nghiên cứu cho thấy tinh dầu bưởi
có thể giúp tăng sự tập trung và tăng năng lượng
13.Giúp cải thiện giấc ngủ: Tinh dầu bưởi có tính chất thư giãn và giúp cải thiện giấc ngủ, giúp người sử dụng có giấc ngủ sâu và ngon hơn
14 Chống nấm và kích thích tiêu diệt vi khuẩn: Tinh dầu bưởi có tính chất kháng khuẩn, kháng nấm và kháng vi khuẩn, có thể giúp điều trị nhiều vấn đề
sức khỏe được gây ra bởi vi khuẩn, chẳng hạn như viêm họng, viêm phổi, viêm nhiễm đường tiết niệu, và các loại rắn cũng như muỗi gây ra
15.Hỗ trợ điều trị các vấn đề hô hấp: Tinh dầu bưởi có tính chất làm sạch đường
hô hấp và giúp giảm các triệu chứng nghẹt mũi, viêm họng, viêm phổi, tăng cường chức năng của hệ thống hô hấp và tăng sự đề kháng
Trang 14TÀI LIỆU THAM KHẢO