Nghiên cứu khả năng công nghệ chế biến lá ngò gai làm gia vị dạng paste và tinh dầu dùng cho thực phẩm

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Khảo sát nguyên liệu cây ngò gai - Xây dựng quy trình công nghệ tách tinh dầu từ lá ngò gai - Xây dựng quy trình công nghệ chế biến lá ngò gai làm gia vị dạng pas

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Học viên: TRẦN BÌNH Mã số: CNTP12-001

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN LÁ NGÒ GAI LÀM GIA VỊ DẠNG PASTE VÀ TINH DẦU DÙNG CHO THỰC

PHẨM

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MÃ SỐ NGÀNH: 2.11.00

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2003

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS PHẠM VĂN BÔN

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS TS VÕ THỊ NGỌC TƯƠI

Cán bộ chấm nhận xét 2: GIẢNG VIÊN CHÍNH TS PHẠM THÀNH QUÂN

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Trần Bình Phái: nữ

Ngày, tháng, năm sinh: 11/01/1978 Nơi sinh: Thành phố Hồ Chí Minh

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN LÁ NGÒ GAI LÀM GIA VỊ DẠNG PASTE VÀ TINH DẦU DÙNG CHO THỰC PHẨM

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Khảo sát nguyên liệu cây ngò gai

- Xây dựng quy trình công nghệ tách tinh dầu từ lá ngò gai

- Xây dựng quy trình công nghệ chế biến lá ngò gai làm gia vị dạng paste

- Khảo sát các chỉ tiêu đặc trưng của nguyên liệu và các sản phẩm thử nghiệm được

- Kết luận và kiến nghị

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Phạm Văn Bôn

VI HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: PGS TS Võ Thị Ngọc Tươi

VII HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: Giảng viên chính TS Phạm Thành Quân

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ NHẬN XÉT 1 CÁN BỘ NHẬN XÉT 2

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

Ngày tháng năm TRƯỞNG PHÒNG QLKH-SĐH CHỦ NHIỆM NGÀNH

TG: TRẦN BÌNH

Luận văn này được thực hiện dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS TS Phạm Văn Bôn và sự hợp tác nhiệt tình của hai cộng tác viên: Nguyễn Quỳnh Hoa và Nguyễn Thị Thanh Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến thầy và các cộng tác viên

Ngoài ra, trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả còn nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong Bộ môn Hóa Thực Phẩm và Bộ môn Hóa Hữu Cơ Tác giả xin gởi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho mình trong suốt thời gian học tập và làm luận văn Cảm

ơn sự chỉ bảo tận tình của Cô TS Đống Thị Anh Đào về các kiến thức cảm quan Đặc biệt, cảm ơn Thầy TS Phạm Thành Quân và Cô TS Trần Thị Việt Hoa đã hỗ trợ các dụng cụ, thiết bị và những kiến thức chuyên môn về Hóa Hữu Cơ để tác giả có thể hoàn thành luận văn

Xin cảm ơn Ban Giám Đốc công ty Uni-President và các đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ, động viên về mặt tinh thần để tác giả có thể hoàn thành luận văn trong thời gian công tác

Xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô phòng GC – MS và Cô TS Phạm Tiến Ánh thuộc Trung Tâm Dịch Vụ Phân Tích Thí Nghiệm

Một lần nữa, tác giả xin gởi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp, những người đã hướng dẫn, dạy bảo, động viên, giúp đỡ và chia sẻ những khó khăn cùng tác giả trong suốt thời gian học tập và làm luận văn

SUMMARY

Spice has been used in cooking from the old day Spice is a part of a plant, such as: leaf, fruit, seed, peel, bulb,… which has the special perfume Spice not only make the food more delicious, but also excites the food with good appetite Nowadays, the scientists have been discovered that spice has the antioxidant effect and the antibacterian action Spice has been used more and more popularly in food processing industry In Vietnam, herb is one kinds of spice which is used generously in food and medicine

The subject of this essay is dealt with culantro - one kind of the most popular herbs in Vietnam Culantro’s scientific name is Eryngium foetidum L., it belongs to the parsley family Apiaceae (or Umbeliferae) Eryngium foetidum L is

an important plant cultivated as a leafy vegetable and for its essential oil, which are of high economic value in international trade market This plant is widely used

as food flavoring and seasoning herb for dishes and it has also applications in herbal medicine

First of all, the author researched the optimum conditions for distillation the leaves of culantro, and found out the optimum ratio of the fresh material and water

is 1:3, and 1:6 for the withered material and water After that, this essential oil has been analysed and found out that it is rich in aliphatic aldehyds, most of which are 2-dodecenal (60 – 72%), dodecanal (9 – 14%) and trans-2-tridecenal (7 – 11%) Then this essential oil is blent with cooking oil in other to apply in food as food flavoring In addition, the culantro has been ground and concentrated to make a paste form product The author has found out the optimum conditions for this processing

In short, this essay has find out two ways of processing the culantro for food, they are: distillation the essential oil from the leaves of culantro and making the paste form of culantro by grind and concentrate

TG: TRẦN BÌNH Trang 1

MỤC LỤC

Trang

Danh mục các bảng 7

Danh mục các hình 11

Danh mục các đồ thị 12

Phần I – TỔNG QUAN 15

Chương I – Sơ lược về gia vị 16

I Lịch sử trong việc giao dịch các loại gia vị 16

II Phân loại gia vị 18

1 Dựa vào đặc tính để phân loại 18

2 Dựa vào bộ phận sử dụng để phân loại 18

III Các dạng sử dụng của gia vị trong thực phẩm 19

IV Giới thiệu về quá trình cô đặc và gia vị dạng paste 20

1 Giới thiệu về quá trình cô đặc 20

2 Giới thiệu một số sản phẩm gia vị dạng paste 22

Chương II – Khái quát về tinh dầu 23

I Sơ lược về tinh dầu 23

1 Tinh dầu có nguồn gốc từ động vật 23

2 Tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật 23

II Kinh nghiệm và tình hình khai thác tinh dầu 24

1 Kinh nghiệm và tình hình khai thác tinh dầu trên thế giới 24

2 Tiềm năng khai thác tinh dầu trên thế giới 25

3 Khai thác tinh dầu trong nước 26

4 Điều tra, phát hiện và thống kê cây có tinh dầu ở Việt Nam 27

III Sự tạo thành tinh dầu trong cây, vai trò của tinh dầu trong cây 29

IV Tính chất vật lý của tinh dầu 32

V Thành phần hóa học của tinh dầu 32

VI Các phương pháp tách tinh dầu 33

1 Phương pháp cơ học 34

2 Phương pháp chưng cất 34

3 Phương pháp trích ly 36

4 Phương pháp hấp phụ 36

5 Phương pháp lên men 37

Chương III – Giới thiệu về ngò gai 38

I Đặc tính thực vật 38

2 Nguồn gốc, phân bố 39

3 Trồng trọt, thu hái 39

4 Năng suất 41

II Thành phần hóa học của cây ngò gai 41

III Công dụng 44

IV Tiềm năng kinh tế của ngò gai 45

V Các dạng sản phẩm ngò gai trên thị trường Việt Nam 46

Chương IV – Tinh dầu ngò gai 47

I Hàm lượng và các thành phần chứa trong tinh dầu 47

II Tính chất của một số thành phần chính trong tinh dầu thu được từ

Phần II – NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 51

Chương I – Nguyên liệu 52

TG: TRẦN BÌNH Trang 3

I Đặc tính nguyên liệu 52

1 Nguyên liệu dùng để chưng cất tinh dầu 52

2 Nguyên liệu dùng để chế biến sản phẩm dạng paste 53

II Khảo sát nguyên liệu 53

1 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đối với thời gian

bảo quản nguyên liệu 53

2 Xác định độ ẩm 53

3 Xác định độ tro 54

4 Xác định hàm lượng xơ 54

5 Xác định các thông số màu của nguyên liệu 55

Chương II – Khảo sát tinh dầu ngò gai 56

I Chưng cất tinh dầu ngò gai 56

1 Quy trình chưng cất tinh dầu 56

2 Thuyết minh quy trình chưng cất tinh dầu 57

3 Khảo sát điều kiện tối ưu cho quá trình chưng cất tinh dầu ngò

gai 58

II Khảo sát hàm lượng, thành phần và kiểm tra chất lượng của tinh

1 Khảo sát hàm lượng tinh dầu và thành phần hóa học trong tinh

dầu chứa trong mỗi loại nguyên liệu 59

2 Kiểm tra chất lượng tinh dầu ngò gai 60

III Khảo sát khả năng ứng dụng của tinh dầu ngò gai trong thực

phẩm 61

1 Phương pháp và cách tiến hành 61

2 Tiêu chuẩn đánh giá cảm quan 61

Chương III – Khảo sát khả năng chế biến ngò gai làm gia vị dạng paste 63

I Nghiên cứu chế biến ngò gai dạng paste 63

1 Quy trình công nghệ 63

2 Thuyết minh quy trình công nghệ 64

3 Khảo sát ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật trong quy trình công nghệ đến chất lượng sản phẩm 66

II Khảo sát các thông số của sản phẩm 68

1 Khảo sát tỷ lệ thu hồi sản phẩm 68

2 Kiểm định các thông số chất lượng của sản phẩm 68 Phần III – KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 71

Chương I – Kết quả khảo sát nguyên liệu 72

I Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đối với thời gian bảo quản

3 Hàm lượng xơ 76

4 Các thông số màu 77 Chương II – Kết quả khảo sát tinh dầu 78

I Khảo sát tỷ lệ rắn : lỏng và thời gian chưng cất 78

1 Khảo sát nguyên liệu M1 (nguyên liệu sáng – tươi) 78

2 Khảo sát nguyên liệu M2 (nguyên liệu sáng – héo) 80

II Khảo sát hàm lượng, thành phần và kiểm tra chất lượng tinh dầu

trong các loại nguyên liệu 82

1 Khảo sát hàm lượng tinh dầu 82

TG: TRẦN BÌNH Trang 5

2 Khảo sát thành phần chứa trong tinh dầu 85

3 Kiểm tra chất lượng tinh dầu 87

III Khảo sát khả năng ứng dụng của tinh dầu ngò gai trong thực

I Khảo sát các thông số kỹ thuật trong quy trình công nghệ 90

1 Khảo sát ảnh hưởng của các thông số trong quá trình cô đặc

đến chất lượng sản phẩm 90

2 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng nước cho vào trong quá

trình nghiền đối với thời gian cô đặc 91

3 Khảo sát ảnh hưởng của các thông số trong quá trình chần đến

màu sắc và độ bền màu của sản phẩm 92

II Khảo sát các thông số của sản phẩm 104

1 Khảo sát tỷ lệ thu hồi sản phẩm 104

2 Kiểm định các thông số chất lượng của sản phẩm 105

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 115

Phụ lục 1 Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy khô đến trọng lượng

không đổi 119 Phụ lục 2 Phương pháp xác định độ tro 120

Phụ lục 3 Phương pháp định lượng xenluloza thô 121

Phụ lục 4 Đo màu bằng phương pháp đo phổ 123

Phụ lục 5 Phương pháp đánh giá chất lượng tinh dầu 127

Phụ lục 6 Phiếu kết quả kiểm nghiệm và kết quả đánh giá cảm quan 133

TG: TRẦN BÌNH Trang 7

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng Tên Trang

1 Số lượng tinh dầu đã được khai thác theo họ cây 26

2 Lượng tinh dầu sản xuất theo khu vực trên thế giới 26

3 Bảng thống kê các công trình nghiên cứu về cây có tinh dầu

4 Thành phần hóa học của ngò gai trong 100g ăn được 41

5 Tính chất của các thành phần chính trong tinh dầu thu được

từ lá ngò gai 48

6 Tiêu chuẩn đánh giá cảm quan sản phẩm tinh dầu ngò gai

(sau khi phối trộn) 62

7 Tiêu chuẩn đánh giá cảm quan sản phẩm ngò gai dạng paste 69

8 Tỷ lệ thu hồi nguyên liệu (theo % nguyên liệu ban đầu) ở

nhiệt độ bảo quản 10 - 15°C 72

9 Tỷ lệ thu hồi nguyên liệu (theo % nguyên liệu ban đầu) ở

nhiệt độ bảo quản 5- 10°C 72

10 Độ ẩm nguyên liệu M1 (nguyên liệu sáng – tươi) 74

11 Độ ẩm nguyên liệu M2 (nguyên liệu sáng – héo) 74

12 Độ ẩm nguyên liệu M3 (nguyên liệu trưa – tươi) 75

13 Độ ẩm nguyên liệu M5 (nguyên liệu chiều – tươi) 75

14 Độ tro nguyên liệu M1 (nguyên liệu sáng – tươi) 76

15 Hàm lượng xơ nguyên liệu M1 (nguyên liệu sáng – tươi) 76

16 Thông số màu của mặt phải nguyên liệu M1 (nguyên liệu

sáng – tươi) 77

Bảng Tên Trang

17 Thông số màu của mặt trái nguyên liệu M1 (nguyên liệu

sáng – tươi) 77

18

Lượng tinh dầu thu được (ml) theo các tỷ lệ rắn : lỏng của

100g nguyên liệu M1 (nguyên liệu sáng – tươi) trong thời

gian 90 phút

78

19 Lượng tinh dầu thu được (ml) theo thời gian chưng cất của

100g nguyên liệu M1 (nguyên liệu sáng – tươi) 78

20

Lượng tinh dầu thu được (ml) theo các tỷ lệ rắn : lỏng của

100g nguyên liệu M2 (nguyên liệu sáng – héo) trong thời

gian 90 phút

80

21 Lượng tinh dầu thu được (ml) theo thời gian chưng cất của

100g nguyên liệu M2 (nguyên liệu sáng – héo) 81

22 Lượng tinh dầu thu được (ml) từ 100g nguyên liệu (chưng

cất theo tỷ lệ rắn : lỏng tối ưu đã khảo sát) 83

23 Hàm lượng tinh dầu tính theo phần trăm chất khô 83

24 Các thành phần chủ yếu chứa trong tinh dầu ngò gai 85

25 Kết quả đánh giá cảm quan tinh dầu ngò gai 87

26 Kết quả đánh giá các chỉ số vật lý của tinh dầu ngò gai 87

27 Kết quả xác định chỉ số axit của tinh dầu ngò gai 87

28 Kết quả xác định chỉ số este của tinh dầu ngò gai 88

29 Kết quả khảo sát sơ lược sản phẩm tinh dầu ngò gai (sau khi

30 Thống kê các kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm tinh dầu

ngò gai (sau khi phối trộn) 89

Bảng Tên Trang

TG: TRẦN BÌNH Trang 9

31 Ảnh hưởng của điều kiện cô chân không đến chất lượng sản

phẩm và thời gian cô 90

32 Ảnh hưởng của lượng nước thêm vào khi nghiền đối với thời

gian cô đặc 91

33 Kết quả đo màu của thí nghiệm N1 (dung dịch chần: nước,

thời gian chần: 30 giây) 92

34 Kết quả đo màu của thí nghiệm N2 (dung dịch chần: nước,

thời gian chần: 60 giây) 93

35 Kết quả đo màu của thí nghiệm N3 (dung dịch chần: NaCl

1%, thời gian chần: 30 giây) 94

36 Kết quả đo màu của thí nghiệm N4 (dung dịch chần: NaCl

1%, thời gian chần: 60 giây) 95

37 Kết quả đo màu của thí nghiệm N5 (dung dịch chần: NaCl

2%, thời gian chần: 30 giây) 96

38 Kết quả đo màu của thí nghiệm N6 (dung dịch chần: NaCl

2%, thời gian chần: 60 giây) 97

39 Kết quả đo màu của thí nghiệm N7 (dung dịch chần: NaCl

3%, thời gian chần: 30 giây) 98

40 Kết quả đo màu của thí nghiệm N8 (dung dịch chần: NaCl

3%, thời gian chần: 60 giây) 99

41 Khoảng cách hình học (tổng giá trị sai lệch ΔE) giữa màu

sắc của sản phẩm và màu sắc của nguyên liệu (mặt phải) 100

42 Tỷ lệ thu hồi sản phẩm 104

43 Thống kê các kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm ngò gai

Bảng Tên Trang

44 Độ ẩm sản phẩm ngò gai dạng paste 106

45 Độ tro sản phẩm ngò gai dạng paste 106

46 Hàm lượng xơ sản phẩm ngò gai dạng paste 107

47 So sánh kết quả kiểm nghiệm vi sinh với tiêu chuẩn cho

TG: TRẦN BÌNH Trang 12

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

Đồ thị Tên Trang

1 Tỷ lệ thu hồi ở hai chế độ bảo quản nguyên liệu 73

2 Lượng tinh dầu theo tỷ lệ rắn : lỏng của nguyên liệu M1 79

3 Lượng tinh dầu thu được theo thời gian cất của nguyên liệu

M1

80

4 Lượng tinh dầu theo tỷ lệ rắn : lỏng của nguyên liệu M2 81

5 Lượng tinh dầu thu được theo thời gian cất của nguyên liệu

M2

82

6 Lượng tinh dầu thu được từ 100g nguyên liệu 84

7 Hàm lượng tinh dầu theo phần trăm chất khô 84

8 Sự chênh lệch giữa màu sản phẩm và màu nguyên liệu trong

12 So sánh sự khác biệt giữa màu nguyên liệu và màu sản

phẩm ngay sau khi chế biến ở các điều kiện chần khác nhau 104

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình Tên Trang

1 Cây ngò gai 38

2 Ruộng ngò gai mới gieo (đang ủ rơm) 39

3 Ngò gai mới mọc 2 tuần 39

4 Bông ngò gai để lấy giống 40

5 Ngò gai trong thời kỳ thu hoạch 40

6 Lá ngò gai (phần sử dụng làm rau gia vị) 45

7 Sơ đồ thiết bị chưng cất trực tiếp lôi cuốn hơi nước có hồi

8 Sơ đồ hệ thống cô chân không 65

9 Sản phẩm ngò gai dạng paste 113

10 Sản phẩm tinh dầu ngò gai 113

11 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy đo màu 125

TG: TRẦN BÌNH Trang 13

MỞ ĐẦU

Từ xa xưa con người đã biết sử dụng các loại gia vị trong việc chế biến các

món ăn Gia vị là một bộ phận của thực vật như: lá, quả, hạt, vỏ cây, củ,… có mùi

thơm và vị đặc trưng Gia vị không những có tác dụng làm cho món ăn có mùi vị

thơm ngon, đặc trưng mà nó còn có tác dụng kích thích sự ngon miệng, giúp ta ăn

nhiều thức ăn hơn đặc biệt trong những lúc cơ thể mệt mỏi, biếng ăn Không những

thế, có một số loại gia vị được xem như là những cây thuốc dân gian quý giá Ngày

nay, các nhà khoa học đã phát hiện nhiều loại gia vị có tác dụng chống oxy hóa, có

hoạt tính kháng khuẩn, kháng viêm… Việc sử sụng gia vị trong công nghệ chế biến

thực phẩm ngày càng đa dạng và phổ biến Công nghệ chế biến thịt, công nghệ sản

xuất mì ăn liền, công nghệ sản xuất bánh kẹo, thức uống… đều cần phải sử dụng gia

vị hoặc các loại tinh dầu khai thác từ gia vị

Việc sử dụng gia vị trong chế biến thực phẩm thường mang tính địa phương

và truyền thống Các món đặc sản của từng địa phương có khẩu vị đặc trưng và

khác nhau thường do việc sử dụng gia vị khác nhau của từng vùng Việt Nam là

một trong số các nước Châu Á có nguồn gia vị khá dồi dào và phong phú, đặc biệt

là các loại rau gia vị Rau gia vị được xem như là loại thực phẩm không thể thiếu

trong các bữa ăn hàng ngày của mọi gia đình Hầu như tất cả mọi món ăn, đặc biệt

là các món ăn truyền thống của người Việt Nam, đều có dùng đến rau gia vị và nó

là thành phần không thể thiếu để tạo nên những hương vị hết sức đặc trưng và hấp

dẫn của món ăn Thật vậy, món canh chua của người Việt không thể thiếu mùi

thơm của rau ngò gai và rau ôm, khi ăn phở bò thì không thể thiếu được hương vị

đặc trưng của húng cây, ngò gai, rau quế… Như vậy, có thể nói rau gia vị là thành

phần hết sức quan trọng trong các món ăn của người Việt Nam Ngoài ra, hầu hết

các loại rau gia vị Việt Nam là những cây thuốc quý giá được đề cập đến trong các

bài thuốc dân gian

Các loại rau gia vị ở nước ta thường được dùng để ăn sống và sơ chế để sử

dụng trong gia đình hoặc tại các điểm bán thức ăn do đó chúng được tiêu thụ chủ

yếu dưới dạng rau tươi Ngoài ra, chúng còn được cung cấp ở dạng tươi hoặc sản

phẩm sau chế biến (chủ yếu là sản phẩm sấy khô) cho các nhà máy sản xuất thực

phẩm cũng như để xuất khẩu Mặc dù rau gia vị ở Việt Nam được sử dụng phổ biến

với số lượng khá lớn, nhưng hầu như các tài liệu giới thiệu về thành phần và ứng

dụng của các loại rau này cũng còn khá ít Vì lẽ đó, đề tài “Nghiên cứu khả năng

công nghệ chế biến lá ngò gai làm gia vị dạng paste và tinh dầu dùng cho thực

phẩm” này được tiến hành với các nội dung nghiên cứu như sau:

- Khảo sát thành phần của nguyên liệu

- Khảo sát hàm lượng và thành phần tinh dầu chứa trong lá ngò gai, định tính

các thành phần trong tinh dầu và kiểm nghiệm chất lượng tinh dầu

- Bước đầu nghiên cứu sản phẩm ứng dụng tinh dầu ngò gai

- Bước đầu nghiên cứu chế biến sản phẩm nghiền - cô từ lá ngò gai, khảo sát

thành phần và tính chất của sản phẩm

Với những nội dung nghiên cứu trên, tác giả mong muốn hiểu rõ hơn về

thành phần của rau ngò gai, bước đầu tìm ra hướng khai thác tinh dầu cũng như khả

năng ứng dụng của tinh dầu trong sản phẩm thực phẩm Đồng thời bước đầu tìm ra

cách chế biến rau ngò gai để đa dạng hóa sản phẩm và tăng cường khả năng ứng

dụng của rau ngò gai trong thực tế Những thiếu sót của đề tài này rất mong nhận

được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và đọc giả để có thể cải tiến và hoàn

thiện hơn

TG: TRAÀN BÌNH Trang 15

PHAÀN I TOÅNG QUAN

CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ GIA VỊ

I LỊCH SỬ TRONG VIỆC GIAO DỊCH CÁC LOẠI GIA VỊ: [22]

Gia vị là một trong những mặt hàng đầu tiên được con người sử dụng để giao

dịch Gia vị gắn liền với lịch sử phát triển của các nền văn minh Các loại gia vị

như: quế, tiểu đậu khấu, gừng và nghệ đã được sử dụng từ lâu tại các nước phương

Đông Ở thời kỳ đó, gia vị mang lại lợi nhuận rất cao trong giao dịch Người ta

thường dùng lạc đà, thuyền để vận chuyển gia vị trong việc mua bán Ả Rập trở

thành trung tâm giao dịch của các loại gia vị địa phương như: trầm hương, gôm

nhựa một số loại cây hương liệu

Sau đó, người Ai Cập và Ấn Độ bắt đầu có mối quan hệ giao dịch Người La

Mã sau đó thống trị Ai Cập và đã kế thừa các giao dịch về gia vị Lúc bấy giờ,

Alexandria là thương cảng sầm uất nhất phương Tây, nguyên nhân chủ yếu là do

việc giao dịch về gia vị với phương Đông Người La Mã đã duy trì được sự phồn

thịnh này trong khoảng 3 năm, sau đó lại bị người Ả Rập chi phối việc giao dịch về

gia vị cho đến thời Trung Cổ Đến thế kỷ thứ XIII, Uy-nix bắt đầu phát triển, trở

thành thị trường giao dịch gia vị của Châu Âu, Ấn Độ và Trung Quốc Gia vị lúc đó

được chuyển đến từ cảng Alexandria của Ai Cập, sau đó tiêu thụ sang các vùng

Bắc Âu và Tây Âu Thương nhân thu được lợi nhuận rất cao trong các hoạt động

này Sau khi người Châu Âu có sở thích đối với các loại gia vị này thì họ bắt đầu có

hứng thú đối với những vùng đất sản sinh ra chúng Nguyên nhân là do đến giữa

thế kỷ XV, người Châu Âu không thể đánh bại cục diện lũng đoạn của các thương

nhân Uy-nix và Alexandria nên họ đã bắt đầu xây dựng tàu thuyền để đi tìm các

vùng đất sản sinh ra gia vị Từ đó sản sinh ra các sự kiện lịch sử về các cuộc thám

hiểm trên biển Kết quả là người Bồ Đào Nha đã đi trước, trở thành quốc gia đầu

tiên mang gia vị từ Ấn Độ về Châu Âu Lúc đó có đường đi qua mũi Hảo Vọng của

Nam Phi để đến Ấn Độ, cuộc hành trình vĩ đại do Vasco da Gama hoàn thành vào

năm 1498 Động cơ sâu xa của việc Christopher Columbus tìm ra đại lục mới vào

năm 1492 cũng do muốn tìm kiếm Ấn Độ - nơi sản sinh ra gia vị, kết quả là không

TG: TRẦN BÌNH Trang 17

thành công mà lại vô tình phát hiện ra đại lục mới Lúc đó, Christopher Columbus

lại nghĩ rằng mình đã đến được Ấn Độ nên đặt tên cho vùng đất này là Tây Ấn Độ

Ở đại lục mới, Christopher Columbus đã không tìm thấy những gia vị đặc sản của

Ấn Độ mà lại tìm thấy một loại ớt của địa phương này Sau đó, một người Tây Ban

Nha là Ferdinand Magellan đã dẫn năm chiếc thuyền xuyên biển đến Philippines

Kết quả là chỉ có một chiếc thuyền mang được đinh hương về Tây Ban Nha Bản

thân Ferdinand lại bị thổ dân giết chết Năm 1577, một người Anh là Sir Francis

Drake đã thành công trong hành trình đến Spice Island (đảo gia vị – hiện nay là đất

nước Indonexia) và đem đinh hương về Vào năm 1595, Cornelis de Houtman,

người Hà Lan, đã hành trình đến Spice Island Một đoàn thuyền Hà Lan khác do

Jacob van Neck dẫn đầu đã xuất phát vào năm 1598, đã đem về một số lượng vô

cùng lớn đinh hương, đậu khấu, nhục đậu khấu và tiêu Người Hà Lan đã có một

thời kỳ làm lũng đoạn thị trường tiêu của Châu Âu Họ đã làm cho giá tiêu từ 2

si-ling lẻ tám xu một pound tăng lên 8 si-si-ling một pound Những thương nhân London

thông minh đã không cam tâm bị bóc lột nên đã nhanh chóng thành lập công ty

Đông Ấn Độ (East India Company) vào năm 1600, từ đó phái tàu thuyền đến Đông

Ấn Độ và đem về một triệu tấn tiêu vào năm 1603 Trước sự kiện này, người Hà

Lan bán tiêu cho người Anh với giá 8 si-ling một pound, nhưng tại bản xứ thì giá

tiêu không tới 6 xu một pound, như vậy là chênh lệch hơn 16 lần Năm 1608, ở các

vùng đảo sản sinh ra gia vị thì một thuyền đinh hương trị giá 2948 bản Anh, khi vận

chuyển đến Mỹ thì đáng giá 36287 bản Anh, lợi nhuận cao hơn 12 lần Người Hà

Lan thấy nước Anh thành lập công ty Đông Ấn Độ thì họ cũng thành lập một công

ty Đông Ấn Độ của Hà Lan (Dutch East India Company) vào năm 1602, nước Pháp

thành lập công ty Đông Ấn Độ thuộc Pháp (French East India Company) vào năm

1664

Từ cuối thế kỷ XV, người Bồ Đào Nha lần đầu tiên đến Ấn Độ đã nhận được

quyền chi phối gia vị trong khoảng 100 năm, sau đó người Anh và người Hà Lan

bắt đầu cạnh tranh quyền lũng đoạn, cứ thế đến thế kỷ XIX, thế lực của người Anh

đã được củng cố vững chắc ở Ấn Độ, ngược lại người Hà Lan chỉ thành lập được

một vài cứ điểm ở các quần đảo thuộc Đông Ấn Độ mà thôi Từ đó phạm vi thế lực

về gia vị đã được xác định Người Mỹ gia nhập vào thương mại giao dịch gia vị từ

cuối thế kỷ XVIII, và trực tiếp mua bán tại vùng Đông Ấn Độ Năm 1795 thuyền

trưởng Jonathan Carnes đã mua vào một thuyền tiêu vận chuyển đến cảng Salem,

mang lại lợi nhuận hơn 7 lần Đến nay thì Newyork đã thay thế London và trở

thành trung tâm thương mại gia vị của thế giới

II PHÂN LOẠI GIA VỊ: gia vị có thể phân loại bằng nhiều cách khác nhau

1 Dựa vào đặc tính để phân loại:

- Gia vị có vị cay: ớt, gừng, tiêu, mù tạt…

- Gia vị có mùi thơm: tiểu đậu khấu, nhục đậu khấu, rau mùi, …

- Gia vị dùng tạo màu cho thực phẩm: ớt Hung, nghệ tây, nghệ…

- Gia vị có chứa chất thymol hoặc Carvacrol: rau húng, cỏ xạ hương, cây kinh

giới ô…

- Gia vị có vị ngọt: húng quế, cây ngải giấm, cây mùi tây, cây ngải đắng…

- Gia vị có chứa cineole: lá nguyệt quế, cây hương thảo…

2 Dựa vào bộ phận sử dụng để phân loại:

- Gia vị dùng phần lá: nguyệt quế, húng quế, bạc hà, rau mùi, hương thảo,

ngải đắng, bách lý hương…

- Gia vị dùng phần quả: ớt, tiểu hồi, tiêu…

- Gia vị dùng phần hạt: mè, mù tạt, tiểu đậu khấu, hạt rau mùi…

- Gia vị dùng phần vỏ cây: quế

- Gia vị dùng phần nụ hoa: đinh hương

- Gia vị dùng phần thân củ hình cầu: hành tây

- Gia vị dùng phần củ dưới mặt đất: gừng, nghệ

- Gia vị dùng phần rễ: cam thảo

- Gia vị dùng phần nhân quả: đậu khấu

TG: TRẦN BÌNH Trang 19

III CÁC DẠNG SỬ DỤNG CỦA GIA VỊ TRONG THỰC PHẨM:

Các dạng sử dụng của gia vị được biểu diễn theo sơ đồ sau:

1 Gia vị ở dạng tươi: thường sử dụng như các loại rau quả thường dùng trong chế

biến thực phẩm, ví dụ: hành, tỏi, ớt, gừng, ngò gai, rau om…

2 Gia vị ở dạng sấy: có thể sử dụng ở dạng nguyên (ví dụ: lá nguyệt quế, hoa tiêu

hạt…) hoặc sau khi đã nghiền thành bột tùy theo yêu cầu của quá trình chế biến

Sản phẩm gia vị ở dạng này được sử dụng chủ yếu trong công nghệ chế biến

thực phẩm

3 Gia vị ở dạng paste: gia vị tươi sau khi đem nghiền nhỏ sẽ được cho qua cô đặc

nhằm giảm nước và tăng hàm lượng chất khô Ngoài ra, ta còn có thể phối trộn

với một số phụ gia để tăng giá trị cảm quan và tăng thời gian bảo quản của sản

phẩm Các sản phẩm này được sử dụng không chỉ để tạo mùi thơm mà còn để

tạo ra vị đặc trưng của sản phẩm, ví dụ: cà ri, mù tạt…

4 Hương liệu: là sản phẩm phối chế của tinh dầu thiên nhiên với các loại dung

môi Tinh dầu thiên nhiên có thể được chiết tách bằng nhiều cách khác nhau tùy

theo đặc tính nguyên liệu nhưng phổ biến nhất là chưng cất và trích ly Thông

thường, hương liệu chỉ được sử dụng để tạo mùi thơm đặc trưng chứ hoàn toàn

không có tác dụng tạo vị Hương liệu cũng được sử dụng khá rộng rãi và phổ

Gia vị ở dạng tươi(lá, củ, hạt, quả…)

Gia vị sấy

sấy Nghiền -

cô đặc

Gia vị dạng paste

Bột gia vịNghiền

Chiết tách

Tinh dầu

thiên nhiên Chiết tách

Chiết táchPhối chế

Hương liệu

biến trong công nghệ chế biến thực phẩm, ví dụ: hương hành tây, hương húng

quế, hương sả, hương ngò…

IV GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC VÀ GIA VỊ DẠNG PASTE:

1 Giới thiệu về quá trình cô đặc: [13]

a Bản chất của quá trình cô đặc:

Cô đặc là quá trình nâng cao nồng độ chất khô của sản phẩm bằng phương

pháp bay hơi nước Dung dịch nguyên liệu được đun đến nhiệt độ sôi, nước trong

dung dịch sẽ bốc hơi làm cho phần trăm chất khô tăng lên

b Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình cô đặc:

- Biến đổi vật lý:

Khi nồng độ tăng, tính chất của dung dịch sẽ thay đổi phụ thuộc vào thời

gian cô đặc Khi dung môi (nước) bay hơi, nồng độ chất tan tăng dần, độ nhớt và

khối lượng riêng tăng Ngược lại, hệ số truyền nhiệt, nhiệt dung, hệ số cấp nhiệt,

hệ số dẫn nhiệt giảm, hàm lượng không khí trong gian bào và hòa tan trong sản

phẩm cũng giảm

- Biến đổi hoá học và hóa lý:

Do tác dụng của nhiệt độ cao ở bề mặt truyền nhiệt của thiết bị cô đặc, các

loại đường trong rau quả bị caramen hóa, nếu không khống chế tốt thì sẽ làm cho

sản phẩm có màu đen, vị đắng, làm giảm chất lượng sản phẩm Để hạn chế hiện

tượng này, cần khuấy đảo liên tục để tạo sự đối lưu tốt và rút ngắn thời gian cô đặc

Phản ứng giữa tanin với kim loại, phản ứng oxy hóa tanin do tác dụng của

các enzym peroxydaza và poliphenoloxidaza cũng làm cho sản phẩm đen xám Để

khắc phục các phản ứng này, người ta thường chần nguyên liệu trước khi cô đặc,

hoặc xử lý bằng SO2 và các chất chống oxy hóa (như acid ascobic)

Các chất thơm, các acid và các chất hữu cơ dễ bay hơi khác sẽ bốc hơi theo

hơi nước làm giảm hương vị và giá trị cảm quan của sản phẩm Hàm lượng vitamin

TG: TRẦN BÌNH Trang 21

trong sản phẩm cũng giảm dần do tác dụng của nhiệt độ cao Ngoài ra, tinh bột bị

hồ hóa, pectin bị thủy phân và protein bị đông tụ làm cho sản phẩm kém đồng nhất

Phản ứng Maye maillard giữa protein và đường khử làm cho sản phẩm bị

sẫm màu Muốn tránh hiện tượng này cần rút ngắn thời gian cô đặc và làm nguội

sản phẩm nhanh sau khi cô đặc

- Biến đổi về sinh học:

Hạn chế khả năng hoạt động của vi sinh vật ở nồng độ cao Tiêu diệt vi sinh

vật do tác dụng của nhiệt độ sôi trong nồi đủ cao

c Yêu cầu của quá trình cô đặc:

Quá trình cô đặc cần được thực hiện theo một chế độ nghiêm ngặt nhằm đảm

bảo chất lượng sản phẩm theo yêu cầu:

- Giữ được các cấu tử quý có trong sản phẩm

- Giữ được mùi và vị đặc trưng của sản phẩm

- Đạt được nồng độ (độ khô) yêu cầu

- Các thành phần hóa học chủ yếu không thay đổi

d Phương pháp thực hiện quá trình cô đặc:

Phương pháp thực hiện của quá trình cô đặc tùy thuộc vào yêu cầu công

nghệ như: nhiệt độ sôi của dung dịch, phần trăm chất khô đầu và cuối, tính chất hóa

lý của sản phẩm Đồng thời, nó còn phụ thuộc vào các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đặc

trưng như quy mô sản xuất, tình hình thiết bị, năng lượng, lực lượng nhân công,

trình độ thao tác… Ta có thể thực hiện quá trình cô đặc theo các phương pháp sau:

- Cô đặc dưới áp suất thường (thiết bị hở)

- Cô đặc dưới áp suất thấp (cô chân không)

- Cô đặc một nồi hoặc nhiều nồi

- Cô gián đoạn hoặc liên tục

- Cô liên tục trong một nồi hoặc nhiều nồi

2 Giới thiệu một số sản phẩm gia vị dạng paste:

a Rau Balti dạng paste: [26]

Đây là một trong những món đặc sản của Sri Lanka, được làm từ tiểu hồi, ớt,

nghệ, lá cà ri và gừng Nó có thể dùng để nấu cà ri cay vừa hoặc cay nồng

Hiện nay, món ăn này được sản xuất và bán trên thị trường ở dạng thương

phẩm bởi công ty Fifth Sense (một công ty gia vị quốc tế) Sản phẩm được bảo

quản trong lọ thủy tinh, trọng lượng tịnh là 175g (6.2oz), giá khoảng 2.25 pound

Thành phẩm chính của sản phẩm này bao gồm: dấm, dầu ăn, muối, tiểu hồi, tỏi,

ngò, ớt, nghệ, gừng và lá cà ri

b Cà ri dạng paste (Kang Som): [27]

Đây là sản phẩm của công ty Thai Taste, một công ty sản xuất gia vị của

Thái Lan Sản phẩm được đóng trong bao kín, trọng lượng tịnh là 50g (1.76oz)

Thành phần chính của sản phẩm này bao gồm: hành, ớt, muối, dịch chiết tôm và

me Sản phẩm này dùng để chế biến chung với tôm hoặc cá để nấu món cà ri hải

sản

TG: TRẦN BÌNH Trang 23

CHƯƠNG II: KHÁI QUÁT VỀ TINH DẦU

I SƠ LƯỢC VỀ TINH DẦU: [7], [9], [16]

Trong thiên nhiên, tinh dầu có nhiều ở các loại cây và một số ít động vật,

nhất là những loại ở vùng khí hậu nhiệt đới Thực chất chúng là những hợp chất hữu

cơ phức tạp Nguồn gốc chủ yếu của nguyên liệu tinh dầu là từ các loại thực vật,

hay động vật có mùi thơm (hay mùi khó chịu), và được gọi dưới tên là hương thơm

hay tinh du (hương du)

1 Tinh dầu có nguồn gốc từ động vật:

- Xạ hương (musc) thiên nhiên: tiết ra từ loại chồn ở miền trung châu Á Công

thức phân tử: C16H30O, công thức cấu tạo:

- Cầy hương: tiết ra từ giống cầy hương châu Phi Công thức phân tử: C17H30O

Công thức cấu tạo:

- Castoreum: trích ra từ giống hải ly, được sử dụng làm chất định hương

- Long diên hương: trích ra từ ruột và bao tử của cá nhà táng Physteter

macrocephalus

2 Tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật:

Tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật thì có rất nhiều Trên thế giới có khoảng

2000 loại cây có tinh dầu, trong đó gần 200 loài được nghiên cứu và khai thác và đã

mang lại giá trị kinh tế lớn Ở nước ta, cho đến nay đã thu nhận được hàng trăm

loại cây có thể cho tinh dầu, trong số đó hơn 20 loại được khai thác

(CH2)12-CH-CH3

CO CH2

CH-(CH2)7

CO CH-(CH2)7

Trong thiên nhiên tinh dầu ở trạng thái tiềm tàng hay tự do Tinh dầu ở trạng

thái tiềm tàng vốn không phải là những thành phần bình thường trong cây mà chỉ

xuất hiện trong những điều kiện nhất định tương ứng với sự chết của một số bộ

phận Ví dụ tinh dầu trong nhân hạt mơ, hạt đào (andehyt benzoic) xuất hiện do tác

dụng của men emulsin trên một heterozit gọi là amygdalin Tinh dầu ở trạng thái tự

do trong cây có thể được tạo thành và tập trung ở những tế bào trong giống như

những tế bào khác của cây hoặc lớn hơn (trong cây họ Long não) Nhưng thường

tinh dầu ở trạng thái tự do được tập trung ở những cơ quan bài tiết của cây

Về mặt phân bố, tinh dầu có trong toàn bộ giới thực vật nhưng đặc biệt nhiều

trong một số họ như: họ Thông (Coniferae), họ Cam (Rutaceae), họ Hoa Tán

(Umbelliferae), họ Xim (Myrtaceae), họ Hoa môi (Labiatae)

Các bộ phận của cây đều có thể chứa tinh dầu, ví dụ như ở ngọn mang hoa

(bạc hà), trong rễ hoặc thân rễ (gừng, nghệ, hương bài, …), trong vỏ cây (quế), trong

gỗ (long não), trong quả (hồ tiêu, hồi, cam, chanh, …) Điều cần lưu ý là trong cùng

một loài cây, thành phần tinh dầu của những bộ phận khác nhau có thể khác nhau

Ví dụ: loại quế Xrilanca, ở vỏ cây chứa aldehyt cinamic, nhưng ở lá cây lại chứa

eugenola (mùi đinh hương), còn ở rễ cây lại chứa campho (mùi long não) Tinh dầu

chứa trong các loại hoa thường có mùi nhẹ hơn Ví dụ: tinh dầu họ cam chanh, ở

hoa chứa nerola, ở vỏ quả chứa limonen, nhưng ở lá lại chứa linalil acetat Vì vậy,

tùy theo nhu cầu sử dụng mà ta khai thác ở những bộ phận thích hợp của cây để có

thể thu được tinh dầu có hàm lượng và phẩm chất cao

Ngoài ra, hàm lượng tinh dầu sẽ tăng hay giảm còn phụ thuộc vào điều kiện

sinh sống, điều kiện thu hái, thời gian bảo quản chế biến và thời tiết khí hậu

II KINH NGHIỆM VÀ TÌNH HÌNH KHAI THÁC TINH DẦU: [5]

1 Kinh nghiệm và tình hình khai thác tinh dầu trên thế giới:

Công nghiệp khai thác tinh dầu ở các nước đã sử dụng nhiều nguồn nguyên

liệu khác nhau:

- Cây mọc hoang hay trồng tỉa để thu hái lấy tinh dầu

TG: TRẦN BÌNH Trang 25

- Dư phẩm nông nghiệp và công nghiệp Gom thu các dư phẩm (ví dụ

như khi khai thác gỗ Long não có thể cất tinh dầu ở các phần bỏ đi như lá, cành, rễ…)

Khai thác cây mọc hoang có nhiều nhược điểm như: cây phân tán, cây

trưởng thành không đều Cây trồng có lợi thế là có thể chọn giống để thu hồi tinh

dầu có chất lượng tốt hơn, thu hái được theo thời vụ, đặt cạnh nơi trồng nhiều cây

nguyên liệu những nhà máy với thiết bị hoàn hảo, sản xuất tinh dầu theo thời gian

có lợi khi xuất ra thương trường

Việc chiết xuất tinh dầu phải tùy thuộc vào các bộ phận cây và tính chất của

tinh dầu:

- Nếu là hoa, quả và phần lớn loại cây cỏ, phải xử lý ngay hoặc ít ngày

sau khi thu hái

- Nếu nguyên liệu để khô vẫn không ảnh hưởng đến chất lượng tinh

dầu thì có thể để chậm, để giảm trọng lượng, thể tích và dễ dàng cho vận chuyển và xử lý, có thể tập trung để sản xuất ở các xí nghiệp có thiết bị hoàn hảo, và chủ động được thời gian Có một số nguyên liệu phải để khô mới tạo mùi thơm của tinh dầu

Về thu hái, người ta thường chọn thời gian khô ráo để sau dễ phơi và bảo

quản, điều này quan trọng đối với các nhánh hoa, các gôm và gôm – nhựa dùng để

cất tinh dầu (các loại này dễ bị nước mưa làm giảm chất lượng)

2 Tiềm năng khai thác tinh dầu trên thế giới:

Hội nghị quốc tế lần thứ 4 về tinh dầu đã thông báo vùng Viễn Đông có

3000 loài cây có tinh dầu (riêng Liên Xô cũ có 1054 loài cây có tinh dầu thuộc 77

họ khác nhau) Số lượng tinh dầu đã được khai thác theo họ cây và lượng tinh dầu

sản xuất theo khu vực trên thế giới được thống kê trong các bảng sau

Bảng 1 Số lượng tinh dầu đã được khai thác theo họ cây [5]

Họ thực vật Số lượng (tấn) Thông 150000 – 200000 Long não 5400 Hoa môi 4500 Lúa 3800 Cam quýt 1900

Sim 1800

Bảng 2 Lượng tinh dầu sản xuất theo khu vực trên thế giới [5]

Các châu Số lượng (tấn)

Á (không kể nước Nga) 8950

Mỹ 2900

Âu 2200

Phi 1200

Úc 920

Theo tài liệu ngành dược từ 1949, thế giới đã biết 3 triệu chất hữu cơ trong

đó có 400000 chất có mùi rõ rệt, một phần trong các chất này được dùng trong các

ngành Y tế, mỹ phẩm, thực phẩm

Nguyên liệu thiên nhiên không đáp ứng nổi nhu cầu (ví dụ phải 1-3 tấn cánh

hoa hồng mới lấy được 1 kg tinh dầu) nên thế giới ngày càng đi vào tổng hợp nhân

tạo các chất thơm

3 Khai thác tinh dầu trong nước:

Việt Nam là một nước nhiệt đới nên dược liệu nói chung, và dược thảo có

tinh dầu nói riêng rất phong phú

TG: TRẦN BÌNH Trang 27

Tuy nhiên ở chế độ cũ, việc khai thác còn ít được chú ý Cho đến năm 1953,

giáo sư người Pháp A Petelot dạy học ở các Trường đại học Việt Nam mới xuất

bản cuốn sách cơ bản về “Cây thuốc ở Campuchia, Lào và Việt Nam”, trong đó có

các cây có tinh dầu Về mặt công nghiệp, tài liệu hồi Pháp thuộc nói nhiều tới tinh

dầu hồi: cả miền Bắc Việt Nam tới 1928 mới sản xuất được 3625 tấn quả hồi trong

đó có 150-200 tấn xuất sang Pháp, còn thì xuất sang Trung Quốc để từ đó đi các

nước khác Vùng Lạng Sơn có những nơi cất thô sơ, mỗi nồi cất 300kg quả tươi hay

120kg quả khô Nước ta mỗi năm xuất sang Pháp 50-100 tấn tinh dầu hồi Từ cách

mạng Tháng 8, việc nghiên cứu khai thác dược liệu nói chung, dược thảo có tinh

dầu nói riêng mới được đẩy mạnh, có hệ thống, cơ bản và toàn diện

4 Điều tra, phát hiện và thống kê cây có tinh dầu ở Việt Nam:

Giáo sư Vũ Ngọc Lộ ở Trường đại học Dược Hà Nội thống kê được trong

khoảng thời gian 1962-1972 đã có khoảng gần 70 công trình nghiên cứu có giá trị

về tinh dầu được công bố Nội dung nghiên cứu lúc đầu còn sơ bộ, chỉ có tính chất

tập hợp tình hình, sau được mở rộng đi vào nhiều mặt như xác định tên cây, trữ

lượng, sinh thái, hóa học, vài số liệu sau cần chú ý:

Bảng 3 Bảng thống kê các công trình nghiên cứu về cây có tinh dầu ở Việt Nam

STT Tác giả, năm

Nội dung nghiên cứu, khảo sát

Phương pháp nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu Ghi chú

1 Phan Kế Lộc,

năm 1969

Thống kê cây có tinh dầu

Điều tra, thống kê bằng cách vò và ngửi

Nước ta có khoảng 500 cây có tinh dầu thuộc 93 họ

Luận án nghiên cứu sinh bảo vệ

ở Liên Xô

2 Lê Văn Giai,

năm 1962

Thống kê cây có tinh dầu

Thống kê Thống kê được

77 cây có tinh dầu

“Sơ khảo danh mục đặc sản Việt Nam”

STT Tác giả, năm

Nội dung nghiên cứu, khảo sát

Phương pháp nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu Ghi chú

3 Lâm Quang

Thanh, năm

1963

Thống kê cây có tinh dầu

Thống kê Thống kê được

135 cây có tinh dầu

“Cơ sở sản xuất tinh dầu ở địa phương”

4 Nguyễn Văn

Đàn và Lê

Hồng, 1969

Thống kê cây có tinh dầu

Thống kê Thống kê được

97 cây có tinh dầu trong số các cây thuốc

5 Vũ Ngọc Lộ,

năm 1963

Điều tra thành phần của cây có chứa tinh dầu

Điều tra được hàm lượng của

50 cây có chứa tinh dầu

Báo cáo tại Hội nghị nghiên cứu khoa học của Trường đại học Y Dược

Xác định bằng

phương pháp sắc ký lớp mỏng

Xác định hàm lượng và sơ bộ xác định thành phần của 162 cây thuốc, thuộc

30 họ thực vật

Công trình tốt nghiệp dược sĩ đại học

Đi vào cụ thể từng loài cây có tinh dầu, ta thấy nhân dân ta đã đi vào khai

thác từ lâu một số cây chủ yếu do 2 nguồn cung cấp như: cây trồng trọt, cây mọc

hoang Cây trồng trọt gồm: dầu gium, bạc hà, hương nhu, long não, quế, sả, thông,

TG: TRẦN BÌNH Trang 29

bạch đàn, pơmu, hồi, chanh, cam, bưởi, gừng, hương bài Cây mọc hoang gồm:

tràm, chuối, thiên niên kiện, màng tang, sa nhân…

III SỰ TẠO THÀNH TINH DẦU TRONG CÂY, VAI TRÒ CỦA TINH DẦU

TRONG CÂY: [7]

Sự tạo thành và biến đổi tinh dầu trong cây cho đến nay chưa có một lý

thuyết nào chứng minh bằng thực nghiệm thật đầy đủ Vì vậy, việc đi đến một kết

luận thật chắc chắn còn gặp nhiều khó khăn, nên còn ở trong phạm vi những giả

thuyết

Theo Charabot và Hebert thì tinh dầu xuất hiện đầu tiên trong những tế bào

có clorophyl Những cây nào có sự tổng hợp clorophyl mạnh thì có nhiều tinh dầu

Theo những tác giả này, chất xuất hiện đầu tiên là một chất rượu Sau đó, rượu bị

khử nước để cho một chất tecpen, este hóa cho este, oxy hóa cho andehyt và xeton

Sự este hóa tiến hành mạnh ở những bộ phận chứa nhiều clorophyl Giả thuyết này

được chứng minh trên thực tế bằng các thành phần tinh dầu thay đổi tùy theo điều

kiện khí hậu, đất đai, quá trình phát triển của cây, vị trí tích tụ của tinh dầu ở những

bộ phận xảy ra sự đồng hóa clorophyl mạnh hoặc sự oxy hóa mạnh

Theo Guirs thì căn cứ vào tecpen là thành phần chủ yếu của một số lớn tinh

dầu, và tinh dầu là sản phẩm của sự chuyển hóa của những axit amin, kết quả của

sự đồng hóa anbumin Ví dụ khi kết hợp β-axit amin béo với L leuxin ta sẽ được

xymol hay nhân mentan và giải phóng chất amoniac Khi kết hợp L leuxin với

alanin (axit amino propionic) ta sẽ có axit xinamic Từ metan, xymol, axit xinamic

bằng hiện tượng đồng phân rất phổ biến trong các cây, ta có thể giải thích sự tạo

thành của nhiều chất thấy trong tinh dầu

NH2 CH3

L leuxin

TG: TRẦN BÌNH Trang 31

Theo Eiler và Simson thì tecpen là thành phần chính trong tinh dầu được cấu

tạo xuất phát từ những andehyt và xeton Ví dụ, axeton hợp với axit axetic cho

metyl andehyt crotonic Chất này sẽ trùng hợp để cho một sản phẩm trung gian

Sản phẩm này hydrogen hóa sẽ cho geraniol, mà geraniol là thành phần của nhiều

tinh dầu như hoa hồng, sả …

Về vai trò của tinh dầu trong cây cũng có nhiều giả thuyết:

- Căn cứ vào tinh dầu bị chuyển hóa một phần khi ra hoa, người ta cho

rằng tinh dầu đóng một vai trò trong sự đồng hóa, chứ không phải là một chất bả đơn thuần

- Theo Lutz tinh dầu đóng vai trò một chất kháng oxy (antioxydant) cần

thiết cho đời sống của tế bào

- Williams cho rằng tinh dầu đóng vai trò bảo vệ cây khỏi côn trùng ăn

hại, nhưng thuyết này không đứng vững vì không phải cây nào có tinh dầu thì không bị côn trùng gây hại

CH3 H CH3 H Axeton Andehyt axetic β-Metyl andehyt

IV TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA TINH DẦU: [7], [9]

Ở nhiệt độ thường, tinh dầu thường ở dạng lỏng, có mùi thơm và thường ít

khi có màu hoặc có màu vàng nhạt Tuy nhiên, cũng có một số tinh dầu có màu

sậm như tinh dầu ngãi cứu màu xanh lơ, tinh dầu thạch xương bồ màu đỏ sẫm, tinh

dầu quế màu vàng sẫm

Tinh dầu thường có tỷ trọng thấp hơn nước, tuy nhiên cũng có một số tinh

dầu nặng hơn nước như tinh dầu đinh hương, tinh dầu quế…

Tinh dầu rất ít tan trong nước, nhưng làm cho nước có mùi thơm Tinh dầu

tan trong cồn, ete, phần lớn dung môi hữu cơ và dầu béo Tinh dầu có nhiệt độ sôi

cao (150-200°C), rất dễ bay hơi và cất kéo được bằng hơi nước

Vì tinh dầu là một hỗn hợp cho nên không có nhiệt độ sôi nhất định, chỉ số

khúc xạ và chỉ số quay cực cũng không nhất định Tuy nhiên, các thông số này chỉ

thay đổi trong một phạm vi nhất định đối với tinh dầu của một loài nhất định

V THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TINH DẦU: [7]

Một số tinh dầu chỉ có một hoạt chất như tinh dầu hạt mơ, hạt đào, tinh dầu

hạt cải Nhưng phần lớn tinh dầu là những hỗn hợp của nhiều hoạt chất với tỷ lệ

thay đổi Thành phần quan trọng nhất (về phương diện mùi thơm) có khi chỉ ở một

tỷ lệ rất thấp

Thành phần trong tinh dầu bao gồm những hydrocacbua, rượu tự do hay dưới

dạng este, phenol, ete phenolic, andehyt, xeton, các axit dưới dạng este, hợp chất

chứa nitơ, hợp chất chứa sunfua, hợp chất chứa nhóm halogen…

Các hydrocacbua béo thường ít đại diện, phần nhiều là những cacbua thơm

hoặc nhóm cacbua tecpennic Trong các thành phần nói trên, thường este chiếm tỷ

lệ cao nhất rồi đến các rượu và andehyt

Sau đây là một số hợp chất chính thường gặp trong thành phần của tinh dầu:

- Hydrocacbua bao gồm: cacbua tecpenic (limonen, pinen, camphen,

caryophyllen, sylvestren) loại này chiếm nhiều nhất, cacbua no (heptan, parafin)

TG: TRẦN BÌNH Trang 33

- Rượu: rượu metylic, etylic, xinamic, xitronellol, geraniol, tecpineol,

santalol, xineol

- Andehyt: andehyt benzoic, xinamic, salyxilic, xitral, xitronellal

- Xeton: menton, campho, thuyon

- Axit (dưới dạng este): axit axetic, butyric, valerianic, benzoic,

xinamic, salyxilic, focmic

- Những hợp chất chứa sunfua, nitơ, halogen: các tinh dầu có sunfua

trong các cây thuộc họ chữ thập (Cruciferae) có một cấu trúc đặc biệt gọi là senevol tức là este của axit izosunfoxyanic

- Cumarin: becgapten, ombelliferon

VI CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH TINH DẦU: [8], [16]

Tùy thuộc vào các dạng tinh dầu có trong nguyên liệu ở các trạng thái tự do,

kết hợp hoặc kết hợp glicôzit và một số đặc điểm khác của tinh dầu như: vị trí tích

tụ của tinh dầu trong thực vật (ở hoa, lá, quả, lông tiết, vỏ thân, cành, rễ, vỏ quả,

hạt ) hoặc đặc tính lý hóa của tinh dầu (nhẹ hơn nước, nặng hơn nước) mà người ta

dùng các phương pháp khác nhau để tách chúng

Nhìn chung, các phương pháp dùng để tách tinh dầu cần phải đạt những yêu

cầu cơ bản như sau:

- Giữ cho tinh dầu sản phẩm có mùi vị thơm tự nhiên ban đầu của

nguyên liệu

- Qui trình kỹ thuật dùng để khai thác tách lấy tinh dầu phải phù hợp,

thuận tiện và nhanh chóng

- Phương pháp tách lấy tinh dầu phải tương đối triệt để, khai thác được

hết tinh dầu có trong nguyên liệu mà công lao đầu tư vào phải là ít nhất

Dựa vào những đặc điểm nêu trên, để khai thác tinh dầu từ động vật và thực

vật người ta dùng những phương pháp sau:

1 Phương pháp cơ học:

Đây là phương pháp tương đối đơn giản dùng để tách tinh dầu ở dạng tự do

bằng cách tác dụng lực cơ học lên nguyên liệu (thường là ép) Phương pháp này

dùng phổ biến đối với các loại quả như: cam, chanh, quít, bưởi Vì ở những loại

nguyên liệu này, tinh dầu thường phân bố ở lớp tế bào mỏng trong biểu bì phía bên

ngoài với một lượng tương đối lớn Khi ta tác dụng một lực lên vỏ quả thì các tế bào

có chứa tinh dầu sẽ bị vỡ và tinh dầu sẽ chảy ra rất dễ dàng

2 Phương pháp chưng cất:

Đây là một quá trình biến đổi từ thể lỏng, hoặc một hỗn hợp lỏng ra thể hơi ở

trong một thiết bị và sau đó hơi nước được ngưng tụ ở một thiết bị khác nhờ phương

pháp làm lạnh Phương pháp này dựa trên nguyên tắc: nhiệt độ sôi của một hỗn hợp

nước và tinh dầu thấp hơn nhiều so với nhiệt độ sôi của tinh dầu, do đó ta có thể

tách riêng tinh dầu ra khỏi nguyên liệu mà không cần đạt đến nhiệt độ sôi của nó

a Chưng cất với nước:

Nguyên liệu và nước được cho vào trong cùng một thiết bị, đem đun sôi,

nước bay hơi sẽ lôi cuốn theo hơi tinh dầu Đem làm lạnh để ngưng tụ lại, ta sẽ thu

được tinh dầu sau khi phân ly tách nước ra Bằng phương pháp này thiết bị chưng

tương đối đơn giản, rẻ tiền, phù hợp với điều kiện sản xuất nhỏ của các địa phương,

nhất là ở những nơi mới bắt đầu khai thác tinh dầu, bước đầu chưa có điều kiện đầu

tư vốn vào sản xuất Nhược điểm của phương pháp này là: tinh dầu sản phẩm chưa

có chất lượng cao; nguyên liệu dễ bị cháy, khét do nguyên liệu bị bết, dính vào

thành thiết bị, hoặc bị thiếu nước; khó điều chỉnh các thông số kỹ thuật và tốn

nhiều thời gian khi chưng; tốc độ chưng cất và thời gian chưng cất phụ thuộc rất

nhiều vào bộ phận lò đốt

b Chưng cất với hơi nước không có nồi hơi riêng:

Phương pháp này khác với phương pháp trên ở chỗ, nguyên liệu và nước tuy

cùng cho vào một thiết bị, nhưng có ngăn cách nhau bằng một lớp vĩ nồi để cho

nguyên liệu khỏi bị rơi lọt vào phần có nước Tùy loại nguyên liệu, khi cần thiết

TG: TRẦN BÌNH Trang 35

người ta có thể lót thêm một hay nhiều lớp bao tải lên mặt vỉ Nước ở đáy nồi được

đun sôi bốc hơi lên qua lớp vỉ rồi đi vào lớp nguyên liệu và qua đó kéo theo hơi

tinh dầu đi ra thiết bị làm lạnh Ưu điểm của phương pháp này là nguyên liệu bớt

khê khét vì không trực tiếp tiếp xúc với đáy nồi Tuy vậy, phẩm chất của tinh dầu ,

cũng như việc khống chế các điều kiện kỹ thuật, kể cả vận tốc chưng cất chưa được

cải thiện là bao Ngoài ra, thao tác làm việc của người lao động còn rất vất vả,

nặng nhọc Tuy vậy cũng đã có tiến bộ so với phương pháp chưng cất với nước trực

tiếp như phần trên

c Chưng cất bằng hơi nước có nồi hơi riêng:

Phương pháp này có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp trên ở chỗ: dùng

một nồi hơi có thể phục vụ được cho cả một cơ sở sản xuất có nhiều thiết bị, điều

kiện làm việc của công nhân nhẹ nhàng hơn, có khả năng cơ giới hóa hoặc tự động

hóa các khâu sản xuất Ngoài ra, còn khắc phục được tình trạng nguyên liệu bị khê

khét, làm cho màu sắc và phẩm chất của tinh dầu thu được tốt hơn và có thể rút

ngắn thời gian chưng cất bằng cách tăng hoặc giảm tốc độ chưng cất cho phù hợp

với từng loại nguyên liệu, chưng cất ở áp suất cao hoặc dùng hơi nước quá nhiệt

hay bão hòa để tăng nhiệt độ chưng cất

- Ưu điểm của phương pháp chưng cất:

• Qui trình kỹ thuật đơn giản

• Thiết bị gọn gàng, dễ chế tạo, có khả năng nâng cao hàm lượng của từng

cấu tử trong hỗn hợp hơi bay ra bằng chưng cất phân đoạn

• Không đòi hỏi vật liệu phụ nhiều như phương pháp trích ly hoặc hấp phụ

• Thời gian chưng cất tương đối nhanh (với các thiết bị chưng cất gián đoạn

cần 5-10 giờ, với các thiết bị liên tục chỉ cần 30 phút tới 1 giờ)

• Có thể tiến hành chưng cất đối với các cấu tử ở nhiệt độ sôi cao gần

100°C

- Nhược điểm của phương pháp chưng cất: