Xây dựng quy trình khai thác và thu hồi tinh dầu thảo quả

Mục đích của nghiên cứu này là xây dựng quy trình khai thác và thu hồi tinh dầu thảo quả, từ đó góp phần tạo cơ sở khoa học cho việc chế biến quả thảo quả ở nước ta. Đã xác định được hàm lượng tinh dầu trong quả thảo quả là 2,2%. Giải bài toán tối ưu hóa theo thuật toán hàm mong đợi đã thiết lập được mô hình thí nghiệm khai thác và thu hồi tinh dầu quả thảo quả, gồm có 15 thí nghiệm. Mời các bạn tham khảo!

XÂY DỰNG QUY TRÌNH KHAI THÁC VÀ THU HỒI TINH

DẦU THẢO QUẢ

Nguyễn Văn Lợi1*, Nguyễn Thị Thu Hiền1, Phạm Thị Bình2

TÓM TẮT

Quả thảo quả được sử dụng làm thuốc đông y và làm gia vị thực phẩm Thành phần của quả thảo quả gồm

có carbonhydrate, chất xơ, protein, vitamin C, niacin, pyridoxine, riboflavin, thiamin, sắt, canxi, magie, mangan, kẽm và 1,5- 5,0  tinh dầu Mục đích của nghiên cứu này là xây dựng quy trình khai thác và thu hồi tinh dầu thảo quả, từ đó góp phần tạo cơ sở khoa học cho việc chế biến quả thảo quả ở nước ta Đã xác định được hàm lượng tinh dầu trong quả thảo quả là 2,2  Giải bài toán tối ưu hóa theo thuật toán hàm mong đợi đã thiết lập được mô hình thí nghiệm khai thác và thu hồi tinh dầu quả thảo quả, gồm có 15 thí nghiệm, trong đó có 3 thí nghiệm tại tâm, với phương trình hồi quy là: Y= 68,15 - 5,26A + 3,13B + 1,82C - 2,55AB + 3,89A2

- 0,84B2

- 0,36C2

Từ đó xây dựng được quy trình khai thác và thu hồi tinh dầu quả thảo quả bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, với các thông số công nghệ tối ưu là kích thước nguyên liệu 0,50 mm, tỷ lệ nước/nguyên liệu 5/1(ml/g) và thời gian chưng cất 135 phút, khi đó hiệu suất đạt 81,41 

Từ khóa: Hiệu suất, quả thảo quả, quy trình, tinh dầu thảo quả, tối ưu hóa

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 7

tsaoko Crevost et Lem là một loài thực vật có hoa

thuộc họ gừng Zingiberaceae (Đỗ Tất Lợi, 2014)

Thảo quả được trồng và mọc hoang ở những vùng

khí hậu mát miền Bắc nước ta, như: Hà Giang, Lào

Cai, Yên Bái, Lai Châu, Điện Biên, Cao Bằng, Lạng

Sơn (Đỗ Tất Lợi, 2014; Kiều Quốc Lập et al., 2012)

Ở tỉnh Hà Giang, đến cuối năm 2019 đã có gần 9.200

ha cây thảo quả được trồng ở hầu hết các huyện Quả

thảo quả được sử dụng làm thuốc đông y và làm gia

vị thực phẩm Quả thảo quả có mùi thơm, vị cay ngọt,

được coi là nữ hoàng của các loại gia vị, thảo quả

được dùng trong ẩm thực là quả chín được phơi sấy

khô Trong gia vị thực phẩm, thảo quả được dùng để

nấu phở, tăng mùi vị cho bánh kẹo Thành phần của

quả thảo quả gồm có carbonhydrate, chất xơ,

protein, vitamin C, niacin, pyridoxine, riboflavin,

thiamin, sắt, canxi, magie, mangan, kẽm và 1,5- 5 

tinh dầu (Teresita S Martin et al., 2000) Bên cạnh

đó thảo quả còn có tinh bột và các hợp chất alcaloid

Thảo quả có tính ôn hòa, có tác dụng trừ hàn, trừ

đờm, ấm bụng, tiêu tích, giúp ăn ngon miệng và giải

độc Trong dân gian thảo quả dùng để kích thích

tiêu hóa, chữa nôn mửa, bụng trướng đau, ho, sốt,

tiêu chảy, chữa đau bụng, đau ngực, ho có đờm, chữa

1

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

2

Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang

Email: loichebien@yahoo.com

hôi miệng, đờm đặc gây khó thở, thảo quả thường được dùng làm thuốc kích thích tiêu hóa (Đỗ Tất Lợi, 2014) Mặc dù chứa hàm lượng tinh dầu lớn, tinh dầu

có màu vàng và mùi thơm đặc trưng, nhưng đến nay

ở Việt Nam có rất ít các công trình nghiên cứu về tinh dầu thảo quả Trong khi đó nhu cầu về mặt hàng này ngày càng cao cho các ngành công nghiệp mỹ phẩm và thực phẩm Vì vậy, nghiên cứu này đã xây dựng được quy trình khai thác và thu hồi tinh dầu thảo quả, góp phần tạo ra cơ sở khoa học cho việc chế biến quả thảo quả ở nước ta

2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên vật liệu

Nguyên liệu sử dụng là quả thảo quả tươi thu mua tại xã Nấm Dẩn, huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang

ở thời điểm 180 - 190 ngày (kể từ khi đậu quả) Ở thời điểm này quả chín, vỏ quả có màu đỏ, hạt có màu đen và mùi thơm đặc trưng

2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp xác định hàm lượng tinh dầu của quả thảo quả

Cân 100 g quả thảo quả đã được nghiền nhỏ và đong 500 ml nước cất, cho vào bình cầu 1000 ml rồi đem chưng cất tinh dầu theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước bằng bộ xác định hàm lượng tinh dầu nhẹ clevenger (d<1) cùng với sinh hàn hồi lưu, đến khi hàm lượng tinh dầu thu được là không đổi (Qi Cui et al., 2017)

2.2.2 Phương pháp xác định hiệu suất thu hồi

tinh dầu thảo quả

Hiệu suất thu hồi tinh dầu thảo quả trong quá

trình khảo sát được tính theo công thức (Qi Cui et

al., 2017) như sau:

2.2.3 Phương pháp khai thác và thu hồi tinh dầu

thảo quả

Để khai thác và thu hồi tinh dầu thảo quả, sử

dụng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước để

thực hiện các thí nghiệm Quả thảo quả trước khi đưa

vào thí nghiệm được loại bỏ các tạp chất bám dính

trên bề mặt, rửa sạch, cắt thái lát mỏng, sau đó cắt

thái nhỏ, cho vào bình chưng cất, đổ ngập nước rồi

gia nhiệt đến sôi đều và mạnh Chiết tinh dầu ra,

dùng muối natrisunfat khan để loại nước còn lẫn

trong tinh dầu thì thu được tinh dầu tinh khiết Khảo

sát 3 yếu tố liên quan đến điều kiện của quá trình

khai thác và thu hồi tinh dầu thảo quả là kích thước

nguyên liệu, tỷ lệ nước/nguyên liệu và thời gian chưng cất Các yếu tố thí nghiệm được khảo sát độc lập Trong đó mỗi một yếu tố sẽ được khảo sát lần lượt tại các mức khác nhau, các yếu tố khác sẽ được

cố định tại một giá trị được lựa chọn (Nguyễn Văn Lợi et al., 2017)

2.2.4 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm khai thác và thu hồi tinh dầu thảo quả

Bố trí thí nghiệm được thực hiện theo quy hoạch bậc hai Box-Behnken, với k = 3 có 15 thí nghiệm, trong đó có 3 thí nghiệm tại tâm (Derringer G et al., 1980) Quy hoạch thực nghiệm theo các bước sau:

- Xác định các yếu tố ảnh hưởng bao gồm: Kích thước của nguyên liệu (A), tỷ lệ nước/nguyên liệu (B), thời gian chưng cất (C) và khoảng biến thiên của chúng

- Xây dựng ma trận thực nghiệm và tiến hành thí nghiệm theo ma trận đó Ma trận thực nghiệm được thể hiện ở bảng 1

Bảng 1 Ma trận thực nghiệm chưng cất tinh dầu thảo quả

TT

TT

- Thiết lập hàm mục tiêu Yi = fi(X1, X2, , Xk),

chuyển hàm mục tiêu thành hàm di = Ti(Yi)

- Tính toán hệ số hồi quy, kiểm định sự có nghĩa

của hệ số hồi quy và sự tương thích của mô hình

- Tối ưu hóa hàm mục tiêu

Phương trình hồi quy mô tả mối tương quan giữa

3 yếu tố: Kích thước của nguyên liệu (A), tỷ lệ

nước/nguyên liệu (B), thời gian chưng cất (C)

Y = α0 + α1A+ α2B + α3C + α12AB + α13AC+ α23BC+

α11A2 + α22B2 + α33C2

Trong đó, Y là hàm mục tiêu (hiệu suất thu hồi

tinh dầu thảo quả,  ), A, B, C là các mức của biến

độc lập đại diện cho ảnh hưởng của các yếu tố thí

nghiệm, như: Kích thước của nguyên liệu (A), tỷ lệ

nước/nguyên liệu (B), thời gian chưng cất (C) lên hàm mục tiêu, αo là hằng số và các αij là hệ số của phương trình hồi quy

Số liệu được xử lý bằng phần mềm tối ưu hóa Design-Expert phiên bản 7.1 để phân tích các hệ số hồi quy, bề mặt đáp ứng và tối ưu hóa với thuật toán hàm mong đợi (Design-Expert, 2007)

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu xác định hàm lượng tinh dầu và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khai thác, thu hồi tinh dầu

3.1.1 Xác định hàm lượng tinh dầu của quả thảo quả

Để xác định hàm lượng tinh dầu có trong quả

thảo quả, tiến hành thực hiện theo phương pháp

chưng cất lôi cuốn hơi nước đến thể tích tinh dầu thu

được trong thiết bị chưng cất là không đổi Cân 100 g

quả thảo quả đã được nghiền nhỏ và đong 500 ml

nước cất, cho vào bình cầu 1000 ml rồi đem chưng

cất tinh dầu đến khi hàm lượng tinh dầu thu được là

không đổi Kết quả được thể hiện ở bảng 2

Bảng 2 Hàm lượng tinh dầu trong quả thảo quả

cất (phút)

Hàm lượng tinh dầu ( )

Kết quả nghiên cứu ở bảng 2 cho thấy, trong

khoảng thời gian chưng cất từ 60 đến 120 phút hàm

lượng tinh dầu quả thảo quả thu được tăng cao nhất

Sở dĩ có hiện tượng này là ở thời điểm đó hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu còn nhiều, nên dễ dàng tách ra khỏi nguyên liệu Nhưng đến thời điểm từ

180 đến 480 phút thì hàm lượng tinh dầu quả thảo quả thu được tăng rất chậm và đến thời điểm 540 phút, thì không thay đổi Như vậy đến thời điểm 480 phút, hàm lượng tinh dầu thu được không đổi là 2,2  3.1.2 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi tinh dầu

Hiệu suất thu hồi tinh dầu là một yếu tố quan trọng trong quá trình chưng cất Để xác định kích thước của nguyên liệu ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi tinh dầu, tiến hành chưng cất quả thảo quả ở các kích thước 0,1 mm, 0,5 mm, 1,0 mm, 1,5 mm, 2,0

mm, 2,5 mm, 3,0 mm, 3,5 mm với tỷ lệ nước/nguyên liệu là 4/1 (ml/g), thời gian chưng cất là 180 phút và

tỷ lệ khối lượng nguyên liệu/thể tích thiết bị là 0,1 (kg/l) Cứ 30 phút lại đo thể tích tinh dầu thu được một lần và kết quả thu được thể hiện ở hình 1

Hình 1 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi tinh dầu Dựa vào hình 1 cho thấy hiệu suất thu hồi tinh

dầu đạt cao nhất ở kích thước 0,5 mm, hiệu suất đạt

81,67 , kích thước nguyên liệu 1,0 mm thì hiệu suất

thu hồi tinh dầu quả thảo quả là 70,43 , khi kích

thước nguyên liệu tăng lên 1,5 mm thì hiệu suất thu

hồi tinh dầu thảo quả là 68,15  và khi kích thước

nguyên liệu càng tăng thì hiệu suất thu hồi tinh dầu

càng giảm, cụ thể là với kích thước 2,0 mm thì hiệu

suất thu hồi tinh dầu là 63,65 ; kích thước 2,5 mm

hiệu suất thu hồi tinh dầu 61,12 ; kích thước 3,0 mm,

hiệu suất thu hồi tinh dầu 57,09  và kích thước 3,5

mm, hiệu suất thu hồi tinh dầu là 54,12  Thử

nghiệm chưng cất với kích thước nguyên liệu 0,1 mm

thì hiệu suất thu được 81,74  Nhưng nếu cắt thái

nhỏ như vậy sẽ dẫn tới làm tăng chi phí, tốn thời gian

và hiệu suất thu được tăng không đáng kể so với kích thước 0,5 mm Ngoài ra trong nghiên cứu này cũng tiến hành xay nhuyễn nguyên liệu, nhưng khi xay hiệu suất thu được thấp hơn so với cắt thái ở kích thước 0,5 mm, cụ thể khi xay nhuyễn hiệu suất đạt 81,08  (vì khi xay nhuyễn nguyên liệu bết và dính làm cản trở sự thoát tinh dầu) Vì vậy để đảm bảo hiệu suất thu hồi tinh dầu và tiết kiệm chi phí, chọn khoảng kích thước của nguyên liệu từ 0,5 - 1,5 mm

để chưng cất tinh dầu quả thảo quả

3.1.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ nước/nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi tinh dầu

Để xác định ảnh hưởng của tỷ lệ nước/nguyên

liệu đến hiệu suất thu hồi tinh dầu, trong nghiên cứu

này tiến hành chưng cất tinh dầu quả thảo quả với

các tỷ lệ nước/nguyên liệu là 1/1, 2/1, 3/1, 4/1, 5/1,

6/1 và 7/1 (ml/g) Thời gian chưng cất là 180 phút

và kích thước của nguyên liệu là 0,5 mm Kết quả thu được trình bày trên hình 2

Hình 2 Ảnh hưởng của tỷ lệ nước/nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi tinh dầu Qua hình 2 cho thấy tỷ lệ nước/nguyên liệu

cũng ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất thu hồi tinh

dầu Kết quả nghiên cứu cho thấy với tỷ lệ

nước/nguyên liệu là 1/1 (ml/g) thì hiệu suất thu hồi

tinh dầu quả thảo quả đạt rất thấp và thậm chí còn

gây cháy nguyên liệu trong thiết bị chưng cất, với tỷ

lệ này thì hiệu suất thu hồi tinh dầu chỉ đạt 50,07 ,

khi tăng tỷ lệ nước/nguyên liệu là 2/1 (ml/g) thì

hiệu suất thu hồi tinh dầu là 60,14  Với tỷ lệ

nước/nguyên liệu là 3/1 (ml/g), hiệu suất thu hồi

tinh dầu là 69,74  và tỷ lệ nước trên nguyên liệu là

4/1 và 5/1 (ml/g) thì hiệu suất thu hồi tinh dầu

tương ứng là 77,17  và 81,68  Nhưng khi tăng tỷ lệ

nước/nguyên liệu là 6/1 và 7/1 (ml/g) thì hiệu suất

thu hồi tinh dầu quả thảo quả vẫn không tăng và gây

sôi trào cặn bã vào clevenger Để hạn chế hiện tượng sôi trào, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thời gian chưng cất, chọn khoảng tỷ lệ nước/nguyên liệu từ 3/1- 5/1 (ml/g) để chưng cất tinh dầu quả thảo quả

3.1.4 Ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hiệu suất thu hồi tinh dầu

Thời gian chưng cất cũng ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất thu hồi tinh dầu Để xác định ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hiệu suất thu hồi tinh dầu, tiến hành khảo sát ở khoảng thời gian chưng cất

60 phút, 120 phút, 180 phút, 240 phút, 300 phút và

360 phút với kích thước của nguyên liệu là 0,5 mm, tỷ

lệ nước/nguyên liệu là 4/1 (ml/g) Kết quả được biểu thị trên hình 3

Hình 3 Ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hiệu suất thu hồi tinh dầu Kết quả nghiên cứu ở hình 3 cho thấy sau 60

phút chưng cất hiệu suất thu hồi tinh dầu đạt 78,06 ;

đến 120 phút hiệu suất thu hồi tinh dầu đạt 81,71 ;

nhưng đến 180 phút thì hiệu suất thu hồi tinh dầu

tăng không đáng kể, đến 240 phút, 300 phút và 360

phút thì hiệu suất thu hồi không đổi Nếu tiếp tục chưng cất thì sẽ dẫn đến tốn nhiên liệu, tốn thời gian

và các cấu tử tạo mùi đặc trưng trong tinh dầu bị phân hủy bởi nhiệt độ cao và thời gian dài, mà hiệu suất thu hồi tinh dầu cũng không thay đổi Do đó để

tiết kiệm chi phí và hạn chế sự phân hủy các cấu tử

tạo mùi thơm đặc trưng trong tinh dầu, chọn khoảng

thời gian chưng cất từ 60- 180 phút để thực hiện các

nghiên cứu tiếp theo

3.2 Tối ưu hóa quá trình khai thác và thu hồi

tinh dầu quả thảo quả

3.2.1 Thiết lập mô hình thí nghiệm Qua khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi tinh dầu, tiến hành xây dựng điều kiện thí nghiệm với hàm mục tiêu là hiệu suất thu hồi tinh dầu, kết quả được thể hiện ở bảng 3

Bảng 3 Điều kiện thí nghiệm lựa chọn tối ưu quá trình khai thác và thu hồi tinh dầu quả thảo quả

Các mức

Khoảng biến thiên

Bảng 4 Mô hình thí nghiệm khai thác và thu hồi tinh dầu quả thảo quả

TT

Y( )

Kết quả thực nghiệm khai thác và tinh dầu quả

thảo quả theo quy hoạch bậc 2 Box-Behnken, được

thể hiện ở bảng 4

Bảng 5 Các hệ số của phương trình hồi quy

Kích thước của nguyên

liệu (A),

Tỷ lệ nước/nguyên liệu

(B),

Kiểm tra sự có nghĩa của mô hình và các hệ số

được tiến hành bằng phân tích hồi quy Chuẩn F của

mô hình được xác định là 1091,12 (Y), cho thấy mô

hình hoàn toàn có ý nghĩa với độ tin cậy 99,87 

(p<0,0001) Các giá trị p<0,05 cho biết các hệ số hồi

quy có nghĩa Hệ số hồi quy được mô tả ở bảng 5

Trong mô hình này các hệ số hồi quy A, B, C,

AB, A2, B2, C2 có nghĩa Hệ số tương quan bội R2 của

mô hình là 0,9985, cho thấy mô hình mô tả đến 99,85  Sự thay đổi của hàm mục tiêu phụ thuộc vào các biến ảnh hưởng Vậy hiệu suất thu hồi tinh dầu quả thảo quả được thể hiện như sau: Y= 68,15 - 5,26A + 3,13B + 1,82C - 2,55AB + 3,89A2 - 0,84B2 - 0,36C2 Bảng 6 Kết quả phân tích hồi quy hiệu suất thu hồi

tinh dầu quả thảo quả

gốc

Phương sai Chuẩn F Giá trị p

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi tinh dầu quả thảo quả được thể hiện như sau:

Hình 4 Ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu suất thu

hồi tinh dầu Trong hình 4 cho thấy kích thước nguyên liệu

(A) ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu suất thu hồi tinh

dầu, với kích thước 0,5 mm thì hiệu suất đạt 81,41 ,

sau đó đến tỷ lệ nước/nguyên liệu (B) nhưng ở mức

độ thấp hơn Thời gian chưng cất (C) thì ảnh hưởng

ít đến hiệu suất thu hồi tinh dầu quả thảo quả 3.2.2 Thiết lập hàm mong đợi

Tiến hành giải bài toán tối ưu hóa theo thuật toán hàm mong đợi được đưa ra bởi Derringer G et

al., (1980) Kết quả tối ưu hóa bằng phần mềm Design-Expert 7.1 ở hình 5

Kích thước nguyên liệu 0,5 mm, tỷ lệ nước/nguyên liệu 5/1 (ml/g), thời gian chưng cất

135 phút; khi đó hiệu suất đạt 81,41  Với điều kiện tối ưu này thì mục tiêu về hiệu suất đạt yêu cầu theo mong muốn

Hình 5 Mức độ đáp ứng sự mong đợi quá trình khai thác và thu hồi tinh dầu quả thảo quả

3.3 Quy trình khai thác và thu hồi tinh dầu thảo

quả

3.3.1 Sơ đồ quy trình khai thác và thu hồi tinh

dầu thảo quả

Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm đưa ra sơ đồ quy trình khai thác và thu hồi tinh dầu quả thảo quả được thực hiện qua các bước ở hình 6

Hình 6 Sơ đồ quy trình khai thác và thu hồi tinh dầu quả thảo quả

3.3.2 Thuyết minh quy trình khai thác và thu hồi

tinh dầu quả thảo quả

quả thảo quả tươi thu mua tại xã Nấm Dẩn, huyện

Xín Mần, tỉnh Hà Giang ở thời điểm 180 - 190 ngày

(kể từ khi đậu quả) Ở thời điểm này quả chín, vỏ quả

có màu đỏ, hạt có màu đen và mùi thơm đặc trưng

Sơ chế, làm sạch và loại tạp chất: Sau khi lựa

chọn được quả thảo quả đạt tiêu chuẩn, quả thảo quả

được loại bỏ các tạp chất, loại bỏ các phần không sử

dụng được và tách quả ra khỏi buồng Đưa quả thảo

quả vào rổ và để ráo nước, sau đó cắt thái theo yêu

cầu

với kích thước 0,5 mm, tỷ lệ nước/nguyên liệu 5/1

(ml/g), thời gian chưng cất 135 phút Cho nguyên

liệu vào bình cầu và rót nước vào theo tỷ lệ

nước/nguyên liệu là 5/1 (ml/g), lắp ống sinh hàn hồi

lưu, bật công tắc điện và mở van cấp nước qua ống

sinh hàn để làm mát Trong quá trình chưng cất tinh

dầu, thường xuất hiện một lượng bọt lớn, khi sôi

thường kéo theo các cặn bã trào vào clevenger, làm

ảnh hưởng đến quá trình chưng cất Do vậy trong

quá trình chưng cất cần hạn chế hiện tượng sôi trào

cặn bã vào clevenger Lưu ý để hạn chế hiện tượng

sôi trào bọt và cặn bã vào clevenger thì khi sôi và bọt

nhiều phải điều chỉnh để giảm tốc độ sôi Hàm lượng

nước và nguyên liệu đưa vào bình cầu chỉ chiếm

khoảng 70  thể tích của bình

hàm lượng nhất định và không đổi thì tiến hành xả

nước để thu lấy tinh dầu Tinh dầu thu được là tinh

dầu thô vẫn còn lẫn với nước, sau đó dùng natrisunfat

khan để tách nước còn lại trong tinh dầu thì thu được

tinh dầu tinh khiết

được tinh dầu tinh khiết, trong tinh dầu có chứa rất

nhiều các cấu tử dễ bay hơi, đặc biệt là khi gặp môi

trường có nhiệt độ cao, áp suất lớn thì các cấu tử

này rất dễ bị biến chất và làm ảnh hưởng đến chất

lượng của tinh dầu Vì vậy để hạn chế được hiện

tượng biến đổi chất lượng, tinh dầu cần được chứa

đựng trong bao bì thủy tinh sẫm màu, có nút kín và

bảo quản đông lạnh Trong quá trình bảo quản phải

thường xuyên kiểm tra, duy trì điều kiện bảo quản ổn định trong môi trường đông lạnh

4 KẾT LUẬN Kết quả nghiên cứu đã xác định được hàm lượng tinh dầu trong quả thảo quả là 2,2  Sử dụng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, xác định được kích thước nguyên liệu, tỷ lệ nước/nguyên liệu và thời gian chưng cất là các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất khai thác và thu hồi tinh dầu quả thảo quả Xây dựng được quy trình khai thác và thu hồi tinh dầu quả thảo quả với các thông số công nghệ tối ưu là kích thước nguyên liệu 0,5 mm, tỷ lệ nước/nguyên liệu 5/1 (ml/g) và thời gian chưng cất 135 phút, khi đó hiệu suất đạt 81,41 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Đỗ Tất Lợi (2014) Những cây thuốc và vị

2 Kiều Quốc Lập, Đỗ Thị Vân Hương (2012) Ứng dụng GIS trong đánh giá mức độ thích nghi sinh thái của cây thảo quả với các điều kiện sinh khí hậu tỉnh Lào Cai Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên, 93(5), 29-33

3 Teresita S Martin, Hiroe Kikuzaki, Masashi Hisamoto, Nobuji Nakatani (2000) Constituents of Amomum tsaoko and their radical scavenging and

4 Qi Cui, Li Tao Wang, Ju Zhao Liu, Hui Mei Wang, Na Guo, Cheng Bo Gu, Yu Jie Fu (2017) Rapid extraction of Amomum tsao-kho essential oil and determination of its chemical composition,

Chromatography B 1061-1062, 364-371

5 Nguyễn Văn Lợi, Bùi Thanh Bình, Bùi Xuân Đông (2017) Tối ưu hóa quá trình tách dầu mắc ca bằng phương pháp thủy phân enzym Tạp chí Hóa học, 55(4E23), 250-255

Simultaneous optimization of several responses variables Journal of Quality Technology, 12, 214-219

7 Design-Expert version 7.1 (2007) Software for desig of experiments, Stat-Ease, Inc, Minneapolis, USA

ESTABLISHING THE PROCESS FOR EXPLOITATION AND COLLECTIONBLACK

Nguyen Van Loi1*, Nguyen Thi Thu Hien1, Pham Thi Binh2

Summary

Black cardamom is used as an oriental medicine and as a food spice The composition of black cardamom includes carbohydrates, fiber, protein, vitamin C, niacin, pyridoxine, riboflavin, thiamin, iron, calcium, magnesium, manganese, zinc and 1.5 - 5.0  of essential oil This study is to develop a process of extraction and recovery of black cardamom oil, thereby contributing to creating a scientific basis for the processing of black cardamom in Vietnam It has been determined that the content of essential oil in black cardamom is 2.2  Next, solving the optimization problem according to the expected function algorithm has established the experimental model of extraction and recovery of black cardamom essential oil This model consists of

15 experiments, including 3 experiments at the center, with the regression equation: Y = 68.15 - 5.26A + 3.13B + 1.82C - 2.55AB + 3.89A2 - 0.84B2 - 0.36C2 From there, the process of exploiting and recovering black cardamom essential oil by steam distillation method was built with technological parameters: the material size is 0.50 mm, water/material ratio is 5/1 (ml/g) and the distillation time is 135 minutes, at which efficiency reached 81.41 

Keywords: Performance, black cardamom, process, black cardamom essential oil, optimization

Người phản biện: PGS.TS Đỗ Văn Chương

Ngày nhận bài: 3/7/2020

Ngày thông qua phản biện: 4/8/2020

Ngày duyệt đăng: 11/8/2020