Sản xuất tinh dầu gừng ở qui mô pilot bằng phương pháp chưng cất hydrodistilation
Nghiên cứu do hai tác giả Đỗ Đình Nhật và Huỳnh Việt Thắng thuộc Khoa Công nghệ Hóa và Thực Phẩm, Đại học Nguyễn Tất Thành thực hiện.
Tinh dầu gừng là một loại tinh dầu được chiết xuất từ củ gừng. Nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, dược phẩm và công nghiệp. Tinh dầu gừng có màu vàng nhạt, mùi cay nồng, thường được trích li bằng phương pháp chưng cất trực tiếp dùng dung môi nước. Các thành phần chính có trong tinh dầu gừng như α-Pinene, Camphene, Eucalyptol (1,8-Cineol), Nerol, Neral (β-Citral), Zingiberene, α-Curcumene, α-Farnesene, β-Sesqui-phellandrene có chỉ số cao. Một số công dụng đặc trưng: được sử dụng khá phổ biến như một loại gia vị; được bổ sung vào các khẩu phần ăn để chữa bệnh buồn nôn; chống say tàu xe; chống oxi hóa và kháng viêm.
Có nhiều phương pháp để chiết xuất tinh dầu gừng, nhưng phương pháp chưng cất nước và hơi nước vẫn giữ được tính phổ biến vì chi phí thiết bị thấp, có thể dễ dàng áp dụng ở qui mô lớn.
Hình minh họa: tinh dầu gừng (Nguồn: internet)
Tại Việt Nam, giá của nguyên liệu gừng thay đổi với biên độ rất lớn theo từng thời điểm cụ thể, do đó làm cho giá trị của sản phẩm này không ổn định và làm cho đời sống của người nông dân gặp nhiều khó khăn. Việc nâng cao giá trị kinh tế của các nông sản này được quan tâm, và sản xuất tinh dầu từ sản phẩm nông nghiệp này là một lựa chọn rất hứa hẹn, có thể nâng cao giá trị của các nông sản này. Các nghiên cứu về các phương pháp chiết xuất cũng như tối ưu hóa các thông số công nghệ để thu hồi tinh dầu từ củ gừng đã được thực hiện từ lâu và rất nhiều. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu được thực hiện trong bình cầu, ở qui mô phòng thí nghiệm. Từ nghiên cứu ở qui mô phòng thí nghiệm đến việc áp dụng ở qui mô công nghiệp là một chặng đường dài. Sự khác biệt về qui mô sản xuất sẽ ảnh hưởng đáng kể đến năng suất và chất lượng của các loại tinh dầu. Những nghiên cứu ở qui mô pilot là cần thiết để có thể dễ dàng áp dụng sản xuất trong thực tế.
Mục đích của nghiên cứu này là tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất của quá trình chưng cất và đánh giá chất lượng tinh dầu chiết xuất, xây dựng được qui trình sản xuất cho tinh dầu gừng hiệu suất cao ở qui mô pilot (10 kg/mẽ). Cụ thể là xây dựng qui trình chiết xuất tinh dầu gừng (tối ưu các thông số về nguyên liệu, cách xử lí mẫu, tỉ lệ nguyên liệu/nước, các thông số vận hành về nhiệt độ, áp suất thời gian chưng cất), đánh giá chất lượng của các loại tinh dầu thu được (tính chất vật lí, GC-MS).
Kết quả của nghiên cứu cho thấy hiệu suất thu hồi tinh dầu cao nhất là 0,4% (tính theo vật liệu tươi), khi nguyên liệu được chưng cất sau khi lưu tr ở nhiệt độ phòng trong 4 ngày, được xử lí bằng ép đùn, thời gian chưng cất là 150 phút tính từ giọt đầu tiên, tỉ lệ nguyên liệu nước là 1:2 (kg/l), nhiệt độ chưng cất là 130oC. Các phân tích định lượng và định tính của các loại tinh dầu được thực hiện bởi kĩ thuật GC-MS và phân tích cảm quan. Kết quả của nghiên cứu đã tạo ra tinh dầu gừng với hàm lượng các chất chính cao hơn so với một số công bố trước đó như α-Pinene (4.2-2.03%), Camphene (11.7-5.01%), 1,8-Cineol (15.6-5.67%), Zingiberene (11-10.62%), Geraniol (6.4-6%), β-Bisabolene (4.1-2.94%), β-Sesquiphellandrene (6.8-5.37%). Kết quả của nghiên cứu là tiền đề để có thể áp dụng sản xuất tinh dầu gừng ở qui mô lớn hơn.
ctngoc
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Nguyễn Tất Thành, Số 5/2019