Nghiên cứu quy trình tách chiết tinh dầu gừng ta hà giang và phát triển sản phẩm dầu xoa bóp

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ĐỨC THÀNH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT TINH DẦU GỪNG TA HÀ GIANG VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM DẦU XOA BÓP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo: Đại học (Chính quy) Ngành/chuyên ngành: Công nghệ sinh học Lớp: K50-CNSH Khoa: Công nghệ sinh học cơng nghệ thực phẩm Khóa học: 2018-2022 Thái Nguyên - năm 2023 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ĐỨC THÀNH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT TINH DẦU GỪNG TA HÀ GIANG VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM DẦU XOA BÓP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo: Đại học (Chính quy) Ngành/chun ngành: Cơng nghệ sinh học Lớp: K50-CNSH Khoa: Công nghệ sinh học công nghệ thực phẩm Khóa học: 2018-2022 Họ tên người hướng dẫn: GV.TS Phạm Bằng Phương Thái Nguyên - năm 2023 i LỜI CẢM ƠN Trước hết, em chân thành cảm ơn thầy cô khoa Công nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học Em chân thành cảm ơn thầy giáo – TS Phạm Bằng Phương, người không ngần ngại dẫn em, định hướng cho em, để em hoàn thành tốt nhiệm vụ Em xin cảm ơn thầy cô khoa Công nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm tận tình dạy dỗ, truyền đạt chia sẻ kiến thức cho em suốt khóa học Con cảm ơn Sơ động viên tạo điều kiện tốt để an tâm học tập hồn thành khóa luận Tuy nhiên kiến thức chun mơn cịn hạn chế thân cịn thiếu nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận góp ý, bảo thêm quý thầy để báo cáo hồn thiện Một lần xin gửi đến thầy cô, bạn bè anh chị em khoa Công nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm lời cảm ơn chân thành nhất! Thái Nguyên, ngày … tháng … Năm 2023 Sinh viên Nguyễn Đức Thành ii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Hóa chất sử dụng 14 Bảng 3.2 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 14 Bảng 4.2: Kết thu hồi tinh dầu thời gian nghiền khác .27 Bảng 4.3: Kết thu hồi tinh dầu tỉ lệ nước/nguyên liệu khác 28 Bảng 4.4: Kết thu hồi tinh dầu nồng độ NaCl khác 29 Bảng 4.5: Kết thu hồi tinh dầu thời gian chưng cất khác 31 Bảng 4.6: Thành phần hợp chất tinh dầu gừng ta .35 iii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Thiết bị chưng cất nước Hình 3.1: Thiết bị chưng cất tinh dầu .17 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình dự kiến tách chiết tinh dầu gừng ta Hà Giang .18 Hình 4.1: Ảnh hưởng thời điểm chế biến (tính từ thời điểm củ đem vào bảo quản sau thu hoạch) đến thể tinh tinh dầu thu hồi 26 Hình 4.2: Ảnh hưởng thời gian nghiền nguyên liệu đến thể tích tinh dầu thu hồi 27 Hình 4.3: Ảnh hưởng tỉ lệ nước/nguyên liệu (v/w) đến thể tích tinh dầu thu hồi 29 Hình 4.4: Ảnh hưởng nồng độ muối NaCl đến thể tích tinh dầu thu hồi 30 Hình 4.5: Ảnh hưởng thời gian ngâm, ủ nguyên liệu đến thể tích tinh dầu thu hồi 31 Hình 4.6: Sơ đồ quy trình tách chiết tinh dầu gừng ta Hà Giang .33 Hình 4.7: dầu xoa bóp gừng ta Hà Giang 38 iv DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ, thuật ngữ viết tắt GC-MS NSAID v w Nghĩa đầy đủ từ, thuật ngữ (cả tiếng Anh tiếng Việt) Gas Chromatography/Mass Spectroscopy (Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ) Non-steroidal antiinflamatory drug (Thuốc chống viêm khơng steroidal) Volume (thể tích) Weight (khối lượng) v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG ii DANH MỤC HÌNH iii MỤC LỤC v Phần MỞ ĐẦU .1 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài .2 1.2.1 Mục tiêu tổng quát 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài .3 Phần TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở khoa học đề tài 2.1.1 Tổng quan Gừng ta .4 2.1.2 Tổng quan tinh dầu .5 2.2 Tởng quan tình hình nước giới .11 2.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 11 2.2.2 Tình hình nghiên cứu giới 12 Phần ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 3.1 Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 14 3.1.1 Đối tượng, vật liệu nghiên cứu 14 3.1.2 Hóa chất sử dụng .14 3.1.3 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 14 3.2 Phạm vi, địa điểm thời gian nghiên cứu 15 3.2.1 Phạm vi nghiên cứu 15 vi 3.2.2 Địa điểm nghiên cứu 15 3.2.3 Thời gian nghiên cứu 15 3.3 Nội dung nghiên cứu 15 3.4 Phương pháp nghiên cứu 16 3.4.1 Phương pháp tách chiết tinh dầu .16 3.4.2 Đề xuất quy trình sản xuất, chế biến tinh dầu gừng ta Hà Giang dự kiến .17 3.4.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 19 3.4.5 Phương pháp xử lý số liệu .23 Phần KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 4.1 Kết nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế biến tinh dầu gừng ta .25 4.1.1 Kết nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện quy trình sản xuất chế biến tinh dầu gừng ta: 25 4.1.2 Xây dựng quy trình sản xuất chế biến tinh dầu quy mô nhỏ 32 4.1.3 Xác định thành phần hóa học tinh dầu phương pháp GC-MS 35 4.2 Phát triển sản phẩm từ tinh dầu gừng ta Hà Giang 38 4.2.1 Phát triển sản phẩm dầu xoa bóp từ tinh dầu gừng ta Hà Giang 38 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40 5.1 Kết luận 40 5.2 Kiến nghị 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 Tiếng Việt 42 Tiếng Anh 43 PHỤ LỤC Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Khí hậu cận nhiệt đới ẩm địa hình núi non hiểm trở Hà Giang phù hợp cho loại ăn quả, dược liệu phát triển Những năm gần đây, loại dược liệu nhà nước quan tâm phát triển, tăng diện tích, sản lượng giá trị Gừng ta biết đến gia vị, bên cạnh đó gừng hay gọi Khương, vị thuốc quý sử dụng rộng rãi dân gian từ xưa Cây Gừng ta dễ trồng, bắt gặp mọc hoang ở khắp nơi rừng, nơi đất ẩm ướt, bìa rừng hay dọc theo ven suối nơi đất núi rậm rạp có cơng dụng phịng chữa bệnh thường gặp chống viêm, chống oxy hóa, nhiệt, giảm đau có tính kháng khuẩn Tinh dầu Gừng ta có hợp chất bay chất tan tạo mùi hương đặc trưng vị cay của, coi chất kháng sinh tự nhiên, ức chế nhiều loại vi khuẩn giúp điều trị số trường hợp ho, viêm họng, cảm cúm, Hiện thị trường, có vài sản phẩm viên ngậm, trà gừng chế biến từ gừng ta, nhiên, số sản phẩm chưa nhiều chưa người sử dụng nhiều thành phần phụ Dù có lợi cho sức khỏe người giúp phát triển kinh tế; sản lượng gừng ta thấp, trồng với quy mô tự phát, hộ gia đình nhỏ lẻ, thu hái từ tự nhiên Bên cạnh đó sản phẩm thị trường chưa có tính đa dạng Các quy trình sản xuất tinh dầu chưa tối ưu hóa Từ vấn đề trên, đề xuất thực đề tài: “Nghiên cứu quy trình tách chiết tinh dầu gừng ta hà giang phát triển sản phẩm dầu xoa bóp” nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất, chế biến tinh dầu để đạt hiệu suất thu hồi tốt nhất, quy trình sản xuất khép kín, thân thiện với mơi trường đa dạng hóa sản phẩm từ tinh dầu củ Gừng ta Hà Giang Từ đó góp phần tạo thêm công việc cho địa phương trồng mở rộng khu vực thích hợp cho việc bảo tồn phát triển sản phẩm từ Gừng ta Hà Giang 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu công nghệ sản xuất, chế biến tinh dầu sản phẩm từ Gừng ta Hà Giang 1.2.2 Mục tiêu cụ thể  Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế biến tinh dầu gừng ta Hà Giang - Nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện quy trình sản xuất chế biến tinh dầu gừng ta Hà Giang bao gồm giai đoạn: + Nghiên cứu thời điểm thích hợp để sơ chế bảo quản khô + Nghiên cứu thời gian nghiền nguyên liệu quy trình sản xuất chế biến tinh dầu + Nghiên cứu tối ưu hóa tỷ lệ nước/nguyên liệu quy trình sản xuất chế biến tinh dầu + Nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ muối (NaCl) thêm vào quy trình sản xuất chế biến tinh dầu + Nghiên cứu tối ưu hóa thời gian chưng cất quy trình chiết xuất tinh dầu - Xây dựng quy trình sản xuất chế biến tinh dầu quy mô nhỏ  Phát triển sản phẩm từ tinh dầu gừng ta Hà Giang - Xây dụng quy trình sản xuất dầu xoa bóp từ tinh dầu gừng ta Hà Giang 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài Kết nghiên cứu đề tài cung cấp liệu khoa học việc nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện chiết xuất tinh dầu sản xuất sản phẩm từ gừng ta Hà Giang, tạo tiền đề cho nghiên cứu sau 43 10 Nguyễn, Thị Yến Phương (2014) Chưng cất tinh dầu gừng phương pháp lôi nước sấy gừng tạo bột gừng Diss Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh 11 Thắng, Huỳnh Việt (2019) "Sản xuất tinh dầu gừng qui mô pilot phương pháp chưng cất hydrodistilation." Journal of Science and Technology 2.1: 32-39 Tiếng Anh 12 D'Auria M, Racioppi R Solid phase microextraction and gas chromatography mass spectrometry analysis of Zingiber officinale and Curcuma longa Nat Prod Res (2019) 13 Haniadka R, Saldanha E, Sunita V, Palatty PL, Fayad R, Baliga MS A review of the gastroprotective effects of ginger (Zingiber officinale Roscoe) Food Funct 2013 Jun;4(6):845-55 14 Liu Y, Liu J, Zhang Y Research Progress on Chemical Constituents of Zingiber officinale Roscoe Biomed Res Int 2019 Dec 20;2019:5370823 doi: 10.1155/2019/5370823 PMID: 31930125; PMCID: PMC6942719 15 Songkro, Sarunyoo & Sirikatitham, Anusak & Sungkarak, Supreedee & Buaking, Khemmarat & Wungsintaweekul, Juraithip & Maneenuan, Duangkhae & Oungbho, Kwunchit (2009) “Đặc điểm dầu xoa bóp hương thơm điều chế từ dầu dừa nguyên chất số loại tinh dầu” 16 Zhou H, Wei L, Lei H [phân tích tinh dầu từ thân rễ Zingiberis GC-MS] Zhongguo Zhong Yao Za Zhi 1998 Apr;23(4):234-6, 256 Chinese 17 Zhang M, Zhao R, Wang D, Wang L, Zhang Q, Wei S, Lu F, Peng W, Wu C Gừng (Zingiber officinale Roscoe) thành phần hoạt tính sinh học nguồn tiềm cho chất có lợi cho sức khỏe Phytother Res 2021 Feb;35(2):711-742 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Một số hình ảnh trình thực làm đề tài Hình 1: củ gừng ta Hình 2: Tinh dầu gừng ta sau chưng cất Hình 3: Hệ thống chưng cất tinh dầu với khối lượng nguyên liệu 60kg (bên trái) và 100 kg (bên phải) Hình 4: Máy nghiền Phụ lục : Một số kết Kết GC-MS gừng ta Kết nghiên cứu thời điểm chế biến củ thích hợp sau sơ chế và bảo quản khô Descriptives VAR00002 N Total Mean 3 3 3 21 6,2333 6,5 7,7667 10,667 8,9667 6,9667 5,7 7,5429 Std Deviation 0,0577 0,0577 0,0577 0,0577 0,0577 1,6603 Std Error 0,0333 0,0333 0,0333 0,0333 0,0333 0,3623 Descriptives VAR00002 Maximum Total 6,3 6,5 7,8 10,7 5,7 10,7 ANOVA VAR00002 95% Confidence Interval for Minimum Mean Lower Upper Bound Bound 6,0899 6,3768 6,2 6,5 6,5 6,5 7,6232 7,9101 7,7 10,523 10,81 10,6 8,8232 9,1101 8,9 6,8232 7,1101 6,9 5,7 5,7 5,7 6,7871 8,2986 5,7 Sum of Squares Between Groups Within Groups Total Mean Square df 55,098 9,183 0,033 14 0,002 55,131 20 F Sig 3856,87