Trong thực tế nhu cầu sử dụng tinh dầu hiện nay rất lớn. Nguồn nguyên liệu cho sản xuất tinh dầu chủ yếu là nguồn nguyên liệu thô như gừng, xả, cam quế…. Tuy nhiên tách chiết tinh dầu thủ công tốn nhiều công sức mà hiệu quả đạt được chưa cao, chính vì thế việc thay thế thủ công bằng công nghệ khoa học có sự hỗ trợ của công nghệ và máy móc đang được ưu tiên sử dụng hơn nhằm thu được lượng tinh dầu nhiều hơn và nhanh hơn, cung cấp đủ lượng cầu cho người tiêu dùng.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - ccccc - BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN Đề tài: “Nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hóa học tinh dầu củ riềng tẻ (Alpinia officinarum )” Sinh viên thực hiện: LÊ THU PHƯƠNG CHU VĂN HÙNG HỒNG THỊ THÙY Lớp: 2020DHHTP01-Khoa Cơng nghệ Hóa Ngành: Cơng nghệ thực phẩm Người hướng dẫn: TS HOÀNG THANH ĐỨC Hà Nội, tháng năm 2023 MỤC LỤC BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU .7 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Nội dung nghiên cứu .9 Phạm vi giới hạn nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Sản phẩm tạo đề tài .9 Bố cục báo cáo kết nghiên cứu đề tài 10 Chương 11 TỔNG QUAN VỀ CÂY RIỀNG VÀ TINH DẦU RIỀNG 11 1.1 Giới thiệu riềng 11 1.1.1 Giới thiệu chung 11 Bảng 1.1: Đặc điểm phân biệt củ riềng tẻ ( thường ) củ riềng nếp.12 Hình 1.1: Củ riềng tẻ củ riềng nếp .13 1.1.2 Đặc tính thực vật, trồng trọt thu hái 13 Hình 1.2: Hình dạng riềng củ riềng .14 1.2 Thành phần hóa học 14 Hình 1.3: Cấu tạo Galangin 15 Hình 1.4: Cấu tạo Alpinin .15 Hình 1.5: Cấu tạo Kaempferit 15 1.3 Công dụng riềng 16 1.4 Các phương pháp thu nhận tinh dầu riềng 20 1.4.1 Phương pháp chưng cất lôi nước 20 1.4.2 Phương pháp chiết dung môi .21 1.4.3 Phương pháp vi sóng .21 1.4.4 Phương pháp học 22 Chương 2: 23 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 23 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị .23 2.1.1 Củ riềng tẻ .23 2.1.2 Hóa chất 23 2.1.3 Dụng cụ thiết bị 23 2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm .24 2.2.1 Quy trình thực nghiên cứu .24 2.2.2 Phương pháp chưng cất tinh dầu riềng 25 2.2.3 Thực nghiệm chưng cất tinh dầu riềng 27 2.2.4 Phương pháp chiết cao tinh dầu riềng dung môi 27 2.3 Xây dựng quy trình chưng cất tinh dầu riềng 29 2.3.1 Khảo sát xác định tỉ lệ nguyên liệu nước 29 2.3.2 Khảo sát xác định thời gian chưng cất tinh dầu 29 2.3.3 Khảo sát xác định tốc độ chưng cất tinh dầu riềng .29 2.4 Xây dựng quy trình chưng cất tinh dầu riềng 29 2.5 Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm tinh dầu riềng 30 2.5.1 Xác định tiêu hóa lý 30 2.5.2 Xác định thành phần hóa học sản phẩm 32 Chương 33 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TINH DẦU RIỀNG 33 3.1 Kết xây dựng Quy trình cơng nghệ tách chiết tinh dầu riềng 33 Bảng 3.1: Hàm lượng tinh dầu trạng thái riềng 33 3.1.1 Tỷ lệ lượng nguyên liệu/nước 34 Bảng 3.2: Khảo sát tỉ lệ nguyên liệu/nước 34 3.1.2 Thời gian chưng cất tinh dầu riềng 35 Bảng 3.3: Khảo sát xác định thời gian chưng cất tinh dầu riềng với kg riềng 35 3.1.3 Quy trình cơng nghệ chưng cất tinh dầu riềng 36 3.1.3.1 Sơ đồ quy trình chưng cất tinh dầu riềng 36 3.1.3.2 Thuyết minh quy trình .36 3.1.3.3 Kiểm nghiệm quy trình 37 3.2 Tính chất lý học thành phần hóa học tinh dầu riềng cao riềng 37 3.2.1 Tính chất lý học tinh dầu riềng .37 - Cảm quan: Chất lỏng màu vàng sang, dễ bay 37 - Màu sắc: Tinh dầu riềng chưng cất có màu vàng sáng 37 Hình 3.2: Tinh dầu riềng chưng cất nước 37 3.2.2 Thành phần hóa học tinh dầu riềng thu phương pháp chưng cất .38 Bảng 3.4: Kết phân tích thành phần hóa học tinh dầu riềng .39 3.2.3 Thành phần hóa học cao riềng thu phương pháp cô quay chân không 42 3.3 Định hướng ứng dụng tinh dầu riềng công nghiệp thực phẩm 42 KẾT LUẬN .45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Đặc điểm phân biệt củ riềng tẻ ( thường ) củ riềng nếp 11 Bảng 3.1: Hàm lượng tinh dầu trạng thái riềng 30 Bảng 3.2: Khảo sát tỉ lệ nguyên liệu/nước .31 Bảng 3.3: Khảo sát xác định thời gian chưng cất tinh dầu riềng 32 Bảng 3.4: Kết phân tích thành phần hóa học tinh dầu riềng 36 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Củ riềng tẻ củ riềng nếp 12 Hình 1.2: Hình dạng riềng củ riềng 13 Hình 1.3: Cấu tạo Galangin 14 Hình 1.4: Cấu tạo Alpinin 14 Hình 1.5: Cấu tạo Kaempferit 15 Hình 3.1: Quy trình cơng nghệ chưng cất tinh dầu riềng 33 Hình 3.2: Tinh dầu riềng chưng cất nước 34 Hình 3.3: Sắc ký đồ phân tích thành phần tinh dầu riềng 38 Hình 3.4: Sắc ký đồ phân tích thành phần cao riềng 39 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Tinh dầu loại chứa tinh dầu sản phẩm tự nhiên người biết đến từ lâu Ngay từ thời thượng cổ, người dân thường khai thác sử dụng loại có tinh dầu dạng phơi khô Thời kỳ trung cổ khoảng kỷ XV, người ta biết dùng loại rễ có tinh dầu để thờ cúng Từ kỷ thứ XV đến kỷ XVII, tinh dầu sử dụng để làm thơm cho tóc da mặt, dùng chữa bệnh dùng đời sống hàng ngày người Ngày nay, tinh dầu dùng phổ biến mỹ phẩm, dược phẩm dùng công nghiệp Trong năm gần đây, người dân có xu hướng ưa chuộng sản phẩm thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên, khơng độc hại Do vậy, loại cho tinh dầu quý, có tính ứng dụng cao nhiều lĩnh vực sản xuất đời sống nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, khai thác chế biến nhằm nâng cao giá trị sử dụng chúng Việt Nam nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, mưa nhiều Cây cối tươi tốt quanh năm, thảm thực vật phong phú đa dạng Trong số 550 loại có chứa tinh dầu nước ta riềng loại nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Cây riềng có tên khoa học Alpinia officinarum Hance, thuộc họ Gừng - Zingiberaceae Tên gọi khác cao lương khương, tiểu lương khương, phong phương, galangal Gồm loại phổ biến Việt Nam là: Riềng tẻ (Alpinia officinarum) Riềng nếp (Alpinia Galanga) Là loại cỏ nhỏ, cao chừng 0,7-1,2m Thân rễ mọc bị ngang, dài, hình trụ, đường kính 12-18 mm, màu đỏ nâu, phủ nhiều vẩy, chia thành nhiều đốt khơng có đầu nhau, màu trắng nhạt Lá khơng có cuống, có bẹ, hình mác dài, nhẵn, dài 22-40 cm, rộng 24 mm Cụm hoa hình chùy, mọc đầu cành, có lơng măng dài 10 cm Hoa sít nhau, mặt màu trắng, mép mỏng, kèm hai bắc hình mo, có màu xanh, có màu trắng Cây riềng mọc hoang trồng khắp nước ta để làm gia vị làm thuốc Riềng có nhiều cơng dụng ứng dụng nhiều đời sống, dược phẩm, mỹ phẩm thực phẩm Thành phần tạo nên cơng dụng riềng tinh dầu riềng Nhiều nghiên cứu cho thấy tinh dầu riềng có tiềm điều trị nhiều bệnh kể bệnh ung thư vú di chống lại hình thành mạch khối u Ngoài ra, tinh dầu củ riềng tẻ ứng dụng sử dụng nhiều lĩnh vực: mỹ phẩm, thực phẩm, đặc biệt sức khỏe: tinh dầu riềng tác nhân chống ung thư tiềm khả ngăn ngừa phát triển khối u, bệnh bạch cầu… Trong thực tế nhu cầu sử dụng tinh dầu lớn Nguồn nguyên liệu cho sản xuất tinh dầu chủ yếu nguồn nguyên liệu thô gừng, xả, cam quế… Tuy nhiên tách chiết tinh dầu thủ công tốn nhiều công sức mà hiệu đạt chưa cao, việc thay thủ công công nghệ khoa học có hỗ trợ cơng nghệ máy móc ưu tiên sử dụng nhằm thu lượng tinh dầu nhiều nhanh hơn, cung cấp đủ lượng cầu cho người tiêu dùng Việc nghiên cứu xây dựng quy trình tách chiết tinh dầu xác định thành phần hóa học tinh dầu riềng tẻ nhằm thu lấy tinh dầu riềng để ứng dụng thực tế, việc làm có tính cấp thiết ý nghĩa thực tiễn cao Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu xác định điều kiện thích hợp để tách chiết tinh dầu củ riềng tẻ - Xác lập quy trình tách chiết tinh dầu củ riềng tẻ - Phân tích xác định thành phần hóa học tinh dầu riềng tẻ - Đưa định hướng ứng dụng tinh dầu riềng công nghiệp thực phẩm Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Nghiên cứu hoạt tính sinh học tinh dầu riềng góp phần tạo số loại dược phẩm có nguồn gốc thiên nhiên, an toàn với người sử dụng, mang lại lợi ích kinh tế cao, ý nghĩa xã hội lớn - Nghiên cứu định hướng ứng dụng tinh dầu riềng công nghiệp thực phẩm, giúp nâng cao giá trị sản phẩm, mang lại lợi ích kinh tế cho doanh nghiệp - Nghiên cứu góp phần làm rõ hiểu biết cấu tử tinh dầu riềng, hoạt tính sinh học tinh dầu riềng, sơ bước đầu ứng dụng tinh dầu riềng vào công nghiệp thực phẩm Nội dung nghiên cứu - Xây dựng quy trình tách chiết tinh dầu riềng - Xác định thành phần hóa học tinh dầu riềng - Định hướng ứng dụng tinh dầu riềng công nghiệp thực phẩm Phạm vi giới hạn nghiên cứu - Tách chiết tinh dầu riềng với quy mơ phịng thí nghiệm, - Định hướng ứng dụng tinh dầu riềng số sản phẩm công nghiệp thực phẩm Phương pháp nghiên cứu - Tách chiết tinh dầu riềng phương pháp: Chưng cất lôi nước - Phân tích xác định thành phần hóa học tinh dầu riềng phương pháp sắc ký GC-MS - Định hướng ứng dụng tinh dầu riềng thực phẩm phương pháp ứng dụng làm phụ gia tạo hương, vị cho thực phẩm Sản phẩm tạo đề tài - Mẫu tinh dầu riềng (15 ml) - Quy trình cơng nghệ tách chiết tinh dầu riềng theo phương pháp chưng cất lôi nước - Định hướng ứng dụng tinh dầu riềng công nghiệp thực phẩm Bố cục báo cáo kết nghiên cứu đề tài Mở đầu Chương Tổng quan riềng tinh dầu riềng Chương Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Chương Kết nghiên cứu tách chiết xác định thành phần hóa học tinh dầu riềng Kết luận Tài liệu tham khảo Chương TỔNG QUAN VỀ CÂY RIỀNG VÀ TINH DẦU RIỀNG 1.1 Giới thiệu riềng 1.1.1 Giới thiệu chung Riềng hay riềng thuốc, lương khương, củ riềng (danh pháp hai phần: Alpinia officinarum ) thân thảo thuộc họ Gừng Củ riềng có tên khoa học Alpinia docinarum, thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) gọi nhiều tên khác riềng gió, riềng thuốc, cao lương khương, phong phương hay kìm sung Củ riềng có nguồn gốc từ khu vực phía Nam châu Á thường sử dụng y học cổ truyền người Trung Quốc người Ấn Độ suốt nhiều kỷ Củ riềng họ gừng, tên cịn độc đáo hơn, đơng y gọi Cao Lương Khương, xếp vào bậc cao Chữ Lương nghĩa tốt hơn, Khương họ gừng, mang tên Cao Lương có nghĩa hay độ ấm Củ riềng theo quan niệm Đơng Y nằm đất, có vị cay Người ta gọi củ riềng địa hỏa Địa đất, hỏa vị cay 10