KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ SỐ HÓA HỌC VÀ VẬT LÍ CỦA TINH DẦU GỪNG TRỒNG TẠI BÌNH DƯƠNG ĐƯỢC CHIẾT XUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT LÔI CUỐN HƠI NƯỚC.. So sánh thành phần hóa học của 2 loại
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
VẬT LIỆU
Củ gừng được thu mua tại vườn ở TP.Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương
Củ gừng được thu mua tại vườn ở huyện Đông Hòa, tỉnh Phú Yên
2.1.2 Dụng cụ và thiết bị
Bộ dụng cụ chưng cất lôi cuốn hơi nước (gồm bình cầu, nhánh gạn tinh dầu và ống sinh hàn), bếp cách thủy Memmert WB7 (Đức)
Bể ổn nhiệt, tủ sấy, tủ lạnh
Máy chưng cất lôi cuốn hơi nước có hỗ trợ vi sóng Ethos X
Hình 2.1: Thiết bị chưng cất có hỗ trợ vi sóng
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHÍNH
2.2.1 Tách chiết tinh dầu gừng
Bước 1: Chiết tinh dầu thô
Lấy nguyên liệu đã được gọt vỏ, rửa sạch, xay nhuyễn và cho vào bình cầu đáy tròn Thêm nước vào bình Sau đó lắp hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước, đun sôi Kiểm tra hệ thống đảm bảo độ kín để tinh dầu không bị thất thoát ra ngoài Tinh dầu cùng hơi nước bay lên ngưng tụ bởi hệ thống sinh hàn rồi chảy xuống nhánh hứng Tinh dầu gừng không tan trong nước, nhẹ hơn nước nên nổi lên trên mặt nước Sau một thời gian khảo sát, tắt bếp để nguội hoàn toàn bộ tách tinh dầu khoảng 15 phút
Bước 2: Thu tinh dầu thô
Tách lấy lớp tinh dầu phía trên, bỏ lớp nước bên dưới
Hình 2.2: Nhánh gạn có phân lớp nước và tinh dầu Bước 3: Làm khan nước
Thêm Na2SO4 khan cho đến khi tinh dầu trở nên trong suốt và các hạt tinh thể muối rời ra không vón cục nữa, trong lúc làm khan lắc nhẹ khoảng 5 phút
Bước 4: Thu tinh dầu nguyên chất
Gạn bỏ Na2SO4 ngậm nước, chỉ lấy tinh dầu cho vào chai bi Cân và tính hàm lượng tinh dầu thu được
Hình 2.3: Hệ thống chưng cất lôi cuốn hơi nước
- Khảo sát nguyên liệu xay và nguyên liệu không xay
Thực hiện chiết 300 g củ gừng với 600 ml nước trong 4 giờ Sau đó tiến hành thao tác như trên để thu tinh dầu gừng, cân và tính hàm lượng tinh dầu thu được
- Khảo sát tỉ lệ nguyên liệu và dung môi
Thực hiện chiết 300 g củ gừng với các thể tích nước như sau: 300, 600, 9000,
1200 ml trong thời gian 4 giờ Sau đó tiến hành thao tác như trên để thu tinh dầu gừng, cân và tính hàm lượng tinh dầu thu được
- Khảo sát thơi gian chiết
Thực hiện chiết 300 g củ gừng với thể tích nước đã được khảo sát tối ưu ở trên trong 4, 5, 6, 7 và 8 giờ Tiến hành thao tác như trên để thu tinh dầu Cân và tính hàm lượng tinh dầu thu được
- Khảo sát độ ẩm có trong củ gừng
Thực hiện chiết 300 g củ gừng với tỉ lệ nước:nguyên liệu và thời gian đã được khảo sát ở các thực nghiệm trên Sau đó tiến hành các thao tác như trên để thu tinh dầu gừng, cân và tính hàm lượng tinh dầu gừng thu được
Xác định hàm lượng ẩm bằng cách: Đầu tiên xác định ẩm toàn phần có trong củ bằng cách cân m (g) gừng sấy đến khối lượng không đổi, sẽ tính được ẩm toàn phần
Bên cạnh đó, khảo sát độ ẩm theo thời gian để nguyên liệu héo tự nhiên và tiến hành xác định độ ẩm còn lại trong củ khi để héo trong 1 ngày, 2 ngày, 3 ngày, 4 ngày, 5 ngày
Công thức xác định độ ẩm:
Trong đó: %X: Độ ẩm có trong củ m1: khối lượng nguyên liệu trước khi sấy (g) m2: khối lượng nguyên liệu sau khi sấy (g) m1 – m2 % X = x100 m1
20 Hình 2.4: Sơ đồ quy trình chưng cất tinh dầu bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước
Ngưng tụ (tách thành 2 lớp)
Phân tích sơ bộ chất lượng của tinh dầu bằng cảm quan, nghĩa là nghiên cứu những dấu hiệu bên ngoài như mùi, màu sắc, độ trong suốt,
Qua nghiên cứu những dấu hiệu bên ngoài này có thể phán đoán và đánh giá sơ bộ về chất lượng của tinh dầu (Lê Ngọc Thạch, 2003)
2.2.2.1 Màu sắc và độ trong suốt
Xác định màu sắc và độ trong suốt của tinh dầu bằng cách cho tinh dầu vào một ống thủy tinh trong suốt, thỉnh thoảng lắc và quan sát rồi ghi nhận xét về tính chất, cường độ của màu và độ trong suốt (ví dụ: vàng nhạt, nâu sẫm, ) Nếu tinh dầu vẫn còn vẩn đục và không trong suốt chứng tỏ còn tạp chất và nước (Lê Ngọc Thạch, 2003)
Mùi là một trong những biểu hiện bên ngoài quan trọng của tinh dầu Mỗi một loại tinh dầu sẽ có một mùi vị đặc trưng Dựa vào mùi có thể biết được tính chất và mục đích sử dụng của tinh dầu Để xác định được mùi, nhỏ một giọt tinh dầu lên tờ giấy lọc rồi ngửi cách chỗ có tinh dầu 20-30 mm, cứ 15 phút ngửi 1 lần trong 1 giờ Ghi nhận xét về bản chất và cường độ mùi (thơm, dịu, hăng, ) (Lê Ngọc Thạch, 2003)
Tinh dầu là chất lỏng dễ bay hơi và có nhiều thành phần khác nhau vì vậy tùy từng loại tinh dầu mà mức độ lỏng sẽ khác nhau Quan sát mức độ liên kết để rút ra nhận xét (Lê Ngọc Thạch, 2003)
2.2.3 Xác định các chỉ tiêu lí hóa của tinh dầu
2.2.3.1 Phương pháp xác định hàm lượng tinh dầu
Tinh dầu sau khi thu được để cho dung môi bay hơi hoàn toàn trong khoảng 2-3 giờ, ghi nhận khối lượng tinh dầu
2.2.3.2 Xác định chỉ số acid ( I A )
Chỉ số acid: là số mg KOH cần dùng để trung hòa các acid tự do trong 1 g mẫu Phương pháp xác định là dựa vào phản ứng trung hòa acid tự do trong tinh dầu bằng dung dịch KOH pha trong cồn:
Từ lượng kiềm đã dùng ta xác định chỉ số acid
Chỉ số acid phụ thuộc vào phương pháp khai thác múc độ tươi và thời gian bảo quản của tinh dầu Khi bảo quản lâu chỉ số acid của tinh dầu sẽ tăng lên do bị oxi hóa và ester trong tinh dầu bị phân giải
Cân 0,5 g tinh dầu cho vào một erlen sạch khô và thêm 20 ml ethanol 96 0 , lắc đều Nhỏ 3 giọt dung dịch phenolphtalein vào erlen, lắc đều rồi chuẩn độ bằng dung dịch KOH 0,1 trong cồn 96 0 cho đến khi xuất hiện màu hồng
Chỉ số acid được tính theo công thức:
56,1: khối lượng phân tử của KOH
N: Nồng độ của dung dịch KOH
V: Thể tích dung dịch KOH dùng để chuẩn độ (ml)
2.2.3.3 Xác định chỉ số xà phòng hóa ( I S )
Chỉ số xà phòng hóa là số mg KOH cần thiết để trung hòa các acid tự do và xà phòng hóa các ester chứa trong 1 g tinh dầu
Chỉ số xà phòng hóa được xác định bằng cách cho tác dụng với mẫu thử một lượng dư dung dịch chuẩn KOH pha trong cồn để xà phòng hóa hoàn toàn các ester có trong mẫu Sau đó chuẩn độ lượng KOH dư bằng dung dịch HCl từ đó tính lượng KOH đã phản ứng với mẫu
Cân 0,5 g tinh dầu cho vào erlen 250ml, cho thêm 20 ml ethanol 96% và 20 ml dung dịch KOH 0,5N pha trong ethanol 96% Lắp ống sinh hàn và đun cách thủy trong vòng
1 giờ để tinh dầu thủy phân hoàn toàn Đun xong để nguội, thêm 3 giọt phenolphtalein, lắc đều rồi chuẩn độ với HCl 0,5N cho đến khi màu hồng biến mất Tiến hành cùng lúc với mẫu trắng thay tinh dầu bằng lượng nước cất tương ứng
IS m Chỉ số xà phòng hóa được xác định theo công thức:
V2: thể tích dung dịch HCl dùng để chuẩn độ mẫu trắng (ml)
V1: thể tích dung dịch HCl dùng để chuẩn độ mẫu có tinh dầu (ml)
N: nồng độ dung dịch HCl (N)
2.2.3.4 Xác định chỉ số ester ( I E )
