khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của tinh dầu gừng (zingiber officinale roscoe) tinh dầu tiêu (piper nigrum l.)

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.2 Diện tích ha trồng gừng của một số nước trên thế giới 2 Bảng 1.3 Sản lượng gừng của một số nước trên thế giới đơn vị tính 1000 kg 3 Bảng 1.4 Thành phần hoá học tro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC

VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA

TINH DẦU GỪNG (Zingiber officinale Roscoe)

TINH DẦU TIÊU (Piper nigrum L.)

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

NGUYỄN THỊ BÍCH THUYỀN TRỊNH MINH KHANG

MSSV: 2082223 Lớp Công Nghệ Hóa Học – K34

Cần Thơ, tháng 04/2012

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN





NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN





LỜI CẢM ƠN

Em rất vui và tự hào vì mình là sinh viên của ngành Công Nghệ Hóa Học - Trường Đại học Cần Thơ Ở dưới mái trường em được sự dạy dỗ của các thầy, cô các anh chị, những người luôn chia sẻ những kinh nghiệm học tập và kinh nghiệm trong cuộc sống cho em Em chân thành gửi lời cảm ơn đến:

Con thành kính cảm ơn đến công nuôi dưỡng sinh thành của cha, mẹ - người

đã luôn động viên tinh thần và truyền đạt kinh nghiệm sống cho con trong suốt quá trình học tập của con

Em xin cảm ơn Cô – ThS Nguyễn Thị Bích Thuyền – người đã dõi theo em,

đã tận tình chỉ bảo với tất cả tình thương và trách nhiệm, truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm vô cùng quý báu trong suốt thời gian em thực hiện luận văn

Em xin chân thành cảm ơn Thầy Hồ Quốc Phong – cán bộ quản lý Phòng thí nghiệm Hóa Hữu cơ – đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về trang thiết bị thí nghiệm và tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian làm việc tại phòng thí nghiệm

Em xin cảm ơn Cô Nguyễn Thị Thu Vân – trưởng Phòng thí nghiệm Sinh Kỹ thuật môi trường – Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên đã hết lòng chỉ bảo

và giúp đỡ em trong suốt thời gian tiến hành thử hoạt tính sinh học của tinh dầu củ Gừng và hạt Tiêu tại phòng thí nghiệm

Tôi xin cảm ơn bạn bè của tôi – tập thể lớp Công nghệ Hóa học K34, những người bạn đã cùng nhau chia sẻ niềm vui nỗi buồn, cùng nhau học tập với tôi

Xin chân thành cảm ơn!

Trịnh Minh Khang

MỤC LỤC

Mục lục i

Danh mục bảng v

Danh mục đồ thị vii

Danh mục hình viii

Danh mục phụ lục ix

Danh mục từ viết tắt x

Tóm tắt xi

PHẦN 1 TỔNG QUAN CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GỪNG 1

1 Giới thiệu chung 1

2 Phân bố sinh thái 2

3 Các giống gừng 4

4 Thu hái 5

5 Tính chất vật lý 5

6 Thành phần hóa học 5

6.1 Nghiên cứu trong nước 5

6.2 Nghiên cứu ngoài nước 7

7 Công dụng 8

7.1 Trong dân gian 8

7.2 Làm gia vị 8

7.3 Trong thực phẩm 8

7.4 Trong dược phẩm 8

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỒ TIÊU 10

1 Giới thiệu chung 10

2 Phân bố sinh thái 10

3 Các giống Tiêu 11

3.1 Giống Tiêu trong nước 11

3.2 Các giống Tiêu trên thế giới 11

4 Thu hái 12

5 Tính chất vật lý 12

6 Thành phần hóa học 12

6.1 Nghiên cứu trong nước 12

6.2 Nghiên cứu ngoài nước 17

7 Công dụng 17

CHƯƠNG 3 ĐẠI CƯƠNG VỀ TINH DẦU .19

1 Khái niệm về tinh dầu 19

2 Trạng thái tự nhiên và quá trình tích luỹ 19

2.1 Trạng thái tự nhiên 19

2.2 Qúa trình tích lũy 19

a) Tinh dầu thực vật 20

b) Tinh dầu từ động vật 20

3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng và hàm lượng của tinh dầu 20

4 Công dụng của tinh dầu 20

5 Các phương pháp sản xuất tinh dầu .22

5.1 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 22

5.2 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước có hỗ trợ của vi sóng 23

5.3 Phương pháp trích siêu âm 26

5.4 Phương pháp trích bằng CO2 lỏng siêu tới hạn 26

5.5 Một số phương pháp trích ly khác 27

PHẦN 2 THỰC NGHIỆM CHƯƠNG 4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 28

Thiết bị - hóa chất 28

Địa điểm và thời gian thực hiện 29

Quy trình thực hiện 29

1 Xử lý 30

2 Chưng cất lấy tinh dầu 30

2.1 Chưng cất bằng lôi cuốn hơi nước 30

a) Khảo sát lượng tinh dầu theo thời gian chưng cất 30

b) Khảo sát lượng tinh dầu theo nhiệt độ làm lạnh 30

c) Khảo sát lượng tinh dầu theo lượng nước 30

2.2 Chưng cất hơi nước có sự hỗ trợ của vi sóng 30

a) Khảo sát tinh dầu theo nhiệt độ làm lạnh 30

b) Khảo sát tinh dầu theo công suất chiếu xạ 31

c) Khảo sát tinh dầu theo thời gian chưng cất 31

d) Khảo sát tinh dầu theo lượng nước 31

e) Khảo sát tinh dầu trong trường hợp không dùng nước 31

3 Khảo sát các chỉ số hóa lý của tinh dầu 32

3.1 Cảm quan 32

3.2 Tỷ trọng 32

3.3 Chỉ số acid (IA) 32

3.4 Chỉ số savon hóa (IS) 33

3.5 Chỉ số ester (IE) 34

4 Khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu .34

5 Khảo sát hoạt tính sinh học của tinh dầu 34

5.1 Kháng oxy hóa 34

5.2 Kháng vi sinh vật 35

5.2.1 Vi sinh vật thử nghiệm 35

1 Staphylococcus aureus ATCC 25923 35

2 Bacillus subtilis ATCC 25923 35

3 Escherichia coli ATCC 25922 35

4 Salmonella typhi ty2 35

5 Candida albicans 35

6 Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 36

7 Enterococcus faecalis (Streptococcus faecalis) 36

8 Nấm Aspergillus Niger 36

5.2.2 Phương pháp thử nghiệm 36

CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 40

1 Chưng cất tinh dầu 40

1.1 Chưng cất bằng lôi cuốn hơi nước cổ điển 40

1.2 Chưng cất hơi nước có sự hỗ trợ của vi sóng 44

2 Các chỉ số hóa lý của tinh dầu 49

2.1 Tinh dầu Gừng 49

2.2 Tinh dầu Tiêu 49

3 Thành phần hoá học 50

4 Hoạt tính sinh học 53

4.1 Kháng oxy hóa 53

4.2 Kháng vi sinh vật 53

PHẦN 3 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Kết luận 62

Kiến nghị 62

Tài liệu tham khảo 63

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.2 Diện tích (ha) trồng gừng của một số nước trên thế giới 2 Bảng 1.3 Sản lượng gừng của một số nước trên thế giới (đơn vị tính 1000 kg) 3 Bảng 1.4 Thành phần hoá học trong tinh dầu gừng Nhật Bản và Việt Nam 6

Bảng 2.2 Thành phần hóa học tinh dầu tiêu Chư Sê, tỉnh Gia Lai 14

Bảng 2.4 Thành phần hóa học của tiêu đen trồng tại huyện Phú Quốc, tỉnh Kiên

Giang

16

Bảng 2.5 Thành phần chính trong tinh dầu tiêu ở Hy Lạp theo phương pháp lôi

cuốn hơi nước và CO2 lỏng siêu tới hạn ở 100 atm và 40oC 17 Bảng 5.1 Kết quả chưng cất tinh dầu Gừng theo thời gian chưng cất 40 Bảng 5.2 Kết quả chưng cất tinh dầu Tiêu theo thời gian chưng cất 41 Bảng 5.3 Kết quả chưng cất tinh dầu Gừng theo lượng nước chưng cất 42 Bảng 5.4 Kết quả chưng cất tinh dầu Tiêu theo lượng nước chưng cất 43 Bảng 5.5 Kết quả chưng cất tinh dầu Gừng theo nhiệt độ làm lạnh 43 Bảng 5.6 Kết quả chưng cất tinh dầu Tiêu theo nhiệt độ làm lạnh 43 Bảng 5.7 Kết quả chưng cất tinh dầu Gừng theo nhiệt độ làm lạnh 44 Bảng 5.8 Kết quả chưng cất tinh dầu Tiêu theo nhiệt độ làm lạnh 44

Bảng 5.9 Kết quả chưng cất tinh dầu Gừng theo công suất lò vi sóng 44 Bảng 5.10 Kết quả chưng cất tinh dầu Tiêu theo công suất lò vi sóng 45 Bảng 5.11 Kết quả chưng cất tinh dầu Gừng theo thời gian chưng cất 46 Bảng 5.12 Kết quả chưng cất tinh dầu Tiêu theo thời gian chưng cất 46 Bảng 5.13 Kết quả chưng cất tinh dầu Gừng theo lượng nước chưng cất 47 Bảng 5.14 Kết quả chưng cất tinh dầu Tiêu theo lượng nước chưng cất 48

Bảng 5.18 Thành phần hóa học của tinh dầu Gừng thu được bằng hai phương

Bảng 5.19 Thành phần hóa học của tinh dầu Tiêu thu được bằng hai phương pháp

Bảng 5.20 Kết quả hoạt tính kháng oxy hóa của tinh dầu Tiêu và Gừng thu được

bằng hai phương pháp chưng cất

53

Bảng 5.21 Kết quả tìm MIC với nấm Aspergillus Niger của tinh dầu Gừng 54 Bảng 5.22 Kết quả tìm MIC với nấm Aspergillus Niger của tinh dầu Tiêu 55 Bảng 5.23 Kết quả MIC với Escherichia coli ATCC 25922 của tinh dầu Gừng 56 Bảng 5.24 Kết quả MIC với Escherichia coli ATCC 25922 của tinh dầu Tiêu 58 Bảng 5.25 Kết quả MIC với Enterococcus feacalis ATCC 29212 của tinh dầu

DANH MỤC ĐỒ THỊ

Đồ thị 5.3 Thể tích tinh dầu Gừng theo lượng nước chưng cất 42

Đồ thị 5.4 Thể tích tinh dầu Tiêu theo lượng nước chưng cất 43

Đồ thị 5.9 Thể tích tinh dầu Gừng theo lượng nước chưng cất 47

Đồ thị 5.10 Thể tích tinh dầu Tiêu theo lượng nước chưng cất 48

Hình 5.3 Kết quả tìm MIC lần 1 của tinh dầu Gừng đối với Aspergillus Niger 54

Hình 5.4 Kết quả tìm MIC lần 2 của tinh dầu Gừng đối với Aspergillus Niger 54

Hình 5.5 Kết quả kháng nấm Aspergillus Niger của tinh dầu Gừng 54

Hình 5.6 Kết quả tìm MIC của tinh dầu Tiêu với nấm Aspergillus Niger 55

Hình 5.7 Kết quả kháng nấm Aspergillus Niger của tinh dầu Tiêu 55

Hình 5.8 Kết quả tìm MIC lần 1 của tinh dầu Gừng với Escherichia coli 56

Hình 5.9 Kết quả tìm MIC lần 2 của tinh dầu Gừng với Escherichia coli 56

Hình 5.10 Kết quả kháng Escherichia coli của tinh dầu Gừng 57

Hình 5.11 Kết quả tìm MIC của tinh dầu Tiêu với Escherichia coli 57 Hình 5.12 Kết quả kháng Escherichia coli của tinh dầu Tiêu 58

Hình 5.13 Kết quả tìm MIC lần 1 của tinh dầu Gừng với Enterococcus

DANH MỤC PHỤ LỤC

Phụ lục 1 Phổ đồ sắc ký khí ghép khối phổ tinh dầu Gừng PL1 Phụ lục 2 Phổ đồ sắc ký khí ghép khối phổ tinh dầu Tiêu PL2 Phụ lục 3 Một số hình ảnh và kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật PL3 Phụ lục 4 Một số hình ảnh thử hoạt tính kháng oxy hóa PL4

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

(M)Hz : (Mega) Hertz

max : Bước sóng cực đại hấp phụ

GC : Gas Chromatography (Sắc ký khí)

GC-MS : Gas Chromatography-Mass Spectrometry (Sắc kí khí ghép khối phổ)

IR : Infrared Spectroscopy (Phổ hồng ngoại)

MS : Mass Spectrum/Spectrometry (Phổ khối lượng)

Rf : Retention factor

UV : Ultraviolet (Tia tử ngoại, tia cực tím)

UV-VIS : Ultraviolet - Visible Spectroscopy (Phổ tử ngoại - khả kiến)

MIC : Minimum Inhibitory Concentration (Nồng độ ức chế tối thiểu)

TÓM TẮT



Gần đây, dự luận thế giới xôn xao về thịt lợn siêu nạc ở Trung Quốc, do người chăn nuôi trộn chất Clenbuterol tổng hợp vào thức ăn Chất này giúp tăng việc đốt cháy mỡ và phát triển cơ, do đó mà thịt lợn đa phần là nạt Tuy nhiên dùng thường xuyên sẽ bị bệnh, thậm chí tử vong do chất này thường lưu lại nhiều ở các nội tạng như gan, phổi Trên thị trường cũng có dạng dược phẩm dùng giảm béo chắc cơ cho người, với nhiều tên biệt dược khác nhau Tuy nhiên một số tác dụng phụ không mong muốn như trên vẫn có thể xảy ra cho người Do đó giải pháp cho vấn đề giảm béo, chắc cơ, nhưng không gây một số tác dụng không mong muốn là vấn đề đang được thế giới quan tâm Đây là xu thế mới hiện nay được giới phụ nữ thích dùng ở dạng mỹ phẩm làm tan mỡ ở vùng bụng và đùi và phụ nữ duy trì thể hình lý tưởng

Với vấn đề được đề cập trên thì sản phẩm làm tan mỡ đã được lưu hành ở Bỉ, Anh, Đức, Hồng Kông Tại Việt Nam, chưa có công ty nào đưa ra hai mặt hàng này, trong khi nguồn nguyên liệu trong nước hoàn toàn có khả năng cung ứng, kể cả xuất khẩu Đó là lý do cấp thiết chúng tôi chọn đề tài này với mục tiêu trước mắt là: Khảo sát các yếu tố cơ bản của hai loại tinh dầu củ Gừng và hạt Tiêu Lấy kết quả nghiên cứu làm cơ sở cho đề tài “Thiết lập công thức phối chế kem tan mỡ dạng lotion từ tinh dầu gừng và tinh dầu tiêu” trong thời gian tới Mặt khác với mục tiêu lâu dài mà đề tài hướng tới là nhằm góp phần khảo sát khả năng ứng dụng của tinh dầu gừng và tinh dầu tiêu trong thuốc kháng sinh từ thiên nhiên, đáp ứng xu thế hiện nay của con người là thích sử dụng sản phẩm tự nhiên thay thế sản phẩm tổng hợp.Trong đề tài này, đối tượng nghiên cứu là củ gừng và hạt tiêu Hướng nghiên

cứu tập trung vào những nội dung chính như sau:

- Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách tinh dầu

- Khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu theo hai phương pháp chưng cất:

 Chưng cất lôi cuốn hơi nước cổ điển

 Chưng cất lôi cuốn hơi nước có hỗ trợ của vi sóng

- Thử nghiệm hoạt tính sinh học của tinh dầu thu được:

 Hoạt tính kháng vi sinh vật

 Hoạt tính kháng oxy hóa

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GỪNG

1 Giới thiệu chung [1], [4], [7], [8], [9]

Hình 1.1 Gừng Việt Nam

Tên khoa học: Zingiber officinale Roscoe

Tên thông thường: Gừng, khương

Loài: Zingiber officinale

Gừng là cây thảo, cao 40 – 80cm Thân rễ nạc, mọc bò ngang, phân thành nhiều nhánh Lá mọc so le thành hai dãy, hình mác thuôn, thắt lại ở gốc, đầu nhọn, dài 15 – 20cm, rộng 2cm, không cuốn, có bẹ nhẵn, có gân ở giữa hơi trắng nhạt, mặt trên màu lục sẫm bong, mặt dưới nhạt

Bảng 1.1 Tên gọi của Gừng ở một số nước

Tên nước Tên gọi của Gừng

Trung Quốc Jeung, Sang keong, Chiang, Jiang, Keong, Shen jiang Nhật Bản Shouga, Kankyo, Shoukyo, Kinkyo

Kannada Alla (Gừng tươi), Sunthi (Gừng khô)

Indonesia Jahé, Aliah, Jea, Lia

Thái Lan Kinkh, Khing-daen

Tây Ban Nha Jengigre

Thổ Nhĩ Kỳ Zencefil

Ấn Độ Adi, Sunth (Gừng tươi), Shuntya (Gừng khô)

Malaysia Halia, Jahi, Keong phee, Kong Keung

Miến Điện Gin, Gyin sein, Khyen-seing, Ginsi-kyaw

2 Phân bố - sinh thái [1], [4], [21]

Gừng là loại cây gia vị cổ điển được phân bố ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, có nguồn gốc rất lâu đời từ Ấn Độ và Trung Quốc Sau đó lan rộng ra các nước Thái Lan, Philippin, Malaysia, Indonesia, Negeria, Bangladesh

Bảng 1.2 Diện tích (ha) trồng Gừng của một số nước trên thế giới

Bảng 1.3 Sản lượng Gừng của một số nước trên thế giới (đơn vị tính 1000 kg)

Từ số liệu trên cho thấy, nước có diện tích trồng Gừng lớn là Nigeria, Ấn

Độ, Trung Quốc, Indonesia và Bangladesh Tuy nhiên theo sản lượng thì Ấn Độ cho sản lượng cao nhất, kế đến là Trung Quốc, Nigeria, Indonesia và Bangladesh

Hằng năm, toàn thế giới sản xuất 14000 – 15000 tấn Gừng tươi, 30 tấn tinh dầu Gừng, 150 – 300 tấn nhựa dầu Gừng Ấn Độ và Trung Quốc là hai nước sản xuất tinh dầu và nhựa dầu chính, còn Mỹ, Canada, Anh, Đức là các nước tiêu thụ chính

Ở Việt Nam, Gừng được trồng phổ biến ở khắp các địa phương, từ vùng núi cao đến đồng bằng và các hải đảo Riêng ở Đồng bằng Sông Cửu Long phong trào trồng Gừng những năm gần đây phát triển mạnh Một trong những đặc điểm của Gừng là có thể trồng xen canh trong vườn cây ăn trái như ở Hậu Giang hay trồng trong bọc nylon như ở An Giang Diện tích trồng Gừng năm 2006 của tỉnh Hậu Giang đạt hơn 300 ha, tập trung ở các huyện Phụng Hiệp, Vị Thanh, nhưng nhiều nhất là huyện Long Mỹ với 210 ha Nhưng chủ yếu được trồng với quy mô nhỏ, chủ yếu cung cấp cho các địa phương trong nước

Gừng được trồng phổ biến ở các vùng khí hậu nhiệt đới, nhiệt độ trung bình hàng năm 21 – 27oC, lượng mưa hàng năm 1500 – 2500 mm và nơi có độ cao trên mặt nước biển từ vài mét tới 1500 m Tại các vùng núi cao hơn 1500 m, khí hậu lạnh, nhiều sương giá thì không nên trồng Gừng

Gừng thích hợp ở vùng có một mùa khô ngắn Vì vậy, khí hậu miền Nam nước ta thích hợp cho trồng Gừng

3 Các giống Gừng

Loại Gừng trâu có thân, củ to thường để làm mứt có nhiều ở các vùng núi thấp như Cao Bằng, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Bắc Cạn, Tuyên Quang,

Loại Gừng gié có thân và củ đều nhỏ nhưng rất thơm gồm 2 giống Giống

củ nhỏ có màu hồng tía ở phần củ non, thường được trồng ở vùng núi cao như các huyện phía bắc tỉnh Hà Giang, Sìn Hồ (Lai Châu), Sa Pa, Bát Xát (Lào Cai)… Giống Gừng củ nhỏ màu vàng ngà được trồng phổ biến ở các tỉnh đồng bằng Bắc

Bộ và phía Nam

Loại Gừng dại mọc ở một số nơi như Hà Tây (Ba Vì), Ninh Bình (Cúc Phương) và các tỉnh phía Nam

Loại Gừng gió có nhiều ở vùng Tam Đảo và Bình Trị Thiên

Loại Gừng lúa được trồng nhiều ở Đồng Nai (Biên Hoà), An Giang (Châu Đốc)

Cẩn thận khi thu hoạch Gừng để tránh làm xây xác củ (làm giảm giá trị thương phẩm và khó bảo quản); sau đó nhổ cả bụi, rũ sạch đất, chất thành khóm và tiến hành cắt lấy củ

Gừng cần được bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát Các củ giống được đặt vào thùng, chậu hoặc trải đều trên sàn nhà, ở dưới và trên mỗi lớp củ được phủ bằng một lớp đất mịn, khô, dày 1 - 2 cm

5 Tính chất vật lý

Tinh dầu Gừng là chất lỏng có màu vàng, có mùi thơm đặc trưng của Gừng,

vị cay, hăng, nhẹ hơn nước

Tỷ trọng ở 25oC: 0.879  0.884

Góc quay cực: -32oC  42oC

Chiết suất: 1.4831.496

6 Thành phần hóa học [1], [4], [11], [12], [13]

6.1 Nghiên cứu trong nước [4]

Theo Đỗ Tất Lợi, Gừng chứa 2-3% tinh dầu với thành phần chủ yếu là các hợp chất hydrocarbon sesquiterpenic: β-zingiberene (35%), ar-curcumenene (17%), β-farnesene (10%) và một lượng nhỏ các hợp chất alcol monoterpenic như geraniol, linalol, borneol Nhựa dầu chứa 20-25% tinh dầu và 20-30% các chất cay Thành phần chủ yếu của nhóm chất cay là zingerone, shogaol và zingerol, trong đó gingerol chiếm tỷ lệ cao nhất Ngoài ra, trong tinh dầu Gừng còn chứa α-camphene, β-phelandrene, eucalyptol và các gingerol Cineol trong Gừng có tác dụng kích thích khi sử dụng tại chỗ và có tác dụng diệt khuẩn

Công trình nghiên cứu của Nguyễn Thị Bích Thuyền và các cộng sự (2007), khảo sát tinh dầu Gừng của Nhật Bản và Việt Nam Kết quả thể hiện ở bảng 1.4 Bảng 1.4 Thành phần hoá học trong tinh dầu Gừng Nhật Bản và Việt Nam

Hàm lượng (%) Chiết bằng lôi cuốn hơi nước Chiết bằng CO 2 lỏng

siêu tới hạn

TT Tên hợp chất

Gừng Kintoki

(trồng ở Lâm Đồng)

Gừng Kintoki

(trồng ở Đắc Lắc)

Gừng Kintoki

(trồng ở Phú Yên)

Gừng Việt Nam

(trồng ở Đắc Lắc)

Gừng Việt Nam

(trồng ở Đồng Tháp)

Gừng Kintoki

(trồng ở Phú Yên)

90 bar

Gừng Kintoki

(trồng ở Phú Yên)

6.2 Nghiên cứu ngoài nước [11], [12], [13]

Năm 1981, D.J Hervey nghiên cứu thành phần hóa học của Gừng và xác định

sự có mặt của những gingerdione

Năm 1982, Fumiyuki Kiuchi và các cộng sự, Trường đại học Tokyo (Nhật Bản) đã tách và định danh được 6-dehydrogingerdione, 6-gingerdione, 10-gingerdione từ cao n-hexane và 6-gingerol, 10- dehydrogingerdione từ cao ethyl acetate bằng phương pháp sắc ký cột và các phương pháp phổ

Năm 1986, Chu-Chin Chen xác định những đồng phân của shogaol Cùng năm, tác giả này công bố trên tạp chí Food Chem., Vol.34, No.3, 1986 với nội dung trích ly Gừng bằng CO2 và xác định 6-gingerol, 8-gingerol, 10-gingerol và 6-shogaol

Năm 1987, công trình nghiên cứu của Hiroshi Morita xác định galanolactone

và độc tính tế bào cũng như hoạt tính kháng nấm của nó

Năm 1991, Qirong Huang và các cộng sự, Trường đại học Kyoto (Nhật Bản)

đã tách và định danh được galanolactone từ cao acetone bằng phương pháp sắc ký cột và phương pháp phổ

Năm 1991, Hiroe Kikuzaki và các cộng sự, Trường đại học Osaka (Nhật Bản)

đã tách và định danh được 6 chất diarylheptanoid từ cao dichloromethane

Đến 1992, các tác giả này tiếp tục chiết tách và nhận danh được 6-gingerdiol

và 4 chất khác gồm: methoxyphenyl)decane

methoxyphenyl)decane

(3R,5S)-3,5-diacetoxy-1-(4-hydroxy -3-methoxyphenyl)decane (3R,5S)-3,5-diacetoxy-1-(3,4-dimethoxyphenyl)decane

Năm 1994, Masayuri Yoshikawa và các cộng sự, Trường đại học Kyoto (Nhật Bản) đã tách và định danh được 6-gingesulfonic acid, gingerglycolipid A, B, C từ cao butanol bằng phương pháp sắc ký cột Nghiên cứu cũng cho thấy 6-gingesulfonic acid có khả năng trị được chứng loét dạ dày khi thử nghiệm trên chuột

Ngoài ra, có nhiều nghiên cứu khác về thành phần tinh dầu, nhựa dầu Gừng và các tác dụng dược lý của nó

7 Công dụng

7.1 Trong dân gian

Gừng tươi chữa cảm mạo, phong hàn, nhức đầu, ngạt mũi, ho có đờm, nôn mửa, bụng đầy trướng Dùng làm thuốc kích thích tiêu hóa, tăng bài tiết, sát trùng, giải độc ngứa do cua, cá, chim, Ngày dùng 4 – 8 g, dạng thuốc sắc uống Còn dùng làm thuốc xoa bóp và đắp ngoài chữa sưng phù và vết thương

Gừng khô chữa đau bụng lạnh, đầy trướng hơi không tiêu, chân tay giá lạnh, đàm ẩm, ho suyễn và thấp khớp Ngày dùng 4 – 20 g dạng thuốc sắc hoặc tán Thường dùng phối hợp với các vị thuốc khác

7.2 Làm gia vị

Từ lâu Gừng là một gia vị phổ biến trong nghệ thuật ẩm thực Giá trị của Gừng được dùng trong lĩnh vực ẩm thực được thể hiện qua hai dạng chính là Gừng tươi và Gừng khô Gừng tươi là gia vị phổ biến nhất ở các nước Đông Nam Á Người Châu Á rất thích mùi thơm cay nồng của Gừng tươi nguyên chất Thông thường, củ Gừng tươi được thái lát hoặc băm nhuyễn và cho vào các món ăn trước khi dùng Gừng khô rất dễ chế biến và có thể bảo quản trong thời gian dài Gừng khô thường được sử dụng trong các món ăn Châu Âu hay Châu Mỹ ở dạng lát mỏng hay dang bột Gừng khô có vị thơm hơn là vị hăng cay, được dùng trong các loại bánh tẩm gia vị hoặc dùng để tăng thêm vị ngon cho các món súp

7.3 Trong thực phẩm

Gừng được sử dụng sản xuất một số loại thực phẩm như: bánh mì Gừng, bia Gừng, rượu Gừng, trà Gừng

7.4 Trong dược phẩm

Một số tác dụng dược lý [1], [7], [8], [11], [13]

Trên thực nghiệm, Gừng có tác dụng làm giãn mạch và tăng tỷ lệ proteine

toàn phần và gama-globumine (một loại proteine trong máu) trên động vật thí

nghiệm

Ức chế thần kinh trung ương, làm giảm vận động tự nhiên và tăng thời gian gây ngủ Cao chiết Gừng khô, gingerol và shogaol đều ức chế sự vận động tự nhiên của chuột nhắt

Hạ nhiệt: shogaol và gingerol làm giảm sốt trên chuột đã được gây sốt bằng tiêm men bia

Giảm đau và kháng viêm mà không có tác dụng phụ

Kháng oxy hóa: theo nhiều nghiên cứu cho thấy gingerol và shogaol có tính kháng oxy hóa cao

Ức chế bệnh loét dạ dày: với thí nghiệm trên chuột, cho thấy các chất gingesulphonic acid, 6-shogaol, curcumene trong củ Gừng là các chất điều trị bệnh này

6-Gừng tươi có tác dụng kích thích tiết nước bọt

Tác dụng chống viêm: dịch chiết Gừng khô tiêm dưới da cho chuột nhắt ức chế sự tăng tính thẩm thấu của các mao quản trong phản ứng viêm thực nghiệm

Ức chế sự tổng hợp prostaglandin PEG2 (C20H32O5) Đây là chất lỏng sinh học tự nhiên có trong cơ thể phụ nữ mang thai và làm co thắt cổ tử cung Nếu hàm lượng chất này tăng cao thì thai phụ có nguy cơ sinh non

Tác dụng chống say sóng của Gừng đã được nghiên cứu trên học viên Trường sĩ quan hải quân không quen đi biển vào lúc biển động dữ dội Cho mỗi người uống 1g Gừng và theo dõi liên tục 4 giờ liền sau đó, thấy Gừng làm giảm nôn

và giảm ra mồ hôi lạnh

Cao Gừng chiết với acetone, zingiberene và hoạt chất gây cay 6-shogaol có tác dụng ức chế những tổn thương dạ dày gây ở chuột trắng bởi acid hydrochloric/ethanol Những kết quả thí nghiệm này gợi ý rằng zingiberene và 6-shogaol là những thành phần quan trọng trong những thuốc làm dễ tiêu có chứa thành phần Gừng Cao Gừng có tác dụng ức chế sự phát triển hệ sợi nấm của

Epidermophyton floccosum, Microsporum gypseum, Paecilomyces varioti và Trichophyton mentagrophytes

Trong thú y, Gừng được dùng làm thuốc kích thích và gây trung tiện trong bệnh khó tiêu do mất trương thực của ngựa và trâu bò

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỒ TIÊU

Tên khoa học: Piper nigrum L

Tên khác: Oleum Piperis (Latin), Essenece de Poive (Pháp), Pfefferoel (Đức), Hạt Tiêu, Hắc hồ Tiêu, Tiêu (Việt Nam)

Một số loài thường gặp:

- Trầu không (Piper betle): lá rộng và to, màu xanh dợt hay vàng

- Lá lốt (Piper lalot, C.D): cỏ đứng, lá láng xanh đậm, thơm, hoa màu trắng

- Càng cua (Peperomia reflaxa): cỏ nhỏ, mập dòn, hoa ở chót thành cọng xanh, quả tròn nhỏ (0.5mm)

- Tiêu (Piper nigrum L): dây leo với rễ bám, gié hoa rất nhỏ, quả xanh đến lúc chín thì đỏ

2 Phân bố - sinh thái[3]

Hạt Tiêu được biết nhiều đến với công dụng như là một loại gia vị lâu đời

Có nguồn gốc từ miền Bắc Ấn Độ và được người ta phát hiện vào thế kỉ thứ IV

trước công nguyên Việc trồng Tiêu được phát triển từ Malabar đến bờ biển Malacca và quần đảo phía tây Ấn Độ

Ngoài ra, cây Tiêu còn được trồng ở các nước châu Á như Thái Lan, Ấn Độ, Campuchia, Indonesia, Malaysia…được tìm thấy ở những vùng ấm áp, nhiệt đới như Nam Mỹ, Châu Phi, Tây Nam và Đông Nam Trung Quốc

Ở Việt Nam Hồ Tiêu được trồng nhiều ở các vùng đất bazan từ Quảng Trị vào đến các tỉnh Tây Nguyên, Đông Nam Bộ Một số nơi khác của Nam bộ cũng có trồng như Hà Tiên, Phú Quốc, Châu Đốc…

3 Các giống Tiêu

3.1 Giống Tiêu trong nước [3]

Hiện nay nước ta có nhiều giống Tiêu tốt, nhưng tên giống thường đặt theo tên địa phương như Tiêu Phú Quốc, Tiêu Hà Tiên, Tiêu Lộc Ninh, Tiêu Đất Đỏ và một số giống nhập khẩu từ các nước như Indonesia, Campuchia

Giống Tiêu sẻ: Trồng phổ biến ở miền Đông Nam Bộ gọi là Tiêu sẻ Đất Đỏ Đây là giống thuộc nhóm lá nhỏ, mang các đặc tính sau:

Ra hoa sớm, sau hai năm cho trái

Phẩm chất hạt tốt, hạt to và thơm

Năng suất cao từ 2.5-3kg/nọc/năm

Khả năng thích nghi rộng

3.2 Các giống Tiêu trên thế giới [3]

a) Gống Sree chea, Kamchay, Kampot, Kep từ Campuchia thuộc nhóm lá nhỏ, mang các đặc tính như sau:

- Ra hoa hơi muộn (3 năm sau khi trồng)

- Gié trái dài từ 10-12 cm, đóng trái dày, phẩm chất hạt tốt

- Năng suất khá cao, từ 2-2.5kg/nọc/năm

- Thích nghi rộng

b) Gống Lada Baelangtung

Giống này có nguồn gốc từ Indonesia và du nhập vào Việt Nam từ Madagascar khoảng năm 1947

Đây là giống Tiêu cỡ lá lớn, xanh đậm cho năng suất chất lượng cao Tuy nhiên, giống này có khả năng thích nghi kém

Hạt Tiêu chín không đều, chín đến đâu thì thu hoạch đến đó Khi thu hoạch thì phải thu cả chùm, hái những chùm có trái từ xanh chuyển sang vàng

Một hecta trung bình có thể cho 3 tấn Tiêu trong một năm

Tiêu phải được bảo quản nơi khô ráo thoáng mát

5 Tính chất vật lý[1], [2], [3], [6], [7], [8],[9]

Tinh dầu Tiêu là một chất lỏng có màu trắng đục hay hơi ngả sang màu vàng,

có mùi thơm đặc trưng của Tiêu, vị cay, hăng

Tinh dầu có tỉ trọng nhẹ hơn nước:

- Tỷ trọng ở 15oC: 0.873  0.916

- Góc quay cực: -10oC  3oC Tinh dầu Tiêu tan trong dung môi hữu cơ và hòa tan một lượng rất ít trong nước

Dễ bị oxy hóa làm thay đổi màu sắc, hương vị, hình thành chất nhựa

Mỗi tinh dầu có các hằng số vật lý đặc trưng như tỉ trọng (d), chiết suất (n),

độ quay cực () và các chỉ số hóa học Qua các chỉ số này mà người ta đánh giá sơ

bộ tinh dầu

6 Thành phần hóa học [1], [2], [3]

6.1 Nghiên cứu trong nước

Theo Đỗ Tất Lợi, trong hồ Tiêu chất gây cay chiếm 6-13%, chủ yếu là các alkaloid piperine, chalvicine, piperidine và piperitine Chalvitine là đồng phân của piperine, tồn tại dưới dạng nhựa được xem như là chất gây cay nhất trong hồ Tiêu Không tìm thấy peperine trong lá và cành của cây hồ Tiêu Tinh dầu hồ Tiêu tan

trong EtOH 95% theo tỉ lệ 1:3 Thành phần chính chứa 95% hydrocarbon terpene

mà chủ yếu là sabinene, limonene, 1-3 carene,  - pinene và caryophyllene Hàm

lượng monoterpene cao là điều quan trọng cho chất lượng của Tiêu Các thành phần khác như terpinene-4-ol khống chế mùi thơm bay ra của Tiêu Piperine ít tan trong nước nhưng dễ tan trong cồn

Theo Phạm Thị Hòa – Đại học Huế, tinh dầu thu được bằng phương pháp chưng cất hơi nước là chất lỏng có màu lục nhạt, có mùi thơm của hồ Tiêu, vị cay, hăng Thành phần hóa học được xác định bằng phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ (GC/MS), thể hiện ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Thành phần hóa học tinh dầu Tiêu của Huế

Bảng 2.2 Thành phần hóa học tinh dầu Tiêu Chư Sê, tỉnh Gia Lai

Phương pháp CO 2 lỏng siêu tới hạn Thành phần Phương pháp lôi cuốn

Thái Lan Việt Nam Campuchia Malaysia

Năm 2006, Nguyễn Thị Mỹ Nhiên nghiên cứu thành phần hóa học của Tiêu đen trồng tại huyện Phú Quốc, tỉnh Kiên Giang, kết quả như sau:

Bảng 2.4 Thành phần hóa học của Tiêu đen trồng tại huyện Phú Quốc, tỉnh Kiên Giang

6.2 Nghiên cứu ngoài nước

Bảng 2.5 Thành phần chính trong tinh dầu Tiêu ở Hy Lạp theo phương pháp lôi cuốn hơi nước và CO 2 lỏng siêu tới hạn ở 100 atm và 40oC

Hạt Tiêu có tác dụng kháng khuẩn và diệt trùng nên có tác dụng diệt trùng và bảo quản được thức ăn

Tinh dầu Tiêu có tác dụng giữ ấm cơ thể, chữa trị táo bón

Cao hồ Tiêu rút ngắn thời gian máu đông, do làm tăng hoạt hóa thrombine và làm giảm tỷ lệ heparine trong hệ thống đông máu

CHƯƠNG 3 ĐẠI CƯƠNG VỀ TINH DẦU

1 Khái niệm về tinh dầu [1], [3], [4]

Tinh dầu là một hỗn hợp nhiều hợp chất thiên nhiên với đặc điểm sau:

- Dễ bay hơi, có mùi đặc trưng

Trong thiên nhiên có rất nhiều tinh dầu ở trạng thái tự do, chỉ có một số ít ở trạng thái tiềm tang Ở trạng thái tiềm tàng, tinh dầu không có sẵn trong nguyên liệu

mà chỉ xuất hiện trong những điều kiện gia công nhất định trước khi tiến hành ly trích hay dưới tác dụng cơ học Còn ở trạng thái tự do, tinh dầu có sẵn trong nguyên liệu có thể thu hái trực tiếp dưới những điều kiện ly trích bình thường

2.2 Qúa trình tích lũy

Trong thực vật, tinh dầu được tạo ra và tích trữ trong các mô Tinh dầu có thể phân bố ở mọi bộ phận của cây như rễ, căn hành, thân, cành, lá, hoa, trái và hạt Tuy nhiên, cũng có một số loại cây tinh dầu chỉ có ở một vài bộ phận trên cây Tinh dầu,

ở mỗi bộ phận trên cùng một cây có thể giống nhau hoặc khác nhau rất nhiều về hàm lượng, thành phần hóa học cũng như hàm lượng cấu tử chính

Có hai nguồn tinh dầu trong thiên nhiên là thực vật và động vật Trong đó, nguồn thực vật là lớn, phong phú và phổ biến nhất

b) Tinh dầu từ động vật

Những tinh dầu từ động vật không nhiều và phong phú như tinh dầu thực vật Cho đến nay, người ta mới tìm thấy tinh dầu trong một số con vật thuộc họ Cầy hay

họ Hươu Đó chính là xạ hương Xạ hương là tên một loại tinh dầu lấy ra từ tuyến

xạ của con Hươu xạ (thường sống ở miền núi Tây Tạng, Trung Quốc và cũng tìm thấy ở vùng Cao Bằng, Lạng Sơn, Việt Nam)

3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng và hàm lượng tinh dầu [6]

Tinh dầu là một sản phẩm sinh hóa của tự nhiên nên chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố:

4 Công dụng của tinh dầu [1], [2], [6]

Tinh dầu vốn rất gần gũi với cuộc sống con người Từ rất xa xưa, người ta đã biết sử dụng các loài hoa cỏ có hương trong các nghi lễ tôn giáo, cúng tế để tỏ lòng yêu kính các bậc tiền bối, thánh thần hay người đã khuất Trải qua suốt bề dày lịch

sử, cùng với sự phát triển của nền văn minh và tri thức khoa học, tinh dầu càng ngày càng được biết đến với nhiều công dụng và giá trị lợi ích hơn

Rất nhiều loài thực vật chứa tinh dầu và có hương thơm thường được dùng làm gia vị cho thực phẩm như hành, ngò, rau răm, quế, gừng, sả… Một số tinh dầu cho vào thực phẩm còn có tác dụng như một chất chống oxy hóa hay kháng khuẩn giúp bảo quản thực phẩm được lâu hơn

Những tinh dầu hay hỗn hợp tinh dầu có hương thơm dễ chịu luôn là nguyên liệu chính dùng trong kỹ nghệ nước hoa, một trong những ngàng mũi nhọn của lĩnh vực mỹ phẩm

Một số tinh dầu là nguồn dược liệu, dược phẩm có giá trị bởi tác dụng trị liệu rất tốt cho một số chứng bệnh Ví dụ như:

Tinh dầu bạc hà chứa nhiều menthol có tác dụng kích thích thần kinh, giúp giảm đau tại chỗ, thường dùng trong các chế phẩm dầu xoa, cao xoa

Tinh dầu hương nhu chứa eugenol, dùng làm thuốc sát trùng, giảm đau trong việc trám răng tạm thời

Tinh dầu họ cam, quýt, chanh dùng làm thuốc kích thích tiêu hóa rất tốt Tinh dầu tỏi, tinh dầu hành có tác dụng làm giảm cholesterol, ngừa bệnh xơ cứng động mạch và ung thư…

Một số tinh dầu có vai trò như là chất dẫn dụ đối với côn trùng, để qua đó giúp chúng duy trì và phát triển giống loài Chẳng hạn như hương thơm của hoa có tác dụng dẫn dụ các loại côn trùng đến giúp hoa thụ phấn nhờ tác động lấy mật hoặc sáp hoa của chúng

Ngoài ra, nó cũng có tác dụng bảo vệ cho cơ thể thực vật, hạn chế sự xâm hại của các loài động vật ăn cỏ Tinh dầu một số loại cây có tác dụng chống lại động vật

ăn cỏ hoặc côn trùng ăn lá có thể bằng cách là gây khó chịu hay cảm giác không ngon cho các loài động vật khi ăn

Tinh dầu cũng có vai trò hỗ trợ phát triển của các loài thực vật chung quanh Bên cạnh đó, nó còn là nguồn tạo ra những hóa chất có tác dụng có lợi hoặc có hại cho sự phát triển của các loài cây xung quanh nó Sự ảnh hưởng đó có thể bằng các

cách ngăn chặn sự nảy mầm của hạt, làm biến dạng rễ cây hay làm chậm sự phát triển của cây

Tinh dầu trong bản thân cây còn có vai trò đặc biệt như một chất mang hay dung môi hòa tan và vận chuyển một số hợp chất hữu cơ thiết yếu cho cây

Đa số các tinh dầu dù ít hay nhiều đều có tính kháng một số vi sinh vật nhất định Các vi sinh vật đó có thể là khuẩn, nấm mốc hoặc nấm men Khả năng này được hiểu như là khả năng ức chế sự phát triển của các vi sinh vật này

Tinh dầu không chỉ có tác dụng kháng các vi sinh vật mà còn có tác dụng không tốt đối với các sinh vật lớn hơn Chẳng hạn như một số tinh dầu có khả năng làm chết hoặc xua đuổi côn trùng Một số tinh dầu có tác dụng như thuốc trừ sâu, lại rất thân thiện với môi trường vì chúng có nguồn gốc tự nhiên và phân hủy nhanh sau khi sử dụng

5 Các phương pháp sản xuất tinh dầu [4], [6], [20]

Tùy thuộc vào đặc tính của nguyên liệu mà có các phương pháp khác nhau để

ly trích tinh dầu Dựa trên cách tiến hành, người ta chia làm bốn loại: cơ học, tẩm, trích, hấp thụ và chưng cất hơi nước Gần đây, các phương pháp mới như vi sóng, siêu âm… cũng được áp dụng trong trích ly tinh dầu nhằm tiết kiệm thời gian, năng

lượng và giữ cho sản phẩm có mùi thơm ban đầu của nguyên liệu Nhìn chung, các phương pháp ly trích tinh dầu phải đạt được một số yêu cầu sau:

Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên như nguyên liệu

Quy trình tách chiết phải phù hợp vời từng loại nguyên liệu

Tinh dầu phải được lấy triệt để khỏi nguyên liệu, với chi phí thấp nhất

5.1 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Nguyên tắc: Phương pháp này dựa trên sự thẩm thấu, hòa tan, khuếch tán và lôi cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu chứa trong các mô khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao Sự khuếch tán sẽ dễ dàng khi tế bào chứa dầu trương phồng do nguyên liệu tiếp xúc với hơi nước bão hòa trong một thời gian nhất định

Nguyên liệu có thể để nguyên hay cắt nhỏ vừa phải cho vào bình Sau đó cho nước vào phủ kín nguyên liệu nhưng phải trừ một khoảng không gian phía trên để tránh nước sôi mạnh làm tràn nguyên liệu qua hệ thống hoàn lưu

Khi nguyên liệu được làm vỡ vụn thì chỉ có một số mô chứa tinh dầu bị vỡ

và cho tinh dầu thoát tự do ra ngoài theo hơi nước cuốn đi Phần lớn tinh dầu còn lại trong các mô thực vật sẽ tiến dần ra ngoài bề mặt nguyên liệu bằng sự hòa tan và thẩm thấu Von Rechenberg đã mô tả quá trình chưng cất hơi nước như sau: “Ở nhiệt độ nước sôi, một phần tinh dầu hòa tan vào trong nước có sẵn trong tế bào thực vật Dung dịch này sẽ thẩm thấu dần ra bề mặt nguyên liệu và bị hơi nước cuốn

đi Còn nước đi vào nguyên liệu theo chiều ngược lại và tinh dầu lại tiếp tục hòa tan vào lượng nước này Quy trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tinh dầu trong các mô thoát ra ngoài hết”

Ưu điểm

Quy trình kỹ thuật tương đối đơn giản

Thiết bị gọn, dễ chế tạo

Không đòi hỏi vật liệu phụ như các phương pháp tẩm trích, hấp phụ

Thời gian tương đối nhanh

Nhược điểm

Không có lợi đối với những nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp

Chất lượng tinh dầu có thể ảnh hưởng nếu trong tinh dầu có những cấu phần

dễ bị phân hủy

Không lấy được các loại nhựa và sáp trong nguyên liệu

Trong nước chưng luôn luôn có một lượng tinh dầu tương đối lớn

Những tinh dầu có độ sôi cao thường cho hiệu suất rất thấp

5.2 Phương pháp chưng cất lôi cuôn hơi nước với sự hỗ trợ của vi sóng

Vi sóng là sóng điện từ lan truyền với vận tốc ánh sáng

Hình 3.1 Mô hình thiết bị chưng cất có hỗ trợ vi sóng trong phòng thí nghiệm Hiện tượng làm nóng

Một số phân tử, thí dụ như nước phân chia điện tích trong phân tử một cách bất đối xứng Như vậy, các phân tử này là những lưỡng cực có tính định hướng trong chiều của điện trường Dưới tác động của điện trường một chiều, các phân tử lưỡng cực có khuynh hướng sắp xếp theo chiều điện trường này Nếu điện trường là một điện trường xoay chiều, sự định hướng của các lưỡng cực sẽ thay đổi theo chiều xoay đó Cơ sở của hiện tượng phát nhiệt có vi sóng là sự tương tác giữa điện trường và các phân tử phân cực bên trong vật chất Trong điện trường xoay chiều

có tần số rất cao (2.45x109 Hz), điện trường này sẽ gây ra một sự xáo động ma sát rất lớn giữa các phân tử, đó chính là hiện tượng nóng lên của phân tử

Với một cơ cấu có sự bất đối xứng cao, phân tử nước có độ phân cực rất lớn,

do đó nước là một chất rất lý tưởng để đun nóng bằng vi sóng Ngoài ra, các nhóm định chức phân cực như: -OH, -COOH, -NH2 trong các hợp chất hữu cơ cũng là những nhóm chịu sự tác động của trường điện từ

Do đó, những hợp chất càng phân cực càng rất mau nóng dưới sự chiếu xạ của vi sóng Việc này có liên quan đến hằng số điện môi của hợp chất đó Tóm lại,

sự đun nóng bởi vi sóng rất chọn lọc, trực tiếp và nhanh chóng

Có một số công trình đã khẳng định được tính vô hại của vi sóng đối với sinh vật Chẳng hạn, khi nghiên cứu sự phát triển của enzyme trong điều kiện vi sóng, người ta nhận thấy rằng ảnh hưởng của vi sóng rất giống với ảnh hưởng của các gia nhiệt thông thường

Vi sóng cung cấp một kiểu đun nóng mới không dùng sự truyền nhiệt thông thường Với kiểu đun nóng bình thường, sức nóng đi từ bề mặt của vật chất lần vào bên trong, còn trường hợp sử dụng vi sóng, vi sóng xuyên thấu vật chất và làm nóng vật chất ngay từ bên trong Vi sóng tăng hoạt chọn lọc những phân tử phân cực, đặc biệt là nước Nước bị đun nóng do hấp thu vi sóng bốc hơi tạo ra áp suất rất cao tại nơi bị tác dụng, đẩy nước đi từ tâm của vật đun ra đến bề mặt của nó

Chiếu xạ vi sóng

Dưới tác dụng của vi sóng, nước trong các tế bào thực vật bị nóng lên thật nhanh, áp suất bên trong tăng lên đột ngột làm các mô chứa tinh dầu bị vỡ ra Tinh dầu thoát ra bên ngoài, bị lôi cuốn theo hơi nước sang hệ thống ngưng tụ

Ưu điểm

Hiệu suất có thể bằng hoặc cao hơn những phương pháp khác nhưng thời gian cần thiết rất ngắn

Tinh dầu thu được có mùi tự nhiên

Sản phẩm phân hủy trong tinh dầu thường giảm đi

Tiết kiệm thời gian, năng lượng dẫn đến giảm giá thành sản xuất