Cơ sở của phương pháp dựa trên hiện tượng thẩm thấu, khuếch tán và hòa tan tinh dầu có trong các mô nguyên liệu khi tiếp xúc với dung môi hữu cơ. Phương pháp chiết thường dùng để tách các hương liệu dễ bay hơi mà phương pháp chưng cất tỏ ra kém hiệu quả.
Trong phương pháp này nguyên liệu được ngâm trong dung môi hữu cơ thích hợp, sau đó cô quay chân không để thu dung môi, phần còn lại là hỗn hợp tinh dầu và sáp được gọi là tinh dầu cô kết. Dùng dung môi để hòa tan tinh dầu rồi để lạnh, khi đó phần sáp sẽ đông đặc và được tách loại, phần dịch còn lại được đem đi chưng cất lôi cuốn hơi nước để thu tinh dầu tinh khiết. Đây cũng chính là hai dạng sản phẩm chính của chất thơm hiện lưu hành trên thị trường.
Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trong quá trình chiết
a, Chênh lệch nồng độ chất cần chiết ở trong nguyên liệu và dung môi
Sự chênh lệch nồng độ hợp chất cần chiết có trong nguyên liệu và dung môi càng lớn thì càng làm cho sự khuếch tán các phân tử có trong nguyên liệu cần chiết
đi ra càng nhanh và mạnh hơn. Để sự chênh lệch này lớn thì yêu cầu nguyên liệu phải có lực hút nhỏ nhất đối với dung môi.
Tuy nhiên, tỷ lệ NL/ DM: phải ở mức độ hợp lý, không quá lớn vì sẽ làm cho nồng độ chất cần chiết trong dung môi chiết rút thấp gây khó khăn, cồng kềnh trong sản xuất.
b, Hình thái, tính chất và cấu tạo tổ chức của nguyên liệu:
Kích thước càng nhỏ thì diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi càng tăng, hiệu suất chiết tăng, thời gian chiết rút ngắn hơn.
Tuy nhiên, nguyên liệu không nên quá nhỏ vì rất dễ bị vón lại các hạt mịn lắng đọng trên các lớp nguyên liệu và khi nguyên liệu quá nhỏ sẽ bị cuốn vào dịch chiết gây khó khăn cho quá trình xử lý dịch chiết sau khi chiết. Tính chất của nguyên liệu cũng ảnh hưởng lớn đến hiệu suất chiết, khi chiết bằng dung môi hữu cơ, độ ẩm nguyên liệu giảm thì tốc độ chiết tăng lên.
c, Thời gian chiết
Thời gian chiết thích hợp, càng dài thì lượng chất khuếch tán càng tăng nhưng không quá dài vì khi đã đạt được độ trích ly cao nhất thì không mang lại hiệu quả và tốn thời gian. Đặc biệt, nếu nếu thời gian chiết quá cao sẽ gây tổn thất tinh dầu.
d, Nhiệt độ chiết
Nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, do đó phân tử chất hòa tan chuyển động dễ dàng khi khuếch tán giữa các phân tử dung môi. Nhưng nhiệt độ tăng phải có giới hạn vì nhiệt độ cao quá sẽ làm phân hủy chất cần chiết và một phần làm bay hơi dung môi.
e, Dung môi chiết
Yếu tố quan trọng trong phương pháp chiết là đặc tính của dung môi sử dụng, do đó dung môi chiết cần phải đạt được những yêu cầu sau:
- Hòa tan hoàn toàn và nhanh chóng các cấu phần có mùi thơm trong nguyên liệu.
- Hòa tan kém các hợp chất khác như sáp, nhựa dầu có trong nguyên liệu. - Không có tác dụng hóa học với tinh dầu.
- Không biến chất khi sử dụng lại nhiều lần.
- Hoàn toàn tinh khiết, không có mùi lạ, không độc, không ăn mòn thiết bị, không tạo thành hỗn hợp nổ với không khí và có độ nhớt kém.
- Nhiệt độ sôi thấp vì khi chưng cất dung dịch ly trích để thu hồi dung môi, nhiệt độ sôi cao thì sẽ ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu. Điểm sôi của dung môi nên thấp hơn điểm sôi của cấu phần dễ bay hơi nhất trong tinh dầu.
- Ngoài ra, cần có thêm những yếu tố phụ khác như: giá thành thấp, nguồn cung cấp dễ tìm,…
Thường thì không có dung môi nào thỏa mãn tất cả những điều kiện trên. Người ta sử dụng cả dung môi không tan trong nước (như Dietyl, Ete dầu hỏa, Hexan, Cloroform…) lẫn dung môi tan trong nước (như Ethanol, Acetone…). Trong một số trường hợp cụ thể, người ta còn dùng một hỗn hợp dung môi.
Ưu nhược điểm của phương pháp chiết
Ưu điểm:
- Sản phẩm thu được có mùi thơm tự nhiên.
- Hiệu suất sản phẩm thu được cao hơn các phương pháp khác.
Nhược điểm:
- Yêu cầu cao về thiết bị, phức tạp. - Thất thoát dung môi [6].