- Hydroxyl citronellal từ citronello l: phản ứng hydrat hóa
2.2.2.4.2.Tính chất hóa học và hóa lý của tinh dầu gừng:[5]
Thành phần của gừng có chứa một số chất dầu dễ bay hơi, dầu béo, cấu tử hăng, nhựa, protein, cellulose, pentosane, tinh bột, và thành phần khoáng chất. Trong đó, thành phần tinh bột chiếm ưu thế, chiếm 40-60% trọng lượng. Thành phần cấu tạo của gừng tươi chịu ảnh hưởng của phương pháp gieo trồng, điều kiện môi trường và kĩ năng thu hoạch.
Tỉ lệ của chất xơ có trong gừng tươi chưa qua xử lí là 10%(nồng độ chất khô), nhưng đối với các củ gừng ở chợ thì tỉ lệ này chỉ đạt 1,6-6%. Lượng tinh dầu trong gừng khô đạt 0,5-4,4%, một số loại gừng chủ lực đạt 1-3%.
Tinh dầu gừng chứa các cấu tử dễ bay hơi, các cấu tử hương, dầu béo, palmitic, một số acid béo tự do khác, resin và cacbohydrate.
Gừng được bán trên thị trường có thành phần nhựa dầu từ 3.5-10%, và chứa 15-30% tinh dầu.
Phân tích trong thân rễ gừng có :
Bảng 2.6: Thành phần hóa học và hàm lượng trong thân rễ gừng
Tinh dầu gừng
có:
- Tỷ trọng
0,878
STT Thành Phần Hóa Học Hàm lượng
1 Tinh dầu α - camphen 2-3% β - phelandren Zingiberen C15H24 Rượu sesquitecpen Xitrala bocneola Geraniola 2 Nhựa dầu Một nhựa trung tính 5% Hai nhựa axit
- Năng suất quay cực – 250C ở –50C; - Độ sôi 155 – 3000C;
Hương thơm đặc trưng của gừng là do hàm lượng tinh dầu bay hơi chứa trong gừng (2-3% tính trên hàm lượng chất khoáng). Vị hăng cay của gừng là do trong gừng có chứa zingeron, zingerola và shogaola.
- Zingerola (R = – CH(OH)(CH2)nCH3 (n = 3,4,5)) là một chất lỏng sánh,
màu vàng, không mùi, vị rất cay, độ sôi ở 18mmHg là 235 – 2400C. Khi đun sôi với Ba(OH)2 bị phân giải cho những chất andehyt bay hơi, những chất cay có tinh thể gọi là zingeron C11H14O3 và một chất ở thể dầu gọi là shogaola.
- Shogaola (R = – CH = HC – (CH2)4CH3) có độ sôi 201 – 2030C.
- Zingeron (R = – CH3) có tinh thể, độ sôi 40 – 41oC, vị rất cay.
Thresh (1879) là người đầu tiên ghi nhận lại quá trình phân riêng các cấu tử hương về dạng cơ bản. Các cấu tử hương ko bay hơi có thể thu được bằng cách trích ly trong dung môi có tên là gingerol. Đây chính là chất chủ yếu tạo mùi hương đặc biệt cho gừng.
Năm 1917, Nomura thu nhận được một hợp chất từ chiết xuất của gừng bằng cách hòa tan trong các dung dịch kiềm, được đặt tên là Zingerone, có công thức là 4-hydroxy-3-methoxy-phenylethyl methyl ceton.
Cùng lúc đó, Lapworth cũng phát hiện chiết xuất của gừng, bằng cách dùng dung môi trích ly là alcohol, được nhóm phenol có cấu hình quay sang trái, có tính nhớt cao. Chất chiết này không đồng nhất, và dưới tác dụng của môi trường kiềm nóng sẽ tạo ra zingerone và hỗn hợp của các aldehyde mạch thẳng trong đó nhiều nhất là n-heptanal. Ngoài ra, khi chiết tách gingerol từ gừng, người ta còn phát hiện ra chất gingeryl methyl ether.
Trong các nghiên cứu sau đó thì Nomura (1918) và Tsurami (1927) đã tìm thấy chất mới đặt tên là shogaol có công thức là 1-(4’-hydroxy-3’- methoxyphenyl)-dec-4-en-3-one.
Zingerone và shogaol có rất ít trong gừng tươi, tập trung chủ yếu trong giai đoạn bảo quản, và được các nhà khoa học xem như là một chất nhân tạo vì trong gừng tươi chỉ có 22% zingerone và 3% shogaol.
Gingerol rất dễ bị biến đổi hóa học, làm giảm đi mùi hương đặc trưng cho sản phẩm, nguyên nhân có thể là xảy ra quá trình rửa, trong quá trình chuẩn bị, bảo quản, hoặc quá trình sấy khô gừng làm cho gừng giảm đi giá trị của nó.
Trong quá trình xử lí nhiệt trên 200oC, nhóm β- hydroxy keton trong gingerol sẽ bị biến đổi thành zingerone và các andehyde béo (tái tạo aldol) (Ví dụ như hecxanal).
Dưới tác dụng của pH và nhiệt độ, β- hydroxy keton của gingerol bị mất nước, làm tạo ra ít shagola hơn. Dưới tác động của môi trường kiềm, sự mất
nước diễn ra nhanh hơn và cả trong tại nhiệt độ bằng nhiệt độ của môi trường. Còn nếu sử dụng nhiệt độ cao thì kèm theo môi trường acid.
pH của tinh dầu gừng thương từ 3-5, sự mất nước của gingerol dễ dàng hơn nhờ có xúc tác acid (môi trường acid) trong quá trình trích ly và bảo quản sau đó.
Shogaol được hình thành trong quá trình sấy khô gừng, và nó tập trung trong gừng củ sấy khô hơn là trong gừng thái miếng đem sấy khô. Và quá trình hình thành của nó trong gừng củ cũng mất nhiều thời gian hơn.
Shogaol cũng được hình thành trong quá trình xử lí nhiệt dưới điều kiện acid và dễ chuyển thành dạng polymer không mùi.