1.1.3.3. Một số tiêu chuẩn kỹ thuật đối với hạt tiêu đen
Theo TCVN 7036:2008 của Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đã quy định tiêu chuẩn kỹ thuật với hạt tiêu đen như sau
a.Yêu cầu về cảm quan:
- Mùi vị: Khi nghiền thành bột có mùi thơm đặc trưng của hạt tiêu đen, cay và không có mùi và vị lạ
- Hạt tiêu đen không được có nấm mốc, côn trùng và các thành phần xác côn trùng nhìn thấy được (bằng mắt thường và kể cả kính lúp).
b.Yêu cầu về lý – hóa
Bảng 1.3. Các chỉ tiêu vật lý của hạt tiêu đen theo TCVN 7036:2008
Tên chỉ tiêu
Mức yêu cầu Hạt tiêu đen NP hoặc SP
Hạt tiêu đen P Loại đặc
biệt Loại 1 Loại 2 Loại 3
1. Tạp chất lạ,
% khối lượng, không lớn hơn 0,2 0,5 1,0 1,0 0,2 2. Hạt lép, % khối lượng,
không lớn hơn. 2 6 10 18 2,0
3. Hạt đầu đinh hoặc vỡ,
% khối lượng, không lớn hơn. 2,0 2,0 4,0 4,0 1,0 4. Khối lượng theo thể tích,
g/l, không nhỏ hơn. 600 550 500 450 600
*Hạt tiêu đen chưa chế biến (NP) *Hạt tiêu đen sơ chế (SP)
17
Bảng 1.4. các chỉ tiêu hóa học của hạt tiêu đen theo TCVN 7036:2008
Tên chỉ tiêu
Mức yêu cầu Hạt tiêu đen NP
hoặc SP Hạt tiêu đen Hạt tiêu bột 1. Độ ẩm, % khối lượng,
không lớn hơn. 13,0 12,5 12,5
2. Tro tổng số, % khối lượng tính
theo chất thô, không lớn hơn. 7,0 6,0 6,0
3. Chất chiết ete không bay hơi, % khối lượng tính theo chất khô, không nhỏ hơn.
6,0 6,0 6,0
4. Dầu bay hơi, % (mL/100g)
tính theo chất kho, không nhỏ hơn 2,0 2,0 1,0
5. Piperin, % khối lượng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tính theo chất khô, không nhỏ hơn. 4,0 4,0 4,0
6. Tro không tan trong axit, % khối
lượng chất khô, không lớn hơn - - 1,2
7. Xơ thô, chỉ số không hòa tan, % khối lượng tính theo chất khô, không nhỏ hơn
- - 17,5
*Hạt tiêu đen chưa chế biến (NP) *Hạt tiêu đen sơ chế (SP)
c.Yêu cầu về sinh vật
Bảng 1.5. Các yêu cầu về vi sinh vật của hạt tiêu đen theo TCVN 7036:2008
Tên chỉ tiêu Mức tối đa
1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số vi khuẩn trong 1 mg sản phẩm 104 2. Coliforms, số khuẩn lạc trong 1 mg sản phẩm 102
18 4. S.aureus, số khuẩn lạc trong 1 mg sản phẩm 102
5. Salmonella, số khuẩn lạc trong 1 mg sản phẩm Không được có 6. Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 mg sản phẩm 102
1.1.3.4. Thành phần hóa học của hạt tiêu đen
Theo nghiên cứu của GS – TS Đỗ Tất Lợi [12], trong hạt tiêu đen có chứa tinh dầu (1,5 – 2,2%), chavixin (2,2 – 4,6%), alkaloid (5 – 8%), tinh bột (36%), chất béo (8%), tro (4%) và các muối khoáng,…
Theo một số công bố trên trang web của Trung tâm Khoa học và Công nghệ cao Italy (International Center for Science anh High Technology – AREA Science Park – Padriciano 99 – 34012 Trieste – Italy) cho thấy thành phần hóa học của hạt tiêu đen qua các nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới như sau:
- Piperine, sabinene, limonene, caryophyllene, ꞵ-pinene, α-pinene, δ3-carene, 3,4- dihydroxy phenyl ethanol glycosides, 1-phyllandrene, pipertipine, pipercitine, ꞵ- sitosterol, (2E,4E,8Z)-N-isobutyleicosatrienamide, pellitorine, guineensine, piperettine, pipericine, (3,4-methylenedioxyphenyl) cinnamaldehyde, dipiperamides A (I), B và C, pipnoohine, pipyahyine (Siddiquy et al., 2004; Gruenwald et al., 2000; Duke and Ayensu, 1985; Thomas Li, 2000; Siddiquy et al., 2002; Tsukamoto et al., 2002).
- Terpinen-4-ol, caryophyllene oxide, ꞵ-caryophyllene, α-phellandrene, eugenol, α- humulene (Musenga et al, 2007).
- Retrofractamide A, pipercide, piperchabamide D, dehydroretrofractamide C, dehydropipernonaline (Rho et al, 2007).
- (2E,4Z,8E)-N-[9-(3,4-methylenedioxyphenyl)-2,4,8-nonatrienoyl]piperidin, retrofractamide C, pipemonaline, piperrlein B, dehydropipernonaline (Lee, 2006).
- Tricyclo[6.2.1.0(4,11)]undec-5-ene,1,5,9,9-tetramethyl-(isocaryophyllene-II), ꞵ- emelene, 4,11,11-trimethyl-8-methylene-,[1R*,4E,9S*)-bicyclo [7.2.0]undec-4-ene, dehydro-4a-methyl-1-methylene-7-(1-methylenenyl), [4aR-(4a α,7a,8a ꞵ)]- naphthalene,1,2,3,5,6,7,8,8a-octahydro-1,8,8a-dimethyl-7-(1-methylethenyl), [1S- (1α,7α,8aꞵ)]-naphthalene, nonacosane, methyl hexadecanoate, ethyl hexadecanoate,
19 methyl 14-methyl heptadecanoate, methyl-trans-8-octadecanote, ethyl-cis-9- octadecanaote, hexadecanoic acid, octadecanoic acid (Rasheed,2005)
1.1.3.5. Công dụng
Cây hồ tiêu trồng với mục đích là để lấy quả và hạt, hạt hồ tiêu có nhiều ứng dụng như làm thuốc, hương liệu, nhưng chủ yếu là gia vị. Ngày xưa, hồ tiêu rất hiếm và rất quý, lúc đó người ta sử dụng hồ tiêu để trao đổi thay tiền tệ. Ngày nay, hồ tiêu đã trở thành loại gia vị được sử dụng phổ biến trên toàn thế giới, đặc biệt là ở các nước có ngành công nghiệp phát triển.
Hạt hồ tiêu có vị cay nóng, có mùi thơm hấp dẫn nên rất thích hợp để dùng làm gia vị. Hạt tiêu giàu vi khoáng chất và lượng chất xơ, tốt cho hệ tiêu hóa lại không có cholesterol. Chính vì vậy nó là loại gia vị được sử dụng phổ biến trên thế giới.
Hạt tiêu đen chứa một số khoáng chất rất quan trọng với cơ thể con người, một trong số đó là crom. Hạt tiêu đen cũng chứa canxi, đồng, sắt, magie, mangan, photpho và kẽm. Hạt tiêu đen còn chứa nhiều vitamin và dinh dưỡng thực vật. Nó có hàm lượng vitamin K cao, chứa ꞵ-carotene, ꞵ-cryptoxanthin, choline, axit folic, lycopenen, niacin, pyridoxine, riboflavin, thiamin, các vitamin A, C, E. Phần lớn các vitamin này có đặc tính chống oxi hóa, giúp giảm tác hại của các gốc hóa học tự do trên cơ thể và giúp ngăn chặn ung thư làm thay đổi các tế bào. Theo phân tích của Quỹ Thực phẩm lành mạnh thế giới (Mỹ) đã chứng minh: cứ khoảng 4,28g hạt tiêu sẽ cung cấp khoảng 10,88 calorie, 0,24mg mangan, 6,88mg vitamin K, 1,24 mg sắt, 1,12g chất xơ, 0,88mg vitamin C,…
Tuy nhiên khi dùng hồ tiêu với liều lượng lớn, chúng kích thích niêm mạc dạ dày gây sung huyết và viêm cục bộ.
Hồ tiêu có tính kháng khuẩn và diệt trùng nên có thể dùng như một chất bảo quản tự nhiên dùng để bảo quản cho thịt và các thực phẩm dễ hư hỏng.
Theo y học cổ truyền, hạt tiêu đen tác động vào 12 kinh lạc của cơ thể làm thông kinh hoạt lạc, giúp lưu thông máu huyết ở phần bên ngoài cơ thể, có tác dụng ôn trung chỉ thống, hạ khí, tiêu đờm, kích tích tiêu hóa, tẩy trừ hàn khí, tăng cảm giác ngon miệng.
Do có sự hiện diện của chất piperine, tinh dầu và nhựa có mùi thơm, vị cay, tính nóng nên có tác dụng kích thích tiêu hóa. Hạt tiêu kích thích sự tiết ra một số men tiêu hóa tốt hơn, giúp ngon miệng, tăng cường chức năng tuyến tuy, giúp ấm bụng, giảm đau, chống
20 nôn, chữa tiêu chảy, giảm tỉ lệ mức chứng đầy hơi khó tiêu,… Hạt tiêu cũng có thể giảm kích ứng với vết côn trùng cắn, giúp chống lại tình trạng viêm đường hô hấp như hen suyễn. Bên cạnh đó piperine còn làm tăng sinh khả dụng của một số chất dinh dưỡng và thuốc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong công nghiệp hương liệu, chất piperine trong hạt tiêu đen được thủy phân thành piperidin và acid piperic. Oxy hóa acid piperic bằng permanganate kali ta thu được piperonal (heliotropin nhân tạo) có mùi hương tương tự như heliotropin và curcumin, dùng thay thế các hương liệu trong kỹ thuật làm nước hoa. Tinh dầu tiêu có mùi hương đặc biệt được sử dụng trong công nghiệp hương liệu và hóa dược.
Ở Trung Quốc, hạt tiêu đen được chế biến thành cao dán để chữa hen. Người Ấn Độ dùng tiêu đen để chữa dịch tả, tăng cường sức khỏe cơ thể yếu mệt sau khi sốt và phòng tái phát bệnh sốt rét. Người Indonesia dùng tiêu đen làm thành phần của một số loại thuốc bổ, thuốc giảm đau cho phụ nữ sau sinh. Còn ở Nepan, hồ tiêu đen được phối hợp với nhiều vị khác để làm thuốc chữa cảm lạnh, cảm cúm, khó tiêu, viêm khớp.
Bên cạnh đó còn có nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học về tác dụng của hạt tiêu đen:
- Các chuyên gia vật lý trị liệu ở Nga qua một thời gian nghiên cứu đã đi đến kết luận tinh dầu từ hạt tiêu đen sẽ mang lại cảm giác minh mẫn, tỉnh táo hơn.
- Nhóm nghiên cứu trường King’s College London – Anh, đã phát hiện ra rằng hạt tiêu đen có thể kích thích sự hình thành hắc sắc tố ở da của những người bị bệnh bạch tạng (căn bệnh phá hủy melanin, một số chất khiến da có màu sẫm và giúp bảo vệ da dưới tia cực tím, tránh nguy cơ ung thư da). Chất piperine trong hạt tiêu rất hữu ích khi kết hợp với phương pháp trị liệu bằng ánh sáng để điều trị bệnh. Hạt tiêu đen có thể giúp làm giảm những rối loạn trên da, căn bệnh gây ảnh hưởng đến 1% dân số thế giới.
- Trung tâm ung bướu Đại học Michigan (Mỹ) phát hiện chất curcumin (có trong nghệ) và piperine (trong tiêu đen) có thể làm giảm số lượng các tế bào gốc của những tế bào vú được nuôi cấy. Hai hợp chất trên cản trở quá trình tự làm mới, một đặc tính tiêu biểu ở các gốc ung thư nhưng không ảnh hưởng đến quá trình biệt hóa tế bào nên không ảnh hưởng đến những tế bào vú bình thường. Sự kết hợp của hai chất này trong kết quả nghiên cứu của Shoba và cộng sự (1997)[42] cho thấy piperine có tác dụng làm tăng khả năng tác dụng của curcumin lên 20 lần do piperine có khả năng ức chế
21 quá trình liên hợp giữa acid glucuronic và curcumin nên làm giảm quá trình chuyển hóa và đào thải curcumin.
- Trong tiêu đen còn chứa các hợp chất thuộc nhóm polyphenol (3,4-dihydroxy phenyl ethanol glycosides…), các chất này có tác dụng chống oxi hóa. Các thử nghiệm đánh giá đều sử dụng phương pháp in vitro: đánh giá khả năng bắt gốc DPPH hoặc gốc ABTS, đánh giá hoạt tính khử ꞵ-caroten, thử nghiệm peroxyd hoặc hydroperoxyd hóa lipid, đánh giá khả năng tạo phức với ion kim loại…
- Trong nghiên cứu của Ingkaninan K và cộng sự cho thấy dịch chiết methanol của hồ tiêu đen thể hiện hoạt tính ức chế enzym acetylcholinesterase (AchE) in vitro với giá trị phần trăm hoạt tính ức chế là 58%.
1.2. Giới thiệu tinh dầu hạt tiêu đen
1.2.1. Giới thiệu chung [9],[30]
Ở cây hồ tiêu, tinh dầu phân bố trên toàn cây, mỗi bộ phận của cây đều có chứa tinh dầu và thành phần hóa học của các loại tinh dầu này đều khác nhau. Do đó, tinh dầu được tách ra từ mỗi bộ phận của cây đều có tên gọi riêng.
Tinh dầu hạt tiêu đen là tinh dầu được chiết từ quả hồ tiêu khô cả vỏ.
Trong hạt hồ tiêu chứa hàm lượng tinh dầu đạt khoảng 1,0 – 1,8% trong hồ tiêu đen và khoảng chừng 0,5 – 0,9% trong hạt hồ tiêu trắng. Vỏ quả ngoài chứa 1 – 2,5% tinh dầu, tinh dầu tập trung ở vỏ giữa chiếm khoảng 1,5 – 2,2%. Hồ tiêu chứa khoảng 2,0% tinh dầu gồm monoterpen, sesquyterpen, hợp chất chứa oxigen và alkaloid như piperine, pipertin, chavicin.
22
1.2.2. Tính chất hóa lý
Theo tài liệu từ Tinh dầu Việt Nam (Đỗ Tất Lợi) [12], tinh dầu hạt tiêu đen có những đặc tính sau: - Tỷ trọng (15oC): 0,873 – 0,879 - Góc quay cực: -3o43’ đến -5o34’ - Chỉ số khúc xạ (20oC): 1,488 – 1,489 - Chỉ số acid: 0,6 – 0,9 - Chỉ số ester: 4,2 – 5,5
- Chỉ số ester sau khi acetil hóa: 22,1
- Tinh dầu màu vàng lục nhạt, mùi rất hắc.
Theo báo cáo của Gildemeister và Hofmann [30] đặc tính của tinh dầu hạt tiêu đen:
- Tỷ trọng (15oC): 0,873 – 0,916
- Góc quay cực: -10o0’ đến (+)3o0’
- Chỉ số khúc xạ (20oC): 1,400 – 1,499
- Chỉ số acid: >1,1
- Chỉ số ester: 0,5 – 6,5
- Chỉ số ester sau khi acetil hóa: 12 – 22,4
- Độ hòa tan trong etanol 90oC: 1:3 – 1:10
- Độ hòa tan trong etanol 95oC: 1:10 – 1:15
- Phelandren: dương tính mạnh
Tinh dầu hồ tiêu đen khi được chưng cất bởi Fritzsche Brothers [30] từ nguồn nguyên liệu nhập khẩu là hồ tiêu Lampong Black Pepper, có những đặc tính sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Tỷ trọng (15oC/15oC): 0,874 – 0,881
- Góc quay cực: -13o30’ đến (+)16o5’
- Chỉ số khúc xạ (20oC): 1,4807 – 14840
- Chỉ số xà phòng hóa: >2,8
23 Tinh dầu hạt tiêu đen được chưng cất ở Seillans, Pháp, từ tiêu nhập khẩu ở thành phố Hồ Chí Minh có những đặc tính sau:[30] - Tỷ trọng (15oC): 0,880 – 0,884 - Góc quay cực: -2o4’ đến -3o36’ - Chỉ số khúc xạ (20oC): 1,4849 – 1,4877 - Chỉ số xà phòng hóa:>1,9 - Phelandren: dương tính
- Tinh dầu có mùi vị và hương thơm rất tốt
Tinh dầu hạt tiêu đen được chưng cất ở Gia Lai, Việt Nam có đặc tính về mùi thay đổi tùy thuộc vào phương pháp chiết tách. Mùi của tinh dầu trích ly bằng phương pháp CO2 lỏng siêu tới hạn đặc trưng hơn so với mùi tinh dầu chưng cất bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước.[15]
Tinh dầu hạt tiêu đen ở Cần Thơ có đặc tính:[15]
- Tỷ trọng (15oC): 0.86
- Chỉ số acid: 0,67
- Chỉ số ester: 13,89
- Chỉ số ester sau khi acetil hóa: 14,57
- Tinh dầu dạng lỏng, màu trắng, có mùi thơm đặc trưng của hồ tiêu
Theo một số tài liệu, tinh dầu hạt tiêu đen thu được từ phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước là chất lỏng có màu vàng lục nhạt, có mùi giống phelandren (một trong những cấu phần chính của tinh dầu). Có vị dịu, không gắt, mùi thơm dễ chịu.
Tinh dầu hồ tiêu ở những bộ phận, khu vực khác nhau thì có tính chất vật lý không giống nhau.[20]
1.2.3. Thành phần hóa học
Vào năm 1890 – 1901, báo cáo của Guenther đã mô tả sự có mặt của phelandren, caryophylen và tính triền quang của limonen.[23]
Năm 1957, Haselstrom và các cộng sự đã xác nhận sự có mặc của các hợp chất sau đây trong tinh dầu hồ tiêu: α-pinene, ꞵ-pinene, phelandren, limonen, cariophylen, epoxidihidrocariophylen, dihidrocarveol, crupton, citronelon, acid phenilacetic, piperidin.
24 Trong thành phần hóa học của tinh dầu hạt tiêu đen, Haselstrom cũng được đưa ra một số bằng chứng về sự có mặt của những thành phần khác như alcol tam cấp, monoterpen aldehyde.[42]
1961, Jenings và Wrolstadt đã xác nhận sự có mặt của: α-pinen, ꞵ-pinene, cariophylen, limonen trong thành phần hidrocacbon của tinh dầu hạt tiêu đen.[23]
1962, sử dụng phương pháp sắc ký khí, Ikeda, Stanley, Vannier và Spitler đã tìm thấy trong tinh dầu hạt tiêu đen có 57,2% monoterpen hidrocacbon bao gồm các hợp chất sau: α-pinen (9,4%), ꞵ-tujen (2,9%), camphen (0,1%), ꞵ-pinen (13,8%), sabinen (20,4%), δ-3- caren (15,1%), α-phelandren (3,6%), mircen (6,4%), limonene (21,6%), ꞵ-phelandren (4,1%), ꞵ-cimen (1,3%).[23]
Năm 1965, Wrolstadt và Jennings đã kết hợp các phương pháp sắc ký khí, UV, IR để xác nhận thành phần của các hợp chất trong monoterpen của tinh dầu hạt tiêu đen: α-pinen (26,0%), α-tujen (3,0%), ꞵ-pinen (13,0%), sabinen (25,0%), δ-3-caren (12,0%), α- phelandren (2,0%), mircen (3,0%), limonen (13,0%), ꞵ-phelandren (2,0%), ꞵ-cimen (1,0%), terpinolen (<1,0%).[23]
Sau đó năm 1967, Muler và Jennings đã khảo sát và đưa ra sự có mặt các tahnfh phần sesquyterpen trong tinh dầu hạt tiêu đen bao gồm có: cariophylen (thành phần chính của sesquyterpen), α-copaen, ꞵ-elemen, α-satalen, trans-α-bergamoten, α-humulen, α-silinen, ꞵ- bisabolen, calamen, δ-cadinen.[23]
Ngoài ra, nếu trên cùng một quốc gia (Ấn Độ) nếu hạt tiêu đen được lấy ở những nơi khác thì sẽ có hàm lượng (%) của các thành phần khác nhau. Kết quả nghiên cứu của Lewis, Nambudiri và cộng sự năm 1969 đã chứng minh điều đó.[23]
Bảng 1.6. Hàm lượng các hợp chất thành phần trong tinh dầu hạt tiêu đen ở các khu vực khác nhau của Ấn Độ
Nguồn gốc α-Pinen β-Pinen Sabinen và
mircen Limonen Cariophylen
Panniyur-1 5,9 10,6 42,4 22,0 16,8
Karimunda 5,3 15,8 25,5 25,7 21,0
25 Kottanadan 14,9 21,5 14,8 26,1 17,6 Chumala 8,8 31,9 Vết 25,8 33,3 Valli 7,1 9,5 28,9 24,5 25,5 Kumbhakodi 11,1 35,2 9,5 24,1 18,0 Kalluvalli 8,5 24,8 27,3 18,6 20,7 Karinkotta 6,3 16,7 24,9 24,9 20,7 Balamkotta 12,8 11,6 24,3 24,5 22,4 Perumkodi 9,3 26,9 17,1 19,1 27,0 Kuthiravalli 10,7 35,5 7,1 31,1 10,9 Mundi 10,1 32,9 Vết 26,4 30,5 Narayakodi 6,8 29,0 14,7 29,0 10,3 Arikottanadan 19,4 33,6 Vết 27,3 17,5 Uthirankotta 9,0 25,2 Vết 39,8 17,0 Karimunda- Thodupuzha 4,5 22,5 27,5 23,4 19,0 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Năm 1981, cũng ở Ấn Độ, Lawrence đã báo cáo kết quả phân tích thành phần tinh dầu hạt tiêu đen như sau:[23]
Bảng 1.7. Thành phần hóa học tinh dầu hạt tiêu đen ở Ấn Độ của Lawrence