2.5.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu
Tiến hành khảo sát 3 yếu tố làm ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu: Thời gian trích ly, nhiệt độ và kích thước nguyên liệu trích ly.
Nguyên tắc: Cố định 2 yếu tố và thay đổi một yếu tố để chọn được điều kiện tối ưu cho yếu tố đó. Sau đó thực hiện tương tự cho 2 yếu tố cịn lại. Cuối cùng tính thành phần phần trăm hàm lượng tinh dầu thu được.
2.5.2.1. Khảo sát thời gian trích ly
Thời gian trích ly càng dài, hiệu suất thu nhận sản phẩm càng tăng, nhưng đến một ngưỡng thời gian nhất định thì lượng sản phẩm thu được tăng thêm không đáng kể, đồng thời có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm.
Nước Nguyên liệu
Xử lý Cắt nhỏ
Nguyên liệu đã sơ chế
Chưng cất
Lắc với diethyl ether
Bình lắng gạn
Nước chưng cất Tinh dầu thơ
Bình lắng gạn
Tinh dầu Nước
Tinh dầu tinh khiết
Làm khan bằng Na2SO4 Đánh siêu âm 30 phút
Cố định 2 yếu tố nhiệt độ và trạng thái nguyên liệu khi trích ly và thay đổi thời gian trích ly ở những giai đoạn 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút, 180 phút. Thời gian được bắt đầu tính từ lúc thu được giọt dầu đầu tiên ngưng tụ nhỏ xuống ống gạn.
Quan sát số mL tinh dầu để so sánh hàm lượng tinh dầu ở mỗi thời gian trích ly khác nhau từ đó chọn được thời gian trích ly tối ưu nhất.
2.5.2.2. Khảo sát nhiệt độ trích ly
Nhiệt độ trích ly là một trong những yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến q trình trích ly. Khi nhiệt độ càng cao nguyên liệu trương nở và tinh dầu sẽ linh động hơn, tạo điều kiện cho q trình trích ly. Trái lại, nhiệt độ tăng cao sẽ thúc đẩy các biến đổi hóa học của các thành phần trong nguyên liệu, ảnh hưởng tới chất lượng tinh dầu.
Với thời gian ly trích tối ưu đã chọn, tiếp tục cố định trạng thái nguyên liệu khi trích ly. Ta khảo sát q trình trích ly tinh dầu với những nhiệt độ khác nhau là: 80 oC, 90 oC, 100 oC.
2.5.2.3. Khảo sát kích thước mẫu nguyên liệu ly trích
Tùy thuộc tính chất (nguyên liệu màng tế bào, chất nguyên sinh, một số tạp chất), trạng thái rắn lỏng, cách thức chuẩn bị mẫu nguyên liệu (kích thước) sẽ ảnh hưởng rất lớn đến kết quả trích ly. Chẳng hạn, đối với kích thước ngun liệu, q trình trích ly xảy ra chủ yếu do thẩm thấu và khuếch tán nên kích thước vật liệu càng nhỏ, diện tích tiếp xúc càng lớn và hiệu quả trích ly càng cao. Nguyên liệu phải được xay nhỏ đến mức thích hợp để dung mơi có điều kiện tiếp xúc trực tiếp với thành tế bào một cách dễ dàng, thúc đẩy q trình chiết xuất nhanh chóng và nâng cao hiệu suất chiết.
Với thời gian và nhiệt độ ly trích tối ưu đã chọn, tiếp tục khảo sát trạng thái nguyên liệu khi ly trích bằng cách cắt nguyên liệu thành 3 loại là cắt khoảng 10 mm, 5 mm và cắt nhỏ 1 mm nguyên liệu.
2.5.3. Xác định thành phần hóa học và hàm lượng tinh dầu bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry) ký khí ghép khối phổ GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry)
Tiến hành phân tích mẫu tinh dầu được thực hiện trên hệ thống thiết bị sắc ký khí và phổ ký liên hợp GC-MS của hãng Agilent Technologies HP 6890N. Agilent Technologies HP 6890N ghép nối với Mass Selective Detector Agilent HP 5973 MSD.
Mẫu tinh dầu (25 𝜇L) pha trong 1,0 mL n-hexan, làm khan, tiêm mẫu: 1,0 𝜇L. Máy GC2.87 Agilent 6890N, MS 5973 inert.
Chương trình nhiệt cho mẫu: 50 oC giữ trong 2 phút sau đó tăng 2 oC/phút đến 80
oC, tăng 5 oC/ đến 150 oC, tiếp tục tăng 10 oC/phút đến 20 oC, tăng 20 oC/phút đến 300 oC giữ trong 10 phút.
Các cấu tử được xác định dựa trên dữ kiện phổ MS của chất rồi so sánh với phổ chuẩn trong thư viện Wiley/Chemstation HP.
2.5.4. Khảo sát một số chỉ số vật lý và hóa học 2.5.4.1. Xác định tỷ trọng 2.5.4.1. Xác định tỷ trọng
Tỷ trọng tương đối của tinh dầu tại 25 oC là tỷ số khối lượng tinh dầu ở 25 oC trên khối lượng của cùng một thể tích nước cất cũng ở 25 oC. Tỷ trọng của tinh dầu dao động từ 0,7 - 1,2. Hầu hết tinh dầu có tỷ trọng nhỏ hơn nước, trừ một vài tinh dầu như tinh dầu đinh hương, quế, long não…
Tỷ trọng tinh dầu thường phụ thuộc vào thành phần hóa học của tinh dầu. Những tinh dầu có chứa nhiều hợp chất hydrocarbon thường có tỷ trọng nhỏ hơn 0,9. Những tinh dầu có chứa nhiều hợp chất chứa oxy thường có tỷ trọng lớn hơn 1. Ở 25 oC, nước có tỷ trọng 0,99823 g/mL.
Nguyên tắc: Tỷ trọng của tinh dầu được xác định bằng cách so sánh khối lượng tinh dầu và nước trong cùng một bình tỷ trọng ở 25 oC.
Tính kết quả:
=
Trong đó: m0 (gam): Khối lượng tỷ trọng kế rỗng. m1 (gam): Khối lượng tỷ trọng kế và nước. m2 (gam): Khối lượng tỷ trọng kế và tinh dầu.
Cách thực hiện:
+ Đầu tiên bình tỷ trọng phải được rửa sạch, tráng lại bằng etanol. Sấy khơ. + Cân bình tỷ trọng rỗng (m0).
+ Cho nước cất vào đầy tới cổ bình, đậy nút, lau khơ phần nước trào. Cân khối lượng cả bình và nước cất (m1).
+ Thay nước cất bằng tinh dầu cũng theo cách thức như trên. Cân khối lượng cả bình và tinh dầu (m2).
2.5.4.2. Xác định chỉ số acid
Phương pháp xác định dựa trên sự trung hòa acid tự do trong chất thử dung dịch kiềm: RCOOH + KOH RCOOK + H2O
Hàm lượng acid được biểu thị bằng chỉ số acid nghĩa là lượng mg KOH cần để trung hòa 1 g chất thử hoặc biểu thị bằng phần trăm.
Chỉ số acid (IA) tính theo cơng thức:
IA = ∗ ,
Trong đó: V (mL): Số mL KOH 0,1N trong alcol đã dùng để chuẩn độ. m (g): Khối lượng mẫu tinh dầu.
5,61: Số mg KOH có trong 1 mL dung dịch KOH 0,1N trong alcol Cách tiến hành: Đầu tiên cân 1 g tinh dầu cho vào bình nón 50 mL, thêm vào 2,5 mL etanol, 3 giọt phenolphthalein. Trung hòa hỗn hợp bằng dung dịch KOH 0,1N trên buret. Đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 30 giây và ghi nhận thể tích KOH đã dùng. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần để lấy giá trị trung bình.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 KẾT QUẢ TRÍCH LY TINH DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT LƠI CUỐN HƠI NƯỚC CĨ HỖ TRỢ SĨNG SIÊU ÂM CUỐN HƠI NƯỚC CÓ HỖ TRỢ SÓNG SIÊU ÂM
Đã trích ly được tinh dầu hoa sứ với hàm lượng khoảng 0,058 % (tương đương 0,42 mL/500 g hoa sứ tươi). Tinh dầu hoa sứ thu được bằng phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước có những đặc điểm sau:
Trạng thái: Chất lỏng màu vàng nhạt, trong suốt, nhẹ hơn nước. Mùi: Có mùi thơm đặc trưng của hoa sứ.