Nghiên cứu quy trình chưng cất tinh dầu gừng và ứng dụng phụ phẩm

Nghiên cứu quy trình chưng cất tinh dầu gừng và ứng dụng phụ phẩm từ quá trình chưng cất trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Luận văn tốt nghiệp

2017

54
5
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GỪNG

1.1. Giới thiệu về Gừng

1.2. Công dụng của gừng

1.3. Phân bố và trữ lượng gừng

1.4. TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU

1.4.1. Lịch sử về tinh dầu

1.4.2. Khái niệm tinh dầu

1.4.3. Tinh dầu Gừng

1.4.4. Công dụng của tinh dầu gừng

1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH TINH DẦU

1.5.1. Phương pháp trích ly bằng dung môi

1.5.2. Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

1.5.3. Phương pháp ép lạnh

1.5.4. PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY OLEORESIN

1.6. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM

2.1. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

2.3. NGUYÊN LIỆU & THIẾT BỊ

2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.4.1. Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước trực tiếp

2.4.2. Phương pháp Soxhlet

2.4.3. Xác định chỉ tiêu hóa lý của tinh dầu

2.4.4. Xác định thành phần tinh dầu, chỉ số khúc xạ, góc quay cực

2.4.5. Phương pháp luân phiên từng biến

2.5. TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN

2.5.1. Chưng cất tinh dầu

2.5.2. Thuyết minh quy trình

2.5.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu trữ đến hàm lượng tinh dầu

2.5.4. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý nguyên liệu đến hàm lượng tinh dầu

2.5.5. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nước và nguyên liệu

2.5.6. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hàm lượng tinh dầu

2.5.7. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng tinh dầu

2.6. KHẢO SÁT QUY MÔ PILOT & QUY MÔ CÔNG NGHIỆP NHỎ

2.7. ĐIỀU CHẾ OLEORESIN TỪ BÃ GỪNG CỦA QUY TRÌNH CHƯNG CẤT

2.7.1. Quy trình trích ly oleoresin

2.7.2. Thuyết minh quy trình

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÀM LƯỢNG TINH DẦU

3.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu trữ

3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý nguyên liệu

3.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nước và nguyên liệu

3.1.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chưng cất

3.1.5. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ chưng cất

3.1.6. Khảo sát trên quy mô pilot và quy mô công nghiệp nhỏ

3.1.7. Điều chế oleoresin từ bã gừng của quy trình chưng cất

3.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH

3.2.1. Kết quả định tính, định lượng

3.2.2. Kết quả GC/MS

4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KHUYÊN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về quy trình chưng cất tinh dầu gừng

Quy trình chưng cất tinh dầu gừng là một phương pháp quan trọng trong việc chiết xuất các hợp chất có giá trị từ củ gừng. Tinh dầu gừng không chỉ được sử dụng trong ẩm thực mà còn có nhiều ứng dụng trong y học và công nghiệp. Việc hiểu rõ quy trình này giúp nâng cao hiệu suất sản xuất và tối ưu hóa chất lượng sản phẩm.

1.1. Giới thiệu về tinh dầu gừng và lợi ích của nó

Tinh dầu gừng được chiết xuất từ củ gừng, chứa nhiều hợp chất có lợi cho sức khỏe như a-Pinene, Camphene và Zingiberene. Những hợp chất này có tác dụng kháng viêm, chống oxi hóa và hỗ trợ tiêu hóa.

1.2. Các thành phần chính trong tinh dầu gừng

Các thành phần chính trong tinh dầu gừng bao gồm 6-gingerol và 6-shogaol, mang lại vị cay đặc trưng và có tác dụng kháng khuẩn. Những hợp chất này không chỉ tạo ra hương vị mà còn có lợi cho sức khỏe.

II. Vấn đề và thách thức trong quy trình chưng cất tinh dầu gừng

Mặc dù quy trình chưng cất tinh dầu gừng mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng gặp phải một số thách thức. Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian chưng cất và tỷ lệ nước có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng tinh dầu.

2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tinh dầu

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng trong quy trình chưng cất. Nhiệt độ quá cao có thể làm giảm chất lượng tinh dầu, trong khi nhiệt độ quá thấp có thể không chiết xuất đủ tinh dầu.

2.2. Thời gian chưng cất và ảnh hưởng của nó

Thời gian chưng cất cũng ảnh hưởng đến hàm lượng tinh dầu thu được. Thời gian quá ngắn có thể dẫn đến hiệu suất thấp, trong khi thời gian quá dài có thể làm mất đi các hợp chất quý giá.

III. Phương pháp chưng cất tinh dầu gừng hiệu quả

Để tối ưu hóa quy trình chưng cất tinh dầu gừng, cần áp dụng các phương pháp hiệu quả. Việc lựa chọn phương pháp chưng cất phù hợp sẽ giúp nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

3.1. Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước là một trong những phương pháp phổ biến nhất để chiết xuất tinh dầu gừng. Phương pháp này giúp giữ lại hương vị và các hợp chất có lợi trong tinh dầu.

3.2. Quy trình chưng cất tối ưu hóa

Quy trình chưng cất tối ưu hóa bao gồm việc điều chỉnh nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ nước để đạt được hiệu suất cao nhất. Nghiên cứu cho thấy rằng tỷ lệ nước và nguyên liệu là 1:1 mang lại kết quả tốt nhất.

IV. Ứng dụng thực tiễn của tinh dầu gừng và phụ phẩm

Tinh dầu gừng không chỉ được sử dụng trong ẩm thực mà còn có nhiều ứng dụng trong y học và công nghiệp. Phụ phẩm từ quá trình chưng cất cũng có thể được tận dụng để tạo ra các sản phẩm có giá trị.

4.1. Ứng dụng trong y học

Tinh dầu gừng được sử dụng để điều trị nhiều bệnh lý như cảm cúm, viêm phế quản và các vấn đề tiêu hóa. Các hợp chất trong tinh dầu gừng có tác dụng kháng viêm và hỗ trợ miễn dịch.

4.2. Tận dụng phụ phẩm từ quá trình chưng cất

Bã gừng sau khi chưng cất có thể được sử dụng để sản xuất oleoresin, một sản phẩm có giá trị trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Oleoresin từ bã gừng có thể được sử dụng làm chất tạo hương vị tự nhiên.

V. Kết luận và tương lai của quy trình chưng cất tinh dầu gừng

Quy trình chưng cất tinh dầu gừng có tiềm năng lớn trong việc phát triển sản phẩm và nâng cao giá trị nông sản. Việc nghiên cứu và cải tiến quy trình sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất và chất lượng tinh dầu gừng.

5.1. Tương lai của tinh dầu gừng trong ngành công nghiệp

Với nhu cầu ngày càng tăng về sản phẩm tự nhiên, tinh dầu gừng có thể trở thành một sản phẩm chủ lực trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Nghiên cứu và phát triển sẽ giúp mở rộng thị trường cho tinh dầu gừng.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải tiến quy trình chưng cất và tìm kiếm các ứng dụng mới cho tinh dầu gừng và phụ phẩm của nó. Điều này sẽ giúp nâng cao giá trị kinh tế cho nông sản gừng.

24/07/2025
Nghiên cứu quy trình chưng cất tinh dầu gừng và ứng dụng phụ phẩm của quá trình chưng cất

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1.1 TỐNG QUAN VÈ GÙNG 1.1 Giói thiệu về Gùng Gừng là một loại cây nhó, sống lâu năm, cao 0. Thuộc loại thân rễ, phát triển lên thành cù, lâu dần thành xơ. Lá mọc so le, không cuống, có bẹ, hình mác dài 15 - 20cm, rộng chìrng 2cm, mặt bóng nhằn, gân giũa hơi trang nhạt, vò có mùi thơm. Trục hoa xuất phát từ gốc, dài tới 20cm, cụm hoa thành bông mọc sít nhau, hoa dài 5cm, rộng 2 - 3cm, lá bắc hình trứng, dài 2.5cm, mép lưng màu vàng, 3 cành hoa dài chừng 2cm, màu vàng xanh, mép cánh hoa màu tím, nhị cũng tím.

Loài gừng trồng ít ra hoa [1,2].1 Miêu tá sinh học tiêu biêu cùa loài Gừng (Z.officinale Roscoe) Hình 1.2 Hình chụp SEM của cù gừng gió 1 Bên cạnh protein, tinh bột và chất béo, gừng có chứa các thành phần hoạt động như dầu dề bay hơi (zingeberene, curcumene, borneol, neral, geranial, geraniol, citronyl acetate, a-terpineol, và linalool), họp chat cay (Gingerols và shogaols), và các thành phần nhỏ liên quan đến Gingerols (gingediols, gingediacetates, paradol, và hexahydrocurcumin).1 Thành phần của gừng Hàm lượng Thành phần (%) Tinh dẩu 4 Hỗn họp Hydrocarbon (chù yếu là 10-16 sesquiterpene) Tro 6.3 Protein hòa tan trong nước 2.25 Các acid béo tự do, phospholipid 4.3 Nhựa dầu chứa 20-25% tinh dâu và 20-30% các chât cay. Thành phần chủ yếu của nhóm chất cay là zingeron, shogaol và zingerol, trong đó gingerol chiếm tỷ lệ cao nhất. Ngoài ra, trong tinh dầu Gừng còn chứa a-camphen, P-phelandren, eucalyptol và các gingerol. Cineol trong Gừng có tác dụng kích thích khi sử dụng tại chồ và có tác dụng diệt khuẩn trên nhiều vi khuấn [3].2 Công dụng của gừng Y học: Do có tính sát trùng và kháng khuấn nên gừng được dùng đế điều trị ngộ độc thực phẩm, nhiễm trùng đường ruột và kiết lỵ do vi khuẩn.

2 Gừng có tác dụng chống buồn nôn, mửa, đặc biệt là ốm nghén cho phụ nữ mang thai. Gừng có thể làm giảm mức cholesterol trong máu và phòng chống đông máu nên làm giảm nguy cơ tắc nghẽn mạch máu và giảm tỷ lệ đột quỵ. Gừng và tinh dầu gừng là một chất làm tan đàm tốt nên có hiệu quà trong các vấn đề về hô hấp như ho, cảm cúm, hen suyễn, viêm phế quàn và khó thở. Ngoài ra, gừng còn có tính kháng viêm, có hiệu quà chống bệnh vàng da và sốt rét, làm giảm trầm càm, căng thẳng, mệt mỏi, chóng mặt, bồn chồn và lo âu, trong dân gian còn sử dụng gừng đe trị gàu.

Gừng đang được nghiên cứu trong điều trị ung thư trên chuột. Thực phẩm: Gừng dùng làm rau, gia vị, kẹo mứt, trà, rượu, nước uống có gas.3 Phân bố và trữ lượng gừng. Gừng là loại cây gia vị cổ điển được trồng ở nhiều nước trong vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, từ Đông Á đến Đông Nam Á và Nam Á, trong đó có Việt Nam. Phân loại khoa học theo sinh học thì rất rộng lớn, có đến 47 chi và hơn 1000 loài.

Ớ Việt Nam hiện nay được biết có 20 chi và gần 11 loài. Tháp phân loại đơn giản đối với loại gừng được sừ dụng trong nghiên cửu và sàn xuất phồ biến như sau: Plantae - Thực Vật Magnoliophvla Thực vật có hoa Lớp Zjngiberales Gimg Zingiberaceae Gưng J k Zingiber Gưng j r officinale Hình 1.3 Tháp phân loại loài gừng được sử dụng trong nghiên cứu Mồi năm, thế giới sàn xuất khoảng 1,2 triệu tan gừng tươi, trong đó Àn Độ và Trung Quốc góp gần 49,96%. Tính theo diện tích trong thỉ Nigeria và Trung Quốc là hai nước sản xuất lớn nhất the giới. Còn tính theo sàn lượng thì Àn Độ là nước sản xuất gừng lớn nhất thế giới.

Vụ 3 2005/06, nước này sàn xuất 391.000 tấn, trên diện tích 110.600 héc ta, đạt năng suất trung bình 3. Án Độ thường xuất khẩu khoảng 8% sản lượng gừng trong nước. Theo tờ Public Ledger, xuất khẩu gừng của Trung Quốc trong 3 tháng đầu năm 2009 tăng 68% so với cùng kỳ năm ngoái, chú yếu do nhu cầu tăng từ Pakistan và Bangladesh. Theo thống kê của Hài quan Trung Quốc, Trung Quốc đã xuất khấu 95.695 tấn gừng trong quý I năm nay, so với 56.875 tấn cùng kỳ năm 2008.

Xu hướng tăng xuất khấu này xuất phát từ việc Pakistan tăng nhu cầu nhập khẩu gừng. Nhập khẩu vào Pakistan đã tăng 52% trong 3 tháng đầu năm 2009, lên 11.896 tấn, so với 7. Nhập khẩu vào Bangladesh trong giai đoạn nói trên còn tăng mạnh hơn, tăng 1.633 tấn, so với 942 tấn năm ngoái. Malaysia cũng tăng nhập khấu thêm 128% lên 8.547 tấn so với 3.

Nhật Bán vẫn là khách hàng lớn nhất cùa Trung Quốc với 13.893 tấn gừng trong quý I năm nay, tăng 4% so với 13. Sản lượng gừng năm 2014 Quốc gia Sân lượng (Tấn) Ấn Độ 655,000 Trung Quốc 415,951 Nepal 276,150 Indonesia 266,145 Thái Lan 161,404 Các quốc gia khác 381,803 The giới 2,156,453 Food and Agricultural Oraganization of the United Nations, Statistics Division (FAOSTAT) 4 1.2 TÔNG QUAN VÈ TINH DẰU 1.1 Lịch sử về tinh dầu Tinh dầu thực vật đà được dùng trong những nền văn minh cố đại vào thời gian cách đây khoảng 6. Người Ai Cập cố đại dùng phương pháp ngâm chiết để trích ly tinh dầu từ các loại cây cò có mùi thơm, và hrrơng trầm có lè là một trong những phương cách cố xưa nhất trong việc sừ dụng hương liệu. Người Ai Cập rất thông thạo việc ướp xác bằng hương liệu đế báo quàn cở thể.

Họ cũng thường dùng dầu thơm để xoa bóp cơ thể. Người Hy Lạp tiếp tục sử dụng tinh dầu thơm và dùng các loại dầu này cho cà hai mục đích điều trị và trang điểm. Một y sì Hy Lạp (Pedcaius Dioscorides) đã viết một quyển sách về một loại thào dược, và trong ít nhất 1.200 năm sau đó sách này được dùng làm tham kháo cho Tây y. Nhiều phương thuốc ông đưa ra cho đến nay vần còn được dùng trong liệu pháp hương.

Khi La Mà trờ thành kinh đô của the giới cố đại, người La Mã sao chép phần lớn kiến thức y khoa từ người Hy Lạp và đà cài thiện khá năng sứ dụng các loại hương liệu. Sau khi tắm, họ thường thoa dầu và xoa bóp. Họ bắt đầu nhập các sản phẩm hương liệu mới từ Đông Àn và A Rập khi các tuyến đường mậu dịch được khai thông. Kiến thức về các loại dầu hương liệu và nước hoa đà được truyền bá đến vùng Viền Đông và A Rập, và một y sì tên Avcenna (980 - 1037 sau Công nguyên) đà lan đầu tiên dùng một quy trinh gọi là chưng cất đề cất ra tinh dầu hoa hồng.

Các thời ki văn minh Trung Hoa cổ đại cũng dùng một số các hương liệu đồng thời với người Ai Cập. Thần Nông là quyển sách y học cổ xưa nhất hiện nay vần còn tại Trung Quốc, được viết ra khoảng 2.700 năm trước Công nguyên và có ghi chép về hơn 300 loài dược thào. Người Trung Hoa đã dùng các loại hương liệu và đốt các loại gồ thơm và hương trầm để thực hành tín ngưỡng. Y học cổ truyền Àn Độ gọi là Ayurveda, liệu pháp đà được thực hành từ hơn 3.000 năm qua, với việc xoa bóp bằng dầu thơm là một trong nhừng công đoạn chính.

5 Người Tây Ban Nha có số lượng dược thào trồng trong các vườn nhà cùa họ rất nhiều; người da đò ở Bắc Mỳ cũng dùng dầu hương liệu và đưa ra những phương thuốc trị bệnh của họ băng dược thào. Giừa thế kì 19, tinh dầu được tập trung nghiên cứu và trở thành một phương pháp trị liệu tong thể và phố cập tại nhiều nước như: Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bàn, Anh, Pháp.2 Khái niệm tinh dầu Tinh dầu là hồn hợp các chất hữu cơ tan lần vào nhau, có mùi đặc trưng, ở nhiệt độ thường, hầu hết tinh dầu ở thể lòng, có khối lượng riêng bé hơn 1 (trừ một số lọại tinh dầu nặng hơn nước như Cinnamon, Lilac,.), không tan hoặc tan rất ít trong nước, có vị cay và ngọt, nóng và có tính sát trùng mạnh. Thành phần hóa học của tinh dầu gồm các tecpen và nhừng dần xuất chứa oxy cùa tecpen (như alcol, aldehic, xeton,. Mặc dù có nhiều cấu từ như vậy nhưng thường người ta chi cần một vài cấu từ chính có giá trị và mùi đặc trưng trong tinh dầu đó.3 Một số hợp chất chính hay gặp trong thành phần tinh dầu Nhóm Các chẩt Hidrocacbua Cacbua tecpennic (chiếm nhiều nhất): limonen, pinen, camphen, carryophyllen, sylvestren.

Alcol Alcol metylic, alcol etylic, alcol cinnamic, citronellol, geraniol, linalool, bocneol, tecpineol, mentol, cineol. Phenol và ete phenolic Anetol, eugenol, safrol, apiol, tymol. Aldehit Aldehit benzoic, cinnamic, sakyxilic, citral, citronellal. Xeton Menton, Campho, Thuyon.

Acid (dưới dạng este) Acid Axetic, butyric, benzoic, namic, fomic, salyxilic,. Cumarin Becgapten, onbelliferon. Hợp chất chứa sunfua, Tinh dẩu có sunftia trong các họ cây thuộc họ chữ Thập nito, halogen (Cruciferae).3 Tinh dầu Gừng Tinh dầu gừng là một loại tinh dầu được chiết xuất từ cú gừng. Nó được sứ dụng trong nhiều lình vực như thực phẩm, dược phấm và công nghiệp.

Có màu vàng nhạt, mùi cay nồng, Thường được trích ly bang phương pháp chưng cất trực tiếp dùng dung môi nước. Các thành phần chính có trong tinh dầu gừng như a-Pinene, Camphene, Eucalyptol (1,8-Cineol), Nerol, Neral (P-Citral), Zingiberene, a-Curcumene, a-Farnesene, P- Sesquiphellandrene có chi số cao. Một số công dụng đặc trưng: Được sử dụng khá phố biến như một loại gia vị [3]; được bố sung vào các khẩu phần ăn để chừa bệnh buồn nôn; [4] chống say tàu xe [5]; chống oxi hóa và kháng viêm [6]. Tinh dầu gừng gồm các họp chat bay hơi và chất tan tạo ra mùi hương đặc trưng và vị cay cùa gừng.

Trong đó, hai hợp chất chức năng 6-gingerol và 6-shogaol thi tạo ra vị cay đặc trưng hơn các họp chất khác có trong gừng [7], Ngoài ra, chính hai họp chất trên còn mang tính kháng khuẩn và được sử dụng trong điều trị các bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch [8].4 Chai tinh dầu gừng 1.4 Công dụng của tinh dầu gừng Công dụng cùa tinh dầu gừng được thể hiện qua các thành phần chính của nó. a-Pinene là một chất hữu cơ thuộc nhóm terpene. Được tim thấy trong các cầy lá kim, đặc biệt là thông. Xuất hiện trong thành phần của các loại tinh dầu: Gừng.

Bưởi, Sả, Hương thảo,. Thường được dùng trong y học đe điều trị các bệnh viêm nhiễm, nhiễm khuẩn, bào vệ dạ dày.5 Công thức phân tử của a-Pinene (CioHiể) Camphene là một loại monoterpene đơn vòng. Nó gần như không hòa tan trong nước, nhưng rất hòa tan trong dung môi hữu cơ thông thường. Nó bay hơi dề dàng ớ nhiệt độ phòng và có mùi cay.

Camphene được sử dụng trong việc pha chế nước hoa và như một phụ gia thực phẩm cho hương liệu. Ngoài ra còn được sử dụng làm nhiên liệu cùa đèn ở thế kỷ 19.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ