Nghiên cứu quy trình sản xuất tinh dầu húng quế

Vận hành máy chiết tinh dầu húng quế

Theo Ths Nguyễn Hoài Vững, Giám đốc Trung tâm Công nghệ Sinh học tỉnh An Giang, cây húng quế trồng tại An Giang được sử dụng để chiết xuất tinh dầu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Quy trình được khảo sát tỷ lệ nguyên liệu và nước, thời gian chưng cất, nhiệt độ chưng cất, tối ưu hóa quy trình sản xuất tinh dầu với quy mô 15kg/mẻ.

 Kết quả cho thấy, với tỷ lệ nguyên liệu và nước 1:5, thời gian chưng cất 3 giờ, nhiệt độ tối ưu để chưng cất 1000C, hàm lượng tinh dầu thu được từ 0,25-0,28%, tinh dầu húng quế có màu vàng nhạt, mùi thơm nhẹ và đặc trưng. Kết quả này góp phần nâng cao giá trị cây húng quế, tạo ra sản phẩm giá trị gia tăng, nâng cao thu nhập cho người dân địa phương.

Trung tâm đã tiến hành nghiên cứu húng quế được thu mua trên địa bàn An Giang. Qua đó, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu suất thu hồi tinh dầu húng quế: Tỷ lệ nguyên liệu/nước (1:4, 1:5, 1:6); thời gian chưng cất (2 giờ, 3 giờ và 5 giờ); nhiệt độ chưng cất tinh dầu húng quế (1000C, 1200C, 1300C). Đồng thời, tối ưu hóa quy trình sản xuất tinh dầu húng quế với các thông số tối ưu tỷ lệ nguyên liệu và nước, thời gian chiết xuất, nhiệt độ chưng cất quy mô 15kg/mẻ.

Qua nghiên cứu cho thấy, hàm lượng tinh dầu thu được có xu hướng tăng theo lượng tăng dung môi sử dụng. Ở mẫu tỷ lệ nguyên liệu/nước 1:4, 1:5, 1:6, hàm lượng tinh dầu thu được lần lượt là 0,22%, 0,26% và 0,27%. Trong quá trình trích ly bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước, khi gia nhiệt hỗn hợp nguyên liệu và nước, hơi nước thẩm thấu vào trong các lớp tế bào, làm phá vỡ túi tinh dầu và lôi cuốn tinh dầu theo hơi nước.

Nếu lượng nước quá ít thì không đủ hòa tan các chất keo, muối bao bọc xung quanh túi tinh dầu, làm tinh dầu không thoát ra được. Sử dụng càng nhiều dung môi để trích ly thì khả năng khuếch tán của tinh dầu vào dung môi càng lớn. Dung môi dễ dàng thẩm thấu vào nguyên liệu và hòa tan các cấu tử cần trích ly nên lượng tinh dầu trong dung môi càng cao. Tuy nhiên, ở một giới hạn nhất định, lượng tinh dầu thu hồi sẽ tăng lên không đáng kể dù tăng lượng dung môi.

Nếu tỷ lệ nước quá nhiều thì những cấu tử tinh dầu có tính phân cực khá cao sẽ tan nhiều vào nước, do vậy lượng tinh dầu thu được trong ống ngưng tụ cũng sẽ giảm đi. Bên cạnh đó, lượng nước quá nhiều làm giảm hiệu quả kinh tế của quá trình chưng cất do tốn năng lượng cấp nhiệt, tăng thể tích thiết bị. Do đó, tỷ lệ nguyên liệu/nước tối ưu nhất là 1:5.

Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của hàm lượng tinh dầu húng quế chiết xuất theo thời gian chưng cất cho thấy, ở các mức thời gian khác nhau là 2 giờ, 3 giờ và 4 giờ, hàm lượng tinh dầu thu được lần lượt là 0,2%, 0,25%, 0,26%. Thời gian chưng cất càng lâu thì hàm lượng tinh dầu thu được càng tăng. Nguyên nhân, do có nhiều thời gian để tinh dầu khuếch tán ra ngoài và được hơi nước cuốn đi cho đến khi hết tinh dầu trong mẫu.

Nhưng nếu kéo dài thời gian chưng cất thì tinh dầu hòa tan trong nước hoàn lưu chịu biến đổi nhiệt phân tách thành những phân tử nhỏ không ngưng tụ khiến hao hụt tinh dầu. Do đó, để tiết kiệm năng lượng cũng như thời gian thì thời gian chưng cất thích hợp nhất là 3 giờ, mang lại hiệu quả cao và tránh được những ảnh hưởng làm giảm chất lượng tinh dầu.

Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ chưng cất tinh dầu húng quế cho thấy, hàm lượng tinh dầu thu nhận được giảm dần theo các mức nhiệt độ 1000C, 1200C, 1300C với các giá trị tương ứng là 0,26%, 0,22%, 0,21%. Ở nhiệt độ chưng cất cao làm cho tinh dầu hòa tan trong nước hoàn lưu chịu biến đổi nhiệt phân tách thành những phân tử nhỏ không ngưng tụ khiến hao hụt tinh dầu, làm cho hiệu suất thu hồi không cao, chất lượng tinh dầu cũng bị giảm. Do đó, nhiệt độ chưng cất 1000C là thích hợp nhất.

Tiến hành sản xuất tinh dầu húng quế với các thông số tối ưu tỷ lệ nguyên liệu và nước 1:5, thời gian chiết xuất 3 giờ, nhiệt độ chưng cất 1000C, quy mô 15kg/mẻ bằng hệ thống chưng cất tinh dầu 100l. Qua nghiên cứu cho thấy, hiệu suất thu hồi trong quá trình chiết xuất dao động từ 0,25-0,28%, tinh dầu dạng lỏng, màu vàng nhạt, mùi thơm nhẹ và đặc trưng; tinh dầu thu được từ quy trình đạt chất lượng tốt.

Ths Nguyễn Hoài Vững kết luận, bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, tinh dầu của cây húng quế trồng ở An Giang được chiết xuất với hàm lượng tinh dầu dao động từ 0,25-0,28% theo khối lượng mẫu tươi. Quy trình sản xuất tinh dầu húng quế với điều kiện tối ưu để chiết xuất là tỷ lệ nguyên liệu và nước 1:5, thời gian chưng cất 3 giờ và nhiệt độ 1000C, thu được tinh dầu có chất lượng tốt nhất, phù hợp với TCVN 11887:2017 và TCVN 11422:2016.

HẠNH CHÂU