• Tên khoa học: Zingiber officinale Roscoe;

• Giới: Plantae;

• gành: Magnoliophyta;

• Lớp: Liliopsida;

• Bộ: Zingiberales;

• Họ: Zingiberaceae;

• Chi: Zingiber;

• Loài: Zingiber officinale.

Gừng được trồng ở các nước cận nhiệt đới và nhiệt đới và đã được sử dụng phổ biến như một loại gia vị và thuốc chữa bệnh trong y học cổ truyền từ lâu đời. Tinh dầu chiết xuất từ thân rễ gừng cũng đã được công nhận về mặt thương mại trên toàn cầu và được sử dụng trong ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm[1].

Một thành phần đặt biệt quan trọng trong củ gừng là tinh dầu gừng. Thành phần này đã được chứng minh là có tác dụng tốt chống oxy hóa, chống ung thư, kháng khuẩn và chống loét. Dầu gừng thường chứa (95% – 99%) và là thành phần dễ bay hơi với hiệu suất dầu (1% – 4%) từ gừng khô và α-zingiberene là thành phần quan trọng; tuy nhiên, thành phần hóa học và năng suất của nó bị ảnh hưởng bởi nguồn gốc địa lý, giống cây trồng, thời gian thu hoạch, phương pháp sấy khô và kỹ thuật chiết xuất nên hiệu suất trích ly sẽ không giống nhau[1].

Người ta chủ yếu sử dụng phần củ (rễ) để sản xuất tinh dầu do phần này có hàm lượng cao. Tuy nhiên phần lá, hoa và thân gừng cũng chứa hợp chất quan trọng là Z-nerolidol với hàm lượng đến 16,8 – 36,3%.

Dầu gừng bản chất là dịch trích từ củ gừng. Nó  là chất lỏng trong suốt, chất lỏng chảy từ màu vàng nhạt đến màu cam. Trong thành phần gồm có các các hợp chất bay hơi và chất tan tạo ra mùi hương đặc trưng và vị cay của gừng. Trong đó, hai hợp chất chức năng 6-gingerol và 6-shogaol thì tạo ra vị cay đặc trưng hơn các hợp chất khác có trong gừng. Ngoài ra, chính hai hợp chất trên còn mang tính kháng khuẩn và được sử dụng trong điều trị các bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch. Mặt khác, tinh dầu gừng là một hỗn hợp chứa các hợp chất dễ bay hơi, trong đó α-zingiberene là thành phần chính tạo ra mùi hương của gừng[2].

Tinh dầu gừng thường được trích bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước. Việc trích ly tinh cho hàm lượng tối ưu phụ thuộc nhiều yếu tố như phương pháp trích hay nguyên liệu dùng để trích[2]. Ngoài ra kỹ thuật chiết xuất Soxhlet là cũng một phương pháp có hiệu quả trong việc chiết xuất tinh dầu. Phương pháp này thân thiện với môi trường, chi phí vận hành thấp và tất cả các thông số liên quan đến quá trình chiết đều dễ kiểm soát.[3]

Độ tuổi của gừng là yếu tố quan trọng đến hàm lượng tinh dầu, hàm lượng các hơp chất thơm. Theo nghiên cứu, nên thu hoạch gừng khi đạt 9 tháng tuổi để chiết xuất được hàm lượng tinh dầu cao nhất. Sau thời gian này, hàm lượng tinh dầu sẽ giảm và hàm lượng chất xơ và vị cay tăng.

Theo kinh nghiệm, khi lá gừng vàng và khô khoảng 2/3 là dấu hiệu cho lúc tinh dầu trong củ đạt mức cao nhất.

Trong quá trình bảo quản, tránh làm gãy và dập gừng vì sẽ thất thoát rất nhiều tinh dầu và ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm.

Trong vỏ gừng chứa hàm lượng tinh dầu cao. Do đó người ta thường chưng cất nguyên vỏ. Tinh dầu được chiết xuất từ củ gừng tươi sẽ có vị tươi mát hơn so với gừng khô.

Chưng cất lôi cuốn hơi nước (SD) là dùng hơi quá nhiệt để lôi cuốn tinh dầu trong nguyên liệu. Nhược điểm của phương pháp là sử dụng nhiệt độ cao có thể làm phân hủy các hợp chất không bền nhiệt. Ưu điểm là chi phí của quy trình thấp hơn so với các phương pháp chiết xuất phức tạp hơn[4].

Chiết chất lỏng siêu tới hạn (SFE) sử dụng các dung môi không độc hại như carbon dioxide và thúc đẩy sự phân tách hoàn toàn giữa dung môi và sản phẩm. Nhước điểm là chi phí thực hiện cao, khó tiếp cận[4].

Chưng cất trực tiếp bằng hơi nước (HD) là gia nhiệt hỗn hợp nguyên liệu ngập trong nước đến điểm sôi, khi đó tinh dầu và nước sẽ bay hơi và ta thu được hỗn hợp. Ưu điểm là không để lại dư lượng độc hại khi kết thúc nhưng thiết bị cần phải thích ứng để thu được dầu đặc hơn. Nhược điểm của phương pháp này là tinh dầu dễ bị thủy phân[4].

Nguyên lý: Trong quá trình chưng cất, hơi nước đi qua bột gừng khô và chiết xuất dầu dễ bay hơi. Sau đó, dầu gừng dễ bay hơi được mang theo hơi nước đi qua bình ngưng và thu vào bình thu.

Các bước tiến hành^[5]

• Bước 1: 100g bột gừng khô được cho vào bình cầu đáy tròn hai lớp. Bình này được nối với bình đáy tròn 1000ml khác trong đó hơi nước được tạo ra.

• Bước 2: Bắt đầu quá trình chưng cất trong 2 giờ.

• Bước 3: Để loại bỏ lượng nước có thể còn tồn tại trong dầu gừng, dầu được làm khô trên natri sunfat khan trong một đêm. Sau đó ta sẽ thu được tinh dầu gừng nguyên chất.

• Bước 1 chuẩn bị nguyên liệu. Gừng tươi được rửa sạch và cắt nhỏ nhằm tăng bề mặt tiếp xúc giữa nước và nguyên liệu. Để tối ưu hiểu quả, người ta sử dụng bột gừng bằng cách nghiền mịn.

• Bước 2 chưng cất. Nguyên liệu được đưa vào thiết bị chưng cất và hơi nước sẽ lôi cuốn tinh dầu ra khỏi nguyên liệu.

• Bước 3 tách tinh dầu. Hơi nước chứa tinh dầu được làm lạnh để ngưng tụ thành dạng lỏng. Tinh dầu sẽ nổi lên trên cùng do có mật độ nhẹ hơn nước và được tách ra.

• Bước 5 lọc. Tinh dầu sau cùng sẽ được lọc để loại bỏ bất kỳ tạp chất nào còn lại và sau đó đóng chai.

Trên đây là những thông tin tổng hợp của Foodnk về quy trình chiết xuất/chưng cất tinh dầu gừng. Hy vọng bài viết đã mang đến cho bạn những kiến thức bổ ích phục vụ cho học tập. Hãy theo dõi Foodnk.com để cập nhật thêm những công nghệ và quy trình mới nhé!