Các phương pháp chiết xuất tinh dầu

Nội dung

• Sản xuất tinh dầu
• Chưng cất hơi nước
• Chiết xuất bằng dung môi
• Chiết xuất CO2
• Ngâm ủ
• Chiết xuất tuyệt đối
• Phương pháp ép lạnh
• Chưng cất nước
• Chưng cất nước và hơi nước

Tóm tắt

• Tinh dầu được chiết xuất từ các bộ phận chứa dầu của thực vật bằng các phương pháp phù hợp. Khác với hương liệu là chất được tổng hợp nhân tạo trong phòng thí nghiệm.
• Tinh dầu là chất lỏng tách ra từ thực vật thông qua dung môi - chúng là phiên bản hóa lỏng của thực vật!
• Các phương pháp chiết xuất phổ biến bao gồm: Chưng cất hơi nước, chiết xuất bằng dung môi, chiết xuất CO2, ngâm ủ, chiết xuất tuyệt đối, ép lạnh và chiết xuất bằng nước.
• Phương pháp chiết xuất ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu bởi sự tác động của áp suất và nhiệt độ.
• Từng phương pháp chiết xuất sẽ phù hợp từng loại thực vật và nguyên liệu thô cụ thể; Phương pháp Ép Lạnh sẽ tốt hơn phương pháp Chiết Xuất Tuyệt Đối để thu được tinh dầu từ vỏ Cam Chanh, vì vỏ cần phải được đâm thủng và ép, điều mà không thể thực hiện đối với Chiết Xuất Tuyệt Đối.

Sản xuất tinh dầu

Bạn có tò mò tự hỏi tinh dầu đã được tạo ra như thế nào không? Khác với hương liệu được con người tổng hợp trong phòng thí nghiệm, tinh dầu thiên nhiên được chiết xuất từ những nguyên liệu thực vật - vốn có sẵn trong tự nhiên và không thể tổng hợp nhân tạo. Các phương pháp chiết xuất được dùng để lấy những "chất sống" của cây - vốn được xem là phiên bản hóa lỏng của thực vật. Những "chất sống" này có nhiệm vụ giúp cây hấp thụ các chất dinh dưỡng nhanh hơn.

Chiết xuất thảo mộc được tạo ra khi cho nguyên liệu thô cần được chiết xuất tiếp xúc trực tiếp với dung môi khiến các chất cần tách ra sẽ hòa tan với dung môi đó. Lúc này, dung môi sẽ ngậm trọn phần dung dịch đó được gọi là "chiết xuất". Chúng sẽ được xử lý để tách riêng phần dung môi và tinh dầu ra sau đó. Dung môi hoạt động như một chất bảo quản hoặc chất phá vỡ kết cấu tế bào, giúp lấy được phần tinh dầu nằm bên trong các tế bào đó.

Chưng cất hơi nước

Chưng cất hơi nước là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để chiết xuất tinh dầu từ thực vật. Quá trình này diễn ra khi hơi nước làm bay hơi các hợp chất trong thực vật, sau đó chúng sẽ trải qua quá trình ngưng tụ và thu hoạch được tinh dầu.

Quá trình chưng cất hơi nước

1. Một bể lớn được gọi là bể chưng cất (thường được làm bằng thép không gỉ) chứa nguyên liệu thực vật sẽ được gia nhiệt bằng hơi nước.
2. Thông qua một ống dẫn, hơi nước được bơm vào bể chưng cất đang chứa các nguyên liệu thực vật giúp để giải phóng các phân tử hương và biến chúng thành hơi.
3. Các hợp chất hương dễ bay hơi sẽ di chuyển đến bình ngưng tụ. Tại đây, hơi nước sẽ được làm mát liên tục bằng hệ thống nước chảy bao quanh ống dẫn, giúp hơi nước ngưng tụ lại thành dạng lỏng.
4. Chất lỏng có hương thơm này sau đó sẽ được đưa vào bể tách. Vì tinh dầu nhẹ hơn nước nên nổi lên phía trên và được rút ra dễ dàng. Một số loại tinh dầu nặng hơn nữa (như tinh dầu Đinh Hương) sẽ được rút ra ở đáy bể tách.

Chiết xuất bằng dung môi

Phương pháp này sử dụng các dung môi như Hexane và Ethanol để phân tách tinh dầu từ nguyên liệu thực vật. Phương pháp này phù hợp với các nhóm nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp, chủ yếu là nhựa cây, hoặc các loại tinh dầu dễ bị biến tính, không thể chịu được nhiệt độ và áp suất của quá trình chưng cất hơi nước. Phương pháp này thu được mùi hương có phẩm chất cao nhất so với tất cả các cách chiết xuất khác.

Ở cách chiết xuất này, các nguyên liệu thực vật không bay hơi như nhựa cây và hạt sắc tố cũng được chiết xuất và sẽ bị loại bỏ sau đó thông qua những quy trình khác.

Sau khi nguyên liệu thực vật được xử lý với dung môi, chúng tạo ra một hợp chất thơm dạng sáp gọi là "Concrete". Khi Concrete trộn với cồn, các phân tử hương sẽ được phân tách ra khỏi chúng. Phần hỗn hợp hương sau khi thu về sẽ được ứng dụng trong ngành nước hoa hoặc Hương Trị Liệu (Aromatherapy).

Các phương pháp Chiết xuất ứng dụng nguyên lý của chiết xuất bằng dung môi là: Chiết Xuất CO2 (Carbon Dioxide), Ngâm Ủ (Maceration), và Chiết Xuất Tuyệt Đối (Enfleurage/Absolute).

Chiết xuất CO2

Tinh dầu được chiết xuất bằng phương pháp Chiết Xuất CO2 được sử dụng cho ngành Hương Trị Liệu và chế tác nước hoa.

Các loại tinh dầu chiết xuất bằng phương pháp Chưng Cất Hơi Nước có chất lượng khác nhau tùy thuộc vào nhiệt độ, áp suất và thời gian chưng cất. Trong khi đó phương pháp Chiết Xuất CO2 có thể tạo ra các loại tinh dầu chất lượng cao hơn vì quy trình không tác động nhiệt nên không có thành phần nào của tinh dầu bị hư hại do nhiệt.

Sự khác biệt giữa phương pháp chưng cất truyền thống và Chiết Xuất CO2 là thay vì sử dụng nước nóng hoặc hơi nước, CO2 được sử dụng làm dung môi. Quá trình chiết xuất này sẽ diễn ra ở nhiệt độ từ 35 đến 38 độ C, trong khi quá trình chưng cất hơi nước sẽ bị tác động nhiệt từ 60 đến 100 độ C.

Ở phương pháp Chưng Cất Hơi Nước, cấu trúc phân tử của cả nguyên liệu thực vật và tinh dầu đều bị thay đổi do nhiệt độ. Trong khi đó chiết xuất CO2 sẽ chiết được các thành phần gần với nguyên bản hơn vì không bị biến tính.

Ví dụ, chiết xuất CO2 từ Hoa Cúc Đức (German Chamomile Essential Oil) cho ra dung dịch màu xanh lá cây vì chúng không bị biến đổi bởi nhiệt độ. Chiết xuất này giống với thành phần của hoa nguyên bản hơn so với tinh dầu thu được bằng phương pháp chưng cất hơi nước.

Chiết xuất CO2 thường đặc hơn so với tinh dầu chưng cất hơi nước và đậm mùi Thảo Mộc, Gia Vị hoặc mùi hương nguyên bản của cây hơn so với tinh dầu chưng cất truyền thống. Chiết xuất CO2 thu được nhiều phân tử hương hơn so với cách chiết xuất hơi nước.

Quá trình chiết xuất C02

1. CO2 ở thể khí được nén dưới áp suất cao (gần chạm ngưỡng hóa lỏng) sẽ được bơm vào một buồng chứa đầy nguyên liệu thực vật.
2. Vì tính chất hóa lỏng của khí CO2 khi bị nén dưới áp suất cao, nó hoạt động như một dung môi lôi kéo tinh dầu và các chất khác như sắc tố và nhựa cây tan vào trong dung dịch CO2 lỏng.
3. CO2 được đưa trở về áp suất tự nhiên và hóa khí, để lại phần dung dịch phía dưới là phần tinh dầu đã được tách ra khỏi nguyên liệu thô.

Dung dịch CO2 không màu, không mùi và có thể dễ dàng loại bỏ hoàn toàn bằng cách giảm áp suất. Chúng vô hại và tồn tại khắp trong tự nhiên nên phương pháp này rất thân thiện và an toàn với con người và môi trường.

Ngâm ủ

Ngâm ủ là một phương pháp chiết xuất tinh dầu. Chúng được chiết xuất bằng cách sử dụng dầu nền như 1 loại dung môi để chiết tách các đặc trính trị liệu từ nguyên liệu thô. Điểm mạnh của quá trình chiết xuất này là nó thu được nhiều tinh chất thực vật hơn vì hòa lẫn cả những phân tử nặng và phân tử có kích thước to. Điều này giúp thu được các tinh chất trị liệu từ nguyên liệu nguyên bản.

Nguyên liệu thực vật sẽ được phơi khô tuyệt đối trước khi cho vào quy trình chiết xuất vì độ ẩm sẽ khiến tinh dầu bị hỏng và lên mốc. Thêm 5% Vitamin E hoặc dầu mầm lúa mì (chứa nhiều Vitamin E) sẽ ngăn dung dịch bị lên mốc.

Quy trình ngâm ủ

1. Nguyên liệu thô được cắt nhỏ, nghiền nát hoặc xay thành bột.
2. Cho nguyên liệu thực vật vào bình kín.
3. Thêm dung môi.
4. Hỗn hợp được để yên trong 1 tuần và thỉnh thoảng lắc trộn.
5. Lọc thu lấy dung dịch lỏng và để lại bã.
6. Bã thực vật được ép để lấy hết dung dịch lỏng sót còn lại.
7. Trộn hai phần dung dịch lỏng lại với nhau.
8. Tinh sạch dung dịch thu được bằng quá trình lọc hoặc lắng cặn.

Khi quá trình ngâm ủ hoàn tất, dầu nền có thể sẽ thay đổi màu sắc. Dầu thu được cuối cùng sẽ được đổ vào một bình kín để bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát trong tối đa 12 tháng. Nếu bị hư, dầu sẽ trở nên đục hoặc có mùi khó chịu.

Dầu ngâm ủ có thể được sử dụng như một thành phần "chiết xuất thực vật" trong công thức mỹ phẩm với tỷ lệ 5-10%. Nó cũng có thể thay thế dầu nền trong một số công thức.

Chiết xuất tuyệt đối

Quy trình Chiết Xuất Enfleurage không còn được sử dụng phổ biến ngày nay, nhưng nó là một trong những phương pháp lâu đời nhất để chiết xuất tinh dầu bằng cách sử dụng chất béo. Cuối quá trình này, mỡ thực vật hoặc mỡ động vật sẽ thấm đượm các phân tử hương của hoa. Chất béo được sử dụng không mùi và có trạng thái rắn ở nhiệt độ phòng. Quá trình Enfleurage có thể được thực hiện bằng phương pháp “nóng” hoặc “lạnh”. Trong cả hai trường hợp, chất béo đã bão hòa hương thơm được gọi là "Pomade Enfleurage".

Enfleurage lạnh

1. Mỡ thực vật hoặc động vật có độ tinh sạch cao, không mùi, (thường là mỡ lợn hoặc mỡ bò) được trải lên các tấm kính trong một khung gọi là Chassis và để cho đông lại.
2. Các loại hoa cần được chiết xuất sẽ được sắp lên lớp mỡ sau đó. Chúng được để yên trong 1-3 ngày hoặc vài tuần tùy thuộc vào từng loại nguyên liệu. Trong thời gian này, hương thơm của hoa sẽ được lớp mỡ hấp thu hết.
3. Cánh hoa bị mất hương thơm sẽ lần lượt được thay thế và quá trình này được lặp lại cho đến khi lớp mỡ đạt độ bão hòa mong muốn.
4. Sản phẩm cuối cùng được gọi là Pomade Enfleurage: hỗn hợp mỡ và phân tử hương. Hỗn hợp này được rửa bằng rượu để tách phân tử hương khỏi phần mỡ còn lại, phần mỡ này được sử dụng để làm xà phòng. Khi rượu bay hơi khỏi hỗn hợp này, ta thu được phần dung dịch hương gọi là “Absolute”.

Enfleurage nóng

Điểm khác biệt duy nhất trong quá trình này là chất béo được gia nhiệt.

Phương pháp ép lạnh

Phương pháp này thường được sử dụng cho vỏ trái cây họ Cam Chanh.

1. Trái cây cần được chiết xuất sẽ được đặt vào một thiết bị giúp đâm thủng vỏ để làm vỡ các túi chứa tinh dầu, nằm ở mặt dưới của vỏ. Tinh dầu cùng các hạt sắc tố sẽ hòa lẫn và chảy xuống bể thu chứa phía dưới.
2. Toàn bộ quả sẽ được ép để lấy nước ép và tinh dầu.
3. Tinh dầu và nước ép chứa lẫn các thành phần khác từ quả như vỏ, hạt sẽ được ly tâm để lọc các chất rắn ra.
4. Tinh dầu thu được sẽ được đưa vào một bể chứa khác.

Chưng cất nước

Những loài hoa mỏng manh như hoa hồng và hoa cam sẽ bị đóng cục lại với nhau khi tiếp xúc với hơi nước trong quá trình chưng cất, vì vậy phương pháp chiết xuất hiệu quả nhất với loại nguyên liệu này là cho chúng vào nước cất được đun sôi. Nước sẽ bảo vệ tinh dầu cần được chiết xuất khỏi nhiệt độ quá cao. Sau đó, phần hơi nước thu được sẽ được làm ngưng tụ trong ống dẫn để thu được phần tinh dầu và nước riêng. Phần nước thu được thường có mùi thơm hay được gọi là Hydrolate hoặc Hydrosol, nước thảo dược, nước tinh chất, nước hoa (nước hoa Hồng, nước hoa Sen...), hoặc nước chưng cất Thảo Mộc.

Chưng cất nước và hơi nước

Trong phương pháp này, nguyên liệu sử dụng là lá và các loại thảo mộc. Chúng được ngâm trong nước và được gia nhiệt. Hơi nước từ bên ngoài sẽ được dẫn vào bể chưng cất.