Trích ly tinh dầu gừng và ứng dụng trong thực phẩm

399 
TRÍCH LY TINH DẦU GỪNG 
VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM 
Nguyễn Thị Thanh Quyên, Bùi Thị Tuyết Nhung, Võ Ngọc Lan Trinh 
Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh 
GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thơ 
TÓM TẮT 
Hiện nay, gừng (Zingiber officinale Roscoe) được trồng rất phổ biến trên thế giới, mang lại giá trị 
kinh tế cao. Gừng được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm và dược phẩm. Tinh dầu gừng 
với khả năng kháng khuẩn, chống ôxy hoá và nhiều chức năng sinh học khác đã được ứng dụng 
nhiều vào thực phẩm với mong muốn bảo quản thực phẩm giúp hạn chế sự phát triển của vi sinh 
vật, kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm. Hiệu quả trích ly tinh dầu gừng phụ thuộc rất nhiều vào 
các yếu tố như nguyên liệu, thiết bị và điều kiện trích ly. Đã có nhiều nghiên cứu về các phương 
pháp trích ly tinh dầu gừng được công bố, trong đó trích ly bằng phương pháp CO2 siêu tới hạn cho 
hiệu suất và chất lượng tinh dầu tối ưu nhất. Bài tổng quan này nhằm mục đ ch tổng quan về việc 
trích ly tinh dầu gừng và các ứng dụng trong bảo quản thực phẩm. 
Từ khóa: CO2 tới hạn, kháng ôxy hóa, kháng khuẩn, kháng viêm, tinh dầu gừng. 
1 GIỚI THIỆU 
Gừng (tên khoa học: Zingiber officinale Roscoe thuộc giới Plantae, ngành Magnoliophyta, lớp 
Liliopsida, bộ Zingiberales, họ Zingiberaceae, chi Zingiber, loài Zingiber officinale) là một loài thực 
vật có vị cay nồng và chứa khoảng 2-3% hàm lượng tinh dầu thường được dùng làm gia vị, thuốc 
được trồng từ rất lâu đời [9]. Tinh dầu gừng được trích ly từ củ gừng tươi, nguyên liệu được lấy trực 
tiếp từ vườn, củ gừng già có màu vàng nhiều rễ, củ gừng tươi 6-7 tháng tuổi, không dập nát hay hư 
hỏng [3]. 
Gừng là một trong những loài dược liệu được sử dụng phổ biến để điều trị các bệnh như viêm thấp 
khớp, bong gân, viêm họng, đau bụng, khó tiêu, nôn mửa, tăng huyết áp, sốt,... (Ali et al., 2008) 6. 
Trên thế giới có nhiều nghiên cứu về thành phần hóa học của củ gừng, trong đó có hợp chất 6-
gingerol (Nguyễn Thị Hà Duyên, 2011), đã được nghiên cứu và công bố là có những hoạt tính sinh 
học đáng quý như: kháng ôxy hóa, kháng viêm, chống buồn nôn, nổi bật là hoạt tính gây độc trên 
tế bào ung thư, đặc biệt là với tế bào ung thư ruột (Jeong CH et al., 2009), mô vú (Lee H et al., 
2008)... 5. 
2 TRÍCH LY TINH DẦU GỪNG 
Tinh dầu nói chung và tinh dầu gừng nói riêng hiện nay được chiết xuất từ nhiều nguyên liệu thực 
vật bằng một số phương pháp phổ biến, gồm phương pháp chưng cất với hơi nước, phương pháp 
trích ly, phương pháp ngâm, phương pháp hấp thụ, phương pháp siêu tới hạn CO2, Trong số 
400 
những phương pháp trên, phương pháp carbon dioxide (CO2) lỏng siêu tới hạn hiện nay là phương 
pháp tiên tiến, thân thiện với môi trường đồng thời tạo được sản phẩm có giá trị cao trong công 
nghiệp thực phẩm và dược phẩm [6]. 
Bảng 1: Ưu nhược điểm của các phương pháp trích ly [1] 
Tiêu chí Phương pháp CO2 siêu tới hạn Phương pháp chưng cất hơi 
nước 
Lượng chất có thể tan và tính 
chọn lọc 
Có sự chọn lọc khi hoà tan, không 
hoà tan các kim loại năng và dễ 
điều chỉnh các chất có khả năng hoà 
tan tốt, các chất tan hữu cơ ở thể rắn 
cũng như lỏng, đồng thời cũng hoà 
tan lẫn cả các chất thơm dễ ay hơi 
thông số trạng thái để có thể lựa 
chọn các dung môi khác nhau. Tuy 
nhiên, khó hòa tan các chất phân 
cực mạnh hoặc hợp chất ion. 
Dung môi có sự chọn lọc lớn đối 
với các nhóm chất khác nhau. 
Khả năng kiểm soát độ hoà tan Dễ dàng kiểm soát thông qua áp 
suất và nhiệt độ 
Khó kiểm soát 
Khả năng ảo tồn hoạt chất 
kém bền 
Đa số hoạt chất được bảo tồn toàn 
vẹn kể cả enzyme 
Đa số các chất kém bền với 
nhiệt, dễ phân huỷ đều khó bảo 
tồn trong sản phẩm 
Sản xuất quy mô lớn Dễ dạng áp dụng tự động hoá Tùy phương pháp 
Tính kinh tế Giá dung môi rẻ, nguồn cung dồi 
dào; Tiết kiệm tài nguyên – năng 
lượng. 
Tiêu hao nước và dung môi 
nhiều trong quá trình sản xuất, 
một số dung môi giá thành cao. 
Tính an toàn, thân thiện môi 
trường 
Không độc, không cháy nổ Gây độc, dễ ay hơi, dễ cháy 
nổ, gây ô nhiễm 
Ảnh hưởng tới sản phẩm Ít ảnh hưởng đến sản phẩm Ảnh hưởng nhiều đến cảm 
quang, cấu trúc và thành phần 
sản phẩm. 
Ưu điểm của dung môi Trơ trong hầu hết các điều kiện, 
không ăn mòn thiết bị, không phản 
ứng cảm quang, tốc độ khuếch tán 
và phản ứng lớn; Vô trùng và ngăn 
ngừa sự phát triển của vi sinh vật; 
Không tồn dư, không ảnh hưởng 
màu, gây mùi cho sản phẩm. 
Dễ dàng phản ứng với cơ chất 
hoặc sản phẩm; Khó loại sạch 
khỏi sản phẩm. 
Yêu cầu thiết bị Thiết bị chuyên dụng, đắt tiền; cần 
nghiên cứu tối ưu hoá điều kiện chiết 
đối với mẫu mới. 
Thường không yêu cầu cao về 
thiết bị. Đa số đã có quy trình 
chuẩn. 
401 
Theo nghiên cứu của Wang Hong-Wu, củ gừng 7 tháng tuổi được thu hoạch, lưu trữ trong 4 ngày và 
chưng cất có sự hỗ trợ của vi sóng với công suất 300 W trong thời gian 16 giờ hay 80 phút sẽ thu 
được dịch trích tinh dầu gừng nhận được có hiệu suất và chất lượng tối ưu nhất. Mặc dù, dầu chưng 
cất có sự hỗ trợ của vi sóng có thể gia nhiệt nhanh, tiết kiệm được thời gian nhưng hiệu suất trích ly 
kém, cụ thể hiệu suất của quá trình chưng cất tinh dầu là 0,43432% so với chưng cất có sự hỗ trợ 
của vi sóng là 0,2874% [10]. 
Phương pháp ‚lôi cuốn hơi nước‛ đã cho thấy phương pháp này có thể lấy triệt để tinh dầu trong 
nguyên liệu nhưng lại hạn chế và khó áp dụng đối với những cây có tinh dầu thuộc thành phần khó 
bay hơi như nhựa và sáp hoặc tinh dầu có thành phần hóa học không bền ở nhiệt độ cao. Khi áp 
dụng phương pháp ‚CO2 lỏng siêu tới hạn‛ thì những hạn chế này đều được khắc phục, những 
thành phần không bền được chiết xuất ra với sự phân hủy thấp, thời gian chiết xuất nhanh, có thể 
điều chỉnh được nhiệt độ và áp suất để có thể trích ly được những thành phần hóa học khác nhau 
theo ý muốn [4]. 
Việc trích ly tinh dầu gừng sử dụng phương pháp CO2 siêu tới hạn đã có nhiều thành tựu vượt trội về 
hàm lượng và chất lượng tinh dầu thu được so với sử dụng phương pháp chưng cất phổ thông. Kết 
quả cho thấy khi sử dụng phương pháp CO2 siêu tới hạn ở điều kiện 293.15K, áp suất 10MPa, được 
chiết trong thời gian 180 phút thì hàm lượng các chất có trong tinh dầu gừng được chiết ra tương đối 
cao. Đặc biệt là Alpha – Zingiberene và Beta – Sesquiphellandrene với các giá trị tương ứng là 18.18 
và 11.00 (g/100g) hơn hẳn hàm lượng chiết ra từ phương pháp chưng cất chỉ có 1.64 và 0.74 
(g/100g). Từ những nghiên cứu đã tổng hợp được chứng minh rằng việc trích ly sử dụng CO2 siêu tới 
hạn đã chỉ ra sự khác biệt về hàm lượng và chất lượng của các hợp chất cần chiết xuất [4]. 
3 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA TINH DẦU GỪNG 
3.1 Hoạt tính kháng ôxy hóa 
Trong một nghiên cứu gần đây của Zia-ur-Rehman và các cộng sự, hoạt tính chống ôxy hóa của 
dịch trích dichloromethane từ củ gừng trong sản phẩm dầu hướng dương tinh luyện đã được đánh 
giá sau 6 tháng bảo quản ở 25 oC và 45 oC. Kết quả cho thấy sau 6 tháng bảo quản ở 45 oC, hai 
mẫu dầu có bổ sung dịch trích dichloromethane ở nồng độ 1600 và 2400 ppm có hàm lượng axit 
béo tự do FFA (lần lượt là 0.083 và 0.080%) và chỉ số peroxide POVs (24,5 và 24,0 meqkg/1) thấp 
hơn so với mẫu không có bổ sung dịch trích (FFA 0.380%, POV 198,0 meqk/1). Trong khi đó, các mẫu 
dầu được bổ sung 200 ppm butylated hydrôxyanisole (BHA) và butylated hydrôxytoluene (BHT) có 
FFA lần lượt là 0.089 và 0.072%; POVs lần lượt là 26,5 và 24,7 meqkg/1. Điều này chứng tỏ dịch 
gừng trích ly có hoạt tính chống ôxy hóa ở các nồng độ khác nhau và gần tương đương với các chất 
chống ôxy hóa tổng hợp BHA và BHT [11]. 
3.2 Hoạt tính kháng khuẩn 
Đánh giá hoạt động kháng khuẩn của gừng khi sử dụng CO2 siêu tới hạn làm dung môi. Việc chiết 
suất CO2 được thực hiện trong quy mô phòng thí nghiệm ở áp suất 10,0 MPa, 17,5 MPa và 25,0 
MPa và ở 293,15 K, 313,15 K và 333,15 K. Các điều kiện hoạt động được thử nghiệm đạt năng suất 
tối đa 2,62% trọng lượng cho chiết suất CO2, và 1,79% trọng lượng cho quá trình thủy hóa. Các chất 
402 
chiết xuất thu được có tác dụng kháng khuẩn chống lại vi khuẩn gram dương. Còn đối với vi khuẩn 
gram âm hoạt động ức chế thấp hơn. Đặc biệt, hợp chất 6- gingerol có chức năng kháng được vi 
khuẩn gram dương Staphylococcus aureus. Do đó, có thể khai thác tiềm năng này vào thực phẩm 
có hoạt độ nước cao nhằm để ức chế vi khuẩn mà không cần sử dụng đến các chất tổng hợp [4]. 
3.3 Hoạt tính kháng viêm 
Tinh dầu gừng có tác dụng tương đương Aspirin với hoạt t nh chống viêm, giảm đau do ngăn cản 
sự phóng th ch các chất gây viêm như Prostaglandin, Leukotriene. Gừng có những chất tác dụng 
giống như thuốc kháng sinh và tác dụng của chúng rõ rệt nhất đối với các chứng viêm nhiễm do vi 
khuẩn Salmonella gây nên [2]. 
4 ỨNG DỤNG TINH DẦU GỪNG TRONG THỰC PHẨM 
Ngày nay, việc khai thác các thành phần có nguồn gốc tự nhiên đảm bảo an toàn, có khả năng 
kháng khuẩn và chống ôxy hoá cao từ gừng, riềng để thay thế các hoá chất không an toàn trong 
quá trình bảo quản thuỷ hải sản (trong đó có tôm thẻ) là một hướng đi cần thiết của Việt Nam. 
Trong quá trình bảo quản, đánh giá chất lượng tôm thẻ thông qua chỉ tiêu hoá lý (pH, NH3), chỉ tiêu 
vi sinh vật và cảm quan, cho thấy hiệu quả rõ rệt của dịch chiết gừng, riềng trong việc kéo dài thời 
gian bảo quản mà vẫn đảm bảo chỉ tiêu về chất lượng và an toàn thực phẩm 7. 
Chiết xuất dichloromethane từ gừng được đánh giá trong 6 tháng bảo quản dầu hướng dương tinh 
chế. Chiết xuất gừng cho thấy sự ổn định nhiệt tốt và ức chế 85,2% peroxide hoá acid linoleic khi 
được làm nóng ở nhiệt độ 185oC trong 120 phút. Do đó việc sử dụng chiết xuất tinh dầu gừng trong 
thực phẩm được khuyến cáo là chất chống ôxy hoá tự nhiên để ức chế quá trình ôxy hoá lipid 11. 
Bên cạnh đó, việc kết hợp Montmorillionite (MMT) và tinh dầu gừng nano nhũ tương (GEO) dựa trên 
gelatin để sản xuất màng kích hoạt có tính chất vật lý được cải thiện, có tiềm năng cho các ứng 
dụng đóng gói thực phẩm, giúp làm tăng độ dày của màng bao và giảm độ hoà tan trong nước, 
độ ẩm và tính kỵ nước của bề mặt màng 2. 
Ngoài ra còn có lớp phủ casein natri có thể ăn được dựa trên Nanoemuls (tạm gọi là chất nhũ 
tương dạng nano) có chứa tinh dầu gừng (GEO) (3 và 6%wt) đã được áp dụng trên philê ức gà để 
kéo dài thời hạn sử dụng. Các lớp phủ có thể ăn được đã làm giảm đáng kể tổng số vi khuẩn hiếu 
khí khi đông lạnh trong 12 ngày và giúp kéo dài độ bền của phile ức gà 8. 
5 KẾT LUẬN 
Tinh dầu gừng với các hoạt tính chức năng đã được khai thác và ứng dụng rộng rãi. Đặc biệt trong 
công nghệ thực phẩm, tinh dầu gừng giúp ngăn ngừa, hạn chế quá trình ôxy hoá và ức chế một số 
vi khuẩn có hại, kéo dài thời gian bảo quản của thực phẩm. Bên cạnh đó phương pháp chiết xuất 
tinh dầu gừng bằng CO2 siêu tới hạn đạt được hiệu quả tách chiết cao hơn, an toàn và giá thành rẻ 
hơn so với các phương pháp thông thường khác. Sử dụng tinh dầu gừng thay thế cho các loại dầu 
hay gia vị tổng hợp khác để đảm bảo an toàn sức khoẻ tránh tình trạng ôxy hoá mạnh. Việc sử 
dụng tinh dầu gừng theo nhiều cách giúp cải thiện sức khoẻ đang rất cần được quan tâm trong giai 
đoạn hiện nay. 
403 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] E.J. Beckman (2004) Supercritical and near-critical CO2 in green chemical synthesis and 
processing, The Journal of Supercritical Fluids, 28 pp. 121-191. 
[2] Elisabete Maria Cruz Alexandre, Rodrigo Vinícious Lourenco, Ana Mônica Quintar Barbosa 
Bittante, Izabel Cristina Frietas Moraes, Paulo José do Amaral Sobra (2016) Gelatin-based 
films reinforced with montmorillonite and activated with nanoemulsion of ginger essential oil 
for food packaging applications. 
[3] Hồ Thị Nguyệt Linh và Lê Văn Mười (3/2015) Khảo sát thành phần hoá học của tinh dầu trong 
củ gừng (Zingiber officinale roscoe) trồng tại thành phố Bạc Liêu, số 17. 
[4] Michele C. Mesomo, Marcos L. Corazza , Papa M. Ndiaye, Osmar R. Dalla Santa , Lúcio 
Cardozo, Agnes de Paula Scheer (2013) Supercritical CO2 extracts and essential oil of ginger 
(Zingiber officinale R): Chemical composition and antibacterial activity. 
[5] Nguyễn Lập Đức , Lê Nguyễn Việt Hoàng , Trần Trung Tín , Nguyễn Văn Phú Vinh , Lê Thị Bạch 
và Bùi Thị Bửu Huê (2015) Nghiên cứu quy trình tách chiết và khảo sát hoạt tính sinh học của 
6-gingerol từ củ gừng (Zingiber officinale-rosc). 
[6] Phan Nhật Minh, Mai Thành Chí, Phùng Văn Trung, Bùi Trọng Đạt và Nguyễn Ngọc Hạnh 
(2006) Khảo sát thành phần hóa học của tinh dầu tiêu ( Piper nigrum L) chiết xuất bằng 
Cacbon dioxite lỏng siêu tới hạn. Trường ĐH Cần Thơ. Tạp chí nghiên cứu khoa học 2006, tr 
97 – 102. 
[7] Phan Thanh Tâm và Nguyễn mạnh Cường (2019) Nghiên cứu ứng dụng dịch chiết có hoạt tính 
sinh học từ gừng (Zingiber officinale), riềng (Alpinia officinarum) để bảo quản tôm thẻ chân 
trắng (Litopenaeus vannamei). 
[8] Soheila Noori, Fariba Zeynali, Hadi Almasi (February 2018) Antimicrobial and antioxidant 
efficiency of nanoemulsion-based edible coating containing ginger (Zingiber docinale) 
essential oil and its effect on safety and quality attributes of chicken breast fillets, Volume 84. 
[9] Võ Thị Bạch Huệ, Đặng Phan Văn Hoài, Văn Hồ Nam (2010) So sánh thành phần tinh dầu của 
gừng dại và gừng trâu thuộc chi Zingiber, họ Gừng (Gingiberaceae) bằng phương pháp GC – 
MS. Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh, 14. 1, tr. 16 – 21. 
[10] Wang Hong-Wu, Liu Yan-Qing, Wei Shou-Lian, Yan Zi-Jun and Kuan Lu. (2010) Comparison of 
Microwave-Assisted and Conventional Hydrodistillation in the Extraction of Essential Oils from 
Mango (Mangifera indica L.) Flowers. Molecules, 15, pp.7715-7723. 
[11] Zia-ur-Rehman, AM Salariya and Farzana Habib (2003) Antioxidant activity of ginger extract 
in sunflower oil.