Các phương pháp chiết xuất tinh dầu

I. Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Chưng cất lôi cuốn hơi nước là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để chiết xuất và tách riêng tinh dầu từ cây để sử dụng trong các sản phẩm tự nhiên. Quá trình này xảy ra khi hơi nước bay hơi cùng các hợp chất thơm dễ bay hơi có trong nguyên liệu thực vật, sau đó trải qua quá trình ngưng tụ và phân tách tinh dầu.

Quá trình Chiết xuất lôi cuốn hơi nước:

1. Nguyên liệu thực vật được cho vào một bình chứa lớn thường được làm bằng thép không ghỉ. Nguyên liệu có thể được băm nhỏ, ngâm hoặc ủ trước khi đưa vào chưng cất để tăng hiệu suất và giảm thời gian chiết xuất.
2. Thông qua một cửa vào, hơi nước được bơm qua nguyên liệu thực vật có chứa loại tinh dầu mong muốn, giải phóng các phân tử thơm và biến chúng thành hơi.
3. Các hợp chất thơm bay hơi đi đến bình ngưng tụ. Ở đây, có hai ống riêng biệt giúp nước nóng thoát ra và nước lạnh vào bình. Điều này làm cho hơi nhanh chóng ngưng tụ trở lại dạng lỏng.
4. Chất lỏng thơm chứa tinh dầu được sản phẩm cuối cùng chảy từ Bình ngưng tụ vào một bình thu gom phía dưới, được gọi là Bộ phân tách tinh dầu. Vì nước và tinh dầu không hòa tan với nhau, tinh dầu sẽ tụ lại trên mặt nước. Từ đây, tinh dầu được bơm ra ngoài. (Một số loại tinh dầu nặng hơn nước, như tinh dầu đinh hương, nên chúng được tìm thấy ở đáy Bộ phân tách).

 

II. Chiết xuất bằng dung môi

Phương pháp này sử dụng dung môi an toàn cho thực phẩm như hexane và ethanol để tách tinh dầu ra khỏi nguyên liệu thực vật. Phương pháp chiết xuất bằng dung môi thích hợp nhất cho nguyên liệu thực vật có hàm lượng tinh dầu thấp, có tỷ lệ hạt nhựa cao, hoặc là những hương liệu nhạy cảm với nhiệt độ và áp suất cao của phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Phương pháp này cũng tạo ra tinh dầu có hương thơm tinh tế hơn bất kỳ loại phương pháp chưng cất nào.

Thông qua quá trình này, các thành phần thực vật không bay hơi như sáp và chất màu cũng được chiết xuất, mà đôi khi bị loại bỏ khi sử dụng các phương pháp chiết xuất khác.

Khi nguyên liệu thực vật đã được xử lý với dung môi, nó tạo ra một hợp chất thơm như sáp gọi là “concrete”. Khi hỗn hợp concrete này được pha trộn với cồn cao độ, các hạt tinh dầu được giải phóng. Các hóa chất được nhắc đến ở trong quá trình này sau đó vẫn còn trong tinh dầu và tinh dầu được sử dụng trong ngành công nghiệp nước hoa hoặc cho mục đích thơm hương trị liệu.

 

Chiết xuất bằng dung môi bao gồm các phương pháp sau: CO2 siêu tới hạn (Khí Carbon Dioxide), Ngâm ướp (Maceration), Enfleurage.

III. Chiết xuất CO2

Tinh dầu được tạo ra thông qua quá trình chiết xuất CO2 siêu tới hạn của các loại thảo dược tương tự như các loại tinh dầu được sản xuất thông qua quá trình chưng cất, trong đó chúng có thể được sử dụng trong thảo dược và nước hoa tự nhiên.

Tinh dầu từ quá trình chưng cất bằng hơi nước có chất lượng khác nhau tùy thuộc vào nhiệt độ, áp suất và thời gian áp dụng cho quá trình. Quá trình chiết xuất CO2 có thể tạo ra các loại dầu chất lượng cao hơn và không bị ảnh hưởng bởi việc áp dụng nhiệt độ cao, khác với quá trình chưng cất bằng hơi nước. Trong quá trình chiết xuất CO2, không có bất kỳ thành phần nào của tinh dầu bị hỏng do nhiệt.

Khác biệt giữa chưng cất truyền thống và chiết xuất siêu tới hạn là thay vì sử dụng nước ấm hoặc hơi nước, CO2 được sử dụng như một dung môi trong phương pháp sau. Quá trình chiết xuất siêu tới hạn hoạt động ở nhiệt độ từ 35 đến 38 độ C, trong khi quá trình chưng cất bằng hơi nước hoạt động ở nhiệt độ từ 60 đến 100 độ C.

Trong quá trình chưng cất bằng hơi nước, sự thay đổi về cấu trúc phân tử của cả vật liệu thực vật và tinh dầu thơm do nhiệt độ áp dụng. Ngược lại, chiết xuất CO2 gần giống trong thành phần hóa học với cây gốc ban đầu, vì nó chứa một loạt các thành phần của cây.

Ví dụ, chiết xuất CO2 từ hoa cúc Đức tạo ra một loại chiết xuất màu xanh, bởi vì sự vắng mặt của nhiệt độ có nghĩa là nó không bị thay đổi từ trạng thái tự nhiên của nó hoặc “biến dạng.” Kết quả chiết xuất này gần giống về thành phần với hoa gốc ban đầu hơn là tinh dầu chiết xuất bằng hơi nước.

Chiết xuất CO2 thường đặc hơn so với phiên bản dầu tinh dầu của nó và thường tỏa ra hương thơm hơn từ thảo dược, gia vị, hoặc thảo mộc so với dầu tinh dầu chưng cất. Nhiều người cho rằng chiết xuất CO2 chứa nhiều thành phần của cây hơn so với lượng được chiết xuất từ cùng một cây thông qua quá trình chưng cất bằng hơi nước.

Quá trình Chiết xuất CO2:

• Carbon dioxide dưới áp suất sẽ trở thành chất lỏng trong khi vẫn ở trạng thái khí, có nghĩa là nó hiện ở trạng thái “siêu tới hạn”. Ở trạng thái này, nó được bơm vào một buồng chứa đầy thực vật.
• Do đặc tính lỏng của khí, CO2 hoạt động như một dung môi đối với thực vật tự nhiên, kéo tinh dầu và các chất khác như bột màu và nhựa ra khỏi thực vật. Hàm lượng tinh dầu sau đó hòa tan vào CO2 lỏng.
• CO2 được đưa trở lại áp suất tự nhiên và bay hơi trở lại dạng khí, trong phần còn lại là tinh dầu thu được.

C02 không màu, không mùi, có thể loại bỏ dễ dàng và hoàn toàn bằng cách giảm áp suất trong buồng chiết. Đó là những gì chúng ta thở ra và thực vật cần để chúng phát triển mạnh, điều này minh họa cho sự vô hại của nó khi được sử dụng trong quá trình chiết xuất. Sự vắng mặt của các dung môi có khả năng gây hại trong quá trình chiết xuất C02 có nghĩa là cơ thể con người và môi trường đều không bị ô nhiễm.

IV. Phương pháp Maceration (Ngâm ướp)

Dầu ngâm còn được gọi là dầu truyền. Chúng được tạo ra khi dầu vận chuyển được sử dụng làm dung môi để chiết xuất các đặc tính trị liệu từ nguyên liệu thực vật. Lợi ích của dầu ngâm so với tinh dầu chưng cất là nhiều tinh chất thực vật được giữ lại trong dầu hơn vì nó thu được các phân tử thực vật nặng hơn, lớn hơn so với các phân tử thu được trong quá trình chưng cất. Điều này giúp sản phẩm tiến gần hơn đến việc giữ lại nhiều hơn các chất có giá trị của thực vật.

Nguyên liệu thực vật lý tưởng để ngâm sẽ được thu hoạch sao cho càng khô càng tốt, vì bất kỳ độ ẩm nào của thực vật sẽ khiến dầu bị ôi và sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển. Thêm 5% dầu Vitamin E hoặc dầu Mầm lúa mì (có nhiều Vitamin E) sẽ ngăn ngừa tình trạng ôi thiu.

Quá trình ngâm ướp:

1. Nguyên liệu thực vật được cắt, nghiền, hoặc xay nhỏ thành bột thô vừa phải.
2. Nguyên liệu thực vật được đặt trong một bình kín.
3. Dung môi (Menstruum) được thêm vào.
4. Hỗn hợp được để đứng trong vòng 1 tuần và thỉnh thoảng lắc.
5. Chất lỏng được lọc.
6. Cặn còn lại (Marc) được ép để thu hồi chất lỏng còn lại.
7. Chất lỏng được lọc và ép được kết hợp.
8. Chất lỏng được làm trong suốt thông qua quá trình lọc hoặc lắng kết.

 

Khi quá trình ngâm hoàn tất, dầu gốc có thể sẽ đổi màu. Quá trình ngâm cuối cùng phải được lọc nguyên liệu thực vật và đổ vào hộp kín để bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát trong tối đa 12 tháng. Dầu ngâm sẽ đục hoặc có mùi khó chịu khi bị ôi.

5-10% dầu ngâm có thể được sử dụng làm ‘hoạt chất thực vật’ trong công thức mỹ phẩm. Được sử dụng với số lượng lớn hơn, nó cũng có thể thay thế dầu gốc thông thường.

V. Phương pháp Enfleurage

Enfleurage ngày nay không được sử dụng phổ biến, nhưng nó là một trong những phương pháp chiết xuất tinh dầu lâu đời nhất thực hiện việc sử dụng chất béo. Khi kết thúc quá trình này, mỡ thực vật hoặc mỡ động vật sẽ hòa vào các hợp chất tạo mùi thơm của hoa. Chất béo được sử dụng không mùi và rắn ở nhiệt độ phòng. Quá trình enfleurage có thể được thực hiện “nóng” hoặc “lạnh”. Trong cả hai trường hợp, chất béo bão hòa với hương thơm được gọi là “pomade enfleurage”.

Enfleurage lạnh:

1. Mỡ thực vật hoặc động vật có độ tinh khiết cao và không mùi, thường là mỡ lợn hoặc mỡ động vật, được trải trên các tấm kính trong một khung gọi là “chassi” và có thể đặt.
2. Các cánh hoa tươi hoặc toàn bộ cây hoa tươi được đặt lên lớp chất béo và nhấn vào. Chúng được để lại trong vòng 1-3 ngày hoặc một vài tuần tùy thuộc vào loại hoa sử dụng. Trong thời gian này, mùi thơm của chúng thấm vào chất béo.
3. Những cánh hoa đã cạn kiệt được thay thế và quá trình này được lặp lại cho đến khi chất béo đạt đến độ bão hòa mong muốn.
4. Sản phẩm cuối cùng là pomade enfleurage: chất béo và dầu thơm. Phần này được rửa bằng cồn để tách chiết xuất thực vật khỏi chất béo còn lại, được sử dụng để làm xà phòng. Khi rượu bay hơi khỏi hỗn hợp này, “absolute” là phần còn lại.

Enfleurage nóng:

1. Sự khác biệt duy nhất trong quá trình này là chất béo được làm nóng.

 

VI. Phương pháp ép lạnh

Phương pháp này còn được gọi là ‘Expression’ hoặc ‘Scarification’ và thường được sử dụng để chiết xuất tinh dầu từ vỏ các loại thực vật thuộc chi cam chanh.

1. Toàn bộ trái cây được đặt trong một thiết bị xé nát để phá vỡ các túi tinh dầu, nằm ở phía dưới của vỏ. Tinh dầu và các hạt màu sắc chảy vào khu vực thu thập của thiết bị.
2. Toàn bộ trái cây được ép để lấy nước và tinh dầu.
3. Tinh dầu và nước được tạo ra vẫn chứa các hạt còn lại từ trái cây, như vỏ, và phải được ly tâm để lọc các hạt từ chất lỏng.
4. Tinh dầu tách lớp khỏi nước và được bơm vào một hộp đựng khác.

VI. Chưng cất trực tiếp bằng nước

Những bông hoa mỏng manh như hoa hồng và hoa cam thường sẽ gắn kết lại với nhau khi tiếp xúc với hơi trong quá trình chưng cất, vì vậy phương pháp chiết xuất hiệu quả nhất trong tình huống này là đặt những bông hoa mỏng manh vào trong nước tinh khiết nhiệt độ cao thay vì dùng hơi. Nước bảo vệ tinh dầu được chiết xuất khỏi nguy cơ quá nhiệt. Các chất lỏng ngưng tụ lạnh lại và tách ra khỏi nhau. Phần nước còn lại, đôi khi có mùi thơm, được gọi bằng nhiều tên khác nhau như hydrolate, hydrosol, nước thảo dược, nước cất, nước hoa, hoặc nước chưng cất thảo dược.

* Nguồn:

• Author: Unknown. (Year: Unknown). UNTAPPING THE POWER OF NATURE: ESSENTIAL OIL EXTRACTION METHODS. New Directions Aromatics. https://www.newdirectionsaromatics.com/blog/articles/how-essential-oils-are-made.html

Phản hồi và góp ý: Chúng tôi cung cấp thông tin dựa trên khả năng tốt nhất nhưng do nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi sai sót. Chúng tôi hoan nghênh ý kiến ​​và góp ý từ độc giả để cải thiện chất lượng thông tin.