¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é sÊy tíi thµnh phÇn hãa häc cña qu¶ Håi kh«
Effect of drying temperature on chemical composition of dried star anise fruits
Hµ V¨n ChiÕn1, Ph¹m Xu©n V−îng2, NguyÔn V¨n Muèn2
Summary
Star anise has been under cultivation for a very long time. It is used as an additive in condiments, beverages, liquors and to relieve colic and rheumatism and to flavor cough medicines. Star anise is the dried ripe fruit of Illicium verum Hook. F. The chemical composition of star anise is verstile. It contains some micro elements such as K, Ca, Fe, Co, Mn, Cu... and 4-5% of seed oil. The seed oil of star anise contains about 83% of an ethol that is very sensitive with temperature. Therefore, examining effect of temperature on evaporation of seed oil during drying process should play a very important role. Star anise fruits were dried at 1050C to a constant weight in one experiment and in another experiment they were dried at different temperatures with an interval of 50C (within 30-700C) to a constant weight in an electric incubator of ±10C accuracy for dry matter determination. Results showed that the dry matter of star anise fruits after haversting was around 25%. In dry matter there was 33% crude fiber, 2.5% ash, 4% oil. Drying the fruits at a temperature under 400C allowed to obtain a high amount of oil with no deterimental effect on mineral contents.
Key words: Star anise, drying, temperarure, chemical composition.
1. §Æt vÊn ®Ò
C©y Håi (Illicium Verum Hook) lµ mét lo¹i c©y cã gi¸ trÞ ë nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi. Qu¶ håi kh« ®−îc dïng lµm gia vÞ nÊu ¨n hoÆc lµm d−îc liÖu b»ng c¸ch trùc tiÕp hoÆc qua chÕ biÕn t¸ch c¸c thµnh phÇn riªng ra ®Ó thuËn tiÖn cho qu¸ tr×nh sö dông. Trong ®ã tinh dÇu håi lµ mét lo¹i d−îc liÖu quý, cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao, dÔ b¶o qu¶n vµ vËn chuyÓn. Hµm l−îng vµ chÊt l−îng cña tinh dÇu håi còng nh− c¸c thµnh phÇn vËt chÊt kh¸c trong qu¶ håi phô thuéc gièng håi, ®iÒu kiÖn tù nhiªn vµ c«ng nghÖ sÊy kh«. Do vËy, vÊn ®Ò lµm h¹n chÕ sù thÊt tho¸t tinh dÇu trong qu¸ tr×nh sÊy qu¶ Håi lµ vÊn ®Ò cÇn ®−îc quan t©m hµng ®Çu.
Trong bµi b¸o nµy, chóng t«i giíi thiÖu mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu vÒ sù ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é sÊy ®Õn c¸c thµnh phÇn hãa häc trong qu¶ håi kh« nh»m cung cÊp c¸c th«ng tin cÇn thiÕt cho qu¸ tr×nh nghiªn cøu thiÕt kÕ c¸c thiÕt bÞ sÊy håi ë n−íc ta.
2. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu1 Gièng Håi dïng lµm thÝ nghiÖm lµ gièng Håi H−¬ng, ®−îc lÊy tõ huyÖn V¨n Quang, tØnh L¹ng S¬n.
T¹i phßng thÝ nghiÖm trung t©m, tr−êng §¹i häc N«ng L©m Th¸i Nguyªn (2003), chóng t«i tiÕn hµnh ph©n tÝch x¸c ®Þnh chÊt x¬ th« b»ng ph−¬ng ph¸p Hennerberg – Stohmann; X¸c ®Þnh tinh dÇu b»ng ph−¬ng ph¸p chiÕt suÊt; Nguyªn tè Phèt pho (P) ®−îc ®o trªn m¸y Quang phæ tö ngo¹i kh¶ biÕn; C¸c nguyªn tè ®a vi l−îng kh¸c nh− Can-xi (Ca), Ka li (K), §ång (Cu), C« ban (Co), Man gan (Mn) ®−îc ®o trªn m¸y Quang phæ hÊp thô nguyªn tö AAS.
Sö dông tñ sÊy b»ng ®iÖn cã sai sè lµ ± 10C , kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c nhiÖt ®é sÊy lµ 50C. Do tû träng cña tinh dÇu Håi gÇn b»ng víi n−íc nªn rÊt khã chiÕt suÊt ë nhiÖt ®é b×nh th−êng, nªn
1 Tr−êng §H N«ng L©m Th¸i Nguyªn 2 Khoa C¬ §iÖn- Tr−êng §HNNI
213
®Ó chiÕt suÊt tinh dÇu Håi tõ hçn hîp tinh dÇu + n−íc, chóng ta cÇn lµm l¹nh hçn hîp nµy ®Õn 150C, sau ®ã míi tiÕn hµnh chiÕt suÊt b»ng thiÕt bÞ läc tinh.
TiÕn hµnh sÊy qu¶ Håi t−¬i ë nhiÖt ®é 1050C cho ®Õn träng l−îng kh«ng ®æi ®Ó x¸c ®Þnh tû lÖ vËt chÊt kh« dùa theo tiªu chuÈn ISO: 11178 (1995), sau ®ã lÊy ngÉu nhiªn c¸c mÉu ®· ®−îc sÊy kh« ®Ó ph©n tÝch thµnh phÇn hãa häc cña qu¶ Håi. §Ó x¸c ®Þnh sù ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é sÊy ®Õn thµnh phÇn ho¸ häc cña qu¶ Håi kh«, chóng t«i lÊy ngÉu nhiªn 9 mÉu qu¶ Håi t−¬i, mçi mÉu cã khèi l−îng 1kg, ®−a vµo tñ sÊy b»ng ®iÖn vµ sÊy ë c¸c nhiÖt ®é c¸ch nhau 50C cho tíi khi träng l−îng kh«ng ®æi. Sau ®ã lÊy c¸c mÉu nµy ®Ó ph©n tÝch theo c¸c ph−¬ng ph¸p nh− trªn.
3. KÕt qu¶ vµ th¶o luËn 3.1. Khèi l−îng vËt chÊt kh« vµ thµnh phÇn hãa häc cña qu¶ Håi sau khi sÊy ë nhiÖt ®é 1050C Sau khi sÊy qu¶ Håi t−¬i ë nhiÖt ®é 1050C ®Õn träng l−îng kh«ng ®æi, thu ®−îc khèi l−îng vËt chÊt kh«, tû lÖ c¸c chÊt x¬, tinh dÇu vµ kho¸ng tæng sè còng nh− thµnh phÇn c¸c chÊt kho¸ng ®a vi l−îng trong qu¶ Håi. KÕt qu¶ thÓ hiÖn trong c¸c b¶ng 1, 2 vµ 3.
B¶ng 1. Khèi l−îng vËt chÊt kh« sau khi sÊy ®Õn träng l−îng kh«ng ®æi Tû lÖ vËt chÊt kh« sau khi sÊy (%) MÉu Khèi l−îng tr−íc khi sÊy (g) Thêi gian sÊy (h) Khèi l−îng sau khi sÊy (g) Trung b×nh (%)
24,91 102,73 100,45 22 22 25,44 25,16 (%) 24,77 25,05 M1 M2
B¶ng 2. Tû lÖ c¸c chÊt x¬ , tinh dÇu vµ kho¸ng tæng sè trong qu¶ Håi sau khi sÊy
C¸c chÊt x¬ th« (%) 33,72 Kho¸ng tæng sè (%) 2,25 Tinh dÇu (%) 4,02
Nguyªn tè
B¶ng 3. Thµnh phÇn c¸c chÊt kho¸ng ®a vi l−îng trong qu¶ Håi sau khi sÊy K (g/kg) 4,11 Co (mg/kg) 15,86 Fe (mg/kg) 34,20 Mn (mg/kg) 56,95 Ca (g/kg) 1,14 P (g/kg) 2,32 Hµm l−îng Cu (mg/kg) 18,94
Tõ kÕt qu¶ trªn b¶ng 1, x¸c ®Þnh ®−îc ®é Èm trung b×nh cña qu¶ Håi t−¬i lµ 75,09%. §iÒu ®ã cho thÊy qu¶ Håi t−¬i cã ®é Èm rÊt cao, trong khi kÝch th−íc cña nã theo nh− nghiªn cøu cña Dorthe Joker vµ Nguyen Duc (2002) lµ kh¸ lín (Qu¶ håi cã 6 - 8 ®¹i (c¸nh), ®«i khi cã tíi 12 - 13 ®¹i xÕp thµnh h×nh ng«i sao, ®−êng kÝnh trung b×nh 25 - 30 mm, bÒ dµy 6 - 10mm). Do ®ã ph¶i mÊt mét thêi gian kh¸ dµi ®Ó sÊy kh« qu¶ Håi.
ChÊt x¬ th« trong qu¶ håi sau khi sÊy chiÕm tíi kho¶ng 1/3 khèi l−îng vËt chÊt kh«. C¸c chÊt kho¸ng ®a vi l−îng chiÕm tû lÖ thÊp (2,25%). Tinh dÇu còng chØ chiÕm h¬n 4%, t−¬ng ®−¬ng víi kÕt qu¶ nghiªn cøu cña H·ng Disclaimer (2004): tinh dÇu Håi chiÕm kho¶ng 4 - 5%, thµnh phÇn cßn l¹i lµ c¸c chÊt mïn, chÊt h÷u c¬. Theo kÕt qu¶ nghiªn cøu cña c«ng ty Fuzhou Corona (2001), tinh dÇu håi lµ chÊt láng kh«ng mµu hay cã mµu vµng nh¹t, dÔ bay h¬i; Thµnh phÇn chÝnh lµ chÊt Anethol chiÕm trung b×nh 88,53%; Tû träng ë 250C kho¶ng 0,9788 - 0,988; ChØ sè chiÕt quang ë 200: 1,5482 - 1,5622 ë 200C; Vßng xoay quang häc: tõ - 2,00 ®Õn + 1,00; NhiÖt ®é ®«ng ®Æc: 14 - 180C; Hoµ tan trong Cån, Dipropylene Glycol nh−ng kh«ng hßa tan trong n−íc. Do ®ã cÇn l−u ý nhiÖt ®é trong qu¸ tr×nh sÊy sao cho l−îng tinh dÇu thu ®−îc cao nhÊt sau khi sÊy.
214
Dùa vµo c¸c kÕt qu¶ trªn ®Ó lùa chän ph−¬ng ph¸p sÊy vµ c¸c th«ng sè kü thuËt trong qu¸ tr×nh sÊy qu¶ Håi, ®¶m b¶o ®−îc thµnh phÇn hãa häc cña qu¶ Håi kh«ng bÞ thay ®æi, hiÖu qu¶ sÊy thu ®−îc cao .
3.2. ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é sÊy ®Õn thµnh phÇn c¸c chÊt trong qu¶ Håi kh«
B¶ng 4. Tû lÖ c¸c chÊt chñ yÕu cã trong qu¶ Håi kh« khi sÊy ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c nhau
NhiÖt ®é sÊy (0C) Tû lÖ VCK (%)
Thêi gian sÊy (h) 24 30 40 60 80 100 120 150 180 Tû lÖ c¸c chÊt (% so víi VCK) Kho¸ng tæng sè (%) 2,13 2,16 2,39 2,23 2,28 2,24 2,20 2,22 2,21 Tinh dÇu (%) 4,441 4,732 4,835 4,910 4,932 5,128 5,757 5,810 5,816 ChÊt x¬ th« (%) 34,27 34,51 34,20 34,92 33,50 34,94 34,93 35,15 35,32 24,95 24,45 24,60 25,35 25,03 24,87 25,63 27,13 27,99 70 65 60 55 50 45 40 35 30
ë nhiÖt ®é 350C vµ 300C, tØ lÖ vËt chÊt kh« (VCK) vµ tØ lÖ vËt chÊt kh« (VCK) vµ c¸c chÊt th« x¬, kho¸ng tæng sè cao h¬n so víi sÊy ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c. Tû lÖ tinh dÇu trong VCK còng thay ®æi theo qui luËt t−¬ng tù. §iÒu nµy cã thÓ ®−îc gi¶i thÝch lµ khi sÊy ë nhiÖt ®é cµng cao kh¶ n¨ng tinh dÇu bÞ bay h¬i ra ngoµi cµng nhiÒu vµ ®ã còng lµ nguyªn nh©n lµm gi¶m l−îng vËt chÊt kh«. C¸c lo¹i kho¸ng chÊt kh¸c hÇu nh− kh«ng ®æi khi sÊy ë nhiÖt ®é kh¸c nhau
Sù ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é sÊy ®Õn hµm l−îng tinh dÇu thu ®−îc lµ ®¸ng kÓ. ë nhiÖt ®é 30- 350C tØ lÖ tinh dÇu kho¶ng 5,8%, ë nhiÖt ®é 60 - 700C tØ lÖ tinh dÇu chØ cßn kho¶ng 4,7% vµ ë 1050C chØ cßn kho¶ng 4,015%. §iÒu ®ã cho thÊy, nhiÖt ®é cµng cao tinh dÇu bay h¬i cµng m¹nh, ®Æc biÖt trong kho¶ng nhiÖt ®é tõ 400C ®Õn 450C cã sù chªnh lÖch lín h¬n c¶. Do vËy ®Ó ®¹t ®−îc tØ lÖ tinh dÇu cao nªn chän nhiÖt ®é sÊy thÊp h¬n 400C. Tuy nhiªn, sai sè ë kÕt qu¶ lµ ®iÒu khã tr¸nh khái do møc ®é ®ång ®Òu gi÷a c¸c mÉu ®−îc quyÕt ®Þnh bëi c¸c yÕu tè nh− ®é chÝn cña qu¶ kh¸c nhau, nguån dinh d−ìng cho c¸c c©y kh¸c nhau vµ cã thÓ do h−íng ph¬i kh¸c nhau. Thùc tÕ cho thÊy, c©y Håi ®−îc trång ë h−íng ph¬i §«ng Nam ph¸t triÓn tèt h¬n c©y Håi ®−îc trång ë c¸c h−íng kh¸c (UBND huyÖn V¨n Quang, L¹ng S¬n; 1997).
B¶ng 5. Sù ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é sÊy ®Õn thµnh phÇn c¸c nguyªn tè ®a vi l−îng
NhiÖt ®é Hµm l−îng Hµm l−îng Hµm l−îng Hµm l−îng Hµm l−îng Hµm l−îng Hµm l−îng P (g/kg) Ca (g/kg) K (g/kg) Fe (mg/kg) Mn (mg/kg) Co (mg/kg) Cu (mg/kg) sÊy (0C)
70 65 60 55 50 45 40 35 30 2,10 2,18 2,75 2,35 2,26 2,47 2,13 2,25 2,42 1,15 1,15 1,17 1,14 1,14 1,26 1,36 1,24 1,31 4,13 4,29 4,25 3,31 3,77 3,99 4,26 4,23 4,42 33,55 33,35 38,15 31,71 32,11 36,85 36,54 34,25 34,45 56,58 51,70 53,52 56,80 52,01 52,70 51,36 51,72 51,44 15,85 16,02 16,69 16,79 16,52 17,07 16,94 16,16 16,52 18,65 18,75 17,32 18,57 17,96 17,39 17,73 17,70 17,55
