Toám tắt luận văn Nghiên cứu thu nhận tinh dầu và nhựa dầu từ chi gừng (zingiber) thuộc họ gừng (zingiberaceae) và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
LÊ THỊ MỸ CHÂU 
NGHIÊN CỨU THU NHẬN TINH DẦU VÀ NHỰA DẦU 
TỪ CHI GỪNG (ZINGIBER) THUỘC HỌ GỪNG (ZINGIBERACEAE) 
VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 
 MÃ SỐ : 9540101 
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 
HÀ NỘI – 2018 
ỘI 
 1. PGS. TS Nguyễn Thị Minh Tú 
 2. GS. TS Trần Đình Thắng 
GS.TS. Phạm Quốc Long 
 PGS.TS. Bùi Quang Thuật 
 PGS.TS. Trịnh Thị Thủy 
trước tiến sĩ Trường 
họp tại Trường đại học Bách khoa Hà Nội 
   .. .. năm 2018 
 2. Thƣ viện Tạ Quang Bửu – Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội 
1 
MỞ ĐẦU 
1. Lí do chọn đề tài 
Việt Nam là nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, ẩm ướt quanh năm. Đây là điều kiện 
thuận lợi cho thảm thực vật phát triển phong phú và đa dạng. Trong đó, có nhiều loài thực vật không chỉ 
có ý nghĩa trong hệ sinh thái, môi trường, nông lâm nghiệp mà còn có những đặc tính dược lý rất quí báu 
đã được sử dụng trong các mục đích khác nhau phục vụ đời sống của nhân dân ta. Nhiều công trình khoa 
học đã chứng minh chất thơm và các hợp chất thiên nhiên có nhiều tính chất quý giá như khả năng chống 
oxy hóa, kháng khuẩn, chống ung thư, v.v...Với những kết quả này, việc nghiên cứu ứng dụng các chất 
thơm và các sản phẩm thiên nhiên cho thực phẩm, thực phẩm chức năng đang được đầu tư quan tâm, trở 
thành xu hướng của xã hội văn minh, hiện đại. 
Trong tài nguyên thực vật của Việt Nam, gừng là loại cây rất quen thuộc, nó được xem là nguồn 
nguyên liệu có giá trị để làm gia vị trong chế biến thực phẩm và làm thuốc chữa bệnh. Trong ngành thực 
vật hạt kín họ Gừng (Zingiberaceae) không phải là họ lớn, chỉ có khoảng 50 chi, 1.300 loài nhưng đây lại 
là họ có số lượng lớn các loài có giá trị sử dụng trong nhiều lĩnh vực: y học, dược phẩm, công nghệ thực 
phẩm [159]. Các loài trong họ Gừng phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới, đặc biệt là vùng Đông Nam Á, 
v.v... Việt Nam là nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, do đó có nguồn tài nguyên họ gừng rất đa 
dạng, hiện biết 19 chi, 141 loài và 3 thứ [17]. Trong số 19 chi, 144 loài và thứ có khoảng 14 chi, 64 loài 
được khai thác và sử dụng trong nhiều lĩnh vực từ các bộ phận khác nhau (thân, rễ, hạt, hoa, quả) [17], 
[30], [9], [92], [73]. 
 Ở Việt Nam được tác giả Nguyễn Quốc Bình nghiên cứu đầy đủ và có tính hệ thống nhất về họ 
Gừng (2011), đã công bố ở Việt Nam có 19 chi với 144 loài và thứ. Nhiều nghiên cứu về thành phần hóa 
học của chất thơm và hoạt tính của nó trên thế giới đã công bố của các loài thuộc chi Amomum, Zingiber, 
Alpinia, Hedychium,v.v... Tuy nhiên, ở Việt Nam các công trình công bố về các hợp chất thơm và ứng 
dụng của nó từ họ này không đáng kể. 
Xuất phát từ thực tế nghiên cứu và sự cấp thiết trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu thu 
nhận tinh dầu và nhựa dầu từ chi Gừng (Zingiber) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) và ứng dụng trong 
công nghệ thực phẩm”. 
2. Đối tƣợng nghiên cứu 
Đối tượng nghiên cứu của luận án là 7 loài gừng thu hái tại khu vực Bắc Trung Bộ (từ Nghệ An 
đến Quảng Bình), Việt Nam: (1) Loài Zingiber cochinchinensis Gagnep; (2) Loài Zingiber gramineum 
Noronha ex Blume; (3) Loài Zingiber rufopilosum Gagnep.; (4) Loài Zingiber zerumbet (L.) Smith; (5) 
Loài Zingiber rubens Roxb.; (6) Loài Zingiber collinsii Mood & Theilade; (7) Loài Zingiber officinale 
Roscoe. 
3. Mục tiêu nghiên cứu 
3.1. Xây dựng được cơ sở dữ liệu về thành phần hóa học và giá trị sử dụng của tinh dầu và nhựa dầu gừng 
của một số loài thuộc chi gừng (Zingiber); 
3.2. Đưa ra quy trình công nghệ tối ưu thu nhận tinh dầu và nhựa dầu từ gừng; đưa ra một số giải pháp 
công nghệ định hướng sử dụng các bán thành phẩm vào sản xuất một số loại thực phẩm và đề xuất được 
giải pháp công nghệ sử dụng bã thải thành một số sản phẩm hữu ích, góp phần bảo vệ môi trường. 
2 
4. Nội dung nghiên cứu 
4.1. Nghiên cứu xác định chất lượng nguyên liệu, tính chất hóa lý và thành phần hóa học của tinh dầu và 
nhựa dầu từ củ 7 loài gừng (Z. cochinchinensis, Z. gramineum, Z. collinsii, Z. rufopilosium, Z. officinale, 
Z. rubens, Z. zerumbet) tự nhiên khu vực Bắc Trung Bộ (Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình), Việt Nam; 
4.2. Xây dựng quy trình thu nhận tinh dầu, nhựa dầu gừng, xác định hoạt tính sinh học của tinh dầu và 
nhựa dầu, công thức cấu tạo của một số hợp chất trong nhựa dầu từ củ gừng loài Z. collinsii tự nhiên khu 
vực Bắc Trung Bộ, Việt Nam; 
4.3. Nghiên cứu quy trình công nghệ sử dụng tinh dầu, nhựa dầu gừng vào một số sản phẩm thực phẩm; 
4.4. Đề xuất giải pháp công nghệ sử dụng các phụ phẩm từ quá trình thu nhận chất thơm (tinh dầu và 
nhựa dầu) vào một số lĩnh vực khác: sản xuất tinh bột và làm giá thể trồng nấm. 
5. Những đóng góp mới về cơ sở khoa học của luận án 
5.1. Nghiên cứu một cách có hệ thống khảo sát về chất lượng của nguyên liệu gừng tinh dầu gừng, nhựa 
dầu gừng của các loài gừng hoang dại tại khu vực Bắc Trung Bộ, Việt Nam; 
5.2. Tối ưu hóa được quy trình công nghệ thu nhận toàn bộ chất thơm từ củ gừng bao gồm thành phần tạo 
mùi (tinh dầu) và thành phần tạo vị (nhựa dầu); 
5.3. Nghiên cứu khai thác gừng củ theo quy trình khép kín: thu nhận tinh dầu và nhựa dầu từ củ gừng; 
ứng dụng hương liệu tinh dầu, nhựa dầu gừng trong sản phẩm công nghệ thực phẩm: rượu gừng, trà gừng; 
định hướng ứng dụng bã của quy trình sản xuất tinh dầu và nhựa dầu gừng để tách tinh bột từ bã gừng và 
trồng nấm. 
6. Ý nghĩa khoa học của luận án 
6.1. Ý nghĩa khoa học 
- Kết quả nghiên cứu về chất lượng nguyên liệu, tính chất hóa lý, thành phần hóa học của tinh dầu và 
nhựa dầu 7 loài gừng (Z. cochinchinensis, Z. collinsii, Z. gramineum, Z. rubens, Z. zerumbet, Z. 
rufopilosium, Z. officinale) của chi gừng (Zingiber) thuộc họ gừng (Zingiberaceae) là đóng góp khoa học 
có độ tin cậy cao, góp phần làm phong phú thêm cơ sở dữ liệu về chất lượng nguyên liệu, tính chất hóa lý, 
thành phần hóa học của tinh dầu gừng và nhựa dầu gừng các loài nghiên cứu 
- Đã xây dựng được phương trình tối ưu quy trình chưng cất tinh dầu và trích ly nhựa dầu, có các biện 
pháp nâng cao lượng tinh dầu thu được, xác định được khả năng chống oxy hóa và kháng khuẩn của tinh 
dầu và nhựa dầu loài gừng Z. collinsii. Đã xác định được một số hợp chất có trong nhựa dầu gừng có ý 
nghĩa đối với việc tạo vị cay của nhựa dầu. 
- Đã xác định được tỷ lệ bổ sung hương liệu tinh dầu và nhựa dầu vào một số sản phẩm thực phẩm với 
mức độ yêu thích cao, và tỷ lệ tạo bột hương liệu tinh dầu gừng bằng β-cyclodextrin phù hợp. 
6.2. Ý nghĩa thực tiễn 
- Kết quả phân tích chất lượng nguyên liệu một số loài gừng hoang dại tại khu vực Bắc Trung Bộ là cơ sở 
khoa học góp phần cho việc định hướng phát triển và chọn giống gừng nhằm tạo ra sản phẩm hương liệu 
cho thị trường, đa dạng thị trường hương liệu, và mang lại hương liệu từ gừng có giá trị kinh tế cao 
- Các kết quả nghiên cứu của đề tài là tài liệu tham khảo khoa học có giá trị về việc tận dụng các phụ 
phẩm của quy trình sản xuất thực phẩm vào các sản phẩm khác, góp phần tăng giá trị, tận dụng triệt để 
nguồn nguyên liệu và bảo vệ môi trường. 
3 
7. Cấu trúc của luận án 
Luận án bao gồm 150 trang với 50 bảng số liệu, 49 hình và 17 sơ đồ với 167 tài liệu tham khảo. 
Kết cấu của luận án gồm: mở đầu (3 trang), tổng quan (28 trang), phương pháp và thực nghiệm (27 
trang), kết quả và thảo luận (76 trang), kết luận (2 trang), danh mục công trình công bố (1 trang), tài liệu 
tham khảo (13 trang), phụ lục (46 trang). 
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 
1.1. Tổng quan về chi gừng 
 Giới thiệu về các đặc điểm thực vật, phân loại, phân bố của chi Gừng. Nêu thành phần hóa học và 
ứng dụng của chi Gừng trong cuộc sống. 
1.2. Tinh dầu gừng và nhựa dầu gừng 
 - Về tinh dầu gừng: Giới thiệu thành phần hóa học, các phương pháp trích ly thu nhận tinh dầu 
gừng và ứng dụng của tinh dầu gừng. 
 - Về nhựa dầu gừng: Giới thiệu thành phần hóa học và các phương pháp trích ly nhựa dầu gừng. 
1.3. Các phƣơng pháp thu nhận tinh dầu, nhựa dầu 
1.4. Vai trò của gừng trong đời sống con ngƣời 
1.5. Tình hình sử dụng và nghiên cứu gừng ở Việt Nam và trên thế giới 
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Các loài mẫu gừng nghiên cứu 
Tiêu bản của tất cả các loài này đã được định danh (bởi TS. Đỗ Ngọc Đài - Phòng Khoa học và 
Hợp tác Quốc tế - Trường Đại học Kinh tế kỹ thuật Nghệ An) và so với mẫu chuẩn lưu giữ ở Bảo tàng 
mẫu thực vật, Viện sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 
Mẫu được lưu giữ tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Thực vật - Ngành Sinh học - Viện Sư phạm Tự nhiên - 
Trường Đại học Vinh. 
2.2. Hóa chất và thiết bị nghiên cứu sử dụng 
2.2.1. Hóa chất sử dụng 
2.2.2. Thiết bị nghiên cứu 
 Sắc ký lớp mỏng (TLC), Sắc ký cột (CC), Sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC/MS), Phổ cộng 
hưởng từ hạt nhân (NMR). 
2.3. Sơ đồ nghiên cứu 
2.4. Phƣơng pháp lấy mẫu nguyên liệu gừng 
2.5. Các phƣơng pháp phân tích 
2.5.1. Xác định tỷ lệ thu hồi thịt củ gừng bằng phương pháp tính phần trăm 
2.5.2. Xác định độ ẩm của củ gừng bằng phương pháp chưng cất với toluene 
2.5.3. Xác định lượng tinh dầu củ gừng bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước 
2.5.4. Phân tích hàm lượng tinh bột trong củ gừng 
2.5.5. Phân tích hàm lượng cellulose trong củ gừng theo TCVN 5103:1990 
2.5.6. Phân tích hàm lượng tro trong củ gừng theo TCVN 9939:2013 
2.5.7. Phân tích cảm quan của tinh dầu theo TCVN 8460:2010 
2.5.8. Xác định tỷ trọng của tinh dầu theo TCVN 8444:2010 
4 
2.5.9. Xác định góc quay cực theo TCVN 8446:2010 
2.5.10. Xác định chỉ số khúc xạ theo TCVN 8445:2010 
2.5.11. Xác định chỉ số acid theo TCVN 8450:2010 
2.5.12. Xác định chỉ số ester của tinh dầu theo TCVN 8451:2010 
2.5.13. Xác định hàm lượng aldehyde theo TCVN 189:1993 
2.5.14. Xác định độ hòa tan trong ethanol theo TCVN 8449:2010 
2.5.15. Xác định cấu tử của tinh dầu gừng bằng phương pháp GC/MS 
2.5.16. Xác định cấu tử của nhựa dầu gừng bằng phương pháp LC/MS 
2.5.17. Phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất trong nhựa dầu gừng 
2.5.18. Xác định hoạt tính chống oxy hóa - khả năng quét gốc tự do DPPH 
2.5.19. Xác định hoạt tính kháng khuẩn bằng phương pháp khuếch tán thạch 
2.5.20. Phương pháp đánh giá thị hiếu sản phẩm 
2.6. Các phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 
2.6.1. Tối ưu hóa quy trình chưng cất tinh dầu gừng theo phương pháp đáp ứng bề mặt 
2.6.2. Tối ưu hóa quá trình trích ly nhựa dầu gừng theo phương pháp đáp ứng bề mặt 
2.6.3. Bố trí thí nghiệm bổ sung hương liệu vào rượu 
2.6.4. Bố trí thí nghiệm bổ sung hương liệu nhựa dầu gừng vào sản phẩm chè đen 
2.6.5. Nghiên cứu tận dụng phụ phẩm bã gừng vào công nghệ sản xuất khác 
5 
Cây gừng Z. collinsii (4,0 kg) 
Cao ethanol (180 g) 
Ngâm chiết với M (3x10l) 
E, W 
Cao ethyl acetate (53 g) Dịch nƣớc 
FE1 
(8,6 g) 
(8,6 g) 
FE1.1 
(1 g) 
CC, Silica gel 
n-Hexane:acetone (100:0, 50:1; 39:1, 20:1, 15:1, 9:1, 4:1, 2:1; 1:1) 
Sơ đồ 2.3. Phân lập các hợp chất từ cây gừng Z. collinsii 
CC, Silica gel 
n-Hexane:acetone (15:1, 9:1) 
2 
(29 mg) 
(1g) 
FE1.3 
(3 g) 
CC, Silica gel 
n-Hexane:acetone 
(9:1, 4:1) 
FE1.6 
(0,5 g) 
FE2 
(1,3 g) 
(g) 
(8,6 g) 
FE8 
(0,5 g) 
CC, Silica gel 
Chloroform:methanol 
(7:1) 
FE5 
(4,7 g) 
. 
(g) 
(8,6 
g) 
FE9 
(0,5 g) 
CC, Silica gel 
n-Hexane:acetone 
(15:1, 9:1, 4:1, 2:1) 
FE4 
(2,7 g) 
FE10 
(3,1 g) 
4 
(34 mg) 
(1g) 
FE6 
(1,5 g) 
(8,6 
g) 
CC, Silica gel 
Chlorofom:methanol 
(20:1) 
7 
(79 mg) 
(1g) 
FE1.4 
(3 g) 
FE1.5 
(3 g) 
CC, Silica gel 
n-Hexane:acetone 
(15:1) 
3 
(83 mg) 
(1g) 
FE1.2 
FB2 
(2,3 g) 
FE7 
(1,1 g) 
FB3 
(1,7 g) 
CC, Silica gel 
Chloroform:methanol 
( 10:1, 6:1) 
FE3 
(2,3 g) 
(g) 
(8,6 g) 
Cao buthanol (30 g) Dịch nƣớc 
B, W 
FB4 
(3,2 g) 
FB5 
(4,1 g) 
FB6 
(5,3 g) 
FB7 
(1,6 g) 
FB1 
(2 g) 
1 
(35 mg) 
(1g) 
6 
(112 mg) 
(1g) 
FE1.1 
(1 g) 
Ngâm chiết với M (3x10l) 
5 
(55,2 mg) 
(1g) 
6 
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Nghiên cứu xác định chất lƣợng nguyên liệu, tính chất hóa lý và thành phần hóa học của tinh dầu và nhựa dầu từ củ 7 loài gừng (Z. 
cochinchinensis, Z. gramineum, Z. collinsii, Z. rufopilosium, Z. officinale, Z. rubens, Z. zerumbet) tự nhiên khu vực Bắc Trung Bộ (Nghệ 
An, Hà Tĩnh, Quảng Bình), Việt Nam 
3.1.1. Khảo sát chất lƣợng nguyên liệu 
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát chất lượng nguyên liệu các loài gừng nghiên cứu 
TT 
Zingiber 
cochinchinensis 
Zingiber 
gramineum 
Zingiber 
rufopilosum 
Zingiber 
zerumbet 
Zingiber 
rubens 
Zingiber 
collinsii 
Zingiber 
officinale 
1 Tỷ lệ vỏ (%) 1,61±0,64 6,69±0,45 5,36±0,43 4,24±0,55 7,01±0,10 5,95±0,29 8,20±0,19 
2 Tỷ lệ thu hồi thịt củ (%) 97,10±0,70 91,98± 0,51 91,70±0,50 95,25±0,59 91,85±0,77 92,52±0,37 90,80±0,12 
3 Lượng tinh dầu (%) 0,74±0,02 0,62±0,03 0,52±0,01 0,86±0,15 0,69±0,01 1,51±0,02 0,93±0,04 
4 Độ ẩm của nguyên liệu (%) 68,100 ± 0,3 54,327 ± 0,8 61,667 ± 0,1 61,333 ± 0,4 67,671 ± 0,1 65,333 ± 0,4 71,333 ± 0,4 
5 Hàm lượng cellulose (%) 4,22±0,05 6,56±0,04 0,44±0,01 4,44±0,01 2,23±0,03 6,22±0,06 2,44±0,02 
6 Hàm lượng tinh bột (%) 26,01±0,1 27,52±0,1 53,25±0,4 48,12±0,1 39,39±0,1 54,40±0,1 56,25±0,01 
7 Hàm lượng tro (%) 4,32±0,02 2,63±0,01 14,18±0,19 0,86±0,02 2,68±0,01 3,17±0,08 2,67±0,02 
8 Độ trong của tinh dầu Trong Trong Trong Trong Trong Trong Trong 
9 Màu sắc của tinh dầu Vàng sáng Vàng sáng 
nhẹ 
Vàng sáng 
đậm 
Vàng sáng 
đậm 
Màu vàng 
nhạt 
Màu vàng 
đậm 
Vàng chanh 
đậm 
10 Mùi của tinh dầu Mùi thơm dễ 
chịu 
Thơm nhẹ Thơm dịu, hơi 
nồng 
Mùi thơm, hơi 
gắt 
Mùi thơm 
nồng 
Thơm dịu nhẹ Mùi thơm 
nồng 
11 Vị của tinh dầu Cay nhẹ Có tính cay Cay nhẹ Có tính cay Có tính cay Cay nhẹ Có tính cay 
 (Giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, n = 3) 
7 
3.1.2. Xác định chỉ số hóa lý của tinh dầu gừng 
Bảng 3.2. Chỉ số hóa lý của tinh dầu gừng 
TT Chỉ số hóa lý 
Z. 
cochinchinensis 
Z. gramineum Z. rufopilosum Z. zerumbet Z. rubens Z. collinsii Z. officinale 
1 Tỷ trọng d20/20 0,867±10
-3 
0,975±10
-3
 0,985±10
-3
 0,943±10
-3
 0,939±10
-3
 0,920±10
-3
 0,974±10
-3
2 Góc quay cực αtD 7°±0,1 11°±0,1 9°±0,1 9°±0,1 2,5°±0,1 10°±0,1 12,5°±0,1 
3 Chỉ số khúc xạ n20D 1,4619±10
-4
 1,3359±10
-4
 1,4851±10
-4
 1,4811±10
-4
 1,4631±10
-4
 1,4818±10
-4
 1,4810±10
-4
4 Chỉ số acid (mg KOH/g) 28,05±0,02 22,44±0,02 16,83±0,02 28,05±0,02 33,67±0,02 22,44±0,02 28,05±0,02 
5 Chỉ số ester (mg KOH/g) 1,6±0,02 1,4±0,02 1,5±0,02 1,7±0,02 1,5±0,02 1,5±0,02 1,7±0,02 
6 Hàm lượng aldehyde (%) 14,4±0,02 15,71±0,02 8,56±0,02 7,43±0,02 15,71±0,02 12,9±0,02 14,31±0,02 
7 Độ hòa tan trong ethanol 1 : 1,8 1 : 1,8 1 : 1,8 1 : 2,2 1 : 3,6 1 : 3,6 1 : 1,8 
(Giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, n = 3) 
8 
3.1.3. Thành phần hóa học của tinh dầu gừng 
3.1.3.1. Loài Z. cochinchinensis 
Trong lá xác định được 27 cấu tử tạo hương. Trong đó các cấu tử chính chủ yếu thuộc nhóm dẫn 
xuất chứa oxy của sesquiterpene (32,0%), monoterpene hydrocarbon (14,64%). β-eudesmol (13,84%), β-
pinene (11,7%), --edesmol (5,45%), spathulenol (3,67%), bicyclogermacrene (3,13%) và α-pinene 
(2,39%). Trong tinh dầu từ hoa monoterpene hydrocarbon chiếm 20,95%; Sesquiterpene hydrocarbons 
4,37%; trong đó các dẫn xuất chứa oxy của sesquiterpenes chiếm tỷ lệ  ... p xác định cấu 
trúc củ 35]. 
Zerumbone 
b) Xác định cấu trúc của hợp chất 2 (Scopoletin) 
 Hợp chất 2 là tinh thể màu vàng có nhiệt độ nóng chảy khoảng 203 ÷ 204°C. 
28 t 2 (Scopoletin) 
Vị trí DEPT 
1
H-NMR H(ppm) 
13
C-NMR C(ppm) 
Thực nghiệm CDCl3 
Tài liệu 
[105] 
Thực nghiệm 
CDCl3 
Tài liệu 
[105] 
2 C 161,5 161,50 
3 CH 6,28 ppm (1H, d, J = 9,5 Hz) 107,5 107,6 
4 CH 7,60 ppm (1H, d, J = 9,5 Hz) 143,3 143,35 
5 CH 6,92 ppm (1H, s) 113,4 113,44 
6 C 144,1 144,08 
7 C 150,3 150,37 
8 CH 6,92 ppm (1H, s) 103,2 103,24 
9 C 149,8 149,72 
10 C 111,5 111,6 
15 
Kết hợp so sánh dữ liệu phổ của hợp chất 2 với tài liệu khẳng định hợp chất 2 là scopoletin [105]. 
Scopoletin 
c) Xác định cấu trúc của hợp chất 3 (Quercetin) 
29 3 (Quercetin) 
Vị trí 
DEPT 
1
H-NMR H(ppm) 
13
C-NMR C(ppm) 
Thực nghiệm DMSO-d6 
Tài liệu 
[90] 
Thực nghiệm 
DMSO-d6 
Tài liệu 
[90] 
2 C 146,9 146,92 
3 C 135,8 135,63 
4 C 175,9 175,95 
5 C 160,8 160,4 
6 CH 6,18 ppm (1H, d, J = 2,0 Hz) 6,17 98,2 98,8 
7 C 163,9 163,97 
8 CH 6,40 ppm (1H, d, J – 2,0 Hz) 93,4 93,44 
9 C 156,2 156,27 
10 C 103,1 103,08 
1’ C 122,1 122,09 
2’ CH 7,67 ppm (1H, d, J = 2,5 Hz) 7,66 115,1 115,2 
3’ C 145,1 145,18 
4’ C 147,7 147,72 
5’ CH 6,88 ppm (1H, d, J = 8,5 Hz) 6,87 115,7 115,79 
6’ CH 7,54 ppm (1H, dd, J = 8,5 Hz) 120,0 
Kết hợp so sánh dữ liệu phổ của hợp chất 3 với tài liệu khẳng định hợp chất 3 là quercetin [90]. 
Quercetin 
d) Xác định cấu trúc của hợp chất 4 (Rutin) 
Bảng 3.30. Số liệu phổ 13C- NMR của hợp chất 4 (Rutin) 
Vị trí DEPT 
1
H-NMR H(ppm)DMSO-d6 
13
C-NMR C(ppm) 
Thực nghiệm DMSO-d6 
Tài liệu 
[68] 
Thực 
nghiệm 
DMSO-d6 
Tài liệu 
[68] 
2 C 156,5 156,52 
3 C 133,4 133,38 
4 C 177,4 177,45 
5 C 161,3 161,29 
6 CH 6,18 (1H, d, 1,8 Hz) 6,19 (1H, d, 2,0 Hz) 98,6 98,79 
7 C 164,3 164,18 
8 CH 6,39 (1H, d, 2,2 Hz) 6,38 (1H, d, 2,0 Hz) 93,7 93,69 
9 C 156,7 156,71 
16 
10 C 104,0 104,05 
1’ C 121,3 121,27 
2’ CH 7,54 (1H, d, 1,8 Hz) 7,53 (1H, d, J = 2,0) 115,4 115,32 
3’ C 144,8 144,82 
4’ C 148,5 148,49 
5’ CH 6,85 (1H, d, 8,0 Hz) 6,84 (1H, d, 8,0 Hz) 116,4 116,36 
6’ CH 7,54 (1H, dd, 8,0; 1,8 Hz) 0,99 (3H, d, 6,0 Hz) 121,6 121,69 
Glu 
1’’ CH 5,30 (1H, d, 7,8 Hz) 
5,34 (1H, d, 7,5 Hz) 
101,3 101,28 
2’’ CH 3,25 ÷ 3.47 (1H, m) 74,3 74,16 
3’’ CH 3,25 ÷ 3.47 (1H, m) 76,5 76,53 
4’’ CH 3,25 ÷3.47 (1H, m) 70,1 70,09 
5’’ CH 3,25 ÷3.47 (1H, m) 76,0 75,97 
6’’ CH 3,83 (1H, m) 67,1 67,08 
Rham 
1’’’ CH 4,40 (1H, d, 1,8 Hz) 4,38 (1H, d, 1,0 Hz) 100,8 100,82 
2’’’ CH 3,63 (1H, dd, 1,5; 3,5 Hz) 3,70 (1H, m) 70,5 70,46 
3’’’ CH 3,53 (1H, dd, 3,5; 9,5 Hz) 70,7 70,65 
4’’’ CH 3,28 (1H, m) 71,9 71,94 
5’’’ CH 3,44 (1H, m) 68,3 68,32 
6’’’ CH 1,00 (3H, d, 6,0 Hz) 0,99 (3H, d, 6,0 Hz) 17,9 17,80 
Rutin (quercetin-3-O-[ -L-rhamnopyranosyl-(1 6)--D-glucopyranoside) 
e) Xác định cấu trúc của hợp chất 5 (5-(hydroxymethyl)furfural) 
31 5 (5-(hydroxymethyl)furfural) 
Vị trí DEPT 
1
H-NMR H(ppm) 
13
C-NMR C(ppm) 
Thực nghiệm CDCl3 
Tài liệu 
[152] 
Thực nghiệm 
CDCl3 
Tài liệu 
[152] 
1 CH 9,49 ppm (1H, s) 177,8 177,84 
2 C 151,8 151,5 
3 CH 7,24 ppm (1H, d, J = 3,5 Hz) 123,8 123,83 
4 CH 6,51 ppm (1H, d, J = 3,5 Hz) 109,9 109,95 
5 C 161,2 161,24 
6 CH2 4,66 ppm (2H, s) 4,65 56,9 56,88 
Kết hợp dữ liệu phổ của hợp chất 5 và so sánh với tài liệu cho ta khẳng định hợp chất 5 là 5-
(hydroxymethyl) furfural [152]. 
5-(hydroxymethyl)furfural 
17 
f) Xác định cấu trúc của hợp chất 6 (Bisdemethoxycurcumin) 
32 6 (Bisdemethoxycurcumin) 
Vị trí DEPT 
1
H-NMR H(ppm) 
13
C-NMR C(ppm) 
Thực nghiệm CDCl3 
Tài liệu 
[120] 
Thực nghiệm 
CDCl3 
Tài liệu 
[120] 
1 CH2 5,80 ppm (1H, s) 100,8 100,4 
2 C 183,1 183,25 
3 CH 6,46 ppm (1H, d, J = 16,0 Hz) 120,6 120,63 
4 CH 7,57 ppm (1H, d, J = 16,0 Hz) 140,2 140,3 
5 C 126,1 126,2 
6 CH 7,42 ppm (1H, d, J = 9 Hz) 7,46 129,6 129,8 
7 CH 6,87 ppm (1H, d, J = 9 Hz) 115,9 115,91 
8 C 159,4 159,44 
9 CH 6,87 ppm (1H, d, J = 9 Hz) 6,89 115,9 115,92 
10 CH 7,42 ppm (1H, d, J = 9 Hz) 7,45 129,6 129,8 
2’ C 183,1 183,2 
3’ CH 6,46 ppm (1H, d, J = 16,0 Hz) 6,50 120,6 120,8 
4’ CH 7,57 ppm (1H, d, J = 16,0 Hz) 7,59 140,2 140,24 
5’ C 126,1 126,2 
6’ CH 7,42 ppm (1H, d, J = 9 Hz) 129,6 
7’ CH 6,87 ppm (1H, d, J = 9 Hz) 115,9 
8’ C 159,4 
9’ CH 6,87 ppm (1H, d, J = 9 Hz) 115,9 
10’ CH 7,42 ppm (1H, d, J = 9 Hz) 129,6 
Kết hợp phổ 1H-NMR, 13C-NMR, HSQC và so sánh với tài liệu tham khảo cho phép xác định cấu 
trúc củ Bisdemethoxycurcumin [120]. 
Bisdemethoxycurcumin 
g) Xác định cấu trúc của hợp chất 7 (Demethoxycurcumin) 
33 (Demethoxycurcumin) 
Vị trí DEPT 
1
H-NMR H(ppm) 
13
C-NMR C( ppm) 
Thực nghiệm CDCl3
Tài liệu [104] 
Thực nghiệm 
CDCl3 
Tài liệu 
[104] 
1 CH 7,57, d, J = 16 Hz 7,59, d, J = 16 Hz 140,2 140,5 
2 CH 6,45, d, J = 15,5 Hz 6,48, d, J = 15,5 Hz 120,6 121,8 
3 C=O 183,1 183,3 
4 CH 5,78 5,80 100,8 101,2 
5 C=O 183,1 183,3 
6 CH 6,45, d, J = 15,5 Hz 6,48, d, J = 15,5 Hz 120,6 121,8 
7 CH 7,57, d, J = 16 Hz 7,59, d, J = 16 Hz 140,2 140,5 
1’,1’’ C 126,1 127,6 
2’,2’’,6’,6’’ CH 7,42, d, J = 9 Hz 7,13, d, J = 9 Hz 129,6 122,8 
3’,3’’,5’,5’’ CH 6,86, d, J = 9 Hz 6,94, d, J = 9 Hz 115,9 114,8 
4’,4’’ C 159,4 150,5 
4’,4’’-OH 9,31, s 9,6, s 
18 
Kết hợp phổ 1H-NMR, 13C-NMR, HSQC và so sánh với tài liệu tham khảo cho phép xác định cấu 
trúc củ demethoxycurcumin [104]. 
Demethoxycurcumin 
3.2.3.4. Xác định một số hoạt tính sinh học của tinh dầu, nhựa dầu gừng từ loài Z. collinsii 
a) Xác định khả năng quét gốc tự do DPPH của tinh dầu gừng và nhựa dầu gừng 
Bảng 3.34. Hoạt tính chống oxy hóa của tinh dầu và nhựa dầu gừng từ loài Z. collinsii 
Mẫu Phần trăm ức chế gốc tự do DPPH ở các nồng độ khác nhau của 
mẫu (mg/ml) 
Tỷ lệ pha loãng 0,78125 1,5625 3,125 6,25 12,5 
Tinh dầu trước tối ưu 12,33 18,13 27,19 38,52 61,07 
Tinh dầu sau tối ưu 15,59 23,87 65,98 75,82 85,45 
Tỷ lệ pha loãng 0,15625 0,3125 0,625 1,25 2,5 
Nhựa dầu đơn yếu tố 18,76 25,19 41,34 56,63 78,34 
Nhựa dầu sau tối ưu 50,55 65,49 77,65 89,64 98,62 
Nồng độ acid 
ascorbic tương ứng 
0 
(mg/ml) 
0,01 
(mg/ml) 
0,02 
(mg/ml) 
0,04 
(mg/ml) 
0,08 
(mg/ml) 
b) Xác định hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu gừng và nhựa dầu gừng 
Bảng 3.35. Hoạt tính kháng các loại vi sinh vật của kanamycin 
Kháng sinh Kanamycin DMSO 
Nồng độ (mg/ml) 0,2 
Đường kính vòng kháng khuẩn (mm) 
E. coli 10 ± 3 0 
S. aureus 11 ± 3 0 
S. typhi 8 ± 2 0 
B. subtilis 17 ± 3 0 
Bảng 3.36. Hoạt tính kháng chủng vi khuẩn B. subtilis 
Nồng độ pha loãng (%) Đường kính vòng kháng khuẩn (mm) 
 1 2 3 4 ĐC (+) 
50 16 18 4,3 0 
17 ± 3 
25 15 25 6 0 
12,5 16,5 25 ± 5 6 0 
6,25 17 20 0 0 
3,125 25 16 0 0 
3.3. Nghiên cứu quy trình công nghệ sử dụng tinh dầu, nhựa dầu gừng vào một số sản phẩm thực 
phẩm 
3.3.1. Ứng dụng vào sản phẩm chè đen 
19 
Sơ đồ 3.3. Quy trình sản xuất chè đen bổ sung nhựa dầu gừng 
3.3.2. Sản xuất rƣợu gừng 
3.3.2.1. Nghiên cứu sản xuất hương liệu tinh dầu gừng 
Chè đen 
Đảo trộn 
- Thiết bị sấy đối lưu 
- Nhiệt độ sấy 40°C 
- Thời gian 4 giờ 
Trộn đều 
Chè đen 
900 g 
Nước cất 
Khối lượng mẫu 100g 
- Lượng nhựa dầu 0, 1, 
2, 3, 4, 5 và 10g 
- Nước cất 10 ml 
Sấy khô 
Chè thành 
phẩm 
Khuấy đều 
Nước cất:ethanol 
 (2,0:8,0) 
GEO:βCD (1,5:8,5) 
 (1,0:9,0) 
 (0,5:9,5) 
Dịch hỗn hợp:β-cyclodextrin 
Khuấy đều 
Cho tinh dầu gừng GEO vào theo tỷ lệ 
Sấy khô 
- Kích thước đo 1, 2, 5, 10, 20 µm 
Lựa chọn tỷ lệ phù hợp 
- Ethanol 96% 
- Tỷ lệ 2:1 w/w 
- Khuấy từ 
- Nhiệt độ 55°C 
- Thời gian 30 phút 
- Tỷ lệ 100:10 g/g 
- Khuấy từ 
- Nhiệt độ 55°C 
- Thời gian 30 phút 
Khuấy đều 
- Khuấy từ 
- Nhiệt độ thường 
- Thời gian 24 giờ 
- Thiết bị sấy đông khô 
- Nhiệt độ -60°C 
Đo SEM 
Bột hương liệu 
Sơ đồ 3.5. Quy trình tạo bột hương liệu tinh 
dầu gừng loài Z. collinsii 
20 
3.3.2.2. Thành phần hóa học của tinh gừng loài Z. collinsii thu nhận sau quá trình tạo bột hương liệu 
3.3.2.3. Quy trình bổ sung hương liệu vào rượu 
Sơ đồ 3.6. Quy trình sản xuất rượu hương liệu tinh dầu gừng 
3.3.2.4. Kết quả xác định lượng bột hương liệu tinh dầu bổ sung vào rượu 
3.4. Đề xuất giải pháp công nghệ sử dụng các phụ phẩm từ quá trình thu nhận chất thơm (tinh dầu 
và nhựa dầu) vào một số lĩnh vực khác: sản xuất tinh bột và làm giá thể trồng nấm 
3.4.1. Sản xuất tinh bột từ bã gừng 
3.4.1.1. Quy trình sản xuất tinh bột từ bã gừng 
Rượu Vodka 
Hà Nội 
Ủ ngấu, lọc 
Phối trộn 
Rót chai 
- Nồng độ 39° 
- Thể tích 100ml 
- Lượng bột 1, 3, 5, 
7 và 9% 
Thành 
phẩm 
Bột hương 
liệu 
21 
Sơ đồ 3.8. Quy trình tách tinh bột từ bã gừng 
Nguyên 
liệu gừng 
Chưng cất Trích ly 
Sấy khô 
Bã 1 
Nghiền nhỏ 
Ngâm dung dịch Na2S2O5 1% 
Lọc, ly tâm 
Dịch 
Bã 
Lắng 
Dịch tinh bột 
Rửa bằng dung dịch Na2S2O5 1% 
Sấy khô 
- Thiết bị sấy đối lưu 
- w cuối < 4% 
- Thiết bị nghiền trục 
- d < 1,5mm 
- Thời gian 12 giờ 
Thời gian 4 ÷ 6 giờ 
- Thiết bị sấy đối lưu 
- Nhiệt độ sấy 60°C 
- Thời gian 8 giờ 
Tinh 
dầu 
Nhựa
dầu 
Tinh bột 
gừng 
22 
3.4.1.2. Kiểm tra chất lượng tinh bột 
3.4.2. Ứng dụng bã gừng làm giá thể trồng cây 
3.4.3. Đề nghị quy trình công nghệ khép kín đối với sản phẩm gừng 
Sơ đồ 3.10. Đề nghị quy trình công nghệ khép kín đối với sảm phẩm gừng 
Chưng cất 
100g mẫu tươi 
Trích ly 100g 
mẫu khô 
Tinh dầu 
1,21 ml 
Nhựa dầu 
19,6 g 
Thu hái, làm sạch, bảo quản 
Củ gừng 
tươi 
Tạo hương liệu 
dạng bột 
Bổ sung vào chè 
đen tỷ lệ 1% 
Bổ sung vào rượu 
tỷ lệ 3% 
Tách tinh bột 
Mùn cưa gừng 
Trồng nấm, thay 
thể tối đa 60% 
Bã gừng 
Sấy khô w < 4% 
Tinh bột 
31,03% 
23 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Qua quá trình nghiên cứu, đã rút ra được một số kết luận như sau: 
 1. Đã xây dựng được bảng chất lượng nguyên liệu (hàm lượng tinh dầu từ 0,52 ÷ 1,51%, hàm ẩm 
từ 54,33 ÷ 68,10%, hàm lượng cellulose từ 0,44 ÷ 6,56%, hàm lượng tinh bột từ 26,012 ÷ 56,25%, hàm 
lượng tro từ 0,86 ÷ 14,18%), tính chất cơ lý (tỷ trọng từ 0,867 ÷ 0,985, góc quay cực từ 2,5° ÷ 12,5°, chỉ 
số khúc xạ từ 1,3359 ÷ 1,4851, chỉ số acid từ 16,83 ÷ 33,67, chỉ số ester từ 1,4 ÷ 1,7, chỉ số aldehyde từ 
8,56 ÷ 15,71, độ hòa tan trong ethanol từ 1:1,8 ÷ 1:3,6), cảm quan (tinh dầu có độ trong, màu vàng sáng, 
mùi thơm đặc trưng của gừng và vị cay) và thành phần hóa học của tinh dầu (chủ yếu thuộc nhóm 
monoterpene hydrocarbons, oxygenated monoterpenes, sesquiterpene hydrocarbons, oxygenated 
sesquiterpene và các thành phần khác) và nhựa dầu (Me-[10]-Gingerdiol, Me-[8]-Gingerdiol, 1-
Dehydro-[8]-Gingerdione, 1-Dehydro-[12]-gingerdione, OAc-[4]-Gingerol, 6-Shogaol, 1-(4-hydroxy-3-
methoxyphenyl)-2-nonadecen-1-one, 1-Dehydro-[6]-Gingerdione, 1-(3,4-dimethoxyphenyl)-2-
Nonadecen-1-one, 7-Gingerdiol, 6-Gingerol, 8-Gingerol, 6-Dehydro-6-Gingerol, 6-Paradol và một số 
thành phần chưa xác định được) của 7 loài gừng (Z. cochinchinensis, Z. gramineum, Z. collinsii, Z. 
rufopilosium, Z. officinale, Z. rubens, Z. zerumbet) tự nhiên khu vực Bắc Trung Bộ (Nghệ An, Hà Tĩnh, 
Quảng Bình), Việt Nam; 
 2. Đã xây dựng mô hình tối ưu hóa quy mô phòng thí nghiệm, quy trình thu nhận tinh dầu với 3 
yếu tố ảnh hưởng với hàm lượng tinh dầu thu được cao nhất là 1,21%, nhựa dầu gừng với 4 yếu tố ảnh 
hưởng với hàm lượng nhựa dầu thu được cao nhất là 19,6%, xác định được hoạt tính sinh học (khả năng 
chống oxy hóa và kháng khuẩn) của tinh dầu và nhựa dầu từ củ gừng loài Z. collinsii tự nhiên khu vực 
Bắc Trung Bộ, Việt Nam; 
 3. Xác định công thức cấu tạo của 7 cấu tử có trong nhựa dầu gừng từ củ gừng loài Z. collinsii tự 
nhiên khu vực Bắc Trung Bộ, Việt Nam: zerumbone, scopoletin, quercetin, rutin, 5-
(Hydroxymethyl)furfural, bisdemethoxycurcumin, demethoxycurcumin. 
 4. Các giải pháp công nghệ vào sản xuất ở quy mô phòng thí nghiệm một số loại sản phẩm thực 
phẩm: tạo bột hương liệu tinh dầu gừng với β-cyclodextrin; xác định được hàm lượng bột hương liệu tinh 
dầu gừng bổ sung vào rượu tạo ra sản phẩm rượu được ưa thích nhất với tỷ lệ là 3%; xác định được hàm 
lượng nhựa dầu bổ sung vào chè đen tạo sản phẩm chè được ưa thích nhất là 1%; 
5. Xây dựng được quy trình quy mô phòng thí nghiệm tách tinh bột từ bã gừng, với hàm lượng thu 
được là 31,03%; thay thế bã mùn cưa gừng sau quá trình tách tinh bột vào làm giá thể trồng nấm sò và 
mọc nhĩ quy mô sản xuất nhỏ, thu được kết quả tỷ lệ thay thế tối đa là 60%. 
Kiến nghị 
1. Định danh các thành phần hóa học nhựa dầu gừng chưa xác định được danh pháp bằng các 
phương pháp khác nhau; 
2. Nghiên cứu ứng dụng thêm các sản phẩm có bổ sung tinh dầu, nhựa dầu và hương liệu gừng, 
như nước giải khát, bánh kẹo, bia...; 
3. Nghiên cứu ứng dụng tinh bột từ gừng vào các mục đích khác trong công nghệ thực phẩm: chế 
phẩm tinh bột, bột dinh dưỡng, tinh bột biến tínhTiếp tục nghiên cứu ứng dụng bã gừng vào một số 
lĩnh vực khác. 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 
1. Do N. Dai, Tran D. Thang, Le T. M. Chau, Isiaka A. Ogunwande (2013) Chemical 
Constituents of the Root Essential Oils of Zingiber rubensRoxb., and Zingiber 
zerumbet(L.) Smith, American Journal of Plant Sciences, 2013, 4, 7-10 
2. Lê Thị Mỹ Châu, Trần Đình Thắng, Nguyễn Thị Minh Tú, Đỗ Ngọc Đài (2014) Các 
cấu tử dễ bay hơi từ loài Gừng gió (Zingiber zerumbet (L.) Smith) ở Nghệ An, Tạp chí 
Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 30, Số 2 (2014) 1 - 10 
3. Le T. M. Chau, Tran D. Thang, Le V. Diep, Nguyen T. M. Tu, Isiaka A. Ogunwande 
(2014) Constituents of Some Essential Oil Bearing Plants from Vietnam, American 
Journal of Plant Sciences, 2014, 5, 760-765 
4. Le T. M. Chau, Tran D. Thang, Nguyen T. M. Tu, Do N. Dai, Isiaka Ogunwande 
(2015) Constituents of essential oils from the leaves, stems and roots of Zingiber 
gramineum and Zingiber rufopilosum, Boletín Latinoamericano y del Caribe de 
Plantas Medicinales y Aromáticas 14 (6): 449 - 455 (2015) (SCIE) 
5. Le Thi My Chau, Tran Dinh Thang, Nguyen Thi Minh Tu (2015) Chemical 
constituents of the ginger essential oils of zingiber cochinchinensis, Kỷ yếu Hội thảo 
Quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm QMFS2015 
6. Le Thi My Chau, Vu Dinh Hoang, Nguyen Thi Minh Tu, Tran Dinh Thang (2016) 
Chemical constituents of the rhizomes of Zingiber collinsii Mood & Theilade 
(Zingiberaceae) growing in Vietnam, Journal of Science and Technology Vo. 54 (4B): 
283-289 (2016) 
7. Chau Le T. M., Tu Nguyen T. M., Thang T. D. (2017) Analysis of oleoresin extracted 
from ginger rhizomes plated in North Central region of Vietnam by Liquid 
chromatography–mass spectrometry (LC-MS), Proceedings ASEAN Food Conference 
Vietnam 2017. 
8. Le Thi My Chau, Nguyen Van Loi, Nguyen Thi Minh Tu, Tran Dinh Thang (2017) 
Optimization of essential oil yield from ginger rhizome (zingiber collinsii) from North 
Central Region of Vietnam using the Desirability Methodology, Journal of Science 
and Technology 55 (5A) 2017, 242-249. 
9. Le Thi My Chau, Nguyen Thi Minh Tu, Tran Dinh Thang, Pham Thi Huong, Phan 
Thi Thao (2018) Appication of ginger residue after essential oil and oleoresin 
extraction for starch recovery and mushroom substrate replacement, Journal of 
Science and Technology 56 (2A) 2018, 126-132.