1
MỞ ĐẦU
Tinh dầu và các loại cây chứa tinh dầu là sản vật tự nhiên đã được loài
người biết đến từ rất lâu. Ngay từ thời thượng cổ, người dân thường khai thác
và sử dụng các loại cây có tinh dầu ở dạng phơi khô. Thời kỳ trung cổ khoảng
thế kỷ thứ 15 người ta biết dùng các loại rễ cây có tinh dầu để thờ cúng. Từ thế
kỷ thứ 15 đến thế kỷ thứ 17, tinh dầu đã được sử dụng để làm thơm cho tóc và
da mặt, dùng chữa bệnh và dùng trong đời sống hàng ngày của con người. Từ
thế kỷ 17 đến thế kỷ 19, tinh dầu được dùng nhiều để làm mỹ phẩm, làm thuốc
và dùng trong công nghiệp với phạm vi rộng hơn [12].
Từ thế kỷ 20 đến những năm đầu của thế kỷ 21, cùng với sự tiến bộ của
nhân loại và sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp sản xuất
tinh dầu đã dần phát triển, tinh dầu trở thành một sản phẩm không thể thiếu
trong đời sống con người và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công
nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, dệt may, trang trí nội thất….
Trong những năm gần đây, trên thế giới người dân có xu hướng thích
dùng những sản phẩm thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm có nguồn gốc từ tự
nhiên, không độc hại. Do vậy, những loại cây cho tinh dầu quí, có tính ứng
dụng cao trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống đã được các nhà khoa học
quan tâm nghiên cứu khai thác và chế biến nhằm nâng cao giá trị sử dụng của
chúng. Một trong những loại nguyên liệu để sản xuất tinh dầu đang được các
nhà khoa học trên thế giới và ở Việt Nam quan tâm là cỏ hương bài.
Theo nhiều tài liệu, cỏ hương bài có nguồn gốc từ Ấn Độ, chúng mọc
hoang ở các vùng đất cát. Từ xa xưa, người dân đã phát hiện ra rễ hương bài
tính mát, có tác dụng hạ nhiệt, làm ra mồ hôi, kích thích, lợi tiêu hóa, gây
trung tiện, lợi tiểu và điều kinh nên đã sử dụng nó như một vị thuốc [3].
Luận văn thạc sỹ khoa học
2
Tinh dầu chiết tách từ rễ hương bài có
hương vị đặc trưng,
là một loại

Xây dựng một quy trình công nghệ thích hợp để khai thác và tinh chế
tinh dầu hương bài cho hiệu suất thu hồi và chất lượng tinh dầu cao.
Yêu cầu của Đề tài:
- Nghiên cứu phân tích và đánh giá chất lượng nguyên liệu hương bài
Việt Nam
- Nghiên cứu công nghệ khai thác tinh dầu từ rễ hương bài
- Nghiên cứu công nghệ tinh chế tinh dầu hương bài
- Phân tích và đánh giá chất lượng sản phẩm tinh dầu
Luận văn thạc sỹ khoa học
5
PHẦN THỨ NHẤT
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về cỏ hương bài
1.1.1 Giới thiệu chung
Hương bài hay còn gọi là hương lau hoặc hương lâu có tên khoa học
Vetiveria zizanioides L. là một loài cỏ sống lâu năm thuộc họ hoà thảo.
Tên
chi Vetiveria bắt nguồn từ Vetiver, tên gọi Vetiver có nguồn gốc từ tiếng Tamil
[2,8, 11].
Cỏ hương bài có nguồn gốc từ Ấn Độ, chúng mọc hoang ở các vùng đất
cát. Từ xa xưa, người dân đã phát hiện ra rễ hương bài tính mát, có tác dụng
hạ nhiệt, làm ra mồ hôi, kích thích, lợi tiêu hóa, gây trung tiện, lợi tiểu và điều
kinh nên đã sử dụng nó như một vị thuốc [3]. Ngoài ra,
nhờ chùm rễ hương
bài đan xen ăn sâu trong đất và có thể chịu được lực bằng 1/6 lần so với chịu
lực của bê tông
nên c
ây có thể phát triển tốt ở vùng đất cát, đất đồi núi, dễ
trồng, có khả năng kiểm soát xói mòn tốt trong các khu vực có khí hậu nóng,
có vai trò làm hàng rào giữ ổn định cho các bờ hồ, sông suối, các vùng đất bậc

cao trung bình 1,5 - 2m, nhưng có thể cao tới 3m, dạng thân cọng, cứng và hoá
gỗ. Phần thân trên không phân nhánh, phần dưới đẻ nhánh rất mạnh. Mắt nhẵn
nhụi, không có lông nằm tiếp giáp giữa các thân cọng cỏ và lồi ra, từ đó tạo ra
rễ khi cỏ hương bài được chôn vùi vào đất. Lá dài khoảng 45-100cm và rộng
khoảng 6-12mm, rìa lá có hình răng cưa, lá mỏng và cứng. Rễ là phần hữu
dụng và quan trọng nhất. Không giống như phần lớn các loài cỏ dại có rễ dạng
Luận văn thạc sỹ khoa học
7
sợi cắm đứng vào đất không mọc sâu với phần thân cỏ bò lan trên mặt đất và
cắm vào đất trải rộng theo chiều ngang tương tự như một tấm thảm, cỏ hương
bài không có căn hành, không bò lan, thân rễ đan xen nhau và có thể phát triển
rất nhanh. Hệ thống rễ của cây cỏ hương bài có dạng chùm không mọc trải
rộng mà lại mọc thẳng và sâu xuống đất, kể cả rễ chính, rễ thứ cấp hoặc rễ
dạng sợi tới độ sâu khoảng 2-4m, rộng đến 2,5m sau hai năm trồng. Một đặc
tính quan trọng của rễ loài
Vetiveria zizanioides L. là có chứa tinh dầu, có mùi
thơm đặc trưng của cỏ hương bài, thường có chất lượng tốt nhất 18 tháng sau
khi trồng
[11, 33, 42].
Theo các nhà nông học, cỏ hương bài là cây lưỡng tính, có gié hoa lưỡng
tính. Các gié hoa có phân hoá giới tính như lưỡng tính, đực hoặc bất thụ trên
cùng một cây. Loài
Vetiveria zizanioides L. được dùng phổ biến vì có đặc
điểm không tạo hạt,
nhân giống chủ yếu bằng phương pháp vô tính nên không
thể mọc tràn lan như một số loài cỏ dại khác. Do đó cỏ hương bài không có khả
năng trở thành cỏ dại [11, 42].
Cỏ hương bài khá dễ trồng, dễ sống, chịu hạn tốt, ít bị sâu bệnh, thấm
nước và giữ nước tốt. Nó vừa ưa khô vừa ưa nước, trồng được ở bất kì loại đất
nào, không kể độ màu mỡ. Cỏ được nhân giống bằng cụm rễ và cành giâm.

lượng, các chỉ số hóa lý và chất lượng của tinh dầu hương bài (xem bảng 1.1).
Kết quả khảo sát này cho thấy sau khi bảo quản 100 ngày hàm lượng
tinh dầu giảm không đáng kể so với ngay sau khi thu hoạch (từ 2,5 % xuống
2,2 %), nhưng giảm mạnh khi thời gian bảo quản lên tới 173 ngày (còn 1,2
%). Hàm lượng ancol tự do lại tăng lên (từ 53 % tăng lên 63 %), nhưng khi
bảo quản tới 173 ngày thì mất hết ancol [2].
Bảng 1.1: Ảnh hưởng của thời gian bảo quản nguyên liệu tới
chất lượng và hàm lượng tinh dầu [2]
Thời
gian
Hàm
lượng
Tỷ
trọng,
Góc
quay
Chỉ số
khúc
Chỉ số
Axit,
Chỉ
số
Chỉ số
cacbonyl
Ancol
tự do
Luận văn thạc sỹ khoa học
9
bảo
quản

5
+13
0
1,516 32,6 20,1 17,9 63,0
173 1,2
1,057
9
+16
0
1,518 24,3 28,0 19,5 -
1.1.4. Thành phần hoá học của rễ cỏ hương bài
Rễ hương bài tươi có độ ẩm từ 45-55%, còn lại là các chất khô. Trong
thành phần chất khô, tinh dầu (chiếm từ 1-3%) là thành phần quan trọng nhất
tạo nên giá trị cao cho cỏ hương bài. Ngoài ra, theo nhiều tài liệu tham khảo,
trong rễ hương bài khô còn có các chất khác như xenluloza 80-89%, tinh bột
2-5%, protein 2-7%, đường 1-4%, chất béo 0,5-2%, và một lượng rất ít các chất
khoáng, chất màu, vitamin…[20, 35].
Hàm lượng và chất lượng của tinh dầu rễ cỏ hương bài dao động từ 1-3%
tuỳ thuộc vào giống, khí hậu và thổ nhưỡng. Tuỳ theo từng loại đất khác nhau
mà hàm lượng tinh dầu thu được cũng khác nhau, nếu được trồng ở vùng đất
sét thì hàm lượng và chất lượng tinh dầu sẽ cao hơn [14].
1.2. Giới thiệu về tinh dầu hương bài
1.2.1. Tính chất hoá lý
Luận văn thạc sỹ khoa học
10
Tinh dầu hương bài được chiết tách từ rễ cây cỏ hương bài bằng các
phương pháp chưng cất cuốn theo hơi nước hoặc trích ly với dung môi hữu cơ.
Tinh dầu cỏ hương bài có màu nâu hổ phách và khá đậm đặc có mùi
thơm ngọt, khói, gỗ, đất, hổ phách [12, 20, 22].
Chất lượng tinh dầu phụ thuộc vào nguồn gốc, tình trạng khai thác của

0
8 – 35 5 – 25
Đảo
Reunion
0,990 – 1,020 1,515 – 1,527 + 22
0
– +37
0
4,5 – 17,0 5 – 20
Ấn Độ
1,0005 –
1,0007
1,5221 – 1,5271 + 17
0
– +30
0
8,4 – 9,3 9,3 – 12,1
Liên Xô
(cũ)
loại N
0
14
1,0303 –1,0572 1,521 – 1,525 +10
0
– +26
0
51,89 –
112,7
11,6 – 30,6
1.2.2. Thành phần hoá học của tinh dầu hương bài

[10, 23]

H
3
C
H
3
C
H
H
OH
H
2
C

H
H
OH

Khusimol Khusinol
Luận văn thạc sỹ khoa học
13

OH
H
OH

O
Khusinodiol
α –Vetivon

H
OH

O
α –Cadinol Epizizanl HO Terpen-4-ol Valence

OH
O

O
H
O Axít benzoic Calaren-gurinen Spathulenol

1.3. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ cỏ hương bài, tinh dầu
hương bài trên thế giới và ở Việt Nam
Luận văn thạc sỹ khoa học
15
1.3.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ trên thế giới
Từ xa xưa, loài người đã biết sử dụng cỏ hương bài như một loại nguyên
liệu tạo ra hương thơm và là một loại dược liệu quí chữa được rất nhiều loại
bệnh. Mặc dù có nguồn gốc từ Ấn Độ nhưng hiện nay cỏ hương bài đã được

Luận văn thạc sỹ khoa học
16
Hầu hết tinh dầu hương bài sản xuất trên thế giới được tập trung tiêu
thụ vào một số thị trường có tiếng như Mỹ nhập khẩu khoảng 100 tấn/năm,
Pháp 50 tấn/năm, Thụy Sỹ 30 tấn/năm, Anh 25-30 tấn/năm, Nhật Bản 10 tấn/
năm và Đức 6 tấn/năm [24, 25].
Tinh dầu được sản xuất tại Haiti và Reunion có nhiều hương vị của hoa
hơn và được đánh giá là có chất lượng cao hơn so với tinh dầu sản xuất tại Java
do có hương vị nhiều mùi khói hơn. Tại miền bắc Ấn Độ, tinh dầu được sản
xuất từ cỏ hương bài mọc hoang được coi là có chất lượng hơn hẳn tinh dầu thu
được từ cỏ hương bài do con người gieo trồng
[36, 42]
.
Theo một số nhà khoa học Ấn Độ, rễ hương bài sợi nhẵn cho tinh dầu có
chất lượng tốt hơn. Tinh dầu thường tích lũy ở những rễ phụ, mặc dù nồng độ
tinh dầu cao, nhưng giá trị hương thơm của tinh dầu giảm rất nhanh do sự tồn
tại một lượng lớn các chất không phân cực. Do vậy để giảm tối đa những thành
phần không phân cực không mong muốn, các tác giả này đã đưa ra những giải
pháp sau: (i) rễ sau khi thu hoạch nên để trong không khí khô từ 1-2 ngày ở
nhiệt độ < 27
0
C để bay hơi tự nhiên phần tinh dầu nhẹ không mong muốn; (ii)
nên loại bỏ tinh dầu thu được trong 15-30 phút đầu của quá trình chưng cất;
(iii) tinh dầu được trích ly bằng phương pháp trích ly CO
2
lỏng cũng loại được
một số cấu tử không mong muốn [27].
Trên thế giới, tinh dầu hương bài thường được khai thác bằng hai
phương pháp: chưng cất và trích ly. Với phương pháp chưng cất, thời gian để
chưng cất tinh dầu hương bài thường phải kéo dài từ 18-24h. Sau khi chưng

biến đổi bởi nhiệt trong quá trình trích ly (do các dung môi hữu cơ thường có
Luận văn thạc sỹ khoa học
18
nhiệt độ sôi thấp) do vậy tinh dầu sẽ không có mùi khê khét, mùi không mong
muốn; thời gian trích ly không quá dài, tốn ít nhiệt năng, sản phẩm có thể sử
dụng được ngay .... Các dung môi thường được sử dụng là n-hexan, ete petrol,
etanol, metanol [15, 20] .
Thời gian gần đây,
phương pháp trích ly bằng CO
2
lỏng, CO
2
siêu tới
hạn -
một phương pháp trích ly mới và hiện đại đã được một số nước áp dụng.
Năm 2004, Julian M., Paulo T.V. R. và các cộng sự đã sử dụng phương pháp
này để khai thác tinh dầu hương bài và hàm lượng tinh dầu thu được là 3,2%
[25]. Hàm lượng và chất lượng tinh dầu thu được có cao hơn so với các
phương pháp thông thường. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm lớn là
thiết bị phức tạp và rất đắt tiền [21, 45].
Chất lượng và thành phần hoá học của tinh dầu hương bài trên thị trường
thế giới rất đa dạng, chúng phụ thuộc vào loại giống hương bài, vùng sinh thái,
thời vụ thu hái và phương pháp khai thác [20, 31]. Trước đây, các nhà khoa học
thường đánh giá chất lượng của tinh dầu bằng các phương pháp sau:
- Xác định các tính chất màu sắc, độ trong, mùi vị... của tinh dầu hương
bài bằng phương pháp cảm quan.
- Xác định các tính chất hoá lý: khối lượng riêng, chỉ số chiết quang, góc
quay cực, chỉ số axít, chỉ số este, chỉ số cacbonyl, điểm đông đặc...
[12, 14].


độ tuổi của rễ cỏ hương bài có xuất xứ từ Italy. Họ đã sử dụng phương pháp
trích ly với dung môi là n-hexan để khảo sát ảnh hưởng của độ tuổi đến hiệu
suất thu nhận và chất lượng tinh dầu. Thí nghiệm được tiến hành từ tháng 5
năm 2002 đến tháng 3 năm 2004. Khi nguyên liệu được 2 tháng tuổi tiến hành
Luận văn thạc sỹ khoa học
20
thu hái và trích ly, cứ 2 tháng lại tiến hành thí nghiệm 1 lần. Qua khảo sát cho
thấy hàm lượng tinh dầu và chất lượng của tinh dầu tăng dần theo độ tuổi và
đạt giá trị lớn nhất khi rễ được 2 tuổi, sau đó thì hàm lượng tinh dầu giảm dần
nhưng chất lượng lại cao hơn
[20]
.
1.3.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ trong nước
Ở Việt Nam, cỏ hương bài được trồng từ lâu đời ở Tiền Hải – Thái
Bình. Cây được trồng vào tháng 2, thu hoạch vào tháng 12 và rải rác trong
năm. Mỗi hecta thu được khoảng 20-30 tấn rễ mỗi năm. Hương bài ngày nay
được trồng ở nhiều nơi, chủ yếu ở những vùng duyên hải có gió mạnh, Quảng
Bình, Quảng Trị, An Giang, Phan Thiết.... do cây phát triển tốt ở những vùng
đất cát, dễ trồng, có khả năng kiểm soát sói mòn tốt trong các khu vực khí hậu
nóng, làm hàng rào giữ ổn định cho các bờ hồ, sông suối, các vùng đất bậc
thang, các ruộng lúa, giúp bảo vệ các công trình đập, kênh, đường bộ, sông hồ
thuỷ điện nhưng đặc biệt do có giá trị kinh tế cao ... [2]
.

Hiện nay, vùng nguyên liệu hương bài trong nước đã được hình thành
và đang được mở rộng. Chỉ riêng tỉnh Bắc Giang và tỉnh Quảng Bình đã trồng
được hàng trăm hecta cỏ hương bài với sản lượng ước khoảng vài trăm tấn rễ
hương bài/năm. Giá rễ cỏ hương bài tươi 4000-5000 đồng/kg, khô 14000
đồng/kg. Ở nhiều vùng quê, người dân đã thoát nghèo nhờ trồng cây hương
bài [9]. Tuy nhiên, cho đến nay rễ hương bài chủ yếu được sử dụng ở dạng

đưa được vào sản xuất ở qui mô lớn.
Ngoài ra, theo hiểu biết của chúng tôi tính đến thời điểm hiện tại, ở
Việt Nam, chưa có công trình khoa học nào nghiên cứu khai thác loại tinh dầu
quí từ rễ hương bài bằng các phương pháp khác được công bố.
Những năm gần đây, vùng nguyên liệu hương bài ở nước ta đang phát
triển ngày càng mạnh, đòi hỏi phải tìm được đầu ra ổn định, vững chắc, đồng
thời cần nâng cao giá trị sử dụng của chúng. Mặt khác, việc sản xuất và sử
Luận văn thạc sỹ khoa học
22
dụng tinh dầu hương bài đang là nhu cầu cấp thiết của nhiều doanh nghiệp
trong nước.
1.4. Ứng dụng của rễ cỏ hương bài và tinh dầu hương bài
Từ xa xưa, dân gian thường dùng rễ cỏ hương bài để nấu nước gội đầu
cho thơm, làm mượt tóc, nấu nước xông hơi, massage. Người dân cũng thường
dùng rễ hương bài làm hương thắp, đốt thay trầm để tạo cảm giác thư thái [29].
Trong y học cổ truyền của một số nước, rễ cỏ hương bài được sử dụng từ
hàng ngàn năm nay và được xem là một loại dược liệu quý, có tác dụng trong
việc chữa trị nhiều loại bệnh. Tinh dầu trong rễ cỏ hương bài có tác dụng hạ
nhiệt, giảm đau, làm ra mồ hôi, kích thích, lợi tiêu hoá, gây trung tiện, lợi tiểu,
điều kinh, cân bằng hoocmon, làm lành nhanh vết thương, giảm các tổn thương
dây thần kinh, giúp vượt qua trầm cảm, lo lắng, căng thẳng, giảm stress,.. [27,
32, 44
].
Chính vì vậy, rễ cỏ hương bài có mặt trong rất nhiều bài thuốc dân
gian chữa các bệnh như: suy nhược thần kinh, mất ngủ, viêm cơ, khớp, tim
mạch, bệnh viêm da (dùng để nấu nước tắm trị được lở ngứa, sài ghẻ), một số
các bệnh về gan... Ngoài ra nó còn có mặt trong các bài thuốc an thần, thuốc
bổ...
[6].


xà phòng, nước xịt phòng,... Nó có mặt trong khoảng 36% các loại nước hoa
do các quốc gia Tây Âu và Mỹ sản xuất [27, 36, 42].
Ngoài ra, tinh dầu hương
bài có đặc tính khử mùi, làm hết mụn trứng cá, làm ẩm da khô, làm mới da
trưởng thành cũng như làm liền da bị viêm, bị tổn thương nên còn được sử
dụng để sản xuất kem dưỡng da, sữa rửa mặt...[27]
Bên cạnh đó, trong tinh dầu hương bài tồn tại một số chất có khả năng
xua đuổi và tiêu diệt côn trùng, mối… như chất nootkatone có khả năng tiêu
diệt loài mối Formosan ăn gỗ và xây tổ mối dưới lòng đất.. Một số thành phần
khác như α-cedren, zizanol, vetivenol cũng có tác dụng làm yếu và gây độc đối
Luận văn thạc sỹ khoa học
24
với mối và côn trùng. Do vậy, tinh dầu hương bài còn thường được dùng để
pha chế thành các loại sản phẩm có tác dụng bảo quản sách vở, quần áo, đồ
dùng gia đình [24, 38].
Từ những vấn đề trình bày ở trên, có thể nói rằng chúng ta có một loài
thực vật rất đặc biệt có thể sử dụng như một công cụ hiệu quả, đơn giản, chi phí
thấp để bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường của chúng ta đồng thời có
thể khai thác tinh dầu từ bộ rễ của nó để ứng dụng cho công nghiệp thực phẩm,
dược phẩm và mỹ phẩm, và tiến tới xuất khẩu, mang lại nguồn thu đáng kể cho
nước nhà.1.5. Các phương pháp khai thác tinh dầu
Hiện nay có nhiều phương pháp được sử dụng để khai thác các loại tinh
dầu như: phương pháp cơ học, phương pháp hấp phụ, phương pháp trích ly,
phương pháp chưng cất.
Tuy nhiên, đối với tinh dầu hương bài các phương pháp khai thác
thường được sử dụng là phương pháp chưng cất và phương pháp trích ly .
1.5.1. Phương pháp chưng cất