Công nghệ chế biến dầu thực vật tiểu luận kỹ thuật este hóa nội phân tử (interesterification)

Phản ứng của natri metanolat với một nửa axit béo dẫn đến sự hình thành metanol và khi chất này phan tng voi anion enolate, metyÌ este sẽ được hình thành.. Công ty Fuji Oil đã tiết lộ mộ

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG THƯƠNG THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MON: CONG NGHE CHE BIEN DAU THUC VAT

TIEU LUAN

KY THUAT ESTE HOA NOI PHAN TU

(INTERESTERIFICATION)

GVHD : Trần Chí Hải LỚP : 12DHTP0I

2005211312 : Nguyễn Minh Tâm

2005211980 : — Đoàn Hoàng Kim Tuyến

2005211149 : Trần Thị Yến My

2005218066 : Đỗ Đức Thiện

2005210337 : Mai Neuyén Nhi

H6 Chi Minh, thang 10 năm 2023

MỞ ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển, đời sống con ngừơi ngày cảng được nâng cao Từ đó con người không còn nhu cầu “ăn no mặc ấm” mà nhu cầu đó được thay bằng “ăn ngon mặc đẹp”, song song với việc “ăn ngon mặc đẹp” thì quan trọng nhất vẫn là làm sao đảm báo điều kiện dinh dưỡng tốt nhất cho sức khỏe con người Đề đáp ứng nhu cầu đó, ngành công nghệ thực phẩm đã không ngừng nghiên cứu, cải thiện, hoàn chỉnh và phát triển các công nghệ mới tiên tiên phục vụ một cách tốt nhất cho cuộc sống hằng ngày của con người Trong

số các công nghệ sản xuất chế biến thực phẩm thì công nghệ sản xuất dầu thực vật tính luyện là một công nghệ đã được nghiên cứu và ứng dụng thành công vào thực tiễn cuộc sống Nhu cầu về hàm lượng chất béo là rất quan trọng và cần thiết đối với cơ thể con người mà dầu thực vật là nguồn cung cập chất béo chủ yếu cho cơ thể qua khẩu phần ăn hàng ngày Vì vậy, chất lượng dầu phải cần được đảm bảo Dầu thực vật muốn đảm bảo và an toàn đối với sức khỏe thì cần phải trải qua quá trình tinh luyện loại bỏ các tạp chất có hại, các chất mảu, chất mùi có trong dầu dầu chỉ là còn thành phần tính khiết Dầu lỏng khó vận chuyên và bảo quản, để sản xuất dầu đạng rắn từ lỏng có hai phương pháp là hydrat hóa và ester hóa nội phân tử Trong phần tiêu luận này chúng ta sẽ tìm hiểu về ester hóa nội phân tử - một trong kỹ thuật sản xuất đầu quan trọng hiện nay

MỤC LỤC

MỤC LỤC BANG Error! Bookmark not defined

LCO SO KHOA HOC QUA TRINH ESTER HOA NOI PHAN TU? 4

2.1 Qua trinh este hoa hoa hoc? ccc ccc 1 2212211121211 1212111212112 5 2.2 Quá trình este hóa bằng enzyme: 5s St s1 1112112112111 111 xe 6 HI.PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHÁT LƯỢNG : - 11

3.2 Hàm lượng chất béo rắn: sS S122 11 1111111 11215151211 1188 ereke 13 3.3 Thanh phan triacylgÏyCerol: s- +5 2s 21211EE122111211111121121 12 x6 15 3.4 Động học kết tỉnh: 2 E111 15511211111155111115181E E1 eeseee 16 3.5 Tính đa hỉnh: L2 2212111211211 121 1211 1512811811 111811011 181101 181g r 17 3.6 Cầu trúc vi mô và kết tỉnh: - 2: 222++222++2222++222232222222 2z 18

IV.TIEU CHI CHAT LUONG DAU: 21 V.CHAT LUQNG SAN PHAM TAO THANH: 22 VILỨNG DỤNG CỦA QUÁ TRÌNH ESTE HÓA NỘI PHÂN TỬ: 23 6.1 Chế biến dầu ở nhiệt độ cao: -222:222222222222222322222222272 xe 23 6.2 Làm sạch dầu: 2 ST S121 21212111115551 111111551211 Etrrrrse 24 6.3Nâng cao chất lượng đầu: -s c1 2 2111112111121 1E erre 24 6.4 Ứng dụng trong nhiên liệu sinh học: 2 222222222 *222<+xcszcss 24 6.5 Tăng hiệu suất 5007 cece cet ceecenstnssensenssessesstensesseetsesieenien 24 6.6 Ngan chan tinh trang 6 nhiễm: 2 2 ST S211 125311121551 12151 121515 se 24 6.7 Sản xuất mỡ và chất bôi trơn: 22+:2222222222+22223222731222222 xe 24 6.8 Ung dụng trong ngành sơn và mực iHi: - -5sc s2 21221212212 xe 25

TÀI LIEU THAM KHAO S9989969959956980096958098980096980996 98908898 Error! Bookmark not defined

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình cho quy trình este hóa không dung môi 5 Hình 2.2: Sơ đồ quy trình dựa trên tiết lộ của P©©l©fFÄ cccccecnnreo 9 Hình 2.3: Sơ đồ quy E]H công nghiỆP nhe uk 10

1 1”

Bang 3.1: Tóm tắt các phương pháp được xác định theo Phương pháp chinh thitc cua AOCS Cd 166-93 (AOCS 2004; Vissoto et al 1999) 15 Hình 3.1: Trình bày sự so sánh thành phần triacylglycerol thu được bằng sắc ký khí với số lượng cacbon trong hôn hợp bậc ba giữa mỡ gà (1⁄3), stearin mỡ gà (1⁄3) và triacylglycerol chuối trung bình (1⁄3) trước và sau quá trình este hóa hóa học Phản ứng tạo ra sự hình thành rõ ràng các nhóm triacylglycerol không tôn tại trong mẫu ban

Bảng 3.2: Cho thấy các thông số số liên quan đến hình ảnh Sự thay đổi đường kính trung bình của các tình thể và số lượng tinh thÊ sau quá trình este hóa có liên quan đến sự gia tăng đông thời triacylglycerol

ba bão hòa, điểm nóng cháy, độ đặc và SFC của hai mẫu được phân ĐÍCH TS Hà HH HH HH Hà HH HH HH HH HH HH HH kg 20 Bảng 4.1: Tiêu chí chất lượng dâu cho quá trình este hóa bằng enzyme với

TL, IÁI cô định (NGVOZVWIH) ch nh HH Hà the 27 Bảng 5.1: Hàm lượng triacylglycerol của dâu hướng dương có hàm luong Oleic cao sau quá trình axH hóa quy mô phòng thí nghiệm bằng axit Stearic (4% w/w RM ÏMi) à ch nhang 22 Bang 5.2: Hàm lượng triacyiglycerol của dầu hướng đương có hàm lượng Oleic cao và đầu đậu nành có hàm lượng Stearic cao sau khi trao đổi Ester-Ester ở quy mô phòng thí nghiệm (4 w⁄w RMI IM) 23

Trong một thời gian dài, phản ứng este hóa được cho là diễn ra với anion glycerolate làm chất trung gian xúc tác Anion này sau đó sẽ tấn công nguyên tử carbon hơi dương của nhóm carboxyl Néu nhém nay roi di dudi dạng anion hydroxyl thì sự trao đối este sẽ là kết quả tông thế Một cơ chế phản ứng thay thế đã được đề xuất gần đây giả định rằng chất xúc tác ban đầu (natri metanolat) tách œ-hydro từ một nửa axit béo, từ đó tạo thành anion enolate Anion enolate này sau đó đóng vai trò là chất trung gian xúc tác Khi

nó phản ứng với nước, nó sẽ tạo thành một axit béo tự do, sự hình thành này không thê giải thích được bằng cơ chế glycerolate

Phản ứng được xúc tác bằng kiềm (natri metanolat hoặc etanolat) diễn ra trong dầu tỉnh chế trước (ít nước và axit béo tự do) ở nhiệt độ cao (100- L10 °C) Phản ứng rất nhanh; kết quả ngẫu nhiên đầy đủ trong vòng vải phút ngay cả trong các tàu quy mô nhà máy ( hàm lượng dau 10-40 tan) Sau phan ung, chất xúc tác bị vô hoạt khi thêm nước

Việc bố Sung nước này dẫn đến sự hình thành các axit béo tự do và natri hydroxit sẽ kết hợp với nhau để tạo thành xà phòng Phản ứng của natri metanolat với một nửa axit béo dẫn đến sự hình thành metanol và khi chất này phan tng voi anion enolate, metyÌ este sẽ được hình thành Xà phòng được loại

bỏ bằng cách rửa nước và gạn Metyl este dễ bay hơi hơn các phân tử triglycerid và bị loại bỏ trong quá trình khử mùi ở nhiệt độ cao Cả xà phòng

và este đều làm giảm năng suất

Ngoài các chất xúc tác cơ bản được sử dụng, enzyme lipase cũng được đưa vào

sử dụng cho quá trình este hóa Sự quan tâm đến việc sử dụng lipase bắt nguồn

từ nỗ lực sản xuất chất tương đương bơ ca cao (CBE), chất béo trung tính không bão hòa đơn đôi xứng tương thích với bơ ca cao Yêu cầu đồng phân này

gan liền với tính đặc higu sn -1,3 cua enzyme lipase Vigc quan tam hoa mot chất béo trung tính bao gồm gần như hoàn toàn là trioleate ( ví dụ như dầu hạt hướng dương có hàm lượng olele cao ) với axit stearic hodc metyl stearate sé tạo ra CBE

Enzym lipase cũng được sử dụng trong quá trình este hóa không đặc hiệu Để khắc phục van dé co ban la enzyme cần nước đề hoạt động nhưng lại dùng nước nay dé thủy phân chất béo, quá trình này sử dụng một lượng lớn enzyme khá khô, cô định Đó là một quá trình liên tục, sử dụng bốn lò phản ứng chứa đầy enzyme Loại đầu tiên chứa đầy một loại enzyme da mat hầu hết hoạt động, đóng vai trò như một loại vật bảo vệ cho các lò phản ứng ở hạ lưu Nó sẽ trông rong khi san pham rời khỏi lò phản ứng cuối cùng không được chọn ngẫu nhiên đây đủ, chứa đầy enzyme mới và được di dời làm lò phản ứng cuối cùng Hiện vần chưa rõ tạp chat nao trong dau khién enzym mat hoat dong nén dé dé phong, dầu cấp vào lò phản ứng đầu tiên đã được trung hòa, tay trắng

và khử mùi Dầu được ester hóa bằng enzyme cần phải được khử mùi trước khi

có thê sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm

ILTHIET BI VA CÁCH THỨC THỰC HIỆN

2.1 Quá trình este hóa hóa học:

Nguyên liệu thô cho quy trình CIE là dầu tính chế vật lý (dầu cọ) hoặc dau tinh luyện và tây trăng (RB) dành cho dầu tỉnh luyện ăn da Nếu mức FFA cao trong các loại dầu cọ được bảo quản hoặc dầu tỉnh chế kém, có thể thêm mot it natri hydroxit dé giam FFA xuống mức chấp nhận được là 0,1% nhằm giảm tiêu thụ chất xúc tác trước khi sây khô dầu Sự có mặt của xà phòng natri trong nguyên liệu thức ăn sẽ không cản tro phan ung este hóa khi sử dụng natri methoxide Phản ứng CIE chủ yếu là một quá trình theo mẻ do số lượng và sự

đa dạng của sản phẩm được sản xuất cũng như thiết bị được ưu tiên Vật liệu cần được quan tâm hóa được trộn lẫn với nhau, sau đó là bước sây khô Nguyên liệu cấp liệu phản ứng được sấy khô ở nhiệt độ 120 đến 150°C trong chân không 24mbar Sau đó, dầu được làm lạnh đến 70 đến 100°C, trong đó 0,1% bột natri methoxide được thêm vào và trộn trong 30 đến 60 phút Trong một số tài liệu tham khảo, người ta khăng định rằng phản ứng tiếp tục cho đến khi phát hiện “màu nâu đặc biệt biểu thị sự ngẫu nhiên” (Lanining, 1985; Lampert, 2000) Một phương pháp đã được phát triển và cấp băng sáng chế để

theo đõi phản ứng CIE thông qua sự phát triển màu nâu sẫm (Liu & Lamert, 2001) Tuy nhiên, sự thay đổi màu sắc này không phải là phép đo sự ngẫu nhiên hóa học của chất béo mà là sự phá hủy tocopherols trong nguyên liệu thức ăn bằng chất xúc tác

Hầu hết các chất xúc tác được mô tả trong tải liệu về quy trình CIE đều

là các bazơ rất mạnh và không có tính chọn lọc dé ngẫu nhiên hóa các axit béo trên triacylglycerol Các chất xúc tác hóa học sẽ phản ứng với tất cả các hợp chất có trong nguyên liệu thức ăn bao gồm cả vật liệu “không xà phòng hóa” (tocopherols, tocotreinols va sterol)

Phản ứng este hóa hóa học được dừng lại băng cách thêm nước, dung dịch axit loãng và/hoặc silica hoạt hóa bằng axit như Trysil® 300 Nếu nước được sử dụng đề trung hòa natri methoxide, nó sẽ được tách ra khỏi dầu thông qua quá trình ly tâm tốc độ cao, tạo ra nước “xà phòng” có thê được axit hóa đề thu hồi các axIt béo được tạo ra từ phản ứng xà phòng hóa Ngoài ra, axit loãng (cttric hoặc photphoric) hoặc silica được thêm vào trước quá trình tây chân không, trong đó đất tây trắng 0,5 đến 2% được thêm vào để loại bỏ xà phòng và chất màu tạo ra từ chất xúc tác cơ bản Dầu CIE được khử mùi trực tiếp hoặc trộn với dầu gốc khác và khử mùi để hoàn tất quá trình thanh lọc

2.2 Quá trình este hóa bằng enzyme:

Unilever (trước đây là Công ty Lever Brothers) đã tiết lộ một quy trình

sử dụng một số lipase khác nhau để este hóa lipid (Coleman & Macrae, 1981)

Họ đã khám phá ra phương pháp cô định lipase và tái sử dụng chúng trong hệ thống phản ứng theo mẻ hỗn hợp Các lipase có định cần bố sung tới 10% nước

để hoạt động của chúng được phục hồi Các enzym cô định “tái hydrat hóa” được trộn với các lipid hỗn hợp đã được hòa tan trong dung môi ete đầu mỏ (PE) hoặc hexane Hỗn hợp này được khuấy ở 40°C trong 16 giờ để hoàn thành phản ứng (Macrae, 1983) Hai nhược điểm lớn của quy trình ban đầu là sử dụng lượng lớn nước để hydrat hóa/kích hoạt enzyme, dẫn đến quá trình thủy phan triacylglycerol khéng mong muén và việc sử dụng dung môi hữu cơ để giảm độ nhớt của lipid và hạn chế lượng thủy phân

Công ty Fuji Oil đã tiết lộ một phương pháp sấy khô chân không chế phẩm enzyme trong quá trình cỗ định và một phương pháp chuyên hóa este trong đó nước bị hạn chế trong nguyên liệu thức ăn bằng cách sấy nhiệt chân không để giảm sự hình thành diacylglycerol không mong muốn (Matsuo và cộng sự, L983a; 1983b)

Nam 1988, Unilever tiét 16 quy trình este hóa liên tục sử dụng lipase cé định được đóng gói trong cột (Macrae & How, 1988) Lò phản ứng bao gồm một ngăn dưới chứa tỷ lệ 1:1 Celite®:H2O được ngăn cách với ngăn trên bằng nút bông thủy tỉnh Khoang phía trên chứa enzym cô định đã được làm ướt Lipid được hòa tan trong PE và bơm xuống đáy cột để đảm bảo pha hữu cơ bão hòa nước đi vào phần xúc tác của cột để phản ứng Sản phẩm quan tâm được loại bỏ khỏi đầu cột với thời gian lưu giữ đưới 2 giờ

Quy trình đóng gói không dung môi dành cho quá trình este hóa lần đầu tiên được mô tả tại Hội nghị thế giới về các công nghệ mới nỗi trong ngành công nghiệp dầu mỡ được tổ chức tại Cannes, Pháp bởi Novozymes (trước đây

là Novo Industri A/S) (Hansen & Eigtved, 1986) Novozymes đã được cấp bằng sáng chế cho Mucor miehe cố định được mô tả trong phần trình bày (Eigtved, 1989) Lipase đặc hiệu 1,3 được có định trên nhựa trao đối anion yếu

có lỗ xốp với sự phân bố kích thước hạt cho phép thực hiện một quá trình trong

đó áp suất giảm trên lớp enzyme sẽ không cần đến dung môi (Hansen & Eigtved, 1986) Tiền cột nhựa trao đổi ion bão hòa nước được sử dụng để làm bão hòa dầu bằng nước trước khi tiếp xúc với cột enzyme (Hình LI1.5) Áp suất giảm trên lớp đóng gói ở tốc độ dòng chảy cao hơn là 1 bar với lực nén nhỏ lên lớp đóng gói ở 609C

Ajinomoto Co Inc., trong đơn xin cấp bằng sáng chế của Nhat Ban JP 2203789-A, da tiết lộ việc bố sung chất kiềm có tác dụng làm tăng hoạt tính enzyme cua Rhizopus javanicus va Rhizopus delemar (Ajinomoto, 1990; Pedersen va céng str, 2011) Archer Daniels Midland (ADM) da tiét lộ một quy trình khử mùi chất nền ban đầu trước quá trình este hoa bang enzyme trên giường đóng gói (Lee, 2008) Người ta đã chứng minh rằng dầu mới được khử mùi mà không có peroxit sẽ làm tăng thời gian bán hủy của enzyme từ 9 ngảy

lên 20 ngày Trong một hồ sơ khác của ADM, ho da trình bày thông tin dé cải thiện năng suất của enzyme bằng cách tính chế dầu bằng tiền xử lý axit amin trên silica hoặc protein thực vật có kết cấu (Bmder và cộng sự, 2006) Dầu nguyên liệu thức ăn hỗn hợp được làm nóng đến 70°C, sau đó được bơm qua cột phương tiện lọc trước khi đi vào cột với tốc độ dòng ban đầu khoảng 4 øallon mỗi phút Tốc độ dòng chảy của

Cột hydrat Cột enzyme hóa

Hình 2.2: Sơ đồ quy trình dựa trên tiết lộ của Peeters

nguyên liệu thức ăn bị giảm khi hoạt động của enzyme giảm để duy trì sản phẩm nóng chảy hoàn thiện ôn định (Binder va cong sự, 2006)

Cargill đã tiết lộ một quy trình este hóa trong đó enzyme có định được định kỳ loại bỏ khỏi đầu vào của cột và một phần tương đương enzyme cô định được thêm vào ở đầu ra của cột nhồi (Peeters và cộng sự, 2007, 2011) Hình L1.6 là

mô tả của cột từ mô tả được cung cấp trong đơn xin cấp bằng sáng chế của Hoa

Kỳ

Bunge đã bộc lộ một quy trình liên tục để xử lý bằng enzym đối với chế phẩm chứa lipid ở tốc độ dòng gần như không đôi (Dayton & dos Santos, 2013a,b) Phương pháp này bao gồm việc cho nguyên liệu nạp lipid tiếp xúc với chất hỗ trợ xử lý trước, sau đó làm cho nguyên liệu nạp đi qua với tốc độ dòng gần như không đôi thông qua hệ thống xử lý bao gồm nhiều lò phản ứng giường cố định chứa enzym được kết nối với nhau trong loạt Mỗi lò phản ứng trên giường có định đều có thể sử dụng được riêng lẻ; tốc độ dòng nguyên liệu vấn không đôi trong hệ thống khi một trong các lò phản ứng trên giường cô

định được ngừng hoạt động đề bảo trì (xem Hình 11.7) Chất hỗ trợ xử lý trước bao gồm silica có kích thước lỗ trung bình lớn hơn 150 angstrom va chứa it hơn 10% chất dễ bay hơi Chất hỗ trợ xử lý có thể được đặt trong một hoặc nhiều lò phản ứng có giường có định, được bố trí phía trên enzym trong lò phản ứng, hoặc nó có thể nằm trong hệ thống tiền xử lý có thể bao gồm một hoặc nhiều lò phản ứng Silica có thể là sản phâm thương mại TriSyl® 150IE do Grace Davidson sản xuất Ưu điểm của việc tiết lộ Bunge so với trước đây

Nguyên liệu

vào

Hình 2.3: Sơ đồ quy EIE công nghiệp

nghệ thuật có hai mặt Đầu tiên, quá trình này diễn ra liên tục mà không cần phải dừng quá trình đo thay đôi và thay thế enzyme, ngừng hoạt động của lò phản ứng để sửa chữa cần thiết hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ dòng chảy dé đạt được kết quả giống nhau do thay đôi hoạt động của enzyme trong các giường phản ứng Ưu điểm thứ hai được tiết lộ là khả năng sử dụng nguyên liệu thô RB thay vì nguyên liệu nguyên liệu RBD, do đó giảm yêu cầu xử lý và tạo ra loại dầu có lượng tocopherol và sterol lớn hơn sẽ bị mắt trong quá trình khử mùi lại

DeSmet Ballestra Engineering đã tiết lộ một quy trình enzym để mở rộng hoạt động của enzym băng cách đưa vào hoặc sản xuất tại chỗ xà phòng trong dầu trước khi tiếp xúc với chất xúc tác (Kellens và cộng sự, 2012) Xà

phòng được đưa vào hoặc sản xuất thông qua dung dịch xút loãng để đạt được nồng độ từ 5 đến 200 ppm, sau đó đồng nhất hóa hỗn hợp chất béo và xả phòng, bơm vật liệu qua giường đóng gói lipase và cuối cùng là bước loại bỏ xả phòng khỏi vật liệu được quan tâm

HI.PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHÁT LƯỢNG :

Quá trình este hóa hóa học hiện là phương pháp thay thế chính để sản xuất chất béo nhựa không chứa axit béo chuyển hóa Các phương pháp đánh giá chất lượng dầu bao gồm các kỹ thuật được sử dụng để nghiên cứu thành phần triacylglycerol, ham lượng chat béo ran, dong hoc kết tỉnh, đặc tính nhiệt, tính đa hình, cấu trúc vi mô và tính nhất quán Phân lớn các loại dầu và mỡ tự nhiên có ứng dụng hạn chế ở dạng nguyên chất do thành phần axit béo và triacylglycerol đặc biệt của chúng Do lo ngại gần đây về tác động dinh dưỡng của axit béo chuyên hóa đối với sức khỏe, quá trình este hóa hóa học đã được chứng minh là phương pháp chính để điều chế chất béo dẻo không chứa các hợp chất này Quá trình này cho phép sửa đôi tính chất của chất béo và dầu, mang lại những đóng góp quan trọng cho việc tăng cường và tối ưu hóa việc sử dụng chúng trong các sản phẩm thực phẩm

Ngược lại với quá trình hydro hóa một phần, quá trình este hóa không thúc đây quá trình đồng phân hóa liên kết đôi của axit béo và không ảnh hưởng đến mức độ bão hòa của chúng Các axit béo không bị biến đổi trong quá trình phản ứng este hóa, nhưng xảy ra sự phân phối lại các thành phần này trên các phân tử triacylglycerol Do đó, quá trình này bao gồm sự phá vỡ đồng thời các liên kết este hiện có và hình thành các liên kết mới trên các phân tử glyceride Bằng cách này, quá trình este hóa hóa học Đây ra sự biến đôi trong thành phần triacylglycerol cua chat béo hoặc hỗn hợp chất béo và do đó, trong các đặc tính vật lý của nó ở tat cả các cấp độ cấu trúc Do đó, nghiên cứu ứng dụng chất béo được quan tâm hóa trong bơ thực vật, mỡ cô đặc và các sản phẩm giàu chất béo khác phải dựa chủ yêu vào sự hiểu biết về mối quan hệ giữa các thông số như thành phần triacylglycerol, điểm nóng chảy, hàm lượng chất béo rắn, đặc tính nhiệt và sự kết tỉnh, cầu trúc vi mô, thói quen kết tinh và tính nhất quán

3.1 Độ nóng chảy:

Điểm nóng chảy thường được định nghĩa là nhiệt độ tại đó vật liệu chuyên từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng Tuy nhiên, chất béo tự nhiên hoặc chất béo ngau nhiên không có điểm nóng chảy được xác định rõ ràng như các chất nguyên chất, vì chúng bao gồm các hỗn hợp phức tạp của triacylglycerol trải qua quá trình nâu chảy dần dần theo điểm nóng chảy riêng lẻ cho đến khi chúng trở thành chất lỏng hoàn toàn Vì vậy, chất béo có phạm vi hoặc khoảng

thời gian nóng chảy Tuy nhiên, điểm nóng chảy là một thông số có tầm quan trọng đáng kế đối với việc mô tả đặc tính và sự phát triển của chất béo Do đó, điểm nóng chảy được coI là giá trị đại diện cho nhiệt độ trong phạm vị nóng chảy của mẫu thu được bằng các phương pháp thí nghiệm xác định Sự sắp xếp lại các gốc acyl trên các phân tử triacylglycerol gây ra bởi quá trình este hóa thường làm thay đối điểm nóng chảy của chất béo Tác động chính xác của quá trình este hóa lên đặc tính nóng chảy phụ thuộc cơ bản và nguyên liệu thô ban đầu Sự ngẫu nhiên hoá có thê tăng, giảm hoặc thậm chí về sự hiện diện không ảnh hưởng đến điểm nóng chảy Chất béo được hydro hóa hoàn toàn, với điểm nóng chảy cao, được este hóa bằng dầu lỏng, cho thấy điểm nóng chảy giảm so với nguyên liệu ban đầu do ty I¢ triacylglycerol bao hoa giam

Trong san xuat céng nghiệp các chất béo được este hóa, điểm nóng chảy nói chung là cách thuận tiện nhất để đánh giá điểm cuối của phản ứng Tuy nhiên, cần thiết lập các giới hạn cụ thê đề xác định những thay đối và khả năng

áp dụng thông sô phân tích này trong việc kiểm soát quá trình este hoa Trong một sô trường hợp, như trong quá trình este hoa chất béo có nguồn gốc động vật, có thê không có sự thay đôi về điểm nóng chảy hoặc sự thay đối có thé rat nhỏ nằm trong phạm vi sai số phân tích thông thường Mặc dù việc xác định điểm nóng chảy diễn ra nhanh chóng và có thể lặp lại nhưng nó thường tỏ ra không hiệu quả khi là một phương pháp phân tích riêng biệt đề phát hiện điểm cudi

của quá trình este hóa hóa học

Ưu điểm chính của phần lớn các phương pháp xác định điểm nóng chảy của chất béo là tính đơn giản tương đối của chúng Một loạt các quy trình đã được Hiệp hội Nhà hóa học Dầu mỏ Hoa Kỳ (AOCS§) tiêu chuẩn hóa Các phương pháp khác nhau đáng kế về cách thực hiện phép xác định, ủ mẫu, mức độ tự động hóa, thời gian cần thiết và mức độ nóng chảy Hai phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất được mô tả dưới đây:

Điểm nóng chảy: Phương pháp AOCS Cc 1-25— điểm nóng chảy mao quan (AOCS 2004) Trong phương pháp này, các ông mao dẫn (đường kính trong I mm) có đầu dưới bịt kín được dé day chat béo tan chay đến độ cao 10

mm Quá trình ủ được thực hiện trong I6 giờ ở nhiệt độ từ 4°C đến 10°C Các mao quản được gia nhiệt trong nồi cách thủy có nhiệt độ ban đầu thấp hơn điểm nóng chảy dự kiến của mẫu (từ 8°C đến 10°C), gia nhiệt ở tốc độ 0,5°C/phút cho đến khi chất béo hoàn toàn trong Việc tái tạo kết quả bằng phương pháp này gặp khó khăn do cách giải thích chủ quan

Điểm làm mềm: Phuong phap AOCS Cc 3-25—Diém lam mém (AOCS 2004) Phương pháp này sử dụng các mao quản mở và tuân theo quy trình ủ tương tự như (Phương pháp AOCS Cc 1-25) Các mao quản không được bịt kín

và việc xác định điểm cuỗi tương ứng với sự gia tăng của cột chất béo phản ứng với áp tính khách quan cao hơn liên quan đến phương pháp này là một lợi thế trong việc đạt được khả năng tái tạo kết quả tốt hơn

3.2 Hàm lượng chất béo rắn:

Hàm lượng chất béo rắn (SEC) là thông số biểu thi tỷ lệ rắn/lỏng của chất béo ở các nhiệt độ khác nhau Việc xác định hàm lượng chất rắn của chất béo ở các nhiệt độ khác nhau cho đến khi tan chảy có thê được trình bày đưới dạng biểu đồ Các phương pháp được sử dụng nhiều nhất để xác định đường cong SEFC là: SFC sử dụng kỹ thuật cộng hưởng từ hạt nhân xung (NMR) vả chỉ số chất béo răn (SFI) được xác định bằng phép đo độ giãn nở Cho đến đầu những năm 1970, phép đo độ giãn nở là phương pháp tiêu chuẩn được sử dụng

Nó dựa trên sự giãn nở, nghĩa là sự thay đôi về thể tích do sự tan chảy hoàn toàn của chất béo ở nhiệt độ xác định Tỷ lệ rắn/lỏng thu được bằng NMR được chỉ định là SFC và được biểu thị bằng phần tram, trong do 0% tương ứng với mau hoan toan long va 100% tương ứng với mẫu hoan toan ran Việc xác định SFC bang NMR độ phân giải thấp hiện là một quy trinh được quốc tế chấp nhận và có tầm quan trọng đáng, kế trong ngành công nghiệp dầu mỡ, đã trở thành kỹ thuật tiêu chuẩn thay thế phép đo độ giãn vì nó cho phép thu được kết quả trực tiếp, nhanh chóng NMR là một kỹ thuật quang phố có nhiều ứng dụng trong phân tích cấu trúc và thành phần Nó dựa trên nguyên lý các spin của hạt nhân nguyên tử hydro xếp thắng hàng trong từ trường Những spin xếp hàng nay co thé duoc đưa ra khỏi trạng thái cân bằng (kích thích) bằng một xung điện từ ngắn và sau đó quay trở lại vị trí cân băng của chúng trong một quá trình gọi là hồi phục Hiệu suất (và tốc độ) của các quá trình hồi phục này được xác định bởi tính di động của các phân tử chứa spin hạt nhân Đây là nguyên tắc cơ bản của việc xác định SEC bằng NMR, phụ thuộc vào sự khác biệt lớn

về thời gian của tín hiệu từ pha răn và pha lỏng, vì tín hiệu của pha rắn mờ dần nhanh hơn nhiều so với tín hiệu của pha lỏng Việc xác định SFC không tương ứng với một phương pháp tuyệt đối, nghĩa là không có chất béo tham chiều hoặc vật liệu nào khác có thể được sử dụng làm tiêu chuẩn để cung cấp gia tri SFC đã xác định hoặc đã biết Ngược lại, nó được xác định theo các điều kiện của thiết bị NMR và lịch sử nhiệt độ của mâu trước khi đo Trước khi xác định SFEC, chất béo phải được tiếp xúc với trình tự thời gian/nhiệt độ xác định trước: làm tan chảy hoàn toàn mẫu nhăm mục đích phá hủy mọi dau vét cua tinh thé hoặc chất béo rắn, làm nguội để kết tính hoàn toàn và cuối củng duy trì ở nhiệt

độ mà số đọc sẽ được thực hiện để đạt được trạng thái cân bằng Ngoài ra, có thê sử dụng một giai đoạn bé sung dé duy tri chat béo ở nhiệt độ không chính xác băng nhiệt độ của số đọc nhưng cân thiết để ôn định mẫu Các phương pháp chính thức được sử dụng để xác định SFC mô tả loại xử lý nhiệt (hoặc ủ) cần thiết tùy theo mẫu Những thay đối nhỏ về nhiệt độ va thoi gian sử dụng trong quá trình ủ có thê dẫn đến những thay đôi đáng kế về giá trị SFC

Các phương pháp chính được tiêu chuẩn hóa để xác định SFC bang NMR bao gồm: Phương pháp chính thức AOCS Cd 16-§I—SFC bằng NMR (phương pháp gián tiếp) và Phương pháp chính thức AOCS Cd 16b-93—SEC bang NMR độ phân giải thấp (phương pháp trực tiếp; AOCS 2004) Các phương pháp ISO và IUPAC tương ứng với phương pháp sau này vả cũng là phương pháp tiêu chuẩn của Đức đề phân tích chất béo rắn và các lipid khác - phan CIV-3f (ISO; IUPAC; DGF)