luận văn thạc sĩ nghiên cứu tinh chế dầu cá tra (pangasius hypophthmus)

Trong nghiên cứu này các nhà khoa học dùng phương pháp AOAC để phân tích về hàm lượng ẩm, tro, protein tổng số, lipid, cấu trúc cơ thịt và sơ lược về acid béo của 2 loại cá trên.. Các cô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

-

Lê Phước Đức

NGHIÊN CỨU TINH CHẾ DẦU CÁ TRA (Pangasius hypophthmus)

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Nha Trang- 2007

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

-

Lê Phước Đức

NGHIÊN CỨU TINH CHẾ DẦU CÁ TRA (Pangasius hypophthmus)

Chuyên ngành : Công nghệ sau thu hoạch

Người hướng dẫn khoa học : TS Nguyễn Anh Tuấn

Nha Trang – 2007

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Tác giả

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và trong khi làm luận văn, tôi luôn được sự giúp đỡ rất lớn của khoa Chế biến, Viện công nghệ sinh học - Trường Đại học Nha Trang, Viện nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang, Công ty cổ phần chế biến xuất khẩu thủy sản Nam Việt – An Giang, các thầy cô và các bạn

Tôi xin chân thành biết ơn thầy TS Nguyễn Anh Tuấn đã tận tình hướng

dẫn tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, tôi muốn gửi lời cảm ơn tới tất cả các cơ quan, những người thân và bạn bè luôn động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Nha Trang, tháng năm 2007

HỌC VIÊN THỰC HIỆN

Lê Phước Đức

MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 4

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ 7

MỞ ĐẦU 9

CHƯƠNG 1 15

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 15

1.1 Giới thiệu sơ lược về cá Tra 15

1.2 Tình hình xuất khẩu cá Tra trên thịt trường hiện nay 17

1.3 Tình hình nghiên cứu về cá Tra (Pangasius hypophthalmus) 18

1.3.1 Các công trình nghiên cứu ngoài nước 18

1.3.2 Các công trình nghiên cứu trong nước 19

1.4 Các phương pháp tinh chế dầu thường sử dụng hiện nay 21

1.4.1 Phương pháp để khử các acid béo tự do có trong dầu cá[11] 21

1.4.2 Phương pháp khử màu cho dầu cá[10][11] 21

1.4.3 Phương pháp khử mùi cho dầu cá[10] 23

1.4.4 Phương pháp tách mỡ cứng cho dầu cá 25

1.4.5 Phương pháp hydrogen hóa dầu cá 26

1.5 Các yếu tố đảm bảo chất lượng dầu cá 32

1.6 Khả năng ứng dụng của dầu cá 33

1.6.1 Trong y học 33

1.6.2 Trong công nghệ thực phẩm 34

1.6.3 Trong một số ngành khác 34

CHƯƠNG 2 31

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.1 Đối tượng nghiên cứu 31

2.2 Phương pháp nghiên cứu 31

2.2.1 Phương pháp tổng thể: Sử dụng phương pháp thực nghiệm các thông số được tối ưu bằng phương pháp thăm dò cổ điển 31

2.2.2 Phương pháp phân tích hoá học.[8][7][9] 31

2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 32

2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 32

2.4 Thiết bị và hoá chất sử dụng trong luận văn 40

CHƯƠNG 3 42

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42

3.1 Kết quả phân tích các chỉ tiêu của dầu ban đầu 42

3.2 Kết quả nghiên cứu các nhân tố trong quá trình thủy hóa 43

3.2.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ nước và nhiệt độ lên hiệu quả làm sạch dầu 43

3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ muối lên hiệu quả làm sạch trong quá trình hydrat hóa 49

3.2.3 Ảnh hưởng của thời gian khuấy đảo đến hiệu quả làm sạch trong quá trình thủy hóa 50

3.3 Kết quả nghiên cứu trung hòa acid béo tự do 51

3.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian trung hòa lên hiệu quả làm sạch (nhiệt độ 40±2oC, hệ số kiềm dư α = 1,2) 51

3.3.2 Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian trung hòa đến hiệu quả làm sạch (nhiệt độ 50±2oC, hệ số kiềm dư α = 1,2) 52

3.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian trung hòa đến hiệu quả làm sạch (nhiệt độ 40±2oC, hệ số kiềm dư α = 1,3) 53

3.3.4 Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian trung hòa đến hiệu quả làm sạch (nhiệt độ 50±2oC, hệ số kiềm dư α = 1,3) 54

3.4 Kết quả nghiên cứu chế độ sấy khô dầu 50

3.4.1 Biến đổi hàm lượng nước theo nhiệt độ và thời gian sấy 50

3.4.2 Biến đổi của chỉ số peroxyt theo nhiệt độ và thời gian sấy 51

3.5 Kết quả nghiên cứu tinh chế lạnh 52

3.5.1 Khảo sát nhiệt độ đông đặc và nhiệt độ nóng chảy quan hệ với hàm lượng acid béo bão hòa và không bão hòa 52

3.5.2 Kết quả phân tích thành phần và hàm lượng acid béo trong mẫu thu theo

từng bậc nhiệt độ 53

3.6 Khảo sát chất chống oxy hóa dầu trong bảo quản 56

3.6.1 Biến đổi của chỉ số acid theo chất bảo quản và thời gian bảo quản 56

3.6.2 Biến đổi của chỉ số acid theo chất bảo quản và thời gian bảo quản 57

3.6.3 Biến đổi của chỉ số peroxyt theo chất bảo quản và thời gian bảo quản.58 3.6.4 Biến đổi của chỉ số peroxyt theo chất bảo quản và thời gian bảo quản.59 3.7 Các chỉ số trong dầu sau khi tinh chế 60

3.8 Hiệu suất thu hồi trong quá trình tinh chế 61

tạp nên việc nghiên cứu tinh chế là cần thiết cho các nhà chế biến dầu cá 68 béo không hòa Thu phần dầu trong này, chuyển sang công đoạn đóng chai.68 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 70

1 Kết luận: 70

2 Đề xuất ý kiến 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

Phục lục 01 74

(Các kết quả nghiên cứu trong chương 03) 74

Phục lục 02 80

(Các phương pháp phân tích) 80

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

BHT : Butylated Hydroxy Toluen

BHA : Butylated Hydroxy Acetat

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

1 Bảng 1.1 Thành phần hóa học của một số loài cá da trơn

2 Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của cá Tra

3 Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng của cá Tra

4 Bảng 1.4 Quan hệ giữa hàm lượng acid béo và nồng độ

NaOH

5 Bảng 1.5 Quan hệ giữa nhiệt độ và nồng độ NaOH

6 Bảng 1.6 Bảng lượng dầu thu được ở các nhiệt độ khác nhau

7 Bảng 3.1 Các thông số đánh giá chất lượng dầu ban đầu 69

8 Bảng 3.2 Biến đổi của chỉ số acid theo nhiệt độ và lượng

9 Bảng 3.3 Biểu diễn sự biến đổi chỉ số acid và nồng độ muối 69

10 Bảng 3.4 Biểu diễn sự biến đổi chỉ số acid và thời gian

11 Bảng 3.5 Biểu diễn sự biến đổi chỉ số acid trong quá trình

khử acid béo tự do, 40±2oC, hệ số kiềm dư α = 1,2 70

12 Bảng 3.6 Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian trung

hòa tại nhiệt độ 50±2oC, hệ số kiềm dư α = 1,2 70

13 Bảng 3.7 Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian trung

hòa tại nhiệt độ 40±2oC, hệ số kiềm dư α = 1,3 70

14 Bảng 3.8 Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian trung

hòa tại nhiệt độ 50±2oC, hệ số kiềm dư α = 1,3 70

15 Bảng 3.9 Biến đổi hàm lượng nước trong quá trình sấy 71

16 Bảng 3.10 Biến đổi của chỉ số peroxyt trong quá trình sấy 71

17 Bảng 3 11 Khảo sát phần đặc vả lỏng của dầu trong tinh chế

18 Bảng 3.12 Kết quả phân tích hàm lượng acid béo trong dầu 72

trong quá trình tinh chế lạnh (%w/w)

19 Bảng 3.13 Biến đổi của chỉ số acid theo thời gian bảo quản,

20 Bảng 3.14 Biến đổi của chỉ số acid theo thời gian bảo quản,

21 Bảng 3.15 Biến đổi của chỉ số peroxyt theo thời gian bảo

22 Bảng 3.16 Biến đổi của chỉ số peroxyt theo thời gian bảo

23 Bảng 3.17 Kết quả kiểm Tra các chỉ tiêu dầu sau tinh chế 74

24 Bảng 3.18 Tính hiệu suất thu hồi dầu trong tinh chế lạnh 74

25 Bảng 3.19 Bảng dự tính giá thành trong một đơn vị sản

7 Hình 3.2 Biểu diễn sự biến đổi chỉ số acid và nồng độ muối 26

8 Hình 3.3 Biểu diễn sự biến đổi chỉ số acid và thời gian

9 Hình 3.4 Biểu diễn sự biến đổi chỉ số acid trong quá trình

10 Hình 3.5 Biểu diễn sự biến đổi chỉ số acid trong quá trình

15 Hình 3.10 Hàm lượng acid béo bão hòa và không bão hòa

trong các mẫu tinh chế lạnh

16 Hình 3.11 Biểu diễn sự biến đổi chỉ số acid theo thời gian

17 Hình 3.12 Biểu diễn sự biến đổi chỉ số acid theo thời gian

18 Hình 3.13 Biểu diễn sự biến đổi chỉ số peroxyt theo thời gian

bảo quản có vitamin E 0,01%, BHA 0,01%

19 Hình 3.13 Biểu diễn sự biến đổi chỉ số peroxyt theo thời gian

bảo quản có vitamin E 0,02%, BHA 0,02%

MỞ ĐẦU

Trong những qua, cùng với sự phát triển của đất nước ngành Thuỷ sản đã phát triển vượt bật đáng kể sau 20 năm đổi mới Quá trình phát triển đó gắn liền với sự phát triển khoa học và công nghệ, trên tinh thần đó tôi xin đóng góp phần nhỏ về khoa học và công nghệ bằng việc nghiên cứu luận văn của mình

Hiện nay, cá da trơn chủ yếu là cá Tra đang trên đà xuất khẩu chủ lực của ngành Thuỷ sản, ước tính 10 tháng đầu năm 2007, xuất khẩu cá Tra đạt 312 nghìn tấn với kim ngạch đạt 810 triệu USD, tăng 32,11% về lượng và 34,44% về kim ngạch so với cùng kỳ năm 2006 Dự kiến 2 tháng cuối năm 2007, kim ngạch xuất khẩu cá Tra của Việt Nam có thể đạt được 200 triệu USD để đưa kim

các sản phẩm phi lê đông lạnh hoặc gia công chế biến thô, một ít sản phẩm bán thành phẩm Thống kê chính thức công suất chế biến sản lượng cá Tra và cá Basa trong một ngày là 1.300 tấn cá nguyên liệu Nếu tính lượng mỡ lá chiếm 16% trọng lượng nguyên liệu thì lượng mỡ thu được là 208 tấn ứng với lượng dầu tách ra từ mỡ 10% thì ta thu được 2.080 tấn dầu thô Do đó, việc nghiên cứu tận dụng nguồn phế liệu mỡ và tinh chế dầu cá da trơn là việc cần thiết cho ngành Thuỷ sản

Cho tới nay một số nhà khoa học đã tách dầu từ thực vật, động vật trên cạn, một số dầu được tách từ động vật thuỷ sản nói chung là còn hạn chế Tuy nhiên, cách đây khoảng 10 năm Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản II đã nghiên cứu điều tra tình hình sử dụng phế liệu và bước đầu tận dụng có hiệu quả Nhìn chung, việc sử dụng phế phẩm mỡ lá của cá Tra hầu như chưa có công trình nghiên cứu Đây là vấn đề còn nan giải của ngành thuỷ sản trong giai đoạn hiện tại

Vì vậy, đề tài "Nghiên cứu tinh chế dầu cá Tra (Pangasius

hypophthmus)" góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng dầu cá Tra, làm tăng thu nhập cho doanh nghiệp, nhờ khả năng mở rộng ứng dụng của dầu cá tinh sạch

Mục đích của luận văn

Tìm ra giải pháp tinh chế (làm sạch, nâng cao độ tinh khiết của dầu)

Qua nghiên cứu, luận văn tìm ra giải pháp tách riêng phần mỡ cứng và phần dầu trong giàu acid béo không bão hòa, đặc biệt là acid béo không bão hòa cao độ (DHA, EPA)

Nội dung nghiên cứu

1 Nghiên cứu khảo sát công đoạn thuỷ hoá

2 Nghiên cứu giải pháp làm sạch các hợp chất mang mùi và acid béo tự

do

3 Nghiên cứu tách riêng phần mỡ cứng chứa acid béo bão hòa và phần lỏng giàu acid béo không bão hòa bằng phương pháp điều chỉnh nhiệt độ nhiều nấc

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu của đề tài làm rõ thành phần các chất béo có trong mỡ cá Tra Những số liệu trong luận văn làm cơ sở khoa học để bổ sung vào giáo trình giảng dạy, giúp các nhà nghiên cứu Tra những thông tin khoa học cần thiết

Kết quả của luận văn sẽ áp dụng vào các nhà máy chế biến thuỷ sản Đặc biệt, thành công của đề tài sẽ được áp dụng tại Công ty cổ phần chế biến xuất khẩu thủy sản Nam Việt - An Giang, nhằm nâng cao giá trị và mở rộng phạm vi ứng dụng cho sản phẩm dầu cá

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu sơ lược về cá Tra

Cá Tra thuộc ngành động vật xương sống, lớp cá lưỡng tiêm (Pisces), bộ

cá nheo (Siluriformes), họ cá Tra (Pangasiidae), giống cá Tra (Pangasius), loài

cá Tra (Pangasius hypophthalmus).[2] [4]

Cá Tra (Pangasius hypophthalmus) có thân dài, bề ngang hẹp, mõm ngắn,

bên trong răng cửa chứa độc tố Mắt cá tương đối to, miệng rộng, răng nhỏ mịn,

có hai đôi râu, trong đó râu hàm trên ngắn hơn ½ chiều dài đầu gọi là râu mép Râu hàm dưới ngắn hơn ¼ chiều dài đầu, gọi là râu cằm Khi cá còn nhỏ (<10cm) thì râu dài hơn chiều dài đầu, khi lớn thì râu ngắn dần Vây lưng, vây ngực của cá có ngạnh cứng, vây bụng tương đối dài Về màu sắc trên da, khi còn nhỏ có màu xanh lục, khi lớn thân có màu tro xám, lưng xanh xám, đầu có màu hơi đen hơi thẫm, bụng cá có màu trắng bạc, gốc vây bụng và vây hậu môn có màu vàng nhạt, đuôi màu đỏ hung [3]

Hình 1.1 Hình ảnh trạng thái bên ngoài của cá Tra (Pangasius

hypophthalmus)

Mỡ lá nằm hai bên phía dưới ngực cá, có màu vàng nâu, trọng lượng của

mỡ tỷ lệ thuận với trọng lượng của cá theo thời gian nuôi Tức cá càng lớn thì

mỡ lá càng nhiều hay gọi là mỡ bụng càng nhiều

Hình 1.2 Hình ảnh mỡ lá trong cá Tra

Thành phần hóa học của thịt cá Tra gồm có: Nước, protein, lipid, glucid, khoáng chất, vitamin, enzyme và một số hormon Cũng giống như các loài thủy sản khác, thành phần hóa học khác nhau về giống loài, trong cùng một loài nhưng sống ở môi trường nước khác nhau thì thành phần hóa học cũng khác nhau Thành phần hóa học của cá Tra còn phụ thuộc vào trạng thái sinh lý, mùa

vụ, nguồn thức ăn, thời tiết khí hậu Thành phần hóa học làm ảnh hưởng rất lớn đến giá trị cảm quan và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.[1][3]

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của một số loài cá da trơn.[1]

Thành phần hóa học tính trên 100 gam

sản phẩm ăn được (%) Loài cá

Người ta còn tính thành phần dinh dưỡng của cá Tra và cá basa theo năng lượng calo trên 100 gam sản phẩm ăn được, cụ thể như sau:

Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của cá Tra.[2]

Thành phần dinh dưỡng trên 100 gam sản phẩm ăn được

Calo Calo từ chất

béo

Chất béo bão hòa

Cholesterol Natri

124.52 calo 30.48 1.64 g 0.0252 g 0.0706 g

Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng của cá Tra.[2]

Thành phần dinh dưỡng trên 100 gam sản phẩm ăn được

Calo Calo từ chất

béo

Chất béo bão hòa

Cholesterol Natri

1.2 Tình hình xuất khẩu cá Tra trên thịt trường hiện nay

Bộ Thủy sản cũng khuyến cáo, Cục Quản lý chất lượng an toàn vệ sinh thú y Thuỷ sản, các doanh nghiệp, ngư dân trong quá trình nuôi trồng thuỷ sản, phải hướng đến việc nuôi sạch, loại bỏ càng nhiều càng tốt các hoá chất có hại cho sức khoẻ của người tiêu dùng và tránh ảnh hưởng đến xuất khẩu

Ngày 23/8, Hiệp hội Chế biến và xuất khẩu thuỷ sản Việt Nam (VASEP) phát đi thông cáo cho rằng, việc chính quyền một số bang miền Nam của Mỹ ra lệnh tạm ngưng tiêu thụ cá basa của Việt Nam do phát hiện dư chất kháng sinh fluoroquinolones đã tạo dư luận bất lợi cho thuỷ sản Việt Nam VASEP đề nghị,

vì lợi ích của người tiêu dùng và các nhà kinh doanh thủy sản ở Mỹ và Việt Nam, chính quyền các bang miền Nam nước Mỹ nên xem xét lại lệnh tạm ngừng tiêu thụ cá basa Việt Nam Đồng thời, FDA hãy thực hiện nhất quán chính sách không phân biệt đối xử giữa các doanh nghiệp và các nước [29]

VASEP một lần nữa khẳng định, việc có một số lô hàng bị phát hiện nhiễm fluoroquinolones chỉ là trường hợp cá biệt, không nên lấy những trường hợp này để quy kết cho toàn bộ hàng thuỷ sản Việt Nam VASEP cho rằng,

chính quyền các bang ở miền Nam nước Mỹ đã đối xử không công bằng với thuỷ sản Việt Nam [28][29]

Trên thực tế, cá Tra, Basa Việt Nam đã vượt qua nhiều cuộc kiểm tra của các nước nhập khẩu có tiếng là khắt khe như châu Âu, Nhật Bản và ngày càng được nhiều người tiêu dùng nhiều quốc gia ưa chuộng [30]

1.3 Tình hình nghiên cứu về cá Tra (Pangasius hypophthalmus)

1.3.1 Các công trình nghiên cứu ngoài nước

Yaichiroshima và cộng tác viên (1964), Cukin F và Morris (1970), Hayashchi và Takachi (1977), Cowey(1977) và Sargent (1979), Sinclair et al (1992), Ustun G et al (1996), Rueda F.M (1997) đã có những công trình nghiên cứu về chất béo chủ yếu ở cơ thịt, gan và một số thành phần khác cho thấy các acid béo có giá trị 20:5 ω3 và 22:6 ω3 là các acid béo chủ yếu ở cá biển.[20][26]

Ackman (1964 - 1974), Mitsu Kayama (1964), Sergey I Drokin (1993) đã nghiên cứu thành phần acid béo của nội quan và cơ thể cá cho thấy acid béo C22 không no ở đầu nội quan thấp hơn ở cơ thể.[24][25][30]

Nevelzel (1985) và cộng sự nghiên cứu về thành acid béo của cá theo sự phân bố trong môi trường sống Kết quả cho biết cá sống ngoài khơi ở vùng sâu

có acid béo oleic ưu thế hơn cá sống ở đáy.[19][15]

Yaichiroshima và Hisako Taguchi (1964), tiến hành nghiên cứu về mỡ cá

tự nhiên loài Placoglossus altivelis, các acid béo 10:0, 16:1, 18:4 chiếm tỷ lệ rất cao trong khi ở cá nuôi các acid béo chiếm ưu thế là 16:0, 18:1 và 18:2.[22]

A.PAL, D.L.Marshall, và L.S.Andrews đã nghiên cứu so sánh chất lượng các chất dinh dưỡng của cá basa fillet Việt Nam và catfish nuôi của Mỹ Trong nghiên cứu này các nhà khoa học dùng phương pháp AOAC để phân tích về hàm lượng ẩm, tro, protein tổng số, lipid, cấu trúc cơ thịt và sơ lược về acid béo của 2 loại cá trên Kết quả nghiên cứu cho thấy thành phần của hai loại cá đều có

cơ thịt lỏng lẻo và acid béo omega-3 Hàm lượng acid béo no và acid béo không

no trong cá catfish lớn hơn cá basa Việt Nam Nhưng DHA trong cá basa có

khoảng 1.3mg/100g trong khi ở catfish thì không đều đặn lắm Nhìn chung, chất dinh dưỡng trong hai loại cá trên tương đương nhau.[21][22][23]

Santiago P.Aubourg có nghiên cứu về sự thiệt hại lipid trong thời gian trữ đông của cá fillet Cá được cấp đông ở - 400C và bảo quản ở - 300C và -100C trong 1 năm Kết quả cho thấy bảo quản ở -300C hầu hết sự thay đổi lipid thấp Tuy nhiên, sự tổn thất của nhiều acid béo tự do tăng khi bảo quản ở -

100C.[33][34][35]

Kristin Hamre, Oyvind Lie và Kjartan Sandnes nghiên cứu về thành phần các chất dinh dưỡng, sự biến đổi oxi hoá lipid và màu sắc của fillet cá Trích Nauy theo mùa vụ Cá Trích fillet được cấp đông và bảo quản ở nhiệt độ -300C Kết quả cho thấy, theo mùa vụ hàm lượng lipid và chất khô tăng Đồng thời có

sự tương quan giữa oxi hoá lipid và sự thay đổi màu của cá Trích fillet.[33][13][14]

L.S.Sant'Ana và J.Mancini - Filho nghiên cứu về tác dụng của chất chống oxi hoá lên thành phần acid béo của cá fillet Kết quả cho thấy, dùng chất chống oxi hoá làm biến đổi thành phần acid béo của fillet Các chất chống oxi hoá dùng trong thí nghiệm này là a-tocopheryl axetate, rosemary exTract (Herbalox)

và tocopheryl cho hiệu quả tốt nhất.[26]

Manuel Pazos, Jose Manuel Gallardo, Josep Lluis Torres và Isabel Medina đã nghiên cứu về tác dụng của nhóm polyphosphate trong việc ức chế sự oxi hóa lipid Trong nghiên cứu này các nhà khoa học đã thí nghiệm trên các mẫu dầu cá, nhũ tương dầu và nước cùng với loại cá có nhiều chất béo như cá thu trong thời gian trữ đông Kết quả của thí nghiệm này cho thấy nhóm polyphosphate có tác dụng rất tốt trên các mẫu khác nhau, đặc biệt là trên cơ thịt cá.[35]

1.3.2 Các công trình nghiên cứu trong nước

Nguyễn Văn Thoa và cộng tác viên nghiên cứu tỉ lệ khối lượng và thành phần hóa học của cá basa Đối với cá có khối lượng đạt từ 1.1 - 1.7 kg có tỉ lệ khối lượng (%) của đầu 15 - 17%, vây vẩy 2.1 - 3%, xương 16 - 17.5%, nội tạng

3.5 - 4%, fillet bỏ da là 23 - 25%, mỡ lá 16 - 20% Thành phần hoá học của cá basa fillet (có trọng lượng >125g/miếng) hàm ẩm 71.3%, protein 17.6%, lipit 11.03%, tro 1.1% những số liệu trên cho thấy cá basa tuy có thành phần thịt fillet không cao nhưng có hàm lượng lipit rất cao.[1]

Năm 2001, Nguyễn Văn Thoa, Bạch Thị Huỳnh Mai, Nguyễn Thanh Tuyền, Lê Thiết Quyến đã nghiên cứu công nghệ xử lý mỡ cá basa dùng làm mỡ thực phẩm Trong nghiên cứu này các nhà khoa học kết luận: Mỡ cá basa có thành phần acid béo tương tự mỡ heo Đặc biệt, mỡ cá basa có acid docosahexaenoic (22:6n-) chiếm 0.23% là một acid béo không thay thế quan trọng đối với thành phần dinh dưỡng của con người mà mỡ heo không có Ngoài

ra, trong mỡ cá basa còn có acid linoleic (18:2-6) có hàm lượng cao hơn so với

mỡ heo (khoảng 11.6 - 14.5% so với 4.4 - 9.4%) Thành phần acid béo của mỡ

cá basa gồm: acid myristic (C14:0) chiếm 1.0 - 1.3%, acid palmitic (C16:0) có

22 - 25%, acid stearic (C18:0) chiếm 6.9 - 7%, acid oleic (C18:1) khoảng 46.9 - 50%, acid linoleic (C18:2) thường chiếm 11.6 - 14.5%, acid docosahexaenoic (C22:6) chiếm rất ít khoảng 0.23%.[2]

Hoàng Đức Như (2001) đã nghiên cứu về một số nguyên liệu và sản phẩm

có liên quan đến chất béo đặc biệt là DHA Trong nghiên cứu này tác giả có trình bày về thành phần acid béo trong mỡ cá basa Việt Nam và chất lượng mỡ

cá basa sau khi tinh luyện thành dầu thực phẩm.[1]

L.T.Men, V.C.Thanh, Y.Hirata và S.Yamasaki, Trường Đại học Cần Thơ

có nghiên cứu về phân loại và đánh giá giá trị dinh dưỡng của cá Tra (pangasius hypophthalmus) và cá basa (pangasius bocourti) ở sông Mekong, Việt Nam Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học có nêu lên sự khác nhau về thành phần các chất dinh dưỡng giữa cá Tra nuôi trong ao (Tra-p), cá Tra nuôi bè (Tra-c) và

cá Basa Phần lớn hàm lượng chất khô, các chất chiết khác và protein tổng số ở

cá Tra cao hơn đặc biệt ở cá Tra-c Các acid amin cần thiết đặc biệt là lysine cao nhất ở cá Tra-p và thấp nhất ở cá Basa Ngược lại, các acid béo tập trung nhiều ở dầu cá Basa.[3]

Qua các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước của các tác giả như trên, chúng ta thấy được các nhà khoa học đã nghiên cứu nhiều về thành phần sinh hóa của cá Tra Đáng chú ý, các nhà khoa học tìm thấy trong mỡ cá da trơn chứa nhiều acid béo không no Từ đó, chúng ta tiếp tục kế thừa và tập trung nghiên cứu tiếp về dầu cá Tra nhằm nâng cao giá trị và mở rộng phạm vi ứng dụng cho sản phẩm dầu cá Tra trong thời gian tới

1.4 Các phương pháp tinh chế dầu thường sử dụng hiện nay

Phương pháp tinh chế dầu cá, dầu cá thô chứa các thành phần hỗn tạp, tính chất chưa đạt tiêu chuẩn về chất lượng cao trong ứng dụng chế biến thực phẩm Do vậy, dầu thô này cần qua một quá trình tinh chế tương ứng với yêu cầu của dầu thành phẩm sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau

Mục đích của quá trình tinh chế này là làm sạch tất cả các hợp chất có trong dầu thô như acid béo tự do, các protein, các acid amin, các loại đường, sắc

tố, nước… Để đảm bảo chất lượng sản phẩm và kéo dài thời gian bảo quản Tinh chế tốt dầu cá là một trong những biện pháp bảo quản tốt dầu cá

Nội dung trong quá trình tinh chế là khử acid béo tự do để khử màu, khử mùi, tách mỡ cứng trong dầu cá để thu được phần dầu trong đạt tiêu chuẩn tinh chế

1.4.1 Phương pháp để khử các acid béo tự do có trong dầu cá[11]:

Hiện nay, có nhiều phương pháp đang được áp dụng để khử các acid béo, cụ thể như sau:

Phương pháp chưng cất

Nguyên lý: Sử dụng nhiệt độ cao và áp suất chân không để chưng cất

chuyển acid béo tự do về dạng hơi thoát ra khỏi dầu cá Nhờ vậy, dầu sẽ sạch acid béo tự do và khi ngưng tụ được acid béo tự do để tận dụng vào việc khác

Ưu điểm: Phương pháp cho hiệu quả khử acid béo khá tốt

Nhược điểm: Đòi hỏi thiết bị có áp suất chân không khó chế tạo

Phương pháp este hóa

Nguyên lý: Áp dụng phản ứng của Fisher là rượu tác dụng với acid có khả

năng tạo ra este và nước Sau đó dùng phương pháp chưng cất để đuổi este ra khỏi dầu để thu dầu sạch, phần este đem đi tận dụng

RCOOH + C2H5OH → C2H5OCOR + H2O

Ưu điểm: Phương pháp đơn giản, dễ thực hiện

Nhược điểm: Hiệu quả khử acid béo không triệt để

Phương pháp chiết

Nguyên lý: Dùng hai loại dung môi không hoà tan vào nhau, một loại hoà

tan dầu, một loại hòa tan acid béo tự do để trích ly acid béo ra khỏi dầu, rồi chưng đuổi dung môi thu dầu sạch và acid béo tự do Phương pháp này cho hiệu quả khử acid béo cao nhưng tốn kém nên ít được áp dụng

Phương pháp Trao đổi Ion

Nguyên lý: Dựa trên tính chất, acid béo phân ly trong nước để dùng cột

trao đổi ion để tách acid béo khỏi dầu Phương trình phân ly như sau:

Ưu điểm: Phương pháp dễ thực hiện

Nhược điểm: Phương pháp này khử acid béo không sạch vì acid béo có

tính điện ly kém nên mức độ sạch chỉ đạt 50 - 70%

Phương pháp trung hoà

Nguyên lý: Dựa vào phản ứng acid tác dụng với bazơ sẽ tạo muối và nước

để trung hoà acid béo tự do có trong dầu cá

Người ta có thể sử dụng tất cả các chất có tính kiềm để trung hoà acid béo

tự do trong dầu cá như: NaOH, CaO, KOH, Na2CO3… nên thực tế tuỳ loại kiềm

và mức độ khử acid béo cần thiết mà ta chọn loại kiềm thích hợp

Nếu dùng với CaO

Vôi được pha trong nước để lắng 3 - 4 ngày lấy vôi trong để trung hoà theo các phương trình sau:

CaO + 2H2O = Ca(OH)2

Ca(OH )2 + 2RCOOH →→ (RCOO)2Ca + 2H2O RCOOH ROOC- + H+

Xà phòng canxi sẽ được tách ra khỏi dầu cá

Ưu điểm: Rẻ, ít tổn thất vitamin A và dầu trung tính

Nhược điểm: Khó rửa dầu sau trung hòa, hiệu suất của acid thấp, mức độ

khử màu kém

Nếu dùng Na 2 CO 3

Dựa vào phản ứng:

RCOOH + Na2CO3 → RCOONa + H2O + CO2

Để khử acid béo tự do trong dầu

Ưu điểm: Ít tổn thất vitamin và dầu trung tính, thích hợp với dầu có chỉ số

acid nhỏ

Nhược điểm: Khó tách xà phòng ra khỏi dầu vì CO2 sinh ra trong phản ứng sẽ đẩy xà phòng nổi lên trên, tẩy màu kém

Nếu dùng KOH, NaOH

Dựa vào phản ứng sau:

RCOOH + NaOH →→ RCOONa + H2O

Ưu điểm: Tốc độ xà phòng hóa mạnh, tách acid béo triệt để, năng suất

cao, tẩy màu tốt

Nhược điểm: Gây tổn thất nhiều dầu trung tính và vitamin A nếu không

khống chế tốt nồng độ, lượng NaOH cũng như nhiệt độ, thời gian và chế độ khuấy đảo

Để nâng cao hiệu suất và hiệu quả trung hòa, cần phải giải quyết tốt một

số vấn đề sau:

Lượng NaOH cần dùng phải đủ để trung hoà toàn bộ acid béo tự do và bù cho phản ứng phụ là phản ứng thuỷ phân và xà phòng hoá dầu trung tính hoặc với một số tạp chất khác như: acid amin, tinh bột, đường lẫn vào trong dầu

Lượng này được tính theo công thức sau:

40 10056,1

x: lượng NaOH cần dùng M: lượng dầu cần khử acid béo tự do

xa: chỉ số acid của dầu 40/56,1: hệ số chuyển từ KOH sang NaOH α: hệ số kiềm dư

Hệ số kiềm dư phụ thuộc vào chỉ số acid của dầu Nếu dầu có chỉ số acid càng cao thì hệ số kiềm dư α càng lớn Thông thường α = 1 ÷ 2

Trong khi đó, nồng độ NaOH cao thì tốc độ phản ứng càng nhanh, phản ứng xảy ra triệt để hơn nhưng tổn thất dầu trung tính và vitamin A, nhóm vitamin tan trong dầu là lớn Ngược lại, nồng độ NaOH thấp thì tốc độ phản ứng chậm, thời gian kéo dài, các phản ứng phụ có thời gian để xảy ra nhiều hơn, điều này cũng gây tổn thất dầu trung tính và các vitamin Do đó, nồng độ NaOH thích hợp phụ thuộc vào chỉ số acid của dầu (bảng 1.4)

Bảng 1.4 Quan hệ giữa hàm lượng acid béo và nồng độ NaOH[10]

TT Hàm lượng acid béo (%) Nồng độ NaOH (%) Ghi chú

Bảng 1.5 Quan hệ giữa nhiệt độ và nồng độ NaOH[10]

Nhiệt độ (15oC) Nồng độ NaOH (%) Nhiệt độ (15oC) Nồng độ NaOH (%)

600C

Chế độ khuấy đảo: Đây là giai đoạn cũng rất quan trọng nếu khuấy đảo

không tốt dầu cá phân thành hai lớp, một lớp là dung dịch NaOH chìm xuống dưới, lớp còn lại là dầu cá nổi lên trên Mặt khác, khi khuấy đảo tốt, kiềm phân tán đều trong khối dầu tiếp xúc tốt với acid béo tự do, phản ứng trung hòa xảy ra nhanh và triệt để; tuy nhiên cũng có tác dụng giúp quá trình thủy phân và xà phòng hóa dầu trung tính làm tổn thất lượng dầu trung tính Thực tế cho thấy nếu ta càng rút ngắn được thời gian trung hòa thì càng ít ảnh hưởng đến chất lượng dầu mà hiệu suất thu dầu cũng cao hơn Theo phương pháp liên tục tức là

sử dụng máy trộn siêu tốc để thực hiện phản ứng thủy phân thì tiếp xúc giữa kiềm với dầu cực tốt, thời gian chỉ từ 30 giây đến 1 phút Lượng dầu trung tính tổn thất nhỏ hơn 30% so với chế độ khuấy đảo thông thường

1.4.2 Phương pháp khử màu cho dầu cá[10][11]

Màu của dầu cá hình thành do nhiều nguyên nhân:

- Thứ nhất: Thường do màu của các thành phần của dầu cá như: Vitamin

A, caroten, sắc tố, chúng có hàm lượng càng cao thì màu càng đậm

- Thứ hai: Do sắc tố của nguyên liệu lẫn vào dầu như: Caroten, Astaxanthin, melanin

- Thứ ba: Do các phản ứng phân hủy tạo thành lẫn vào dầu: Protein, acid amin bị phân hủy tạo thành các sản phẩm phân hủy có màu và mùi xấu

- Thứ tư: Do sản phẩm oxy hóa lipid lẫn vào dầu và các sản phẩm này cũng gây màu và mùi xấu

Nhìn chung, màu của dầu ảnh hưởng lớn đến chất lượng cảm quan của dầu, nó phản ánh được mức độ hư hỏng của dầu vì vậy ta cần khử màu cho dầu

cá

1.4.2.1 Phương pháp hóa học để khử màu cho dầu cá[10]

Nguyên lý: Dùng các chất hóa học có tính oxy hóa hoặc khử để làm biến

đổi cấu trúc các chất mang màu làm mất màu hoặc giảm màu cho sản phẩm

Các chất thường dùng là:

Nhóm chất oxy hóa: H2O2, Ca(ClO)2, NaClO, KMnO4

Nhóm chất khử: H2, Na2S2O2, Na2SO3, SO2, (COOH)2

Ưu điểm: Khả năng khử màu rất cao

Nhược điểm: Gây phản ứng oxy hóa và khử với cả dầu trung tính, vitamin

A, D làm thay đổi các tố chất của dầu, mất hoạt tính vitamin Do đó, phương pháp này ít được sử dụng ngoại trừ phương pháp dùng hydrogen để khử

1.4.2.2 Phương pháp hóa lý để khử màu cho dầu cá [10]

Đây là phương pháp sử dụng các chất có hoạt tính bề mặt để hấp thụ màu cho dầu cá

Nguyên lý: Sử dụng các chất có hoạt tính bề mặt có khả năng hấp thụ các

hợp chất mang màu để làm sạch màu cho dầu cá

Yêu cầu của chất hấp phụ:

- Sau khi hấp phụ dễ dàng tách ra bằng phương pháp lọc

- Nguồn cung cấp rẻ, dễ kiếm

Thực tế chưa có chất hấp thụ nào đạt được tất cả các yêu cầu trên mà tùy từng trường hợp cụ thể mà ta sử dụng chất hấp phụ nào cho hợp lý

Các chất hấp phụ có cấu trúc rỗng, hạt mịn tuy nhiên cần chú ý đến kích thước hạt của chúng, không quá nhỏ tránh khó lọc ở giai đoạn sau

Người ta thường sử dụng các chất hấp phụ sau: Than hoạt tính, than xương, đất sét trắng, vôi núi lửa, màng lọc hấp phụ… Trong đó than hoạt tính là

chất có khả năng khử màu rất cao, tỷ lệ hút dầu tương đối thấp, cho nên được sử dụng rộng rãi hơn cả

Than hoạt tính có cấu trúc rỗng ở trong và bên ngoài hạt than Các chất bị hấp phụ sẽ bám vào bề mặt và bên trong những chỗ rỗng đó đến khi đạt trạng thái cân bằng Nguyên liệu để làm than hoạt tính là các chất có chứa cacbon như: anthacid, tan bùn, xương động vật… Tính chất của than phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu và điều kiện hoạt hóa Than hoạt tính có thể dùng ở dạng bột có kích thước từ 1 ÷ 7µm Bề mặt hoạt động được biểu diễn bằng m2/g, một gam than hoạt tính có thể đạt 600 ÷ 1700 m2

Phương trình hấp thụ Langnuar:

c b

c a

Từ phương trình trên ta thấy để khử màu triệt để giá trị c tiến đến 0, nghĩa

là m phải tiến đến vô cùng, tức là tổn thất nhiều dầu do chất hấp phụ mang dầu Như vậy, ta phải chấp nhận mức khử màu lớn hơn 85% là đạt yêu cầu

1.4.3 Phương pháp khử mùi cho dầu cá[10]

Mùi của dầu cá cũng có nhiều nguyên nhân

- Thứ nhất: Do mùi tự nhiên của dầu cá mùi tanh của acid béo tiêu biểu là acid Clupadonic có trong dầu cá Mùi tanh này mất đi khi chất này bị tụ hợp phân tử

- Thứ hai: Do mùi tanh của nguyên liệu lẫn vào dầu như: NH3, TMA, DMA

- Thứ ba: Do các sản phẩm của phản ứng phân hủy tạo thành lẫn vào dầu như: Protein, acid amin dưới điều kiện hoạt động của vi sinh vật tạo thành các sản phẩm phân hủy như: NH3, H2S, Indol, Skatol, các hợp chất mecaptan thối tanh

- Thứ tư: Do sản phẩm oxy hóa lipid lẫn vào dầu và các sản phẩm này cũng gây màu và mùi xấu

Chính mùi tanh hôi này mà dầu cá chỉ được sử dụng hạn chế Vì vậy, công đoạn khử mùi cho dầu cá là công đoạn cần thiết

Chú ý, nguyên tắc chung của công đoạn khử mùi cho dầu cá Người ta sử dụng nhiệt độ cao, áp suất chân không kết hợp với các tác nhân lôi cuốn để chưng cất đuổi các hợp chất mang mùi ra khỏi dầu cá đồng thời tìm cách gây tụ hợp phân tử acid Clupadonic, nhờ đó mà khử được mùi tanh cho dầu cá

Phương pháp chưng cất lôi cuốn bằng hơi nước:

Nguyên lý của phương pháp là sử dụng hơi nước nóng quá nhiệt ở 3000C Đầu tiên nâng nhiệt của dầu lên 1000C rồi sục hơi quá nhiệt vào để đẩy chất mang mùi ra khỏi dầu và gây tụ hợp phân tử acid Clupadonic, làm mất mùi dầu Quá trình dừng lại khi nhiệt độ của hệ đạt 1500C

Đây là phương pháp đơn giản, dễ làm hơn các phương pháp khác

Phương pháp Pergiuc (chưng cất lôi cuốn bằng khí trơ):

- Nguyên lý: Sử dụng nhiệt độ cao 250 ÷ 3000C kết hợp áp suất chân không, sau đó sục khí trơ như: N2, H2, He, Ar… làm chất lôi cuốn kéo chất mang mùi ra khỏi dầu Đồng thời acid Clupadonic bị tụ hợp phân tử làm mất màu dầu

- Ưu điểm: Phương pháp khử mùi rất hiệu quả

- Nhược điểm: Thiết bị phức tạp cần có các loại khí trơ

Phương pháp Xallfelt (phương pháp chưng cất bằng acid béo và

SO 2 ):

- Nguyên lý: Người ta cho thêm một lượng acid béo tự do vào dầu cần

khử mùi Sau đó tiến hành chưng cất chân không ở nhiệt độ t = 1500C Lúc này

acid béo tự do bay hơi khá mạnh cuốn theo các chất mang mùi, tinh dầu Essential cũng bay hơi Thời gian chưng cất là 30 phút Để phương pháp đạt hiệu quả cao, có thể bổ sung một số chất có tác dụng thúc đẩy acid béo bay hơi, chẳng hạn sục SO2 vào để đẩy nhanh sự bay hơi của acid béo

- Ưu điểm: Phương pháp khử mùi rất hiệu quả và khử được màu

- Nhược điểm: Phương pháp đòi hỏi thiết bị khá phức tạp, SO2 gây độc

Phương pháp chưng cất lôi cuốn bằng H 2 CO 3 :

Nguyên lý: Cho dầu đã xử lý vào thiết bị chân không, bổ sung H2CO3 và nâng nhiệt độ lên tới 1500C Khi đó H2CO3 phân ly tạo thành CO2 và H2O hóa hơi mãnh liệt và lôi cuốn các phân tử mang mùi bay ra như: Acid béo, tinh dầu Esential, NH3, TAM… đồng thời acid Clupadonic bị tụ hợp phân tử

Ngoài ra ta có thể sử dụng các phương pháp khác như: Chưng phân

tử với nhiệt độ 100 - 1700C, áp suất chân không Pck = 10-3 ÷ 10-4 để lôi cuốn các hợp chất mang mùi hoặc sử dụng các chất hóa học như: KMnO4, acid Axetic,

H2SO4… để khử mùi cho dầu cá Tuy nhiên, các chất này sẽ gây ra phản ứng phụ cho dầu cá

1.4.4 Phương pháp tách mỡ cứng cho dầu cá

Khi hạ thấp nhiệt độ dầu cá sẽ tách thành hai lớp: Phần lỏng và phần đặc Phần đặc chính là phần mỡ cứng chứa nhiều Glyxerit có nhiệt độ đông đặc cao Trong phân tử mỡ cứng chứa nhiều acid béo no Stearic nên mỡ cứng được gọi là Stearin

Tùy vào mục đích sử dụng mà tách mỡ cứng ở chế độ làm lạnh khác nhau

Chẳng hạn dầu cá y học và dầu cá thực phẩm thì không nên làm lạnh quá

và chỉ cần tách Stearin có mức độ, còn dầu cá dùng để bôi trơn, làm sơn mỹ nghệ, cần phải tách Stearin và làm lạnh triệt để vì mỡ cứng ảnh hưởng rất lớn đến độ khô của sơn và ảnh hưởng tới quá trình bôi trơn

Ví dụ: Dầu bôi trơn máy lạnh phải khử triệt để mọi thứ, nhiệt độ đông đặc

phải nhỏ hơn -600C

Cơ sở lý luận của phương pháp tách mỡ cứng là:

- Dựa vào điểm đông đặc, điểm băng của các phân tử Triglyxerit để chọn nhiệt độ tinh chế

- Các phân tử Triglyxerit chứa nhiều acid béo không bão hòa hoặc mạch cacbon càng dài thì nhiệt độ đông đặc càng cao và nó sẽ hóa rắn ở cả nhiệt độ bình thường

- Nếu dầu chứa nhiều acid béo không no với số nối đôi càng nhiều và mạch cacbon càng ngắn thì nhiệt độ đông đặc càng thấp

Người ta dựa vào tỷ lệ mỡ cứng, dầu trong thu được theo nhiệt độ khác nhau để lựa chọn chế độ tinh chế

Bảng 1.6 Bảng lượng dầu thu được ở các nhiệt độ khác nhau.[1]

TT Nhiệt độ (0C) Lượng dầu trong thu được (%) Ghi chú

1.4.5 Phương pháp hydrogen hóa dầu cá

Trong thực tế có nhiều trường hợp cần chế biến dầu cá thành các sản phẩm khác nhau Chẳng hạn, chế biến thành Margarin, cần tiến hành hydrogen hóa dầu cá

Hydrogen hóa dầu cá là làm no hóa các nối đôi từ đó làm thay đổi các tính chất của dầu cá để mở rộng phạm vi ứng dụng của dầu cá đồng thời làm tăng được khả năng bảo quản của dầu cá

Nguyên tắc chung của việc hydrogen hóa dầu cá là: Dùng phản ứng hydrogen có xúc tác thích hợp làm no hóa các nối đôi trong phân tử Triglyxerit Khi đó dầu sẽ xuất hiện các tính chất mới mà trước đó không có và chuyển từ dạng lỏng sang dạng đặc

1.5 Các yếu tố đảm bảo chất lượng dầu cá

Khả năng dinh dưỡng cao và không chứa độc tố, chất béo chứa một số triglyxerit chưa no cấu tạo bởi các acid béo cần thiết có nhiều nối đôi, rất cần thiết cho sự phát triển của cơ thể Tuy nhiên, hệ số tiêu hóa cũng phải khá cao mới đảm bảo khả năng dinh dưỡng

Lý do quan trọng quyết định sự hấp thu dầu mỡ là nhiệt độ nóng chảy, Nếu nhiệt độ nóng chảy lớn hơn 500C sẽ giảm khả năng hấp thu

Dầu mỡ không chứa acid béo tự do, lượng acid béo tự do cho phép đối với dầu mỡ chiên xào khoảng 0,5% là tối đa và thấp hơn nữa cho dầu trộn xà lách

Dầu thô nói chung thường chứa nhiều acid béo tự do, nhiều hay ít tùy thuộc loại nguyên liệu, phương thức khai thác và chế độ bảo quản Nguyên nhân chủ yếu là sự thủy phân của triglyxerit dưới tác dụng của men lipaza giải phóng acid béo tự do

Dầu mỡ không màu hoặc có màu vàng nhạt, trong suốt, không có mùi khó chịu và ít tạp chất

Các màu sẫm của dầu thô là do cá, sắc tố caroten, xanthophil… có mặt trong dầu Trong công nghiệp thực phẩm, dầu mỡ phải được loại trừ hoàn toàn các chất màu và một số hợp chất không có lợi

Trong dầu mỡ nguyên chất không có mùi, trừ một số loại có sẵn trong dầu Mùi sinh ra là do sự thủy phân, oxy hóa trong quá trình chế biến và tồn trữ Những chất này phần lớn là các hydrocacbon và một số dẫn xuất có chứa oxy

khác Do đó, cần phải loại trừ mùi và tìm biện pháp có hiệu quả để phòng trừ sự trở mùi của dầu cá

Dầu sau tinh chế phải bảo quản được lâu, không bị ôi hóa, không trở mùi Dầu trở mùi có mùi tanh của cá, các acid béo không no, đặc biệt là acid béo có nhiều nối đôi được xem là nguyên nhân quan trọng của sự trở mùi dầu đã tinh chế Sự trở mùi này đã thấy xuất hiện dù chỉ số peroxit còn thấp, mùi hôi do

sự oxy hóa dầu mỡ ứng với chỉ số peroxit cao hơn nhiều Như vậy, sự trở mùi của dầu đã xuất hiện ngay từ lúc đầu của phản ứng oxy hóa

Những loại dầu mỡ chứa nhiều acid béo không no rất dễ bị oxy hóa Dầu chứa nhiều acid béo no có ưu điểm là dễ bảo quản, ít biến đổi nhưng hệ số đồng hóa thấp Để đạt được những tiêu chuẩn cần có trong dầu ăn, cần phải tinh luyện bằng những phương pháp thích hợp

Đối với dầu cá y học, mọi yêu cầu đều khắt khe hơn so với dầu cá dùng cho thực phẩm Hầu hết dầu cá y học cần đảm bảo hàm lượng vitamin A cao cũng như đảm bảo trong quá trình chế biến, bảo quản, tồn trữ không gây nguy hại đến tính chất và hàm lượng sinh tố này

1.6 Khả năng ứng dụng của dầu cá

1.6.1 Trong y học

Dầu cá có vai trò chống lại các bệnh cúm gà, còi xương, khô mắt, chậm lớn, rụng tóc… Nhờ vào tính kháng trùng của một số thành phần trong dầu cá, gần đây dầu cá còn được nghiên cứu chữa các bệnh về tim mạch, ung thư, viêm tấy… Dầu cá cung cấp cho cơ thể vitamin A và các chất quan trọng như Leucithin và các acid béo không thay thế…

Hiện nay, mức độ tiêu thụ của dầu cá tăng nhanh và có khả năng chống lại bệnh tim mạch Hàm lượng Cholesterol trong máu tăng lên trên 200mg% là nguyên nhân gây ra bệnh xơ cứng động mạch Các chuyên gia cho rằng Leucithin và các acid béo không thay thế có khả năng tác dụng với Cholesterol tạo thành este hay hợp chất hòa tan khác, kết quả là giảm hàm lượng Cholesterol trong máu Những năm gần đây chính phủ Mỹ đã chi gần 82 tỷ USD để nghiên

cứu ứng dụng dầu cá chống lại bệnh tim mạch Ở Canada, Nhật Bản, OxTralia, Anh cũng đang nghiên cứu ứng dụng rộng rãi tác dụng của dầu cá trong y học

1.6.2 Trong công nghệ thực phẩm

Trong đời sống hàng ngày, dùng dầu mỡ xào nấu để tăng hương vị ngon lành và giá trị dinh dưỡng của thức ăn Trong công nghệ đồ hộp, người ta đã sản xuất được sản phẩm đồ hộp ngâm dầu Một lượng lớn dầu cá được chế biến làm

bơ nhân tạo ở các nước Tây Âu, Đông Âu Ở Anh, Đức, Hà Lan cũng đã dùng 90% dầu cá nhập khẩu để sản xuất bơ nhân tạo vì chúng có giá trị dinh dưỡng cao, dễ đồng hóa

1.6.3 Trong một số ngành khác

Trong công nghiệp làm sơn: Từ việc trùng hợp các acid béo có nối đôi để tạo màng polyme mà khi phối hợp màu tạo nên sơn Sơn này là một loại sơn trong những loại sơn chống rỉ sét

Trong công nghiệp sản xuất các chất tẩy rửa: Người ta sản xuất các chất

xà phòng trên cơ sở các cặn luyện dầu và những dầu mỡ không có giá trị thực phẩm, những acid béo tổng hợp, đồng thời người ta phát triển các chất tẩy rửa tổng hợp để tiến tới hoàn toàn thay thế xà phòng trong tất cả mọi lĩnh vực sử dụng Bên cạnh đó, ứng dụng trong công nghệ mỹ phẩm với lượng Glyxerin thu được, cụ thể như sau:

Dầu tụ hợp có giá trị ứng dụng rất lớn Nó có thể chế thành mực in, nguyên liệu sơn, thuốc bôi trơn và xà phòng

Dầu đã qua sunphat hoá có trạng thái màu trắng bọt biển có thể làm nguyên liệu đệm thêm cho cao su rất tốt Còn dầu qua sunphat hoá được ứng dụng làm nguyên liệu thuốc nhuộm đỏ, ứng dụng vào ngành in, thuộc da và đánh bóng

Sử dụng acid béo trong dầu cá để chế biến thành xà phòng có màu hoặc không màu: xà phòng đồng có màu xanh lam, xà phòng sắt có màu nâu, xà phòng magie có màu đỏ, xà phòng niken có màu lục… Để chế biến thành sơn màu

Xà phòng Aluminium hỗn hợp với dầu nhờn chế thành mỡ nhờn dùng trong công nghiệp và còn có thể chế thành thuốc chống nước cho các đồ dệt, thuốc ngăn cách, xi đánh giầy, thuốc hoá trang…

Xà phòng canxium hỗn hợp với dầu nhờn chế biến thành mỡ nhờn có gốc canxium và chế thành bột nhão

Xà phòng chì làm thuốc dầu khô rất tốt trong đó oleat chì có thể chế thành thuốc cao

Xà phòng kẽm để chế thành thuốc cao mà stearic có thể chế thành các sản phẩm hoá trang

Xà phòng sắt, niken và chromium ngoài việc chế sơn màu ra còn tác dụng

CHƯƠNG 2

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là dầu cá tra thô được nấu chiết từ mỡ

cá Tra Dầu cá được chiết theo quy trình: Mỡ cá tra → rửa và làm sạch → xay nhuyễn → ép dầu → lọc tách bã → dầu cá thô

- Dầu thô Cá Tra (Pangasius hypophthalmus) tại xí nghiệp chế biến phế

liệu của công ty CPCBXKTS Nam Việt - An giang

- BHA là một hỗn hợp của đồng phân 3-tert-butyl-4-hydroxyanisole và tert-butyl-4-hydroxyanisole Vì vậy, nhận biết như BOA, tert-butyl-4-

2-hydroxyanisole, (1,1-dimethylethyl)-4-methoxyphenol, methoxyphenol, antioxyne B và dưới sự khác nhau bởi tên thương mại Công thức phân tử C11H16O2, trong lượng phân tử 180,25 dalton, nhiệt độ tan 48-50oC, nhiệt độ sôi 264-270oC BHA là chất rắn xốp, màu trắng hoặc vàng ngà, gần như không tan trong nước, tan trong dung môi ete, tan 50% trong alcohol hoặc cao hơn Tan trong chất béo và dầu thể hiện tính chất chống oxy hóa và thể hiện khả năng phụ trợ với các acid hữu cơ để chống oxy hóa

tert-butyl-4 Nơi thực hiện luận văn trường Đại học Nha Trang Viện nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp tổng thể: Sử dụng phương pháp thực nghiệm, các

thông số được tối ưu bằng phương pháp thăm dò cổ điển

2.2.2 Phương pháp phân tích hoá học.[8][7][9]: Sử dụng phương pháp

phân tích hiện đại đang áp dụng tại Việt Nam và trên thế giới:

+ Phân tích hàm ẩm bằng phương pháp sấy khối lượng không đổi theo tiêu chuẩn TCVN 3700-90

+ Xác định chỉ số acid theo tiêu chuẩn TCVN 2639-93

+ Xác định chỉ số peroxyt theo tiêu chuẩn TCVN 2632-93

+ Xác định hàm lượng và thành phần acid béo theo phương pháp sắc kí khí trên máy GC - 17A

+ Xác định nhiệt độ đông đặc và nhiệt độ nóng chảy bằng phương pháp

đo nhiệt kế trực tiếp

2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu

Xử lý số liệu nghiên cứu theo phương pháp thống kê sinh học, mỗi thí nghiệm làm 3 lần, mỗi lần kiểm tra 3 mẫu Kết quả là trung bình cộng của các lần thí nghiệm

Sử dụng phần mềm Excel để xử lý số liệu, với hệ số tương quan R2≥ 0.95

Thuyết minh quy trình

Thủy hóa: Đây là công đoạn nghiên cứu loại bỏ các acid béo tự do có

trong dầu, đồng thời loại bỏ các tạp chất, các vitamin tan trong nước, các enzyme, các protein hòa tan, các amino acid

Trung hòa: Trong quá trình thủy hóa có thể lượng acid béo tự do chưa

loại triệt để, tiến hành dùng NaOH trung hòa môi trường Trong môi trường trung tính thì các protein, các amino acid cũng kết tủa theo do trung hòa về điện Như vậy, sau khi trung hòa thì dầu được loại bỏ tất cả các hợp chất chứa nitơ chủ yếu là protein, các amino acid, các enzyme

Bổ sung chất chống oxy hóa: Trong quá trình nghiên cứu tinh chế dầu,

lượng dầu trong cá Tra chủ yếu là các acid béo không no, vì vậy rất dễ bị tổn thất trong quá trình tác động công nghệ như nhiệt độ, oxy không khí… làm cho các phản ứng oxy hóa chất béo xảy ra Từ đó, ảnh hưởng đến chất lượng dầu và giảm giá trị thương phẩm của dầu tinh chế Trong quá trình nghiên cứu thì sử dụng vitamin E và BHA làm chất chống oxy hóa bảo quản lượng acid béo không bão hòa

Sấy dầu: Đây là công đoạn loại nước từ dầu do quá trình thủy hóa, tuy

nhiên do sấy nhiệt độ cao, dầu có thể bị thủy phân, oxy hóa nên khảo sát chỉ số acid, peroxyt để đánh giá cho chế độ sấy

2.3.2 Sơ đồ lấy mẫu và xử lý mẫu

Dầu thô Thu mẫu tại nhà máy Vận chuyển về phòng thí nghiệm

Bảo quản Đưa vào các thí nghiệm

Thuyết minh quy trình

Dầu thô: Đây là dầu thu từ mỡ lá của cá Tra, trong quá trình chế biến cá

Tra, dùng lượng mỡ lá ép tách dầu Dầu thô chứa nhiều thành phần hỗn tạp nên việc nghiên cứu tinh chế là cần thiết cho các nhà chế biến dầu cá

Thu mẫu: Hiện nay, tại nhà máy chế biến dầu cá thuộc Công ty cổ phần

chế biến xuất khẩu Nam Việt Thu mẫu tại nhiều bể chứa dầu thô để có mẫu đại diện, gộp chung các mẫu và đồng nhất có mẫu trung bình chung Từ các mẫu trung bình chung, tiến hành bảo quản và từ đó lấy mẫu phân tích cho quá trình nghiên cứu

Vận chuyển và bảo quản: Dầu sau khi thu tại nhà máy, tiến hành đựng

trong can nhựa có nắp đậy kín sau đó vận chuyển về phòng thí nghiệm và bảo quản ở nhiệt độ phòng trong suốt quá trình nghiên cứu

3) Sơ đồ bố trí thí nghiệm tìm chế độ thủy hóa thích hợp

3.1) Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ và tỷ lệ nước

đến hiệu quả làm sạch cho quá trình thủy hóa

Giải thích quy trình

Dầu thô Thủy hóa

Nhiệt độ 40oC Nhiệt độ 50oC Nhiệt độ 60oC

Mục đích: Sử dụng tính chất tỷ trọng của dầu nhỏ hơn nước và dầu không

tan trong nước nên đưa nước vào hòa tan các loại tạp chất khác như protein, amino acid, các acid béo tự do, các vitamin tan trong nước

Cách tiến hành: Lấy 500ml dầu thô, tiến hành đưa nước vào đồng thời

nâng nhiệt độ theo các các chế độ và lượng nước đã dự tính Nhận thấy, dầu sẽ nổi lên trên, nước và các tạp chất khác hòa tan vào nhau chìm phía dưới Dùng phễu chiết tách lượng nước bên dưới loại bỏ và lấy phần dầu phía trên, phân tích chỉ số acid trong các chế độ, tiến hành thảo luận và chọn nhiệt độ, lượng nước

sử dụng thủy hóa thích hợp nhất

3.2) Sơ đồ bố trí thí nghiệm tìm nồng độ NaCl và tỷ lệ nước

Giải thích quy trình

Mục đích: Sử dụng khả năng phân ly mạnh của muối NaCl trong dung

dịch, đồng thời muối có khả năng phá hủy các hạt nhũ tương do đưa nước vào trong quá trình thủy hóa Sự có mặt của NaCl phân ly cho ra ion Na+ và ion Cl-,

Dầu thô Quá trình thủy hóa

Tỷ lệ nước(%)

0 / 1 / 2 / 3 / 4 / 5 Xác định chỉ số acid

Nồng độ NaCl(%) 2

Nồng độ NaCl(%) 3

Nồng độ NaCl(%) 4

Nồng độ NaCl(%) 5

Kiểm tra Xa