DẦU & MỠ - Oils & Fats

DẦU & MỠ Oils & FatsDẦU CHẤT BÉO THỰC PHẨM KHÁC NGUỒN: hàng trăm nguồn nguyên liệu Do thành phần hóa học quyết định Phù hợp trong các ứng dụng... Tỷ lệ pha rắn % solid fat content – SFC

DẦU & MỠ Oils & Fats

DẦU

CHẤT BÉO THỰC PHẨM KHÁC

NGUỒN: hàng trăm nguồn nguyên liệu

Do thành phần hóa học quyết định Phù hợp trong các ứng dụng

vitamin tan trong dầusáp

sterolsắc tố: chlorophyll, carotene, gossypolprotein

carbohydratekim loại

Thành phần không xà-phòng hóa (unsaponifiable fraction)

ACID BÉOR–COOH

ACID BÉO BÃO HÒA

(saturated fatty acid)

ACID BÉO KHÔNG BÃO HÒA(unsaturated fatty acid)

CH3–(CH2)n–COOH

ACID BÉO KHÔNG BÃO HÒA ĐƠNACID BÉO KHÔNG BÃO HÒA ĐƠN(monounsaturated fatty acid)

ACID BÉO KHÔNG BÃO HÒA ĐA(Polyunsaturated fatty acid)

Arachidonic acid 20:4 5, 8, 11, 14 Behenic acid 22:0

Erucic acid 22:1 13

Lignoceric acid 24:0

Nervonic acid 24:1 15

COMPOSITION AND STRUCTURE

Fatty Acids in commodity oils and fats Nomenclature and structure

Fatty acids: occurrence

Fatty acid content of the major commodity oils (wt%)

ACYLGLYCEROL (GLYCERIDE) ESTER CỦA GLYCEROL VÀ ACID BÉO

C HO

O

R 1

C HO

O

R 2 O

ACYLGLYCEROL

OH C O

acyl 1 acyl 2

H 2 C HC HO

C HO

H 2 C

CH 2

CH

O C

O

R 1

O C

PHOSPHATIDIC ACID

CH

H 2 C

O C

R 2

P O

O

O –

O – phosphoric a.

OH

OH OH

OH

H

H

H H

ethanolamine

CH 2 CH 2 NH 2 HO

Phosphatidyl choline

Phosphatidyl ethanolamine

choline Phosphatidylcholine = lecithin

inositol Phosphatidyl serine

Phosphatidyl inositol

O C O

O C O

O – P

CH 2 CH

O C O

O – P

CH 2 CH

H 2 C

O O

HO

H

H H

Vitamin A

CH 2 OH

β-caroten

isoprene C

Fats and Oils Nonglyceride Components

Fat or Oil

Phosphatides

(%)

Sterols (ppm)

Cholesterol (ppm)

Tocopherols (ppm)

Tocotrienols (ppm)

TỶ LỆ PHA RẮN

Tỷ lệ pha rắn (%) (solid fat content – SFC) phần trăm pha rắn (tinh thể) trong một chất béo

ở một nhiệt độ (Thông thường trong khoảng nhiệt độ từ T<T phòng đến T> thân nhiệt)

SFC được xác định bằng các phương pháp:

- dilatometry

- pulsed nuclear magnetic resonance (p-NMR)

- differential scanning calorimetry (DSC)

Dilatometric (D) melting curve of a glyceride mixture

ab/ac represents the solid fraction, and bc/ac is the liquid fraction at temperature t The ratio of solid to liquid is known as the solid fat index

CẤU TRÚC TINH THỂ

nhiệt độ

diễn biến nhanh hoặc chậm kiểu tinh thể trạng thái vật lý

kết tinh

cấu trúc tinh thể

trạng thái vật lý

Điều chỉnh

KIỂM SOÁT SỰHÌNH THÀNH &

TĂNG TRƯỞNG CÁC TINH THỂ

Tốc độ hạ nhiệt

Tốc độ khuấy đảo

Nhiệt độ

Hình dạngKích thước

Sự kết tụ

CẤU TRÚC CỦA SẢN PHẨM

early Time later

Proposed mechanism (highly schematic) for nucleation of triacylglycerols

(TAGs).Straight chains indicate crystallized TAGs, whereas bent chains indicate fluid TAGs

Khi nhiệt độ hạ thấp nhanh: hình thành các tinh thể phân tán một cách nhanh chóng do hiệu ứng nhớ tinh thể.

Chất béo ở trạng thái lỏng :

- vẫn giữ một trật tự nhất định của các triglyceride (được gọi là hiệu ứng nhớ tinh

thể crystalline memory effect)

- ở nhiệt độ cao hơn điểm nóng chảy rất nhiều mới phá vỡ hết trật tự này

Tương tác giữa các

cùng methyl

chuỗi acid béo

Schematic diagrams comparing the polymorphs α, β′ and β as exemplified by tristearin

carbonhydrogen

(Orthorhombic)

β

(Triclinic)

A schematic model of polymorphic transformation of SOS.

Kiểu tinh thể α β’ β

Biện pháp Làm lạnh nhanh từ

trạng thái lỏng

Làm lạnh chậm từ trạng thái lỏng Kết tinh trong dung môi

ðặc tính Rất nhỏ, dễ vỡ, trong

Phase behavior in binary systems: (a) monotectic, continuous solid solution; (b) eutectic

Phase behavior in binary systems: (c) monotectic, partial solution; (d) peritectic

Diagram of the polymorphic occurrence for the LLL/PPP mixtures.

Phase behavior in the SOS/SSO mixtures.

Structure models of stable polymorphs of SOS, SSO, SOS/SSO compound crystal.

Structure models of the polymorphic forms of the SOS/SLS mixtures.

TỶ LỆ:

Pha rắn:

- đủ để chống lại sự chảy nhão

- không tạo thành tinh thểcứng

• Tinh thể β’ thích hợp: hình kim nhỏ, dễ vỡ khi chịu lực, tái tạo dễ dàng

• Chỉ số pha rắn (SFI): 10 – 20

ĐIỂM BỐC KHÓI – ĐIỂM CHÁY

Điểm bốc khói (smoke point): nhiệt độ chất béo bắt đầu phân hủy và bốc khói (tạo thành

acrolein)Điểm cháy (flash point): nhiệt độ ngọn lửa xuất hiện và bùng lên trên bề mặt chất béo)

(oC)

Diểm cháy Loại dầu

GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG

Cung cấp năng lượng

9 kcal/g

Chế độ dinh dưỡng không hợp lý

Thiếu hoạt động thể chất

Dư thừa năng lượngTích lũy (50 – 100g/ngày)

Chứng thừa cânBéo phì

Thực phẩmCân bằng năng lượng

Chuyển hóa

Di truyền

ACID BÉO KHÔNG BÃO HÒA

- chưa có chứng cứ về tác hại của các acid béo không bão

Low-Density Lipoprotein (LDL) VÀ High-Density Lipoprotein (HDL)

COLESTEROLThực phẩm

Tổng hợp (gan)

Cấu trúc màng tế bàoTiền tố các hormone steroidAcid mật và muối mật

Cân bằng giữa nguồn thực phẩm &

tổng hợp

Oil Oil Content (%) (Pounds/Acre) Oil Yield Producing Areas

Oilseeds:

Canada, China, India, France, Austria, United Kingdom, Germany, Poland, Denmark, Czechoslovakia, United States

United States, Mexico, Canada, Japan, China, Brazil, South Africa, Argentina, Russia, Commonwealth of Independent States (CIS), Belgium, France, Italy, Germany, Spain, United Kingdom

Cottonseed 18–20 185–210 China, Russia, United States, India, Pakistan,

CIS, Brazil, Egypt, Turkey, Australia

Peanut 45–50 1120–1245 China, India, Nigeria, United States, Senegal,

South Africa, Argentina

India, Paraguay, Bolivia

Russia, Argentina, CIS, Austria, France, Italy, Germany, Spain, United States, United Kingdom

Oil Oil Content (%) (Pounds/Acre) Oil Yield Producing Areas

Tree fruits and kernels:

Philippines, Indonesia, India, Mexico, Sri Lanka, Thailand, Malaysia, Vietnam, Mozambique, New Guinea, Ivory Coast

Spain, Italy, Greece, Tunisia, Turkey, Morocco, Portugal, Syria, Algiers, Yugoslavia, Cyprus, Egypt, Israel, Libya, Jordan, Lebanon, Argentina, Chile,

Mexico, Peru, United States, Australia

Malaysia, Indonesia, China, Philippines, Pakistan, Mexico, Bangladesh, Colombia, Ecuador, Nigeria, Ivory Coast

Palm

Malaysia, Indonesia, China, Philippines, Pakistan, Mexico, Bangladesh, Colombia, Ecuador, Nigeria, Ivory Coast

DẦU ĐẬU NÀNH (Soybean)

• Tocopherol: 1370 mg/kg trong đó α- (10%),

β-(1%), γ- (64%), và δ-tocopherol (25%)

Components Crude oil Refined oil

Fatty acid Soybean Canola Cottonseed Sunflower Peanut

Sterol Crude Refined

Solvent extractedwheat germ oil

DẦU ĐẬU PHỌNG (Groundnut/Peanut)

DẦU DỪA (Coconut oil)

Cocos nuciferus

Chứa nhiều acid béo bão hòa với IV: 7 – 10

Chủ yếu là lauric acid

Dầu lauric được sử dụng:

trong thực phẩm

công nghiệp xà phòng và chất hoạt tính bề mặt

Dầu dừa cũng là nguồn C8 và C10 để tạo

các MCT (medium chain triglyceride) dùng

lám chất bôi trơn trong CB thực phẩm

lám chất bôi trơn trong CB thực phẩm

Mean (a) Range (a) Range (b)

(a) Leatherhead Food Research Association (LFRA) survey

(b) Codex Alimentarius values

Palm

oil

Palm olein

Super olein

Top olein Stearin

Soft stearin

Palm mid-fraction

• Thành phần isoprenoid C15, C20 và squalene (C30) (980 ppm)

• Tocopherol: tocopherol và tocotrienol 710 – 1140 ppm

• Các sterol: 200 – 600 ppm gồm β-sitosterol, campesterol, and stigmasterol

• Sản phẩm chủ yếu: palm olein, palm stearin và palm mid-fraction

• Sử dụng:

dầu chiên: palm olein

chế biến: margarine, vanaspati, và shortening

thay thế bơ cacao (cocoa butter equivalent) (palm mid-fraction)

oil olein olein olein Stearin stearin mid-fraction

DẦU CỌ NHÂN (Palm kernel)

Elaeis guinensis

Nhân cọ cho 45% dầu, chứa nhiều lauric (tương tự dầu dừa)

Tocopherol: 10 ppm chủ yếu β-tocopherol

DẦU CẢI (Rapeseed/Canola)

Brassica napus, B rapa, và Brassica sp.

Dầu cải erucic thấp: oleic (>60%), linoleic (22%), linolenic (10%) (tỷ lệ ω6/ω3 cân đối)Các acid béo khác: chuỗi phân nhánh, chuỗi số lẻ, không bão hòa đơn n-7,

acid béo trans

Triglyceride: LOO (22%), OOO (22%), LnOO

Tocopherol: 770 mg/kg chủ yếu là α- (270) và γ- (420) tocopherol.

Chlorophyll và dẫn xuất: pheophytins a & b và pyropheophytins a & b

Carotenoids: 130 ppm, trong đó 90% xanthophylls, xuống 10 ppm ở dầu tinh luyện

D u erulic th p s d ng trong th c ph m: d u ăn s ng, d u chiên

Dầu erulic thấp sử dụng trong thực phẩm: dầu ăn sống, dầu chiên

ít acid béo bão hòa, nhiều acid béo không bão hòa,

tỷ lệ ω6/ω3 thích hợpChế biến chất béo dẽo: spreads và shortening

LEAR HEAR LLCAN HOCAN LTCAN GLCAN

LEAR: Low-erucic rapeseed oil (canola).

HEAR: High-erucic rapeseed oil.

LLCAN: Low-linolenic rapeseed oil.

HOCAN: High-oleic rapeseed oil.

LTCAN: Rapeseed oil enriched in lauric acid (also contains 12:0 38.8%, 14:0 4.1%).

GLCAN: Rapeseed oil enriched in γ-linolenic acid (also contains γ-linolenic acid 37.2%).

DẦU HƯỚNG DƯƠNG (Sunflower)

Traditional High-Oleic

DẦU Ô-LIU (Olive)

Desmethylsterols 100–200 mg/100g oil β-sitosterol, ∆5-avenasterol, campesterol

4α-Methylsterols 20–70 mg/100g oil obtusifolol, cycloeucalenol

gramisterol, citrostadienol

24-4,4-Dimethylsterols

(triterpene alcohols) 100–150 mg/100g oil

β-amyrin, butyrospermol, cycloartenol, methylene-cycloartenol

24-Triterpene dialcohols 1–20 mg/100g oil erythrodiol, uvaol

Fatty alcohols <35 mg/100g oil 22:0 to 26:0

and esters of nonfatty alcohols Polyphenols

A range of aromatic compounds, mainly carboxylic acids or alcohols, with one or more phenolic groups

unsaturated aldehydes and alcohols

• Sterol: 0,51 – 0,76%, trong đó 35% dưới

dạng ester chủ yếu là desmethylsterol (85 ạ ủ ế

DẦU CÁM GẠO (Rice bran)

Oryza sativa

Cám gạo chứa 24% dầu + 6% acid béo tự do

Dầu cám gạo thô: triglyceride 83 – 86%

di-, monoglyceride, FA tự do, sáp: 3 – 4%glycolipid 6 – 7%

Triglyceride OOO, PLO, và PLL

Sáp: 1 – 4% Ester của acid

béo bão hòa C16 – C26 với

alcohol bão hòa C24 – C30

Sterol 4,8g/100g: desmethylsterols (3225 mg/100 g), monomethylsterols (420

mg/100 g), dimethylsterols hoặc triterpene alcohols (1176 mg/100 g)

Đa số các sterol dưới dạng ester với ferulic acid và được gọi chung là oryzanol (115 –787mg/100g) có tác dụng chống oxy hóa

DẦU HẠT BÔNG VẢI (Cottonseed)

Gossypium hirsutum và G barbadense

• Hạt bông vải cho 16% dầu có màu vàng sậm vì chứa gossypol (tetracyclic phenolic compound) Sử dụng chủ yếu trong thực phẩm

• Thành phần acid béo chủ yếu:

palmitic 23%

oleic 17%

linoleic 56%

• Còn lại 4%: myristic, stearic,

arachidic, behenic, palmitoleic và

linolenic

• Chứa 10% acid có vòng

cyclopropene: malvalic (C18) và

sterculic (C19) gây tác động xấu đến

các protein (giảm năng xuất trứng

DẦU LANH (Linseed/Flaxseed)

Tocopherol: 588mg/kg chủ yếu γ-tocopherol

Sterol: 4200mg/kg gổm β-sitosterol (46%), Sterol: 4200mg/kg gổm β-sitosterol (46%), campes-terol (29%), ∆5-avenasterol (13%),

campes-và stigmasterol (9%)

Sử dụng chủ yếu cho dầu sơn, véc-ni

do độ không bão hòa cao

Ngày nay do vai trò của acid ω-3 nên

dầu lanh được dùng trong thực phẩm

Và phối trộn với các loại dầu khác

THẦU DẦU (Castor)

Ricinus communis

• Dầu thầu dầu có độ nhớt cao, ít hòa

tan trong hexane, hòa tan tốt trong

ethanol

• Ricinoleic acid (12-hydroxyoleic) chiếm

90%, một lượng nhỏ palmitic, oleic,

linoleic, 9,10-dihydroxystearic

• Đa số các triglyceride là triricinolein

• Đa số các triglyceride là triricinolein

hoặc ester của 2 ricinoleic và 1 acid

béo khác

• Dùng trong công nghiệp và mỹ phẩm

Sau khi trích ly, bánh dầu chứa ricinie (alkaloid có độc tính nhẹ) và ricin (protein có độc tính mạnh và gây dị ứng)

BƠ CACAO (Cacoa butter)

Ghana Ivory Coast Brazil Malaysia

Specific gravity Temp ºC Refractive index

40ºC

Iodine value Sapon.

value

Nonsap (%)

Castor 0.956–0.970 15.5/15.5 1.466–1.473 81–91 176–187

Cocoa butter 0.973–0.980 25/25 1.456–1.458 32–40 192–200 0.2–1.0 Coconut 0.908–0.921 15.5/15.5 1.448–1.450 6–11 248–265 <1.5

Cottonseed 0.918–0.926 20/20 1.458–1.466 100–115 189–198 <2

Groundnut 0.914–0.917 20/20 1.460–1.465 86–107 187–196 <1.1 Groundnut 0.914–0.917 20/20 1.460–1.465 86–107 187–196 <1.1

Palm 0.891–0.899 50/20 1.449–1.455 (50) 50–55 190–209 <1.4 Palm kernel 0.899–0.914 40/20 1.452–1.488 14–21 230–254 <1.1 Palm olein 0.899–0.920 40/20 1.458–1.459 >55 194–202 <1.4 Palm stearin 0.881–0.891 60/20 1.447–1.451 <49 193–205 <1.0 Rice branoil 0.916–0.921 25/25 1.465–1.468 99–108 181–189 3–5

Soybean 0.919–0.925 20/20 1.466–1.470 124–139 189–195 <1.6 Sun flower 0.918–0.923 20/20 1.467–1.469 118–145 188–194 <1.6

CHẤT BÉO SỮA Milk fatSữa bò chứa:

chất béo: 3,8%

protein: 3,3%

carbohydrate: 4,7%

triacylglycerols (95 – 98%)diacylglycerols (1,3 – 1,6%)monoacylglycerols (vết)acid thự do (0,1 – 0,4%)phospholipids (0,8 – 1,0%)

PCPEphospholipids (0,8 – 1,0%)

acid bão hòa mạch thẳng 65,8%

acid bão hòa phân nhánh 2,6%

acid không bão hòa đơn 27,4%

acid không bão hòa đa 4,1%

Linoleic (2,4%)linolenic acid (1,1%)ARA (0,14%)

EPA (0,09%)DHA (0,01%)

Các acid béo chủ yếu:

PE

SM

MỠ LỢN (Lard)

▪ Mỡ lợn: palmitic (26%), oleic acid (44%), và palmitoleic (5%)

▪ Các triglyceride chủ yếu: MSS (33%), MSM (28%), MSD (12%), SSD (7%), SSS (7%),

MMM (5%), MDM (3%), (S = saturated, M = monoene, D = diene)

▪ Chứa nhiều cholesterol: 3000 to 4000 mg/kg

▪ Thiếu các chất chống oxy hóa tự nhiên

DẦU CÁ (Fish oil)

Dầu cá:

acid béo bão hòa: myristic, palmitic

acid béo không bão hòa đơn: từ hexadecenoic đến docosenoic

acid béo không bão hòa đa: C20, C22 thuộc họ ω-3

Saturated — straight chain 12, 14–24 odd and even members

Fatty acids identified in fish oils

Saturated — straight chain 12, 14–24 odd and even members

Saturated — branched chain 15, 17, 18, 19

Monounsaturated 14, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24

Polyunsaturated 16:2–4, 18:2–4, 20:2–5, 21:5, and 22:3–6

Three classes of lipids found in fish bodies

Lipids that may be found in marine oils Free fatty acids: up to 5% or even 10% of oils Cholesterol and its esters: 0.5–1.0%, wax esters may be major oil components in oils from certain fish.

Phytol, pristane and phytane, are associated and may be found in some fish oils Phytanic, pristanic, and 4,8,12-trimethyltridecanoic acids are common fish oil components derived from phytol Squalene is usually of animal origin and a feature of some shark liver oils.

Anchovy Capelin Cod Liver Men-haden Sardine (Farmed) Salmon Tuna Saturated

Vitamin: dầu gan cá là nguồn vitamin A và D

Glycerol ether: dầu gan cá mập chứa nhiều glycerol ether, nhưng không hoàn toàn dưới dạng diacyl Các ether mang chủ yếu các chuỗi bão hòa cá không bão hòa đơn thường

là 16:0 (chimyl), 18:1 (selachyl), và 18:0 (batyl)

Squalene (C30H50): gồm 6 đơm vị isoprene

Hầu như chỉ có trong dầu gan cá mập

Là hợp chất quan trọng được chuyển hóa thành mavalonic acid (C6), triterpene (C30) và các sterol

Acid béo chuỗi dài không bão hòa đa (Long-chain polyunsaturated fatty acids)

Acid béo chuỗi dài không bão hòa đa (Long-chain polyunsaturated fatty acids)

Không bão hòa đơn : (16:1, 18:1, 20:1, 22:1) cá trích (herring) 62%, gan cá tuyết (cod) 57%Không bão hòa đa ω-3: EPA (20:5), DHA ( 22:6)

họ cá thu 6% EPA và 22% DHA

cá sardine 16% EPA và 9% DHA

cá mòi dầu 14% EPA và *% DHA

cá hồi 7% EPA và 11% DHA

Original acids (%) Recovered free acids

Council for Responsible Nutrition Quality Standards for Nutraceutical Grade Fish Oils in the United States.

Peroxide Value (PV) by iodine titration

The first compounds formed by oxidation of an oil are hydroperoxides The usual method of hydroperoxide assessment is by determination of the Peroxide Value, which is reported in units of millimole of hydroperoxide per kilogram of oil (or

expressed as milliequivalents of iodine per kilo of oil)

Anisidine Value (AV) which detects aldehydes by a color reaction

the PV of an oil may therefore be reduced or eliminated by heating the oil in the absence of oxygen A large portion of non-volatile carbonyl compounds are formed

by decomposed peroxides during the processing of a fish oil The Anisidine assay measures the high-molecular weight saturated and unsaturated carbonyl

compounds The AV represents the level of aldehydes, principally 2-alkenals,

present in the oils

Totox Value

The Totox Value is used as a measure of the precursor non-volatile carbonyls

present in a processed oil, plus any further oxidation compounds developed

during storage This value is determined by the following formula: Anisidine

Value + 2PV