Quá trình chế biến và tinh luyện dầu gan cá tuyết

Quy trình sản xuất dầu gan cá Tuyết. Dầu gan cá Tuyết cung cấp không chỉ các vitamin A và D, mà còn axit béo eicosapentaenoic acid (EPA) và axit docosahexaenoic (DHA) có giá trị. Giống như vitamin A và D, các mức EPA và DHA khác nhau tùy theo loài và nhiệt độ của nước mà chúng sinh sống.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

CHẾ BIẾN DẦU VÀ CHẤT BÉO

QUY TRÌNH SẢN XUẤT DẦU GAN CÁ TUYẾT

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1

1.1 Cá Tuyết 1

1.2 Dầu gan cá Tuyết 2

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT DẦU GAN CÁ TUYẾT 8

A QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU GAN CÁ TUYẾT 8

B QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT DẦU GAN CÁ THÔ 9

2.1 Tìm nguồn cung cá 9

2.2 Chiết xuất dầu 10

C QUÁ TRÌNH TINH LUYỆN DẦU GAN CÁ 10

2.3 Xử lí khí cacbon 11

2.4 Làm nguội 11

2.5 Quá trình trung hòa 11

2.6 Rửa nước 12

2.7 Làm khô 12

2.8 Tẩy trắng 12

2.9 Đông lạnh 12

2.10 Khử mùi 13

2.11 Chưng cất phân đoạn 13

2.12 Bổ sung vitamin tổng hợp 13

2.13 Bổ sung chất chống oxy hoá 13

2.14 Bổ sung hương vị 14

CHƯƠNG III: CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG DẦU GAN CÁ TUYẾT 15

3.1 Chỉ tiêu chất lượng dầu gan cá theo Tiêu chuẩn Việt Nam 15

3.2 Thành phần dinh dưỡng dầu gan cá Tuyết 16

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 19

3.1 Bảo quản 19

3.2 Sử dụng 19

TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

CHƯƠNG I TỔNG QUAN

và cá Tuyết Thái Bình Dương (Gadus macrocephalus), được tìm thấy trong cả hai khu vực phía đông và phía tây của miền Bắc Thái Bình Dương

Thức ăn của cá Tuyết thường là các động vật thân mềm, cua, sao biển, giun, mực ống và cá nhỏ Vào mùa đông, cá Tuyết di cư xuống miền Nam để đẻ trứng Những con cái sau thời gian nghỉ ngơi thường đẻ tới năm triệu trứng, nhưng số lượng cá sống sót được đến lúc trưởng thành rất ít

Hình 1.2: Đăc điểm màu sắc cá Tuyết

Cá Tuyết thường có hai màu rõ rệt, xanh xám và nâu đỏ với các đốm ở phía bên lưng, bóng bạc bên bụng Một đường bên rõ ràng nhìn thấy được Môi trường sống của

nó phạm vi từ bờ biển xuống thềm lục địa

Trọng lượng trung bình khoảng từ 4,5-11,3kg, cá biệt có con nặng tới 90kg Thịt

cá Tuyết có hương vị thơm nhẹ, ít tanh, thịt trắng như tuyết, dày, rất giàu chất đạm nhưng ít chất béo

1.2 Dầu gan cá Tuyết

Dầu gan cá tuyết là một loại dầu cô đặc giàu dinh dưỡng được chiết xuất từ gan của một vài giống cá Tuyết

Có hơn 90 loài cá Tuyết, trong đó 40 loài có trên thị trường là lấy dầu Gan của

cá Tuyết thường chiếm 10-13% trong tổng trọng lượng cá Dầu gan khoảng 50% trọng lượng gan Một con cá Tuyết có trọng lượng 5kg (khoảng 11 cân Anh) thể hiện khoảng

8 ounces dầu gan cá

Hình 1.3: Dầu gan cá Tuyết

Ngay cả trong cùng một vùng nước, các loài khác nhau của họ Gadus có thể có

một sự khác biệt lớn trong cấu hình axit béo và vitamin A và D Tại Na Uy, các loài có

nồng độ A và D lớn nhất là Gadus virens và Gadus pollachius Dầu của chúng chứa

tới 5000 IU vitamin A và 500 IU vitamin D /mỗi gram dầu Hai giống này phổ biến ở

vùng biển ngoài quần đảo Shetland Ở cực khác là Gadus gadiculus thori , sản sinh ra

500 IU vitamin A và 50 IU vitamin D mỗi gram dầu - chỉ bằng 1/10 Loài này được tìm thấy gần với bờ biển Na Uy

Cá Tuyết cũng phát triển trong nước ngọt Hồ Great Lakes là nơi có các loài cá nước ngọt tập trung sinh sống Các cuộc thử nghiệm được thực hiện trong những năm

1940 được chỉ ra là một nguồn vitamin D Rất không may, cá Tuyết nước ngọt Great Lakes đã nhận được ít sự quan tâm từ sau đó, và hầu hết các ngư dân giải trí coi mỡ cá

là một loài cá gây phiền toái

Sự khác biệt lớn về hàm lượng vitamin tan trong chất béo chủ yếu là do sự khác biệt về hoạt động của enzym trong các loài cá Tuyết Trong cùng một loài, thức ăn, tuổi tác và vị trí sẽ tạo ra các biến thể bổ sung trong cấu hình dinh dưỡng của dầu Dầu gan cá Tuyết cung cấp không chỉ các vitamin A và D, mà còn axit béo

eicosapentaenoic acid (EPA) và axit docosahexaenoic (DHA) có giá trị Giống như vitamin A và D, các mức EPA và DHA khác nhau tùy theo loài và nhiệt độ của nước

mà chúng sinh sống Ví dụ, Gadus morua từ Đại Tây Dương thường cung cấp dầu

chứa 8% EPA và 12% DHA, trong khi cùng một loài ở Biển Baltic cung cấp EPA với

9% và DHA 20% Một loài khác, Gadus merluccius , thường có 17% EPA và 10%

DHA Dầu cá Tuyết còn có khả năng giúp chống trầm cảm, giúp phát triển não bộ, giảm nguy cơ đau tim và mắc bệnh ung thư, ung thư thận, ung thư ruột kết

Bảng 1.1: Thông tin dinh dưỡng dầu gan cá Tuyết

- Xương cổ tay và mắt cá chân dầy lên

- Lồng ngực bị biến dạng tạo thành “ức gà” hay “ngực hình chuông”

Nguồn cung cấp vitamin D sẵn có nhất chính là ánh nắng mặt trời, tuy nhiên những người sống ở vùng vĩ độ phía Bắc lại không thể hấp thu đủ ánh nắng mặt trời trong suốt những tháng mùa đông Do vậy, trước khi có dầu gan cá Tuyết, nhiều trẻ em sống ở những vùng này đã bị mắc những căn bệnh gây biến dạng xương Kể từ khi các bậc cha mẹ thêm dầu gan cá Tuyết vào chế độ dinh dưỡng hàng ngày của trẻ thì tỷ lệ mắc bệnh còi xương đã giảm đi trông thấy

Vào những năm 1930, những người Mỹ đã bắt đầu bổ sung thêm nguồn vitamin

D vào các sản phẩm bơ sữa Các loại vitamin D dạng giọt cho trẻ em cũng rất phổ biến trên thị trường hiện nay

Cùng với việc bổ sung thêm dầu gan cá Tuyết, những cuộc cách mạng này đã đẩy lùi căn bệnh còi xương cho trẻ em ở Mỹ Tuy nhiên, còi xương vẫn là một vấn đề sức khỏe lớn đối với trẻ em ở nhiều quốc gia đang phát triển

 Giảm nguy cơ mắc bệnh đái tháo đường typ 1

Đái tháo đường typ 1 là một bệnh tự miễn thường xảy ra ở trẻ em Cơ chế bệnh sinh hiện vẫn chưa được làm sáng tỏ Một nghiên cứu ở Nauy đã chỉ ra rằng sử dụng dầu gan cá Tuyết trong vòng một năm đầu đời có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường typ 1 Tác dụng có lợi này được cho là do hàm lượng cao vitamin D có trong dầu cá

Một nghiên cứu phân tích tổng hợp của 11 nghiên cứu đã chứng minh trẻ em sử dụng viên uống bổ sung vitamin D trong vòng 1 năm đầu đời, bao gồm dầu gan cá Tuyết hay thực phẩm bổ sung vitamin D có giảm đáng kể nguy cơ mắc tiểu đường typ

1 Trong một bài báo, các nhà khoa học nhận thấy tỷ lệ mắc tiểu đường typ 1 ở những trẻ em có mẹ bị thiếu hụt vitamin D trầm trọng cao gấp 2 lần so với những trẻ mà mẹ

có hàm lượng vitamin D cao

Mặc dù chưa có nhiều nghiên cứu về đề tài này nhưng tất cả những nghiên cứu hiện có đều chỉ ra có một sự liên quan nhất định nào đó Do vậy, trong tương lai chúng

ta cần tiến hành nhiều nghiên cứu hơn để có những bằng chứng về mối liên quan giữa

sự thiếu hụt vitamin D và nguy cơ mắc tiểu đường typ 1 cũng như tác dụng của dầu gan cá Tuyết trong việc giảm thiểu nguy cơ này

 Chống nhiễm trùng

Sử dụng dầu gan cá cũng làm giảm tần suất mắc cảm lạnh và cúm ở trẻ và giảm thời gian phải đi khám bác sỹ Người ta giả thiết rằng tác dụng kích thích hệ miễn dịch của dầu cá là do hàm lượng cao vitamin D chứa trong đó, mặc dù chưa có nghiên cứu nào chứng minh tác dụng này Trong một nghiên cứu đăng trên tạp chí Journal of the American College of Nutrion, viên uống dầu gan cá làm giảm số lần nhập viện ở trẻ do mắc các bệnh viêm đường hô hấp trên từ 36 - 58%

 Tăng cường thị lực

Dầu gan cá Tuyết rất giàu vitamin A và D Cả hai loại vitamin này đều vô cùng cần thiết để duy trì thị lực về lâu dài Vitamin A đặc biệt quan trọng để bảo vệ một đôi mắt sáng khỏe Nó cũng là một chất chống oxy hóa và có tác dụng phòng những tổn

thương có thể gây bệnh tăng nhãn áp (glaucoma) Glaucoma là một căn bệnh có thể hủy hoại dây thần kinh thị giác, dẫn tới giảm thị lực hay thậm chí mù lòa Hiện nay các nhà khoa học đang trong quá trình khám phá mối liên quan giữa dầu gan cá với khả năng cải thiện căn bệnh glaucoma

Người ta cũng cho rằng thành phần acid béo omega-3 trong dầu gan cá Tuyết có thể giúp tăng cường lưu lượng máu tới mắt, giữ cho đôi mắt của trẻ luôn sáng khỏe lâu dài

 Giảm chứng trầm cảm

Dầu gan cá Tuyết rất giàu acid béo omega-3 là thành phần được cho là có thể làm giảm các triệu chứng của bệnh trầm cảm Một nghiên cứu quy mô lớn trên 20,000 người ở Nauy đã chứng minh rằng những người trưởng thành thường xuyên sử dụng dầu cá Tuyết sẽ giúp giảm thiểu các triệu chứng trầm cảm tới 30% so với những người không sử dụng Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các acid béo omega-3 có thể giúp cải thiện tâm trạng và chức năng não bộ

 Những tác dụng không mong muốn

Dầu gan cá có thể làm loãng máu, do vậy những người đang sử dụng các thuốc chống đông máu hay bất cứ loại thuốc nào có thể làm loãng máu không nên sử dụng dầu gan cá do có thể làm tăng nguy cơ xuất huyết Phụ nữ mang thai cũng không nên dùng dầu cá

Dầu gan cá được coi là an toàn cho trẻ khi trẻ sử dụng với liều lượng được

khuyến cáo trên nhãn sản phẩm Hãy hỏi ý kiến bác sỹ và đọc kỹ nhãn sản phẩm trước khi sử dụng bất kỳ một sản phẩm bổ sung nào Các tác dụng không mong muốn của dầu gan cá Tuyết bao gồm hơi thở hôi, ợ nóng, chảy máu mũi… Không bao giờ được

ép trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ sử dụng các sản phẩm từ các loại dầu do trẻ có thể bị hóc và hít vào phổi

Các loại dầu gan cá Tuyết phổ biến:

- Loại dầu gan cá có hàm lượng vitamin A thấp và hầu như không có vitamin

D Loại dầu gan cá Tuyết này có thể thích hợp cho các nhân viên an ninh và

những người khác dành nhiều thời gian dưới ánh mặt trời và ai muốn có lợi ích của vitamin A, EPA và DHA mà không bị quá liều vitamin D Nhưng vitamin D hoạt động hiệu quả khi kết hợp với vitamin A, điều này không phải

là sự lựa chọn tốt cho hầu hết chúng ta

- Loại không khử mùi với lượng vitamin A tự nhiên và D còn lại Theo Garden

of Life dầu gan cá Tuyết rơi vào loại này Nó chứa 500 - 1500 IU vitamin A

và 100-175 IU vitamin D mỗi gram dầu cá Dầu gan cá đã được làm sạch hoàn toàn và khử mùi với các vitamin tổng hợp được thêm vào Hầu hết dầu gan cá Tuyết trên thị trường đều thuộc loại này (Bạn cần phải kiểm tra với nhà sản xuất cá nhân để kiểm tra xem dầu gan cá Tuyết của họ có thuộc loại này hay không) Những liều này thay đổi liều từ khoảng 1100 đến 4600 IU vitamin A trên một thìa cà phê và 180 đến 460 IU vitamin D cho mỗi thìa cà phê

- Dầu gan cá làm sạch hoàn toàn và khử mùi với vitamin tự nhiên được bổ sung, tiêu chuẩn hóa ở 2340 IU vitamin A/gram và 234 IU vitamin D

CHƯƠNG II QUY TRÌNH SẢN XUẤT DẦU GAN CÁ TUYẾT

A QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU GAN CÁ TUYẾT

Hình 2.1: Quy trình sản xuất dầu gan cá Tuyết

Cá tuyết là một loài cá sống dưới sâu đại dương, quá trình đánh bắt cá khó khăn tốn nhiều thời gian, chi phí Quá trình chế biến cá Tuyết lấy gan chỉ thu được năng suất rất thấp do gan cá rất nhỏ so với kích thước cá, quy trình tách gan rất dễ làm hỏng gan cá Do đó công nghệ sản xuất dầu gan cá rất hiện đại, kết hợp cả quá trình sản xuất

ra dầu gan cá thô và tinh luyện tạo sản phẩm cuối cùng trong một quy trình để đảm hiệu suất cao, lượng dầu gan cá Tuyết tinh sạch nhất

- Quá trình trung hòa

Sau quá trình trên ta thu được dầu gan cá Tuyết thành phẩm đảm bảo chất lượng

B QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT DẦU GAN CÁ THÔ

Hình 2.2: Quy trình sản xuất dầu gan cá Tuyết thô

2.1 Tìm nguồn cung cá

Cá tuyết được đánh bắt theo kiểu đánh bắt truyền thống từ các vùng đại dương, sau đó được đưa đi giết mổ để tách lấy gan Mỗi gan cá được kiểm tra và chỉ chọn những cái đảm bảo tiêu chuẩn cho quá trình sản xuất Việc sản xuất dầu gan cá quốc tế chỉ được điều chỉnh bởi một quy tắc, sản phẩm cuối cùng phải phù hợp với tỷ lệ EPA/DHA cụ thể được tìm thấy trong dầu gan cá Tuyết Do đó quá trình chuẩn bị nguyên liệu rất được quan tâm

2.2 Chiết xuất dầu

Gan cá được nghiền và sau đó được nung nóng trong một khoảng thời gian hoặc

ép lạnh bằng máy để lấy dầu ra khỏi gan Khối lượng còn lại của gan sau đó được nung nóng và để qua bộ decanter để loại bỏ các phần rắn, trước khi ly tâm, tách khối lượng gan, dầu thô, nước và bùn Sau quá trình ta thu được dầu gan cá thô trong các bể chứa Tại thời điểm này, dầu thô dùng cho con người được chế biến tiếp, trong khi các phế phẩm được sấy khô để sản xuất bột gan được bán dưới dạng thức ăn cho cá và thức

ăn chăn nuôi

C QUÁ TRÌNH TINH LUYỆN DẦU GAN CÁ

Hình 2.3: Quy trình tinh luyện dầu gan cá Tuyết

2.3 Xử lí khí cacbon

Các phương pháp xử lý cacbon được sử dụng trên dầu thô ban đầu để loại bỏ các chất dioxins, furans và hydrocarbon đa hình (PAH) độc hại Đảm bảo tiêu chuẩn theo Liên minh Châu Âu việc giảm dioxin, furan và PCBs trong thức ăn và thực phẩm

2.4 Làm nguội

Dầu thô được ngậm nước, được làm nóng đến 100oC và xử lý bằng axit photphoric

để phân tách phospholipid, nhựa, protein, khoáng chất và các vật liệu khác bên trong dầu gan cá Lý do chính để loại bỏ các phospholipid là một số hợp chất, đặc biệt là muối canxi và magiê của axit phosphatidic và lysophatidic, là những chất nhũ hoá mạnh Nếu các hợp chất này vẫn còn trong dầu trong quá trình tinh trung hòa, chúng có thể ức chế việc tách xà phòng Phospholipid sẽ phản ứng với nước để tạo thành các trầm tích không hoà tan

2.5 Quá trình trung hòa

Do khoảng thời gian giữa việc thu hoạch cá và bảo quản trong bể chứa, các triglycerides bị phân hủy thành acid béo tự do, gây ra mùi hôi và vị đắng, và dầu bắt đầu chuyển màu nâu Để loại bỏ acid béo tự do, chất màu, phospholipid và các chất tan trong

nước, cần phải tinh chế dầu

Đun nóng dầu thô: dầu thô được lọc và bơm qua bồn trung gian để đi vào thiết bị gia nhiệt dạng tấm, đưa nhiệt độ lên (thường sử dụng hơi bão hòa áp suất 3 bar và 133oC) Điều kiện trung hòa: dầu nóng sẽ được chuyển đến thiết bị phối trộn động học, với

sự phối trộn này làm giảm nồng độ acid Thông thường sẽ sử dụng acid phosphoric 75%

để trung hòa phosphatides nonhydratable Acid trong thùng chứa được bơm trược tiếp vào dầu thô trước khi vào máy trộn Acid bơm liên tục và áp suất không thay đổi với van điều chỉnh áp suất được điều chỉnh và đo bằng lưu lượng kế, được điểu chỉnh tỷ lệ thuận với lưu lượng dòng dầu thô

Trung hòa: Natri hiđroxit được cho trực tiếp vào dầu thô đã qua máy trộn trước khi được đưa qua một máy trộn khác với một lượng dư để trung hòa các acid béo tự do và acid phosphoric được thêm vào trước đó, lượng dư phụ thuộc vào loại dầu và chất lượng dầu Natri hiđroxit trước khi cho trược tiếp vào dòng dầu thô phải được pha loảng ở nồng độ thích hợp Hỗn hơp sau trung hòa sẽ được đưa vào các thiết bị tách đĩa để tách

2.9 Đông lạnh

Quá trình đông lạnh làm tập trung các acid béo omega Dầu được làm lạnh đến nhiệt độ không dưới 0, gây ra kết tinh và giảm lượng acid béo no Triglycerides và sáp cũng được loại bỏ Việc loại bỏ các chất béo bão hòa và chất béo trung tính gây mất ổn định cho dầu, vì các chất béo không bão hòa còn lại dưới dạng các acid béo omega-3 rất

dễ vỡ và dễ bị oxy hoá Quá trình đông lạnh cần kiểm soát chặt chẽ tránh làm tan dầu tạo ra sự mất cân bằng, làm suy giảm hiệu quả tập trung các acid béo omega

2.10 Khử mùi

Để loại bỏ thêm các acid béo tự do khác, các mono- và di-glycerides, hydroperoxides, aldehydes, ketones, chlorinated hydrocarbons, các hợp chất dễ bay hơi (mùi hôi và vị) và các sắc tố hình thành trong các bước xử lý trước, cần thực hiện quá trình khử mùi Trong quá trình này, dầu có thể được làm nóng đến 190oC hoặc cao hơn khi cho hơi nước trực tiếp đi qua dầu ở áp suất thấp Bước này có thể dẫn đến sự hình thành chất béo trans (trans isomers) của EPA và DHA Tuy nhiên, bước này cũng gây tổn thất hoặc phá huỷ hầu hết vitamin A và vitamin D tự nhiên có trong dầu gan cá tuyết

2.11 Chưng cất phân đoạn

Chưng cất phân đoạn loại bỏ hầu hết các thuốc trừ sâu còn lại và các chất hữu cơ, bao gồm dioxin, lindane, DDT, cũng như các hợp chất bromat và làm giảm tất cả các chất ô nhiễm dầu xuống mức thấp hơn Nhiệt độ quá trình có thể đạt tới 200oC Đôi khi bước này được sử dụng như là một sự thay thế cho khử mùi để giảm chi phí Chưng cất phân đoạn cũng làm mất một lượng lớn vitamin A và D tự nhiên trong dầu gan cá tuyết

và tạo ra các chất béo trans nhờ nhiệt độ cao

Sau chưng cất phân đoạn chúng ta thu được dầu cá tinh luyện

2.12 Bổ sung vitamin tổng hợp

Hầu hết các vitamin A tự nhiên (retinol) và vitamin D3 (cholecalciferol) đều được loại bỏ trong quá trình chế biến dầu gan cá tuyết Ở giai đoạn này, phần lớn các nhà sản xuất dầu gan cá bổ sung thêm vitamin A, D3 từ nguồn tổng hợp

2.13 Bổ sung chất chống oxy hoá

Sau khi dầu được làm mát, chất chống oxy hoá được thêm vào dầu cá thành phẩm

để bảo vệ dầu khỏi quá trình oxy hóa, tăng thời gian bảo quản Thường sử dụng các chất chống oxy hoá tự nhiên, chẳng hạn như acid ascorbic, vitamin E tocopherols tách từ đậu nành, acid citric từ ngô GMO và chiết xuất gia vị Các chất chống oxy hoá tổng hợp