Nghiên cứu quá trình ôxy hoá và biện pháp hạn chế bằng chất chống ôxy hoá tự nhiên

Nghiên cứu quá trình ôxy hoá và biện pháp hạn chế bằng chất chống ôxy hoá tự nhiên Nghiên cứu quá trình ôxy hoá và biện pháp hạn chế bằng chất chống ôxy hoá tự nhiên Nghiên cứu quá trình ôxy hoá và biện pháp hạn chế bằng chất chống ôxy hoá tự nhiên luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH OXY HÓA VÀ BIỆN PHÁP HẠN CHẾ BẰNG CHẤT CHỐNG OXY

HÓA TỰ NHIÊN

NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MÃ SỐ:

LÊ PHƯỚC TRUNG

Hướng dẫn khoa học: PGS.TSNGUYỄN DUY THỊNH

HÀ NỘI - 2006

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 7

PHẦN 1 – TổNG QUAN 10

1.1 T ình hình sản xuất và tiêu thụ 11

1.1.1 Tình hình dầu thực vật trong nước 11

1.1.2 Tình hì nh tiêu thụ dầu trên thế giới 12

1.2 Một số loại hạt có dầu chủ yếu 14

1.3 Dầu nành 21

1.4 Công n ghệ trích, chiết dầu thực vật 23

1.4.1 Phương pháp ép thủy lực 23

1.4.2 Phương pháp ép bằng máy ép vis 23

1.4.3 Phương pháp trích ly dung môi 26

1.4.4 Thành phần hóa học chủ yếu của dầu nành thô 28

1.5 Qui trình tinh luyện dầu 29

1.5.1 Qui trì nh tinh luyện vật lý 30

1.5.2 Qui trình tinh luyện hóa học 31

1.5.3 Thành phần chủ yếu của dầu nành sau tinh luyện 33

1.5.4 Các chất phụ gia dùng trong tinh luyện dầu 33

1.6 Hiện tượng Oxy hóa hóa học 37

1.6.1 Tự oxy hóa liên quan đến oxygen phân tử 39

1.6.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ gia tăng 39

1.7 Sự trở mùi và biến đổi mùi của sản phẩm 42

1.7.1 Sự trở mùi của sản phẩm 42

1.7.2 Sự biến đổi mùi của sản phẩm 42

1.8 Hình thành, phân hủy Hydrogen Peroxide 43

1.8.1 Acid oleic 43

1.8.2 Acid linoleic 45

1.8.3 Acid linolenic 48

1.8.4 Tự oxy hóa bậc hai của acid linoleic và linolenic 51

1.9 Cơ chế chống Oxy hóa và một số chất chống Oxy hóa 53

1.9.1 Cơ chế phản ứng chống oxy hóa 53

1.9.2 Các chất chống oxy hóa 54

1.1 0 Công thức cấu tạo các chất chống Oxy hóa tự nhiên 55

1.10.1 Công thức cấu tạo của tocopherol 55

1.10.2 Công thức cấu tạo của nhóm carotenoids 56

PHẦN 2 – NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 58

2.1 Đối tượng nghiên cứu 59

2.1.1 Tính chất vật lý 59

2.1.2 Tính chất hóa học 59

2.1.3 Tính chất hóa lý 59

2.1.4 Các chất nhiễm lạ cho phép có trong dầu tinh luyện 60

2.1.5 Bao gói sản phẩm 61

2.2 Phương pháp nghiên cứu, thí nghiệm và tối ưu hóa 62

2.2.1- Phân tích chỉ tiêu hóa học 62

2.2.2- Ph ân tích chỉ tiêu vật lý 67

2.3 Phương pháp qui hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa sản phẩm 69

2.3.1.Mục đích qui hoạch thực nghiệm 69

2.3.2.Nội dung phương pháp 69

PHẦN 3 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 71

3.1 Nghiên cứu ở nhiệt độ thường (30-32 0 C) 72

3.1.1 Nghiên cứu biến thiên chỉ số acid 72

3.1.2 Nghiên cứu biến thiên chỉ số peroxide 75

3.2 Nghiên cứu ở nhiệt độ cao (160-190 0 C) 78

3.2.1 Yếu tố cố định 78

3.2.2 Yếu tố thay đổi 78

3.2.3 Kết quả thu nhận oxy hóa ở nhiệt độ cao 78

3 2.4 Kết quả thí nghiệm thu nhận được acid béo 83

3.3 Tối ưu hóa hàm lượng chất chống Oxy hóa tự nhiên 86

3.3.1 Các thông số chọn cố định 86

3.3.2 Các thông số cần tối ưu 86

3.3.3 Chỉ tiêu cần tối ưu 86

3.3.4 Thiết lập ma trận thực nghiệm 87

3.3.5 Kiểm tra sự đồng nhất các phương sai theo chuẩn Cocbran 88

3.3.6 Tính hệ số tự do của phương trình hồi quy 90

3.3.7 Kiểm tra sự có nghĩa của hệ số hồi quy theo chuẩn student 90

3.3.8 Kiểm tra sự phù hợp mô hình bằng chuẩn Fisher 91

3.3 9 Đổi biến để xác định phương trình hồi quy thực tế 92

3.3.10 Tối ưu hóa dầu nành tinh luyện bằng chất chống oxy hóa 92

3.3.11 Số lần thí nghiệm và kết quả thu nhận được 94

3.4 Thảo luận 96

3.4.1.Cơ chế phản ứng 96

3.4.2 Dựa trên thí nghiệm thực tế 97

3.4.3 Tính qui luật qua thí nghiệm và cơ sở lý thuyết khoa học 98

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

PHỤ LỤC 103

B.1.2: Thành phần acid béo của các loại dầu thực vật 30

B.1.3: Thành phần chủ yếu của dầu nành trước và sau tinh luyện 34

B.1.4: Các chất chống Oxy hóa tổng hợp được sử dụng trong thực phẩm 35

B.1.5: Các yếu tố gia tăng và hạn chế sự Oxy hóa 42

B.1.6: Các sản phẩm đặc trưng khi bị cắt đứt 43

B.1.7: Các sản phẩm bị cắt đứt tạo nên sự biến đổi mùi 44

B.2.1: Các chỉ tiêu hóa lý dầu nành sau tinh luyện 61

B.2.2: Các chất nhiễm lạ cho phép hiện diện trong dầu tinh luyện 61

B.3.1: Biến thiên chỉ số acid với hàm lượng tocopherol 74

B.3.2: Biến thiên chỉ số peroxide với hàm lượng tocopherol 77

B.3.3.(1): Sự thay đổi peroxide ở nhiều hàm lượng chất chống oxy hóa 79

B.3.3.(2): Sự thay đổi peroxide ở nhiều hàm lượng chất chống oxy hóa 80

B.3.3.(3): Sự thay đổi peroxide ở nhiều hàm lượng chất chống oxy hóa 80

B.3.3.(4): Sự thay đổi peroxide ở nhiều hàm lượng chất chống oxy hóa 80

B.3.4: Tóm tắt tốc độ oxy hóa ở nhiệt độ cao 81

B.3.5.(1): Acid béo tự do nhận được cho các lần thí nghiệm lặp lại 84

B.3.5.(2):Acid béo tự do nhận được cho các lần thí nghiệm lặp lại 84

B.3.5.(3): Acid béo tự do nhận được cho các lần thí nghiệm lặp lại 85

B.3.5.(4): Acid béo tự do nhận được cho các lần thí nghiệm lặp lại 85

B.3.6: Cho thấy acid béo tự do sinh ra ở nhiệt độ cao 85

B.3.7: Các giá trị y j và S2 j 90

B.3.8: Kết quả thí nghiệm ở tâm 91

B.3.9: Các kết quả thực nghiệm tối ưu 94

B.3.10 Số lần thí nghiệm chất chống oxy hóa khác nhau 95

B.3.11.Tóm tắt kết quả thí nghiệm ghi nhận 96

B.3.3.(1-4): Sự thay đổi Peroxide ở nhiều hàm lượng 90

B.3.4: Tóm tắt tốc độ oxy hóa ở nhiệt độ cao 91

B.3.5(1-4): Acid béo tự do nhận được cho các lần thí nghiệm lặp lại 95

B.3.6: Cho thấy acid béo tự do sinh ra ở nhiệt độ cao 190°C 96

B.3.7: Mức thí nghiệm của các yếu tố 99

B.3.8: Ma trận thực nghiệm và kết quả 100

B.3.12: Số lần thí nghiệm, nhiều hàm lượng chất chống Oxy hóa khác 106

B.3.13: Tóm tắt kết quả thí nghiệm ghi nhận 107

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

H.1.1: Sản lượng dầu nành của thế giới các năm qua 22

H.1.2: Sản lượng dầu, béo thực vật ăn được của thế giới 22

H.1.3: Mức tăng sản lượng dầu nành của các nước 23

H.1.4: Sơ đồ công nghệ trích ly dung môi liên tục 24

H.1.5: Buồng trích ly dạng lọc 25

H.1.6: Dung môi xuyên thấu 25

H.1.7: Sơ đồ công nghệ ép nhiệt liên tục 27

H.1.8: Thiết bị ép nhiệt (theo kiểu ép trục vis) 28

H.1.9: Sơ đồ tinh luyện dầu liên tục (Phương pháp vật lý) 31

H.1.10: Sơ đồ tinh luyện dầu liên tục (Phương pháp hóa học) 32

H.1.11: Cấu trúc phân tử các chất chống Oxy hóa tổng hợp 35

H.1.12: Cấu trúc của α- Tocopherol 36

H.1.13: Các phản ứng chuyển đổi gốc tự do của hợp chất Phenolic 36

H.1.14: Quá trình Oxy hóa chất béo 39

H.1.15: Công thức cấu tạo các dạng của Tocopherol 56

H.1.16: Công thức cấu tạo của β-caroten 57

H.1.17: Công thức cấu tạo của Lycopen 57

H.2.1: Đo độ ổn định của dầu (xác định chỉ số peroxide PV) 64

H.2.2: Định lượng acid béo tự do (chỉ số acid AV) 65

H.2.3: Cân phân tích chính xác 1/10000 68

H.2.4: Xác định tỉ khối (bằng pycnometer) 69

H.2.5: Mô tả quá trình nghiên cứu và tối ưu hóa 70

H.3.1: Biểu diễn sự thay đổi AV theo thời gian τ 74

H.3.2: Biểu diễn sự thay đổi PV theo thời gian τ 77

H.3.3: Tủ sấy có cài nhiệt độ 80

H.3.4: Thiết bị chiên, rán sản phẩm thực phẩm trong chân không 80

H.3.5: Thiết bị chiên, rán chuối, mít trong chân không 81

H.3.6: Các sản phẩm chiên , rán trong chân không 81

H.3.7: Biểu đồ hình thành Peroxide ở nhiệt độ cao lần (1) 82

H.3.8: Biểu đồ hình thành Peroxide ở nhiệt độ cao lần (2) 82

H.3.9: Biểu đồ hình thành Peroxide ở nhiệt độ cao lần (3) 83

H.3.10: Ở nhiệt độ cao có sự hình thành acid béo tự do TN lần 1 85

H.3.11: Ở nhiệt độ cao có sự hình thành acid béo tự do TN lần 2 85

H.3.12: Ở nhiệt độ cao có sự hình thành acid béo tự do TN lần 3 86

LỜI CẢM ƠN

Xin chân thành cảm ơn :

- PGS TS Nguyễn Duy Thịnh, thầy là người đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt những kinh nghiệm trong quá trình nghiên cứu để tôi thực hiện các nội dung khoa học của bài luận văn tốt nghiệp Tôi mãi luôn ghi nhớ những lời góp ý, nhắc nhở và đặc biệt là sự quan tâm giúp đỡ của thầy trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài nghiên cứu này

-Ban giám đốc Trung tâm sau đại học, Trường đại học Bách khoa Hà nội -Ban giám hiệu Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

-Viện Công Nghệ Sinh Học và công nghệ thực phẩm luôn tạo điều kiện và giúp đỡ chúng tôi hoàn tất công việc nghiên cứu đề tài đúng thời hạn

- Ban Giám hiệu trường Cao Đẳng Thực Phẩm nơi tôi công tác đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi học tập và thực hiện đề tài

- Các thầy, cô Bộ môn Công Nghệ Hóa Thực Phẩm, Viện Công Nghệ Sinh

Học và công nghệ thực phẩm và Bộ môn Toán Cơ Bản đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian học tập, là nền tảng kiến thức giúp tôi thực hiện tốt đề tài

- Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô GS.TS, PGS.TS là chủ tịch hội đồng và các ủy viên hội đồng đã dành nhiều thời gian quý báu để đọc, nhận xét tham gia phản biện và chấm luận văn

- Cuối cùng xin chân thành cảm ơn gia đình, các đồng nghiệp, bạn bè luôn ủng hộ và động viên tôi trong suốt thời gian nghiên cứu đề tài

L ỜI CAM ĐOAN

Thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học

“Quá trình oxy hóa và biện pháp hạn chế bằng chất chống oxy hóa tự nhiên” Các kết qủa thu nhận được trong luận văn là chính do tôi nghiên cứu, thực hiện và đã ghi trong đề tài

Tôi cam đoan trước hội đồng bảo vệ luận văn về các số liệu và kết quả nghiên cứu và chịu hoàn toàn trách nhiệm nội dung đề tài

Ngày 18 tháng 11 năm 2006

Người cam đoan

Lê Phước Trung

PHẦN MỞ ĐẦU

Hiện tượng oxy hĩa dầu, mỡ thực phẩm thường xảy ra nhất ở các xứ nĩng hoặc những nơi cĩ độ ẩm cao Đây chính là nguyên nhân chủ yếu gây nên hiện tượng dầu, mỡ thực phẩm bị ơi chua Do vậy dầu, mỡ bị ơi cĩ thể thực hiện qua các biến đổi hĩa học như sau :

• Hiện tượng thủy phân cĩ thể do nguyên liệu hoặc do sản phẩm thực phẩm

cĩ độ ẩm cao Ngồi ra các loại dầu, mỡ cĩ chuỗi carbon ngắn như dầu dừa (C12 chiếm tỉ lệ 48- 51%) cũng dễ bị thủy phân Do vậy dầu dừa được

sử dụng trong thực phẩm với một tỉ lệ phối chế rất thấp

• Hiện tượng thủy phân cĩ thể do tác dụng của men lipaza như ở dầu cám

gạo Ở độ ẩm thích hợp men lipaza đĩng vai trị xúc tác làm quá trình thủy phân xảy ra nhanh Do vậy với dầu cám gạo thường cĩ chỉ số Acid (AV) tăng nhanh nếu chưa kịp xử lý, sau khi ép hoặc trích ly dung mơi

• Hiện tượng oxy hĩa với men lipoxidaza tác dụng chủ yếu trên các triglyceride cĩ nhiều nối đơi như trường hợp thường gặp ở các loại mỡ động vật như mỡ heo, mỡ cá …Với mỡ heo cĩ (C18:1 và C18:2 khoảng 56-57%), mỡ cá basa cĩ (C18:1 và C18:2 khoảng 60-61%)

Hiện tượng oxy hĩa hĩa học đặc biệt thường xảy ra tương đối dễ dàng trên các chuỗi cĩ nối đơi của các acid béo chưa no, nhất là ở điều kiện nhiệt độ, xúc tác thích hợp (như các kim loại thuộc nhĩm chuyển tiếp như Fe 2+, Cu 2+,

Zn 2+…) tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình oxy hĩa xảy ra theo cơ chế oxy hĩa gốc tự do Hiện tại theo xu thế trong nước cũng như thế giới, nguồn cung cấp chất béo bổ sung vào thực phẩm chủ yếu là dầu đậu nành (dầu đậu tương)

cĩ tỉ lệ acid béo chưa no chiếm khoảng 85,3%, rất cĩ lợi cho sức khỏe (do hệ

số tiêu hĩa cao) Ðó là mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu quá trình oxy hĩa của dầu nành sau chế biến, bảo quản và hướng khắc phục quá trình oxy hĩa dầu này bằng chất chống oxy hĩa tự nhiên Trình

tự tiến hành nghiên cứu các vấn đề được thực hiện như sau :

• Nghiên cứu về lý thuyết của cơ chế oxy hĩa dầu nành theo gốc tự do

• Theo dõi quá trình tự oxy hĩa dầu nành chưa chế biến

• Theo dõi quá trình tự oxy hĩa dầu nành sau tinh luyện (chưa cĩ chất chống oxy hĩa)

• Nghiên cứu quá trình tự oxy hĩa dầu nành sau tinh luyện (cĩ chất chống oxy hĩa tổng hợp)

• Nghiên cứu quá trình tự oxy hĩa dầu nành sau tinh luyện bằng chất chống oxy hĩa tự nhiên ở nồng độ thích hợp, đĩ cũng là mục tiêu chính của đề tài nhằm đảm bảo chất lượng ổn định dầu sau tinh luyện và an tồn

về thực phẩm của người tiêu dùng

Đặc điểm của đề tài nghiên cứu là dùng chất bảo quản tự nhiên cĩ sẵn trong nước, thay thế chất bảo quản tổng hợp hiện các nhà máy sản xuất dầu thực

vật trong nước đang sử dụng như BHA, BHT và TBHQ …

PH ẦN 1

Dầu, mỡ là thực phẩm không thể thiếu trong đời sống do quá trình đốt cháy tạo ra năng lượng (9,40 Kcal/g), so với các thành phần khác như protide (5,60 Kcal/g) và glucide (4,10Kcal/g) Nhằm cung cấp năng lượng cho hoạt động của sự sống con người Do vậy việc đẩy mạnh ngành công nghiệp chế biến các sản phẩm thực phẩm không thể tách rời với việc tìm hiểu và phát triển dầu thực vật đạt chất lượng, số lượng và an toàn cung cấp cho thị trường hiện nay

là rất cần thiết, ở một số nước có nền công nghiệp tiên tiến, ngành công nghiệp sản xuất và chế biến dầu thực vật phát triển mạnh mẽ và trở thành một ngành quan trọng trong công nghiệp sản xuất và chế biến thực phẩm Bên cạnh các cơ sở sản xuất được trang bị hiện đại, nhiều áp dụng khoa học tiên tiến được đưa vào ứng dụng từ các trường đại học, viện nghiên cứu đều tập trung vào nghiên cứu với mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm ở nhiều điều kiện khác nhau, nhằm giảm thiểu những mối nguy hại ở sản phẩm sau chế biến với mục đích có lợi về sức khỏe cho người tiêu dùng, đó cũng là mục tiêu của đề tài nghiên cứu cơ bản cho quá trình chế biến và bảo quản dầu sau tinh luyện

1.1- TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ :

1.1.1- Tình hình dầu thực vật trong nước :

Ngành công nghệ dầu thực vật đã có quy hoạch tổng thể trình Bộ Công

Nghiệp từ năm 1995, nhưng chưa có cấp thẩm quyền phê duyệt Hiện nay, nhu cầu trong nước về dầu thực vật ngày càng tăng với mức tiêu thụ bình quân đầu người tăng từ 0,3 kg/năm vào năm 1990 lên 0,7 kg/năm vào năm

1995 và 2,5 kg/năm vào năm 2000 và đạt 4 kg/năm vào năm 2005 dự án 6 - 8 kg/năm vào 2010 Công suất toàn ngành năm 1999 là 240 ngàn tấn/năm, mức huy động 75,3% năm 1999 và ước đạt 84,6% năm 2000 năm 1999 toàn ngành sản xuất được gần 200.000 tấn dầu tinh luyện tăng 200% so với năm 1998 Đặc biệt, năm 1998 ngành dầu thực vật đã xuất khẩu đạt 10,6 triệu USD và

năm 1999 ước đạt 21 triệu USD Về nguyên liệu, hiện nay nguyên liệu trong nước mới đáp ứng được 10% do sản lượng nhỏ, phân tán giá thành cao nên toàn ngành phải nhập 90% nguyên liệu từ các nguồn nguyên liệu như dầu cọ, dầu nành, dầu cải …

1.1.2- Tình hình tiêu thụ dầu trên thế giới :

Dự báo cung cầu hạt có dầu trên thế giới năm 2005 - 2006 tổng sản lượng loại hạt có dầu chủ yếu của thế giới năm 2005 - 2006 dự báo so đạt 389,29 triệu tấn, tăng mạnh so với 380,14 triệu tấn của năm 2004 - 2005 trong đó sản lượng cơm dừa so đạt 5,38 triệu tấn, hạt bông 42,49 triệu tấn, nhân cọ 9,55 triệu tấn, hạt cải dầu 46,68 triệu tấn, đậu nành 222,76 triệu tấn và hạt hướng dương 29,82 triệu tấn

Tổng xuất khẩu bảy loại hạt có dầu trên thế giới năm 2002 - 2006 dự báo đạt 77,86 triệu tấn, tăng so với 74,94 triệu tấn của năm 2004 - 2005

Tổng sản lượng bảy loại hạt có dầu đem trích chiết trên thế giới trong năm

2005 - 2006 dự báo đạt 311,39 triệu tấn, tăng so với 301,61 triệu tấn của kết quả năm trước, trong đó riêng đậu nành đạt 183,84 triệu tấn

Tổng dự trữ bảy loại hạt có dầu kể trên thế giới cuối niên vụ 2005 - 2006

dự báo đạt 62,59 triệu tấn tăng so với 52,19 triệu tấn cuối niên 2004 - 2005 Sản xuất và tiêu dùng hạt có dầu ở Trung Quốc năm 2005 - 2006 dự báo đạt 54,07 triệu tấn giảm so với 57,97 triệu tấn của năm 2004 - 2005 Trong đó sản lượng đậu nành so đạt 17,0 triệu tấn, lạc 18,3 triệu tấn, hạt cải dầu 11,4 triệu tấn, hạt bông 10,27 triệu tấn và các loại hạt khác 1,6 triệu tấn tổng mức tiêu dùng của các loại hạt có dầu Năm 2005 - 2006 dự báo đạt 43,13 triệu tấn

so với 40,18 triệu tấn của năm 2004 - 2005 Trong đó tiêu dùng đậu nành so đạt 27,0 triệu tấn hạt cải dầu 7,6 triệu tấn, lạc 2,79 triệu tấn Tiêu dùng các loại dầu thực vật năm 2005 - 2006 dự báo đạt 21,76 triệu tấn, tăng so với 20,40 triệu tấn của năm trước trong đó lượng dầu đậu nành đạt 8,37 triệu tấn

Xuất khẩu lạc của Trung Quốc năm 2005 - 2006 dự báo đạt 950 ngàn tấn/năm

so với 1,02 triệu tấn của 2004 - 2005 nhập khẩu đậu nành vào Trung Quốc

2005 - 2006 dự báo đạt 27,5 triệu tấn tăng so với 25,8 triệu của năm trước (Feb, 2006)

Tổng sản lượng hạt có dầu ở Ấn Độ năm 2005 - 2006 dự báo đạt 29,9 triệu tấn tăng nhẹ so với 29,4 triệu tấn của năm 2004 - 2005 Trong đó (tính triệu tấn/năm) :

Bông vải 7,9 ; lạc 6,6 ; đậu nành 6,0 ; hạt cải 6,8 và các loại hạt có dầu khác chiếm 2,6 triệu tấn/năm

Tổng mức tiêu thụ các loại hạt có dầu đạt 9,7 triệu tấn của năm 2005 -

2006 tăng nhẹ so với 9,6 triệu tấn của năm trước Tiêu dùng năm 2005 - 2006

dự báo tăng đạt 12,2 triệu tấn tăng so với 12,1 triệu tấn của năm 2004 - 2005

Dự báo 2005 - 2006 nhập 3,5 triệu tấn dầu cọ, 1,9 triệu tấn dầu nành, 95 ngàn tấn nhân cọ Xuất khẩu 100 ngàn tấn lạc, 24 triệu tấn bột khô đậu tương và

550 ngàn tấn bột khô hạt cải dầu (Oil seeds WM & T, Feb/16/2006) Cung cầu so cân đối trong năm 2005 - 2006 Sản lượng dầu thực vật trên thế giới

2005 - 2006 chắc chắn so tăng ít nhất 4 triệu tấn, nhờ sản lượng hạt có dầu tăng mạnh ở bán cầu Nam Những yếu tố chính góp phần làm tăng sản lượng dầu thực vật bao gồm sản lương đậu nành so tăng 1,5 triệu tấn sản lượng dầu

cọ và dầu hướng dương mỗi loại so tăng 1 triệu tấn

Trong khi đó nhu cầu dầu cũng so tăng khoảng 4 - 4,5 triệu tấn Như vậy sản lượng và nhu cầu so tăng lên ở mức cung cầu bằng nhau

Mức tăng của dầu cọ niên vụ 2005 - 2006 so đạt 1 triệu tấn Song dự trữ loại dầu này còn nhiều (đạt ít nhất trên 1 triệu tấn) và lượng mua vào của các

nơi nhập khẩu như Ấn Độ thấp, khiến cho giá dầu cọ vẫn ở mức cao 1400 -

1450 Ringit/tấn suốt những tháng gần đây Mặt khác, những dự báo về xu

hướng sử dụng nhiều dầu cọ làm nhiên liệu cho sinh học cho đến nay cũng chưa trở thành hiện thực Điều này tác động không nhỏ đến giá cả

Giai đoạn tháng 1 - 3 thường là mùa giáp hạt trong sản xuất dầu cọ và giá thường tăng Song tháng 4 sẽ là mùa thu hoạch cao điểm, mà tới thời điểm này giá vẫn chưa tăng có nghĩa là tình hình năm nay sẽ không theo quy luật

cũ, trừ khi có nhiều yếu tố khác tác động mạnh tới giá

1.2- MỘT SỐ LOẠI HẠT CÓ DẦU CHỦ YẾU :

1.2.1- Dừa :

Tên khoa học là Coco Snucifera, Coco Sbutyracea

Dừa là một đặc sản nhiệt đới Trên thế giới dừa trồng nhiều ở các nước vùng Đông Nam Á, trong đó nhiều nhất là các tỉnh phía nam Việt Nam Hải Nam, Indonesia, Malaysia, Philipine, Ấn Độ, Thái lan và một số nước ở Châu Phi, Nam Mỹ…

Miền Bắc nước ta dừa có nhiều ở một số huyện thuộc tỉnh Thanh Hóa và được trồng nhiều ở một số địa phương khác như Bến tre, Vĩnh long, Hậu Giang… Thường sau khi trồng khoảng 3 - 5 năm, bắt đầu có quả

Mỗi cây hằng năm, sau vụ đầu có thể cho tới 50 quả và hơn nữa

Phần thu nhận được dầu chủ yếu là cơm (thịt) dừa

Thành phần cơm dừa tươi như sau : ( theo % trọng lượng )

Bình quân dầu có trong cơm tươi khoảng 30 - 40% phụ thuộc vào giống Cơm dừa tươi phơi khô tự nhiên bằng ánh nắng mặt trời hoặc sấy khô bằng các loại thiết bị sấy sau đó xuất khẩu dưới dạng cơm khô gọi là Copra

Bảo quản cơm dừa khô làm nguyên liệu để trích chiết dầu tốt nhất là sấy hoặc phơi khô tự nhiên

Dầu dừa là nguyên liệu quý trong kỹ thuật sản xuất xà phòng cứng, ngoài

ra trong công nghệ thực phẩm người ta thường dùng nó trong sản xuất bơ nhân tạo (Margarine) hoặc chế biến bánh, kẹo

1.2.2- Cọ dầu :

Tên khoa học là Elalis Guineensis Cọ dầu trồng nhiều ở Châu Phi, Ấn Độ Nam Mỹ, Malaysia Ở nước ta cũng có ở Phú Thọ, Tuyên Quang, Đồng Nai nhưng sản lượng trái không đáng kể Dầu cọ chứa nhiều trong lớp thịt và nhân Hàm lượng dầu trong nhân có thể đạt đến 60 - 65% tùy thuộc vào giống Quả cọ gồm ba lớp: vỏ ngoài, thịt cọ và hạt Hạt ngoài có vỏ cứng, trong là nhân Từ quả cọ trích chiết ra hai loại dầu: dầu thịt cọ và dầu nhân cọ Dầu thịt cọ thường chứa nhiều acid no C 16:0 và C 18:0 có phân tử lượng lớn hơn dầu nhân cọ

Dầu thịt cọ sau khi trích chiết thường được phân đoạn để thu nhận được dầu no và chưa no và được dùng mục đích sản xuất khác nhau như xà phòng cứng hoặc dùng vào các mục đích sản phẩm như sản xuất shortening hoặc trong phối chế dầu cooking …

1.2.3- Lạc :

Tên khoa học là Arachis Hypogea Lạc thuộc họ đậu than bò và thẳng, mọc thành bụi Hoa sau khi nở chui xuống đất và hình thành củ Lạc sinh trưởng ở vùng nhiệt đới và ôn đới Trên thế giới, nơi nhiều lạc là các nước thuộc Châu Phi, Ấn Độ

Thành phần lạc vỏ như sau:

* Tỷ lệ nhân 70 - 76% (theo % trọng lượng hạt)

* Vỏ màng nhân 2,6 - 4% (theo % trọng lượng nhân) Thành phần lạc vỏ như sau:

1.2.4- Hạt hướng dương :

Tên khoa học là Helianthus Annus

Cây hướng dương nguyên gốc ở Mecxich, về sau phát triển ở nhiều nước trên thế giới Đây là cây có dầu chủ yếu ở Liên Xô và một nước Đông Âu Ở Việt Nam cây hướng dương trồng ở vùng Sapa

Hoa hướng dương gương sen và luôn hướng theo phía mặt trời Hạt hướng dương khi già đen như hạt na phân bố đều theo từng ô ở hoa Mỗi hoa có vài chục đến vài trăm hạt Những hạt ở hoa thường già trước, mẩy và nhiều lầu Hàm lượng dầu của hạt từ 35 - 55%, tùy thuộc vào giống và vùng địa lý cây trồng Một số nơi trồng thí nghiệm thấy cây rất tốt, hoa to, hạt mẩy Mỗi cây đến 5 - 7 hoa

Dầu hướng dương là nguồn thực phẩm quý, dùng phổ biến làm dầu ăn, đồ hộp, sản xuất bơ nhân tạo… Khô hướng dương ở Liên Xô dùng sản xuất bột trộn với bột mì làm bánh nướng, kẹo và chế biến thành thức ăn kiêng

1.2.5- Olive :

Tên khoa học là Olea Europaea Savila

Olive xuất hiện trước tiên ở vùng Tây Á Sau đó được trồng ở nhiều nước trên thế giới Hiện nay ở ven biển Địa Trung Hải, ở Mỹ, Nam Phi trồng nhiều olive nhất

Phần dầu tập trung chủ yếu là quả, hạt olive cũng làm nguyên liệu có dầu

Hàm lượng dầu của quả tới 40 - 70% Trong số các loại dầu thực vật, dầu olive chứa tỷ lệ acid oleic cao nhất

Pháp và một số nước lân cận hàng năm sản xuất dầu olive thực phẩm nhiều nhất Dầu olive còn dùng trong kỹ nghệ dược liệu, mỹ phẩm

1.2.6- Hạt bông :

Tên khoa học là Gossypium Herbaceum

Bông có nhiều giống khác nhau, nhưng chủ yếu là loại cho xơ dài Hạt sau khi tách xơ được dùng làm nguyên liệu sản xuất dầu hàm lượng dầu của hạt khoảng 15 - 25% nhưng nếu tách vỏ, nhân có đến 40% dầu Trong dầu bông

có độc tố gossipol do đó trước khi chế biến dầu bông cần loại gossipol khỏi ảnh hưởng sức khỏe người tiêu dùng

Hiện nay dầu bông thực phẩm do Liên Xô sản xuất ra có phẩm chất cao do

đã có khâu tinh chế tách gossipol bằng acid antranilic

Trong dầu bông do có tương đối nhiều acid palmitic và stearic nên mùa đông thường phân thành 2 lớp lỏng đặc Người ta đã lọc nhanh để tách riêng dầu đặc và dầu lỏng

Dầu bông là nguồn dầu thực phẩm và cũng là dầu công nghiệp khác để sản xuất xà phòng, dầu cứng…

1.2.6- Đậu nành :

Tên khoa học là Glycine Hispada, Maxim

Đậu nành trồng ở nhiêu nước trên thế giới Ở Việt Nam đậu nành trồng ở nhiều vùng khác nhau, nhiều nhất ở đồng bằng sông Cửu Long

Thành phần hóa học ở đậu nành tính (theo %)

Tên khoa học Sesamum Indicum Mè trồng nhiều nơi thuuộc vùng Châu

Á, Châu Phi và Châu Mỹ Ở Việt Nam, mè có hầu hết ở các địa phương nhưng sản lượng hàng năm còn quá thấp, chưa trở thành nguyên liệu chính cho ngành công nghiệp

Thành phần chủ yếu của hạt mè (theo % trọng lượng)

Tên khoa học là Zea Mays

Bắp là một cây lương thực, trồng nhiều ở Mỹ, Liên Xô, Trung Quốc

Ở nước ta bắp cũng được trồng trên khắp mọi vùng, tuy nhiên những nơi

có đất phù sa mới thu được năng suất cao

Hàm lượng dầu của hạt bắp rất thấp chỉ khoảng 10 - 12%, nhưng của phôi

bắp đến 30 - 40% Vì vậy người ta sản xuất dầu bắp từ phôi bắp

Để tách lấy phôi ngô, ngô hạt sau khi xay qua sàng lọc l li được gạo bắp và cám bắp Cám bắp tiếp tục sàng phân loại tách bớt tấm bắp thu lấy cám đem

ra, nếu dầu cám thô ép được chưa thông qua lọc và tinh chế ngay phẩm chất nhanh chóng giảm, chỉ số acid tăng nhanh, màu dầu từ vàng sang xanh thẫm rồi đen

Dầu cám tinh chế là nguồn thực phẩm của nhiều nước như Nhật Bản, Trung Quốc

Trên đà phát triển của nền nông nghiệp nước ta, cám sẽ là nguồn nguyên liệu lớn, tương lai sẽ trở thành nguồn nguyên liệu dầu thực vật quan trọng đứng thứ hai sau Lạc Vì vậy, việc nghiên cứu cám, dầu cám, cách trích, chiết

và tinh chế, chế biến và bảo quản cần được quan tâm

Từ dầu cám thô có thể tiến hành thu hồi sáp thực vật là một nguyên liệu cần thiết trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất xà phòng, dùng trong

mỹ phẩm, dùng trong sản xuất chất cách điện

Do phẩm chất dầu cám hiện nay còn kém nên phần lớn dầu cám ở nước ta hiện nay dùng trong công nghệ sản xuất xà phòng giặt

1.2.10- Hạt cải :

Tên khoa học là Brassica Campestris

Cải dầu được trồng nhiều ở Đông Bắc Trung Quốc, vùng Đông Á của Liên

Xô, Nhật bản, Triểu tiên

Hạt chứa nhiều dầu Hàm lượng dầu trung bình khoảng 35 - 40%

Dầu cải được sản xuất theo phương pháp ép và trích li Dầu thể lỏng, màu vàng hoặc sẫm mùi hanh cải, acid béo chủ yếu là Erucic

Dầu hạt cải có thể dùng làm nguyên liệu sản xuất dầu cứng, bơ nhân tạo và một số ngành công nghiệp khác

Khô dầu hạt cải được người xứ lạnh dùng làm mù tạc, là loại tương gia vị người Châu Âu ưa thích và quen dùng

1.2.11- Hạt thầu dầu

Tên khoa học là Ricinus Communis

Thầu dầu trồng nhiều ở các nước thuộc vùng nhiệt đới Miền Bắc nước ta thầu dầu trồng nhiều ở Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Thanh Hóa

Hiện có hai giống thầu dầu chính thầu dầu bãi và thầu dầu đồi Năng suất

Vì thô dầu có chứa độc tố Ricin nên không dùng vào các mục đích thực phẩm

Dầu ve của ta hiện nay chủ yếu dành cho xuất khẩu, một lượng nhỏ cung cấp cho cơ quan y tế

Khô dầu ve ngâm ủ làm phân bón cho cây thuốc lá, chè và cây ăn quả rất tốt Ở nhiều nước khô dầu được đem xử lí bằng hơi nước với chế độ đặc biệt

để khử độc tố recin, được sử dụng lảm thức ăn gia súc

1.2.12- Hạt lanh

Tên khoa học là Linum Usitatissimum

Lanh là loại cây ngắn ngày, trồng để lất sợi, nhiều nhất ở Ấn Độ, Liên Xô

Hạt lanh nhỏ như hạt đay, hàm lượng dầu 35 - 40% Dầu lanh thường sử dụng trong công nghiệp, có thành phần hóa học chủ yếu là acid linoleic và acid linolenic nên nó còn gọi là dầu khô, thường được dùng trong công nghiệp sản

xuất sơn và verni Nước ta trồng rất ít, chỉ có một vài địa phương thuộc Việt

Bắc và Tây Bắc do đó sản lượng không đáng kể Nhu cầu dầu lanh thế giới là

rất lớn

1.3- DẦU NÀNH :

1.3.1- Sản lượng dầu nành của thế giới :

Hiện tại, dầu nành là loại dầu thực vật đứng hàng đầu của thế giới bao gồm cả

về sản xuất và tiêu thụ Mặc dầu, dầu nành đã được sản xuất từ lâu nhưng xét một cách công bằng thì sự tăng sản lượng của nó so với những năm gần đây là vượt hơn hẳn và được minh họa theo biểu đồ dưới đây :

H.1 1.Sản lượng dầu nành của thế giới các năm qua (triệu tấn/năm)

1.3.2- Vị trí dầu nành trên thế giới: (1987 - 1988) triệu tấn/năm

Lần đầu tiên, dầu nành đạt được vị trí đứng đầu trong những năm 1950 - 1954

và mối tương quan của nĩ so với sản lượng của các loại dầu trên thế giới hiện nay, được tĩm tắt theo biểu đồ trịn như sau:

H.1 2 Sản lượng dầu, béo thực vật ăn được của thế giới

1.3.3- Mức tăng sản lượng dầu nành của các nước trên thế giới :

Mỹ là nước tiếp tục dẫn đầu về sản lượng dầu nành của thế giới Các quốc gia khác như Argentina, Brazil, Trung quốc đang tăng cường gia tăng sản lượng

Thành phần các loại dầu:

năm triệu tấn/năm

ấ

chia xẻ thị phần dầu nành, để cùng nhau đóng góp làm tăng lượng dầu nành

của thế giới Theo số liệu về sản lượng dầu nành của các nước dẫn đầu đã được thống kê qua các năm, được mô tả theo biểu đồ sau

H.1.3 Mức tăng sản lượng dầu nành của các nước

1.4- CÔNG NGHỆ TRÍCH, CHIẾT DẦU THỰC VẬT :

Dầu thực vật thô được trích,chiết từ hạt chủ yếu theo 3 phương pháp như sau

• Phương pháp trích chiết dầu bằng trích ly dung môi

• Phương pháp trích chiết dầu bằng máy ép vis

• Phương pháp trích chiết dầu bằng ép thủy lực

1.4.1- Phương pháp ép thủy lực :

Ép thủy lực là một phương pháp ép xưa nhất, do tiến trình ép từng mẻ, nhu cầu lao động chân tay nhiều và khả năng thu hồi dầu lâu hơn, phương pháp này không dùng phổ biến cho việc trích chiết đậu nành

1.4.2- Phương pháp trích ly dung môi :

Thiết bị trích ly dung môi dùng trích, chiết trên các loại nguyên liệu có hàm lượng dầu thấp hoặc kết hợp giữa ép sơ bộ và trích ly dung môi, cho các loại nguyên liệu có hàm lượng dầu cao

triệu tấn/năm

năm

a- Sơ đồ công nghệ trích ly: (cho các nguyên liệu có hàm lượng dầu thấp)

Thiết bị trích ly thường có 2 loại thiết bị hoặc là loại buồng lọc hoặc là loại nhúng chìm Thiết bị trích ly loại buồng lọc được xem như hiệu quả hơn nhiều so với thiết bị trích ly loại nhúng chìm do thiết bị loại buồng lọc có thể

sử dụng để trích ly trong một diện tích không gian giới hạn Thiết bị trích ly

buồng lọc người ta thường sử dụng là thiết bị trích ly kiểu buồng quay (H.1.5), hệ thống bao quanh thẳng đứng chuyển động các ngăn có xoi lỗ ở

đáy, chuyển động quay quanh trục đứng trung tâm (Erickson et al, 1980) hình

(H.1.6) minh họa một ngăn trích lọc bằng dung môi (Mouts and Pryde, 1983), thường dung môi (n-hexan) được bơm lên buồng chứa vảy trích, xuống các lỗ xoi ở đáy xuyên buồng trích và tách rời khỏi đáy xuyên qua tấm lỗ xoi, đáy sàng, hay hệ thống sàng lưới kim loại Vảy mỏng là yếu tố trích dầu có hiệu quả, nếu tăng kích cỡ vảy hạt từ 0,02 lên 0,06 làm giảm tốc độ trích đi 80 lần (Caldwell, 1980)

b- Thiết bị trích ly kiểu buồng quay:

H.1.5- Buồng trích ly dạng lọc: Nguyên liệu hạt đậu nành đã xử lý

(theo Mounts và Pryde, 1983) H.1.6- Dung môi xuyên thấu

Đáy sàng

Vảy trích

Thành

buồng trích Dung môi xuyên thấu

Lúc cuối chu trình trích các vảy trích được tháo ra và rơi vào bồn nạp chuyển vào thiết bị sấy và khử dung môi Miscella được bơm ngược dòng với dòng vảy nạp trích Dòng ngược là rất quan trọng để trích dung môi (cũng như khử dung môi) nó giúp loại dầu hiệu quả hơn so với hệ thống trích cùng chiều, miscella trở nên giàu hơn khi dầu được trích từ đậu tương vảy Vảy trích chứa

chừng 35% n-hexan, 7 - 8% nước và 0,5 - 1,0% dầu Để chế biến thành các sản phẩm bột đậu tương ăn được hoặc thức ăn cho gia súc Dung môi được phục chế từ các vảy trích trong một thiết bị sấy khử dung môi Miscella rời khỏi thiết bị trích chứa chừng 25% đến 30% dầu Sau đó nó được lọc để loại các huyền phù, dung môi được phục chế xuyên qua một loạt các thiết bị bốc

hơi Hiệu suất thiết bị bốc hơi bước thứ nhất miscella chứa chừng 65 - 78% dầu Hiệu suất thiết bị bốc hơi bước thứ hai chứa chừng 90 - 95% dầu Sự bay hơi dung môi trích từ các thiết bị bốc hơi được loại, thông qua thiết bị ngưng

tụ và tuần hoàn lại về thiết bị tách trích dung môi Cuối cùng dung môi loại hoàn toàn qua các mâm chưng cất dầu Mâm cất dầu bao gồm một thiết bị

chưng cất trong đó có nhiều cột, trong cột có nhiều mâm như các xy lanh làm bằng thép không rỉ trong đó lưu lượng hơi hướng lên ngược dòng với dòng chảy của dầu trích Dầu, dung môi trích được làm nguội đến nhiệt độ xung quanh và bơm vào bồn trử để thực hiện quá trình trích tiếp theo (Mounts and Pryde, 1983 và Scott, 1991)

1.4.3- Phương pháp ép bằng máy ép vis : Máy ép vis được thay thế tiến trình ép thủy lực để trích dầu Nhưng với hạt đậu nành thường không sử dụng trong phương pháp này, do hạt đậu nành có hàm lượng dầu thấp (18 - 20%)

a- Sơ đồ công nghệ trích dầu bằng máy ép vis :

Ngoài việc trích chiết dầu bằng bằng phương pháp trích ly dung môi cho nguyên liệu có hàm lương dầu thấp, phương pháp ép bằng máy ép vis thường

được sử dụng trên tất cả các loại nguyên liệu hạt có dầu, thông thường máy ép vis được sử dụng ép trên nguyên liệu có hàm lượng dầu cao Qui trình công nghệ trích chiết dầu bằng máy ép vis được thực hiện như sau

Hạt có dầu

Nghiền búa φ = 5÷6mm

Nghiền cán φ = 0,8÷1mm

t = 110oC

Hơi nước Chưng sấy P= 4÷5kg/cm2

Ép vis Lắng, gạn Lọc Dầu thô

AV=1-3mgKOH /g

Bã ép I+W ≤ 0,2%

HLDầu/bã ≈ 6-8% Đóng bao Nhập kho W = 5÷6%

H.1.7- Sơ đồ công nghệ ép nhiệt liên tục b- Lưu trình thiết bị ép nhiệt :

Máy ép nhiệt liên tục kiểu ép trục vis

N hập kho

H.1.8- Thiết bị ép nhiệt (theo kiểu ép trục vis)

1.4.4- Thành phần hóa học chủ yếu của dầu nành thô sau khi ép, trích:

Hạt đậu nành đưa vào ép hoặc trích ly dung môi, người ta thu được các thành phần chủ yếu như sau

B.1.1- Các thành phần chủ yếu của dầu nành thô sau trích chiết :

B.1.2- Thành phần acid béo của các loại dầu thực vật:

Acid

béo

nành cọ cải Hdương B.vải lạc bắp olive nhân

cọ dừa bơ mỡ heo

bảo

hòa

85,3 53,1 91,7 89 75 78,3 86,8 86,8 14 6,4 18,5 56,9

Nguồn: Chemical reaction of oil, fat and fat based products, department of

chemical Engineering, instituto Superior Técnico, Lisbon (Portugal),

October 1997 http://www.ist.ut/.pt/ trang 5

1.5- QUI TRÌNH TINH LUYỆN DẦU:

Sản phẩm sau khi trích, chiết từ các hạt có dầu người ta thu được sản phẩm,

người ta gọi là dầu, mỡ thô Chúng chứa một lượng nhỏ các hợp chất khác

hơn ester triglyceride Trong tinh luyện, các dầu, mỡ thô này được chế biến bằng cách loại các chất không mong muốn để sản xuất ra sản phẩm tinh khiết Các chất được loại bao gồm các acid béo tự do, phospholipides, carbohydrates, proteins, các sản phẩm giảm cấp của chúng, nước, sắc tố

(carotenoids, chorophyll …), các sản phẩm oxy hóa chất béo và thậm chí có

cả các vitamin như vit E (tocopherol) Hiện tại có hai phương pháp tinh luyện dầu, mỡ thông dụng nhất hiện nay

• Tinh luyện vật lý

• Tinh luyện hóa học

Các bước của cả hai qui trình là tương tự nhau nhưng khác nhau về mục tiêu Thông thường dầu thực vật và mỡ động vật được tinh luyện bằng phương pháp hóa học nhưng một vài dầu thực vật khác có chất lượng tốt như dầu dừa

và dầu cọ, người ta tinh luyện bằng phương pháp vật lý có hiệu quả kinh tế

hơn nhiều Do vậy việc lựa chọn phương pháp tinh luyện thường tùy thuộc vào chất lượng nguyên liệu, gía của quá trình chế biến Điều đáng lưu ý là cả hai quá trình tinh luyện dầu, mỡ là đều thực hiện ở nhiệt độ cao khoảng (240 - 250°C) do tinh luyện ở nhiệt độ cao nên dầu sau tinh luyện có thể ảnh hưởng đến một phần nào về hàm lượng vit E hoặc A có trong dầu tinh luyện… Và nhất là các đồng phân hóa cis – trans của các chất béo chưa bảo hòa

1.5.1- Qui trình tinh luyện vật lý :

Phương pháp tinh luyện vật lý thường sử dụng trên các nguyên liệu dầu, mỡ thô có Av ≤ 5mgKOH/g Qui trình tinh luyện được tóm tắt theo sơ đồ công nghệ như sau

Dầu tinh luyện Nhập kho

H.1.9 Sơ đồ tinh luyện dầu liên tục (Phương pháp vật lý)

1.5.2- Qui trình tinh luyện hóa học :

Qui trình tinh luyện dầu, mỡ bằng phương pháp hóa học thường được áp dụng cho tất cả các nguyên liệu dầu thực vật thô Hiện tại các nhà máy tinh luyện dầu thực vật trong nước sử dụng cả hai phương pháp tuỳ theo chất lượng nguyên liệu Nhưng thông dụng nhất vẫn là tinh luyện bằng phương pháp hóa học Sơ đồ công nghệ tinh luyện dầu bằng phương pháp hóa học như sau

Khử mùi (240 ÷250 o C)

- Ion kim lo ại

-Chân không -Acid béo

- Hơi khử mùi -Tocopherol

Tẩy màu (110 o C)

1.5.3- Thành phần chủ yếu của dầu nành sau tinh luyện :

Sau khi tinh luyện, một số thành phần không mong muốn có trong dầu thô sẽ

bị loại và thậm chí những thành phần mong muốn cũng bị loại (tocopherol) suốt quá trình tinh luyện dầu và được tóm tắt theo bảng sau :

B.1.3 Thành phần chủ yếu của dầu nành trước và sau tinh luyện

STT Các thành phần Dầu thô Dầu tinh luyện

B.1.4- Các chất chống oxy hóa tổng hợp được sử dụng trong thực phẩm

Stt chỉ số

Q.tế Tên ph& ADI ụ gia

Tên thực phẩm công dụng, phụ gia Giphép trong thới hạn tối đa cho ực

phẩm

1 303 Ascorbat kali

ADI :không giới hạn

-Dầu olive & trộn

salad

200mg /kg

2 304 Ascorbyl

palmitat ADI: 0-0,15

-Dầu , mỡ , -Margarine

200-500mg /kg dùng một mình hoặc với ascorbyl stearate

3 305 Ascorbyl

stearate ADI: 0-0,15

-Dầu , mỡ -Margarine

500mg /kgdùng một mình hoặcas-palmitat 200mg /kgdùng một mìnhhoặcas-palmitat

4 320 Butyl hydroxy

anisol (BHA) ADI: 0-0,5

-Dầu ,mỡ

-Margarine

200mg /kg dùng 1 mình hoặc với BHT, TBHQ hay Propyl gallat không quá 100mg/kg -175mg/kg dùng một mình hay BHT &PG

5 321 Butyl hydroxy

Toluen(BHT) ADI: 0-0,125

-Dầu , mỡ -Margarine

- 75mg /kg

- 100mg /kg

6 389 Dilauryl

thiodipropionat ADI: 0-3

-Dầu , mỡ - 200mg /kg

7 384 Isopropyl citrat

ADI: 0-0,14

-Dầu , mỡ margarine

- 100mg /kg

8 319 Tertiary butyl

hydroxyl quinon(TBHQ) ADI: 0-0,2

-Dầu , mỡ -200mg/kg dùng một

mình hay với BHT, BHA, PG nhưng không quá 100mg/kg

(nguồn: Theo quyết định số 867/1998/QĐ-BYT Bộ trưởng bộ y tế 4/4/1998) b- Cấu trúc phân tử các chất chống oxy hóa tổng hợp :

- Hợp chất chống oxy hóa dạng phenolic, thường sử dụng trong dầu mỡ và chế biến thực phẩm

CH3C

CH3

CH3

CH33 H

CH3

Butylated hydroxy anisol Butylated hydroxy toluen TBHQ

( BHA) (BHT) tert-butylhydroquinone

H.1.11 Cấu trúc phân tử các chất chống oxy hóa tổng hợp

c- Các chất chống oxy hóa tự nhiên :

α- Nguồn gốc :

- Các chất chống oxy hóa tự nhiên thường được chiết xuất từ phôi hạt bắp, dầu hạt bông vải hay carotene ở cà chua, carrot hoặc từ quả gấc… Ưu điểm của chất chống oxy hóa tự nhiên là liều dùng trong thực phẩm không hạn chế (theo GRAS trang 74 intergrated food science and technology for the tropic)

như tocopherol hoặc caroten

Tocopherol và caroten là chất chống oxy hóa tự nhiên được chiết suất từ quả gấc bằng phương pháp ép vis hoặc phương pháp trích ly dung môi, dầu gấc chiết được từ cả 2 phương pháp trên có hàm lượng tocopherol (150-350ppm)

và carotene (3000-6500ppm)

nguồn từ : ( Pharmaceutical patents Issued: August 3, 2004, inventors:

Vương; Lê Thuy ( Davis , CA ) Appl No: 211814

β- Cấu trúc phân tử của tocopherol :

- Cấu trúc tổng quát của tocopherol Trong đó a, b, c là nhóm –CH3 và –R là phytotrienol

CH3 CH3

OH CH3

CH3 CH3 CH3 CH3

CH3

H.1.12 Cấu trúc của α-Tocopherol

- Các chất chống oxy hóa thuộc họ phenolic như BHA, BHT, Propyl gallat, TBHQ và tocopherol Trong đó các gốc tự do phenoxy được tạo thành khi các chất chống oxy hóa phenolic phản ứng với gốc tự do chất béo ( L ) và được bền hóa bỡi hệ điện tử của vòng benzen Nhất là khi có nhóm thế alkyl ở vị trí ortho hoặc para so với nhóm – OH sẽ làm tăng mật độ điện tử của hệ do hiệu ứng cảm và cộng hưởng P-Π của nhóm alkyl và –OH và do đó làm tăng hoạt tính chống oxy hóa Khi có mặt thêm nhóm thế -OH thứ hai ở vị trí ortho hoặc para so với nhóm –OH thứ nhất trong hợp chất phenolic sẽ làm tăng đáng kể

hoạt tính chống oxy hóa như được mô tả ở hình sau

OOL H3C

H.1.13 Các phản ứng chuyển đổi gốc tự do của hợp chất phenolic

γ- Cơ sở lý thuyết chất chống oxy hóa thuộc nhóm carotenoids:

Đối với các chất chống oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên như các carotenoid, flavonoid cơ chế quá trình chống oxy hóa khá phức tạp do hệ nối đôi liên hợp trong carotenoid làm cho chúng rất nhạy cảm đến quá trình oxy hóa Tuy nhiên, trong các màng sinh học hoặc trong các hệ sinh học bậc cao, carotenoid góp phần kiểm soát việc bắt giữ các gốc tự do Khả năng bắt giữ các gốc tự do

có liên quan đến cấu trúc của các carotenoid như chiều dài của hệ nối đôi liên hợp, năng lượng thấp nhất của trạng thái triplet Các gốc peroxyl tự do, do tính chọn lọc phản ứng và khả năng khuếch tán sinh học là có nguy hại hơn cả trong các loại gốc tự do Carotenoid là tác nhân bắt giữ hữu hiệu các peroxyl

tự do, nhưng cơ chế của tác động chống oxy hóa của chúng còn chưa rõ Theo giả thiết của Burton và Ingold được trình bày như sau :

ß-caroten + LOO ∙ → ß-caroten ∙ + LOOH (1)

ß-caroten + LOO ∙ → LOO- ß-caroten ∙ (2)

ß-caroten ∙ + O2 ß-caroten - OO∙ (3)

ß-caroten -OO∙ + LOO∙ → Sản phẩm oxy hóa (4)

Phản ứng của ß-caroten với gốc peroxyl tự do sẽ tạo thành các phần tử gốc carotenoid tự do theo phản ứng (1) Nhưng một số nhà nghiên cứu đề nghị rằng ß-caroten có thể phản ứng trực tiếp với gốc tự do peroxyl tạo thành gốc

tự do cộng hưởng bền ở carbon trung tâm của ß-caroten phản ứng (2) Tùy thuộc vào lượng oxy, phản ứng của gốc tự do carotenoid với oxy có thể sẽ tạo thành gốc carotenoid – peroxyl phản ứng (3) Nếu lượng oxy cao thì cân bằng theo phản ứng (4) sẽ tạo thành gốc tự do carotenoid – peroxyl có khả năng phản ứng như là chất xúc tiến oxy hóa

1.6- HIỆN TƯỢNG OXY HÓA HÓA HỌC :

Một trong những hiện tượng thay đổi chủ yếu xảy ra trong quá trình chế biến, phân phối và tồn trữ thực phẩm là quá trình oxy hóa Quá trình oxy hóa chất béo khởi đầu bằng các sự biến đổi khác nhau của hệ thực phẩm làm ảnh

hưởng đến chất lượng dinh dưỡng của thực phẩm nhất là sự biến đổi về màu

sắc, hương vị của sản phẩm Thậm chí còn tạo nên các độc tố có hại đến cơ thể và sức khỏe của người tiêu dùng Sự biến đổi chất béo có trong thực phẩm xảy ra ở các loại chất béo chưa no Quá trình oxy hóa xảy ra dưới ba hình thức khác nhau

• Tự oxy hóa : Quá trình oxy hóa xảy ra liên quan với oxygen phân tử

• Quang oxy hóa : Quá trình oxy hóa liên quan với oxygen nhưng bước đầu phản ứng được xúc tác bởi ánh sáng

• Oxy hóa do enzyme : Bước đầu được xúc tác do enzyme lipoxidase Sau bước đầu, phản ứng có thể trở thành tự oxy hóa

Một cách tổng quát, quá trình oxy hóa chất béo thường xảy ra chủ yếu ở các acid béo chưa no và khởi đầu gốc tự do được hình thành tại vị trí Cα , bắt gặp

với oxygen phân tử gây biến đổi nhanh thành peroxide và tiếp tục phản ứng lan truyền đến chất béo chưa no khác tạo nên gốc tự do khác và hydro nguyên

tử phản ứng với peroxide hình thành hydroperoxide

Các hydroperoxide này hoàn toàn không ổn định và có thể bị cắt đứt thành nhiều gốc tự do khác và phản ứng tiếp tục lan truyền và lại cắt đứt tiếp tục Chính sự cắt đứt này tạo nên các sản phẩm gây mùi (thường gọi là trở mùi) và

tạo nên vô số phản ứng khác nhau, điều này làm cho chất lượng sản phẩm

giảm theo thời gian, về giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Qua các hiện tượng

như đã mô tả trên, có thể tóm tắt cơ chế quá trình oxy hóa chất béo chưa no theo sơ đồ trên

Chất béo chưa no Gốc tự do

Hydro peroxide

-Aldehide, keton, alchool,

acid, epoxide

Polymer hóa, sẩm màu

Protein không hòa tan

H.1.14 Quá trình oxy hóa chất béo

Cắt đứt thành các sản phẩm

Oxygen

Oxy hóa sắc tố, màu, mùi và vitamine