Chương 2. Giới thiệu về dầu thực vật
2.1 Thành phần của một số loại dầu thực vật
Thành phần chính của dầu thực vật là lipid hay còn gọi là triglyceride (là ester của glycerine với các acid béo). Ở nhiệt độ thường, dầu thực vật ở thể lỏng là do các mạch acid béo ngắn hoặc mạch acid dài nhưng mang nhiều nối đôi. Mạch acid béo càng dài, càng no thì độ nóng chảy của triglyceride càng cao, áp suất hơi càng kém, do đó ít có mùi.
Phần lớn dầu thực vật có các acid béo mạch dài cấu tạo nên triglyceride nên dầu thực vật không tan trong nước, ít tan trong alcohol có mạch ngắn như: methanol, ethanol.
Bảng 2.1 Công thức phổ biến của các acid béo Tên công
thức
Số C và
nối đôi Công thức hoá học
Caprylic C8 CH3(CH2)6COOH
Capric C10 CH3(CH2)8COOH
Lauric C12 CH3(CH2)10COOH
Myristic C14 CH3(CH2)12COOH
Palmitic C16:0 CH3(CH2)14COOH
Palmitoleic C16:1 CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH
Stearic C18:0 CH3(CH2)16COOH
Oleic C18:1 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH Linoleic C18:2 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
Linolenic C18:3 CH3(CH2)2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
Arachidic C20 CH3(CH2)18COOH
Eicosenoic C20:1 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)9COOH
Behenic C22:0 CH3(CH2)20COOH
Eurcic C22:1 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11COOH
Bảng 2.2 Thành phần của một số loại dầu thực vật
Bão hòa Không bão hòa
Dầu hoặc mỡ Tỷ lệ không bão hòa/ bão hoà Capric Acid
C10:0 Lauric
Acid
C12:0 Myristic
Acid
C14:0
Palmitic Acid
C16:0 Stearic
Acid
C18:0 Oleic Acid
C18:1
Linoleic Acid (ω6)
C18:2
Alpha Linolenic Acid (ω3) C18:3
Dầu hạnh nhân 9.7 - - - 7 2 69 17 - Mỡ bò 0.5 3 3 11 27 12 29 2 1 Mỡ dê 0.5 7 3 9 25 12 27 3 1 Mỡ người 1.0 2 5 8 25 8 35 9 1
Dầu dừa 0.1 6 47 18 9 3 6 2 -
Dầu bắp 6.7 - - - 11 2 28 58 1
Dầu hạt cotton 2.8 - - 1 22 3 19 54 1 Dầu hạt nho 7.3 - - - 8 4 15 73 - Mỡ heo 1.2 - - 2 26 14 44 10 - Dầu olive 4.6 - - - 13 3 71 10 1
Dầu cọ 1.0 - - 1 45 4 40 10 -
Dầu phộng 4.0 - - - 11 2 48 32 - Dầu mè 6.6 - - - 9 4 41 45 - Dầu nành 5.7 - - - 11 4 24 54 7 Dầu hướng dương 7.3 - - - 7 5 19 68 1
Ngoài ra, trong dầu thực vật còn chứa một lượng nhỏ các tạp chất như:
− Photpholipid: còn gọi là photphalit, chiếm tỷ lệ thấp hơn 3% như: lexitin, xephalin,...
− Sáp: là ester của acid béo có mạch carbon dài từ 24 C đến 26 C với alcohol.
− Các chất màu: carotenoit, clorophil,… chính các chất này tạo sắc tố màu cho dầu từ vàng đến đỏ.
− Các chất chống oxy hóa có mục tiêu bảo vệ dầu như: tocopherol,…
2.2 Tính chất hóa học của dầu thực vật 2.2.1. Phản ứng thủy phân và xà phòng hoá
Dầu thực vật có thành phần chủ yếu là 95% hỗn hợp các ester của glycerine với các acid béo cao phân tử – triglyceride. Các triglyceride khi phản ứng với kiềm sẽ tạo thành muối xà phòng (muối của acid béo) và glycerine gọi là phản ứng xà phòng hóa:
Đây là phản ứng được ứng dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất các chất tẩy rửa.
Các triglyceride trong dầu thực vật sẽ bị thủy phân trong H2O tạo thành các acid béo và glycerine nhưng phải có sự hiện diện của xúc tác.
RCOOR’ + H2O RCOOH + R’OH
2.2.2. Phản ứng với alcohol
Trong môi trường có xúc tác thích hợp (base, acid, enzym,…) triglyceride phản ứng với alcohol (bậc một) tạo ra phản ứng chuyển hóa ester:
C H 2 C H C H 2
O C O R 1 O C O R 2 O C O R 3
CH2 CH CH2
O H O H O H
Na OCOR1 Na OCOR2 Na OCOR3 + 3NaOH Xúc tác +
Xúc tác
CH2 CH CH2
OCOR1 OC OR2 OCOR 3
CH2 CH CH2
OH OH OH
R OCOR1 R OCOR2 ROCOR3 + 3ROH Xúc tác +
Chẳng hạn như:
Các phản ứng trên điều là phản ứng thuận nghịch nên để kết thúc phản ứng cần phải có một trong hai chất phản ứng phải dư.
Thông thường trong phản ứng với alcohol người ta sẽ sử dụng alcohol dư.
2.2.3. Phản ứng khử xúc tác để tạo alcohol từ chất béo
Trong điều kiện nhiệt độ 2000C – 4000C dưới áp suất 100 - 200 atm, với sự có mặt của xúc tác cromit đồng, các triglyceride bị khử thành alcohol.
RCOOR’ + H2 RCH2OH + R’OH
Đây là phản ứng dùng để điều chế alcohol béo từ dầu mỡ.
2.2.4. Phản ứng cộng hợp
Trong điều kiện thích hợp, các acid béo không no có mặt trong dầu sẽ thực hiện phản ứng cộng hợp với một hợp chất khác. Một trong những phản ứng quan trọng nhất là phản ứng hydro hóa, phản ứng tiến hành trong điều kiện nhiệt độ từ 90 – 2800C, áp suất: 6 - 10 atm, với sự có mặt của xúc tác Ni.
Phản ứng hydro hóa là: phản ứng gắn hydro vào nối đôi của acid béo không no trong các triglyceride nhằm làm giảm nối đôi trong mạch của các phân tử triglyceride nhờ đó làm tăng được tính ổn định của dầu trong quá trình bảo quản.
CH2 CH CH2
OCOR1 OC OR2 OCOR 3
CH2 CH CH2
OH OH OH
R OCOR1 R OCOR2 ROCOR3
+ 3ROH H+ +
CH2 CH CH2
OCOR1 OC OR2 OCOR 3
CH2 CH CH2
OH OH OH
R OCOR1 R OCOR2 ROCOR3
+ 3ROH OH_ +
Xúc tác P,Δ
Phản ứng này có ý nghĩa thực tế quan trọng trong việc chuyển từ dạng lỏng sang dạng rắn dùng để sản xuất margarine, shortening …
Phản ứng này có ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng vì làm giảm hàm lượng acid béo cần thiết, hàm lượng vitamin và hàm lượng các chất màu carotenoit có trong dầu.
Ngoài những phản ứng trên còn có những phản ứng khác như:
Phản ứng làm ôi dầu:
Trong quá trình bảo quản dầu thường phát sinh những quá trình biến đổi làm ảnh hưởng đến mùi vị, màu sắc mà người ta thường gọi là sự ôi chua của dầu.
Những nguyên nhân của quá trình này là do sự ảnh hưởng của tạp chất trong dầu, nước, vi sinh vật, men thủy phân, các muối kim loại hay là các điều kiện nhiệt độ, ánh sáng, không khí,…
Việc tìm các biện pháp chống lại sự ôi chua của dầu hiện nay là một vấn đề quan trọng mà các nhà khoa học, các nhà chức trách có liên quan cần phải quan tâm tìm hướng giải quyết.
Phản ứng đồng phân:
Dưới tác dụng của xúc tác, các nối đôi phân bố lại trên mạch từ những vị trí không liên hợp đến những vị trí liên hợp. Phản ứng này làm tăng tính khô của dầu mỡ.
Sự đồng phân hóa có thể thực hiện với chất xúc tác Ni/C, t0: 1700C; Al2O3
tăng hoạt, t0: 2500C;…
Phản ứng trùng hợp:
Dầu có chứa nhiều acid béo không no dễ xảy ra phản ứng trùng hợp. Quá trình trùng hợp có thể là do nối đôi trong triglyceride hay các sản phẩm oxy hóa.
Sản phẩm là các hợp chất cao phân tử. Những dầu chứa acid béo càng nhiều nối đôi càng dễ xảy ra phản ứng trùng hợp.
2.3 Vai trò và ứng dụng của dầu thực vật:
Dầu thực vật là nguồn nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp và trong đời sống.
Từ dầu thực vật, người ta có thể điều chế nhiều loại sản phẩm khác nhau ứng dụng trong thực tiễn. Những ngành công nghiệp sử dụng dầu thực vật làm nguyên liệu như: công nghiệp thực phẩm, công nghiệp sản xuất các chất tẩy rửa, chất tạo nhũ, chất thấm ướt, phụ gia cho dầu bôi trơn,…
Về mặt sinh lý, chất béo là những chất cơ bản không thể thiếu trong quá trình kiến tạo tế bào cũng như cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động của cơ thể.
Hiện nay, để góp phần trong vấn đề bảo vệ môi trường đồng thời để tăng cường sức khỏe cho người sử dụng, các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu sử dụng dầu thực vật sản xuất chất HĐBM ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm thay thế cho những hợp chất HĐBM cũ.
Và trên thế giới đã và đang có nhiều thử nghiệm về những sản phẩm HĐBM này trong lĩnh vực màng sinh học nhân tạo,…
2.4 Ưu nhược điểm của dầu thực vật 2.4.1 Ưu điểm
Dầu thực vật và dẫn xuất của chúng có những ưu điểm sau:
Giải quyết được mối quan tâm hàng đầu đối với tất cả mọi tầng lớp, thế hệ con người đang quan tâm. Đó là vấn nạn ô nhiễm môi trường
Tăng cường đổi mới và đa dạng hoá thị trường các sản phẩm nông nghiệp. Thúc đẩy được sự phát triển của ngành nông nghiệp.
Cải thiện được sức khoẻ và an toàn đối với con người.
Giảm phát thải khí nhà kính.
2.4.2 Nhược điểm
Những ưu điểm là thế nhưng nếu sử dụng trực tiếp dầu thực vật sẽ gặp nhiều trở ngại: trong quá trình bảo quản dầu thường phát sinh những quá trình biến
đổi làm ảnh hưởng đến mùi vị, màu sắc mà người ta thường gọi là sự ôi chua của dầu.
2.5 Giới thiệu về dầu dừa:
Dầu dừa là chất béo, lỏng ở nhiệt độ thường, có màu vàng nên khi hạ nhiệt độ thì dầu dừa trở nên đông đặc.
Dầu dừa là một trong các sản phẩm thương mại quan trọng nhất được lấy ra từ cây dừa. Việc sản xuất và tiêu thụ dầu dừa hiện nay đang được nâng cao. Dầu dừa có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và chế biến.
Ở Việt Nam, dầu dừa chủ yếu được sử dụng vào các mục đích sản xuất một số thực phẩm như: kẹo dừa, xà phòng,… Tuy nhiên lượng dầu dừa sử dụng trong lĩnh vực này không nhiều. Lượng dừa quả được xuất khẩu là chủ yếu: xuất khẩu sang Trung Quốc nhưng giá thành không cao.