Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 63
truyền nhiệt (12) vào máng lọc (8). Cứ thế quy trình sẽ tiếp tục đến khi hệ mixen sạch
sáp hoàn toàn.
Dầu sau khi tách sáp dù có làm lạnh xuống đến 0
o
C vẫn trong suốt, không bị đục, cặn.
4.2.4. Trung hòa
4.2.4.1. Lý thuyết về trung hòa
Phương pháp này dựa vào sự tác dụng của dung dịch kiềm lên các acid béo tự do và
các tạp chất có tính acid sẽ tạo thành các muối kiềm không tan trong dầu nhưng có thể
tan trong nước nên có thể được tách ra bằng cách lắng hay rửa nhiều lần. Nhờ đó chỉ
số acid của dầu giảm và còn có thể loại được một số tạp ch
ất khác.
Quá trình trung hòa xảy ra theo phản ứng sau:
RCOOH + NaOH → RCOONa + H
2
O
Ngoài ra trong một số điều kiện khác có thể tạo ra “xà phòng acid”.
2 R COOH + NaOH → R COONa. R COOH + H
2
O
Do mục đích chủ yếu của luyện kiềm là loại trừ các acid béo tự do nên thực tế quá trình
này thường được gọi là trung hòa dầu mỡ. Tuy nhiên tác dụng của kiềm không phải chỉ
hạn chế ở mức độ trung hòa mà chính những xà phòng sinh ra lại có năng lực hấp phụ
nên chúng còn có thể kéo theo các tạp chất như protein, chất nhựa, các chất màu và
thậm chí cả những tạp chất cơ học vào trong k
thấy rằng ở mỗi nồng độ kiềm đều phải tương ứng với một nhiệt độ thích hợp
và phẩm chất của dầu mỡ. Thông thường nồng độ kiềm càng cao thì dùng loại
dầu mỡ có chỉ số acid cao và nhiệt độ khi tinh luyện phải thấp.
Bảng 4.2. Qui định nồng độ dung dịch kiềm tương ứng với nhiệt độ và chỉ số acid của dầu mỡ
Loại nồng độ Nồng độ NaOH
(g/lít)
Nhiệt độ tinh luyện
tương ứng (
0
C)
Phạm vi chỉ số acid của
dầu mỡ (mg KOH)
Nồng độ loãng
Nồng độ vừa
Nồng độ cao
35 – 45
85 - 105
120 – 200
90 – 95
50 - 55
20 - 40
dưới 5
5 - 7
trên 7
- Căn cứ vào kết quả phân tích chỉ số acid của dầu mỡ, số lượng kiềm cần thiết
để trung hòa có thể tính theo công thức sau:
A . D . 40 . 100 A . D
Kdd = =
1000 . 56. a 14 . a
C sẽ giúp phá vỡ các xà phòng dạng nhũ tương có trong dầu và máy ly tâm sẽ phân
ly các cặn xà phòng ra khỏi dầu. Thời gian lắng cặn xà phòng khoảng 6-8 giờ. Dầu
sau đó được rửa bằng nước.
Trường hợp xà phòng tạo thành ở dạng nhỏ li ti hay nhũ tương khó phân ly thì trước
lúc kết thúc quá trình cần cho thêm vào một lượng nhỏ khoảng 2-3% muối NaCl nồng
độ 10% để tăng tốc độ lắng của xà phòng. Để yên hỗn hợp dung d
ịch sẽ tạo thành 3
lớp: trên là dầu trung tính, giữa là xà phòng, dưới là nước muối. Tiến hành tháo bỏ
dung dịch muối, dùng máy ly tâm để phân ly xà phòng thu hồi dầu.
4.2.4.2. Rửa dầu sau trung hòa
Để loại hết xà phòng có trong dầu sau trung hòa, cần tiến hành rửa dầu liên tục nhiều
lần (3 – 6 lần), lượng nước khoảng 15-20% so với dầu.
Đầu tiên phải rửa bằng dung dịch muối NaCl nồng độ 10%, nhiệt độ khoảng 90-95
o
C,
sau đó rửa bằng nước nóng 95-97
o
C. Cần thiết phải khuấy đều liên tục, sau đó để yên
cho cặn lắng xuống. Tiến hành tháo nước, tách lấy xà phòng và thu hồi dầu trung tính.
Có thể tập trung các nước rửa lại để thu hồi một lượng dầu còn sót lại, và thu hồi xà
phòng.
4.2.4.3. Sấy dầu
Dầu sau khi rửa có thể còn lại một ít nước, ta có thể loại trừ bằng thiết bị sấy chân
không. Dùng biện pháp sấy chân không để tránh nhiệt
độ cao làm ảnh hưởng chất
lượng dầu.
* Một điều lưu ý trong quá trình trung hòa là công đoạn này có thể làm giảm hiệu suất
thu hồi dầu tinh luyện. Nguyên nhân :
- Khả năng kiềm xà phòng hóa cả lượng dầu trung tính nên làm giảm hiệu suất thu
hồi dầu tinh luyện
4.2.5.1. Tẩy trắng bằng chất hấp phụ
Phương pháp này dựa vào khả năng hấp phụ của các chất có tính chất bề mặt. Sự hấp
phụ này có có tính chất chọn lọc, đối với dầu m
ỡ chủ yếu là hấp phụ các chất màu, sau
khi hấp phụ xong tiến hành tách chất hấp phụ ra khỏi dầu.
Mỗi loại chất hấp phụ có một khả năng hấp phụ riêng và có một giới hạn nhất định.
Quá trình hấp phụ không thể tách rời sự tồn tại của các bề mặt hoạt động hấp phụ có
hiệu lực.
Các chất hấp phụ th
ường có cấu tạo xốp ở dạng bột, tuy nhiên mức độ mịn của chất
hấp phụ cần có một giới hạn nhất định, vì nếu quá mịn sau khi khử màu khó tách ra
khỏi dầu mỡ. Các chất hấp phụ thường sử dụng trong tinh luyện dầu mỡ là đất tẩy
trắng, than hoạt tính, silicagel Trong đó đất tẩy trắng và than hoạt tính được sử dụng
rộng rãi do khả
năng khử màu cao rất cao và tỷ lệ hút dầu tương đối thấp.
Than hoạt tính có cấu tạo rỗng xốp cả bên trong và bên ngoài hạt than, độ rỗng này có
liên quan đến khả năng hấp phụ màu và mùi trong dầu mỡ. Các chất bị hấp phụ sẽ bám
vào bề mặt và bên trong những chỗ rỗng đó cho đến khi đạt trạng thái cân bằng.
Nguyên liệu để làm than hoạt tính là những vật liệu có chứa carbon như antraxit, than
bùn, xương động vật… Tính chất của than hoạt tính phụ thuộc vào tính chất của
nguyên liệu và điều kiện hoạt hóa. Than hoạt tính có thể dùng ở dạng bột (50 - 200
Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 67
µm) hay dạng hạt kích thước từ 1 - 7 mm. Bề mặt hoạt động biểu diễn bằng m
2
/g;
1gram than hoạt tính có thể đạt từ 600 - 1700 m
2
(khoảng ± 50%). Lượng dầu này có thể thu hồi lại bằ
ng biện pháp xử lý với nước hay
trích ly bằng dung môi. Dầu thu được nhờ phản ứng với nước thường có chất lượng
kém do quá trình thu hồi này đã hòa lẫn các hợp chất hấp thụ có cực - thường là chất
có tính oxy hóa vào trong dầu. Chất hấp phụ sau khi tách loại dầu chỉ chứa tối đa 5%
các hợp chất hữu cơ không được tái sử dụng tiếp tục.
Các nghiên cứu cho thấy, ba phản ứ
ng phụ cần quan tâm trong quá trình tẩy trắng bằng
chất hấp phụ bề mặt là:
- Sự đồng phân hóa vị trí (sự hoán đổi nối đôi trong mạch) và cấu tạo (cis/trans).
- Biến đổi hợp chất hydroperoxid thành các hydroxy acid béo.
- Phản ứng oxy hóa do sự hiện diện của Oxy.
Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 68
4.2.5.2. Tẩy trắng do tác động nhiệt
Tẩy trắng bằng nhiệt được sử dụng phổ biến nhất trong tinh luyện dầu cọ với mục đích
tách loại các hợp chất carotene ra khỏi dầu. Tiến trình này có thể thực hiện theo hai
phương pháp chủ yếu:
- Tẩy trắng sơ bộ bằng chất hấp phụ, kế tiếp ứng dụng tẩy trắng ở nhi
ệt độ cao
- Kích thích hoạt động của chất tẩy trắng nhờ vào quá trình tẩy trắng ở nhiệt độ
trung bình.
Quá trình tẩy trắng ở nhiệt độ cao có thể được tiến hành theo từng mẻ (3 giờ - 220
o
C)
hay liên tục (20 phút – 270
o
Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 69
4.2.6.2. Phương pháp khử mùi
Cơ sở lý thuyết chủ yếu của quá trình khử mùi là kết hợp nhiệt độ cao, áp suất chân không
với việc sục hơi nước nóng vào khối dầu để khử mùi. Hơi nước được sục vào khối dầu và
bật ra khá mạnh trong mội trường chân không mang theo các chất có mùi: acid béo,
glycerin phân tử lượng thấp, TMA, NH
3
, Essentian, acid chupadonic
Phương pháp này vận dụng tổng hợp giữa chưng áp lực và chưng hơi nước. Việc giảm
áp lực có tác dụng:
- Đề phòng dầu bị oxy hóa ở nhiệt độ cao.
- Đề phòng dầu bị thủy phân ở nhiệt độ cao và dưới tác dụng của hơi nước.
- Giảm áp lực tiết kiệm của hơi nước khử mùi.
Tùy thuộc vào từng loại d
ầu và sự hiện diện của các hợp chất tạo mùi trong dầu mà áp
dụng điều kiện xử lý khác nhau. Tuy nhiên, mức nhiệt độ thích hợp cho quá trình khử
mùi dao động trong khoảng 180-240
o
C với áp suất từ 2mbar – 3 mbar trong 1 giờ.
4.2.6.3. Sự thay đổi vật lý và hóa học của dầu sau khử mùi
(i) Sự thay đổi vật lý
Quá trình khử mùi có thể di chuyển một số các hợp chất ra khỏi sản phẩm như: acid
béo tự do, sterol, tocopherol, thuốc trừ sâu, hydrocarbon và hợp chất carotene.
- Tocopherol là thành phần bay hơi rất quan trọng – đây là chất chống oxy
hóa tự nhiên của dầu. Khử mùi ở nhiệt độ cao là nguyên nhân làm di chuyển
từ
30-50% tocopherol; làm giảm khả năng ổn định của dầu với các tác nhân
D
ầu mỡ là một trong ba loại thức ăn cơ bản và quan trọng không thể thiếu được trong
hoạt động sinh lý của cơ thể. Một số thử nghiệm cho thấy, các chất béo gồm
triglycerid bão hòa hấp thu vào cơ thể có thể gây các hiện tượng xơ cứng động mạch,
tăng lượng cholesterol trong máu, gây bệnh lở da. Trái lại, gần như không thấy các
triệu chứng trên nếu như sử dung dầu mỡ
chứa một số triglycerid chưa no, cấu tạo bởi
acid béo cần thiết có chứa nhiều nối kép (acid linolenic, acid linoleic ). Các acid này
cũng được chứng minh là cần thiết cho sự phát triển của cơ thể. Như vậy, chất béo tốt
là loại có chứa glycerid cấu tạo bởi acid béo chưa no có nhiều nối đôi. Giá trị dinh
dưỡng của dầu mỡ khá cao vì chúng là loại thức ăn có nhiệt lượng cao nhất (bảng 4.3)
Bảng 4.3. Năng lượng của các loại thức ăn chính
Năng lượng sinh ra của 1 gam thực phẩm (kcal)
Loại thức ăn
Đốt cháy trong nhiệt lượng kế Đốt cháy trong cơ thể sinh vật
Chất béo (lipid) 9,40 9,3
Chất đạm (protein) 5,00 4,1
Đường và tinh bột (glucid) 3,74 – 4,19 4,1
Nhiệt lượng của chất béo cung cấp lớn gấp 2 lần nhiệt lượng của đạm, đường và tinh
bột.
Trong cơ thể người, dầu mỡ được chuyển hóa cung cấp năng lượng cho cơ thể để đủ
sức làm việc và chống lại sự giảm than nhiệt do ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài
như khí hậu, nhiệt độ Tuy nhiên, để tránh bệnh xơ cứ
ng động mạch nên dùng dầu
mỡ mà 10- 13% lượng calori từ chất béo được cho bởi chất béo có nhiều nối kép.
Ngoài ra, khả năng dinh dưỡng của chất béo còn tùy thuộc vào cách sử dụng và bảo
quản. Khi sử dụng dầu mỡ chiên quá nóng, các phân tử triglycerid- nhất là các phân tử
có chứa nhiều nối kép bị nhiệt phân, liên kết C-H và C-C có thể bị cắt đứt. Gốc tự do
sinh ra có thể phản ứng với Oxy hay với các phân tử khác tạ
Lượng acid béo tự do cho phép đối với dầu chiên xào tối đa là 0,5%, đối với dầu trộn
xà lách, lượng acid béo tự do tồn tại phải th
ấp hơn.
Dầu dừa do có dây acid béo ngắn trong glycerid dễ bị thủy phân hóa học làm tăng chỉ
số acid. Sự thủy phân được thực hiện dưới tác dung của enzyme làm cho dầu dừa có
mùi xà phòng.
4.3.3. Dầu mỡ không màu hoặc có màu vàng nhạt, trong suốt, không có mùi vị
khó chịu và ít tạp chất
Dầu thô thường có màu sậm do sự tồn tại của một số chất màu có tính tan trong dầu.
Chất phổ biến gây màu cho dầu mỡ là carotenoid, gồ
m khoảng 60- 70 chất khác nhau,
có màu vàng sáng đến sẫm đỏ. Ngoài ra, còn có diệp lục tố gây màu xanh, các hợp
chất nhựa làm cho dầu có màu đen (Gossypol trong dầu bông).
Trong công nghiệp thực phẩm, dầu mỡ phải được loại trừ hoàn toàn các chất màu và
một số hợp chất không có lợi.
Dầu mỡ nguyên chất không có mùi, trừ một vài loại có sẵn từ dầu. Mùi sinh ra trong
dầu do sự phân hủy, oxy hóa trong quá trình chế biến và tồn trữ. Những chất này ph
ần
lớn là các hydrocarbua và một số dẫn xuất có chứa oxy khác. Do đó, cần loại trừ mùi
vị và tìm biện pháp có hiệu quả để phòng trừ sự biến mùi.
Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 72
4.3.4. Dầu tinh chế phải bảo quản được lâu, không bị ôi, không trở mùi
Những loại dầu mỡ có chứa nhiều acid béo không no dễ bị oxy hóa, đa số phản ứng
xảy ra ở những nối đôi của mạch carbon. Dầu mỡ có chứa nhiều acid béo no có ưu
điểm là dễ bảo quản, ít biến chất nhưng hệ số đồng hóa thấp.
Dầu mỡ trên thực tế ch
thực phẩm.
Các quá trình biến đổi này được tổng hợp theo sơ đồ hình 5.1. Hydrogen hóa Chiết phân đoạn/ Đông hóa Ester hóa nội phân tử
Nguyên liệu thô Dầu sau tẩy trắng Dầu thô đã thủy hóa Dầu sau trung hòa, sấy khô
Xúc tác→←H Nước+ phụ gia →← Dung môi Xúc tác→
Quá trình chính Hóa rắn Tách phân đoạn/Kết tinh Ester hóa nội phân tử
TP riêng Tổng SP Phần ẩm Dung môi TP riêng Tổng SP
Chọn lọc Loại Khô (trực tiếp)
(Đông hóa)
Phân tách Phân tách Phân tách
SP trung gian
Dầu t.t rắn Xúc tác Rắn Lỏng Dầu đã ester hóa Xúc tác
Sau xử lý Tinh luyện lại
Khử d.môi/Rửa
Tinh luyện lại
Sản phẩm cuối
Dầu t.t rắn đã tinh luyện Stearin thô/ Olein thô/
Stearin đã đông hóa/Sáp Dầu salad Dầu sau ester hóa và tinh luyện
Hình 5.1. Sơ đồ biến đổi đặc tính dầu