Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 52
có sự khác biệt đáng kể về chất lượng dầu khi nghiền với các phương pháp khác nhau.
Quá trình nghiền quả có thể tiến hành liên tục hay gián đoạn.
- Sau khi nghiền, khối bột nghiền (paste) sẽ được trộn lẫn, giúp các giọt dầu kích thước
nhỏ kết hợp thành giọt lớn, dầu được tách ra dễ dàng hơn. Quá trình này được tiến
hành bằng thiết bị khuấy.
- Chiết tách dầu: Quá trình ép hay trích ly bằng ly tâm đề
u được sử dụng.
• Đối với phương pháp ép, dầu được chiết tách bằng thiết bị ép khung bản không
liên tục. Trong trường hợp này, vẫn còn một lượng dầu olive dính trên khung
lọc. Dầu thô được phân tách khỏi phần bã dầu lẫn kèm trong dầu (mush) bằng
thiết bị ly tâm.
• Khi sử dụng ly tâm để phân tách dầu, dầu sau ly tâm được đưa qua hệ thống lọc
gạn để phân tách (i) phần rắn từ
pha lỏng, (ii) dầu và nước trong pha lỏng.
3.3. TÁCH CHIẾT MỠ ĐỘNG VẬT
Do đặc điểm của mô mỡ động vật rất nhạy cảm với các quá trình phân hủy, sự phát
triển của vi sinh vật và các biến đổi không mong muốn về chất lượng xảy ra nhanh
chóng do hoạt động của enzyme và chất oxy hóa. Chính vì lý do này, chất lượng mỡ
phụ thuộc mạnh mẽ vào chất lượng của nguyên liệu thô. Thêm vào
đó, mô chất béo
còn chứa nhiều thành phần thải, các thành phần này không có giá trị dinh dưỡng cho
cả người và gia súc. Nguyên liệu dầu thô chỉ đảm bảo chất lượng tốt khi mô tế bào
được xử lý theo đúng cách.
Phương pháp trích ly mỡ động vật dễ nhất là cắt mỡ thành những mẩu nhỏ và làm tan
4.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Dầu mỡ thô lấy từ nguyên liệu, ngoài glycerid (khoảng 95%) còn chứa một số tạp chất
khác như cặn, vỏ hạt, xác quả hay các thành phần phospholipid, sáp…Chính vì vậy,
dầu mỡ chưa thể đạt được các yêu cầu sử dụng trong công nghiệp cũng như trong thực
phẩm. Mặt khác những tạp chất đó có thể gây những biến đổi làm ảnh hưởng chất
l
ượng dầu mỡ trong khi cất giữ và bảo quản. Mục đích của tinh luyện là dùng các
phương pháp khác nhau để loại trừ các tạp chất ra khỏi dầu, đảm bảo được các yêu cầu
chất lượng khi sử dụng trong các lĩnh vực.
Tinh luyện là kỹ thuật cơ sở của chế biến dầu mỡ thực phẩm, nhờ đó có thể chế biến
dầu thô thành dầu tinh luyệ
n đạt qui cách. Sự phát triển của kỹ của thuật tinh luyện đã
mở ra một phạm vi sử dụng các nguồn dầu khác nhau ngày một rộng rãi, tăng thêm
được nhiều sản lượng dầu cung cấp cho thực phẩm. Nhiều nguồn dầu mỡ không có giá
trị thực phẩm nhưng qua tinh luyện lại có thể trở thành những nguồn dầu mỡ thực
phẩm tốt. Nói cách khác, quá trình tinh luyện dầu mỡ
nhằm mục đích tách loại tối đa
các thành phần không mong muốn trong dầu; hay trong thành phần dầu mỡ sau tinh
luyện chỉ hiện diện thành phần glycerid và các hợp chất chống oxy hóa tự nhiên,
carotene được mong muốn giữ lại trong dầu.
Dầu mỡ tinh luyện dùng trong thực phẩm là loại dầu mỡ đạt chỉ tiêu chất lượng cao
nhất và hoàn chỉnh nhất. Quá trình tinh luyện dầu mỡ hoàn chỉnh bao gồm các công
đoạ
n chủ yếu như:
- Phương pháp tách loại cơ học,
- Thủy hóa dầu,
- Trung hòa,
- Tẩy màu,
- Tẩy mùi.
Dầu sau thủy hóa
Tinh luyện “hóa học” Tinh luyện “vật lý”
Trung hòa Dầu sau trung hòa
Tẩy trắng bằng chất hấp phụ Tẩy trắng bằng chất hấp phụ
SP trung gian Xà phòng Dầu sau tẩy màu Đất tẩy trắng Đất tẩy trắng Dầu sau
chứa dầu chứa dầu tẩy màu
Acid hóa Khử mùi/Tẩy màu bằng nhiệt Tách loại dầu Loại acidbéo/ Khử mùi/
Tẩy màu bằng nhiệt
SP cuối Dầu acid Dầu tinh luyện Cặn dầu Bã chất hấp phụ Dầu tinh luyện
Nước thải chứa acid hoàn chỉnh Dầu thu hồi Acid béo
Hình 4.1. Sơ đồ quy trình tinh luyện dầu tổng quát
Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 56
4.2. CÁC CÔNG ĐOẠN CHÍNH CỦA QUÁ TRÌNH TINH LUYỆN
hiện trong thiết bị lắng nhiều khoang. Thiết bị này hoạt động theo nguyên lý chênh
lệch khối lượng riêng giữa các tạp chất và dầu và do sự khác nhau về vận tốc chuyển
động của dầu và tạp chất trên đĩa nghiêng.
4.2.1.2. Phương pháp ly tâm
Phương pháp này ứng dụng lực ly tâm thay cho trọng lực ở phương pháp lắng để phân
ly dầu và tạp chất, do đó làm tăng được tốc độ phân ly đồng thời phân ly được các cặn
có kích thước bé (hình 4.2).
Trong thực tế, máy ly tâm dùng để phân ly nước ra khỏi dầu tốt nhất, phân ly các tạp
chất ở thể rắn phân tán trong dầu như cặn xà phòng, sáp, photphatid…Tuy nhiên,
trường hợp dầu có chứa quá nhiều tạp chất cơ h
ọc thì ít sử dụng máy ly tâm vì lồng
quay có chứa đầy tạp chất khó khăn cho việc tẩy rửa, vệ sinh.
Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc 57
Hình 4.2. Máy ly tâm dạng dĩa
4.2.1.3. Phương pháp lọc
Phương pháp này tiến hành tách các chất rắn ra khỏi dầu mỡ bằng các màng lọc, các
tạp chất sẽ bám lên bề mặt màng lọc thành lớp bã lọc, và lớp bã lọc này cũng dần trở
thành màng lọc.
Để dầu thô được sạch hơn đồng thời cải thiện một phần màu dầu, người ta có thể cho
vào trên màng lọc một lượng vật liệu lọc có thể là than hoạt tính, đấ
t hoạt tính hay có
thể ghép thêm một lớp giấy lọc để ngăn cản thêm các tạp chất dạng phân tử rất nhỏ.
Ngoài ra giấy lọc còn có thể hấp thụ một ít nước và xà phòng giúp dầu lọc xong sẽ
trong suốt, không bị vẩn đục.
Tốc độ lọc sẽ tăng lên khi tăng áp suất lọc và đường kính lỗ xốp của màng lọc mà chất
4.2.2. Thủy hóa dầu (degumming)
Phospholipid, protein và carbohydrat, các thành phần chất keo thực vật thường có tác
động xấu đến khả năng ổn định của dầu. Đây chính là các thành phần không mong
muốn trong dầu do chúng làm giảm giá trị cảm quan và hao hụt dầu sau trung hòa,
đồng thời sự hiện diện của các hợp chất này còn là nguyên nhân gây hư hỏng thiết bị.
Phospholipid có thể ngăn cản sự kết tinh trong quá trình giảm cấp acid béo hay làm trở
ngại trong quá trình hydrogen hóa d
ầu. Trong dầu trộn salad, các thành phần này
thường lắng ở đáy bình chứa, đây cũng là nguyên nhân làm tăng nhiệt độ sôi của dầu.
Quá trình thủy hóa được ứng dụng có thể tách loại các tạp chất nhóm phospholipid và
chất keo ra khỏi dầu.
Phương pháp thủy hóa dựa vào phản ứng hydrat hoá để làm tăng độ phân cực các tạp
chất keo hoà tan trong dầu, nên làm giảm độ hòa tan của chúng trong dầu, giúp các
thành phần này kết tủa lại và có thể
tách ra bằng ly tâm. Mục đích của phương pháp
này ngoài việc kết tủa các tạp chất, loại các phospholipid nó còn có khả năng làm giảm
chỉ số acid của dầu. Rõ ràng một mặt là do các tạp chất keo có tính acid (các protein
lưỡng tính) phát sinh kết tủa, mặt khác có một ít acid béo cũng bị kéo theo kết tủa. Do
đó, hydrat hoá dầu sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trung hòa và giảm mức tiêu
hao dầu trung tính trong khi trung hoà bằng kiềm.
Ngoài việc tinh luyện dầ
u, thủy hóa còn là biện pháp kỹ thuật để thu hồi các
photphatid, mà quan trọng nhất là lấy lecithin - một loại phospholipid thường gặp
trong dầu mỡ, có vai trò quan trọng trong cơ thể người do khả năng điều hòa và
chuyển hóa cholesterol. Cơ chế sự biến đổi phân cực của lecithin được giải thích như
sau (hình 4.4):
Công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm Trần Thanh Trúc
(CH
3
)
3
(CH
3
)
3
(dạng phân cực yếu) (dạng phân cực mạnh)
Hình 4.4. Cơ chế sự biến đổi phân cực của lecithin
Do sự tạo thành các nhóm hydroxyl (-OH) đã giúp cho lecithin từ dạng phân cực yếu
thành dạng phân cực mạnh mang tính thân nước tương đối mạnh hơn, độ hòa tan của
nó trong dầu mỡ giảm xuống và tách ra thành kết tủa.
Quá trình thủy hóa dầu dựa trên nguyên tắc:
- Phân tán nước hay nước muối vào dầu làm cho phần ưa nước của anhydrid
phospholipid sẽ hấp thụ nước theo từng nấc.
- Các phospholipid thân dầu mất tính tan trong dầu, phân tán trong n
ước tạo các
hạt phospholipid ngậm nước hình thành nhũ tương trong dầu, tức là chuyển
phospholipid ở trạng thái hòa tan về dạng dung dịch keo.
- Tạo thành các hạt keo đông tụ làm dầu vẩn đục.
- Phân ly dầu ra khỏi phức phospholipid bằng lắng hoặc ly tâm.
Tác dụng hydrat hoá được thực hiện bằng cách dùng một lượng vừa đủ nước nóng hay
dung dịch loãng các chất điện ly như NaCl, NaOH, NH
4
Cl… vào dầu ở một nhiệt độ
nhất định để phân cực hóa và kết tủa tạp chất. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình hydrat hóa
dầu thay đổi trong khoảng 60-80
o
Quá trình thủy hóa có thể được tóm tắt theo sơ đồ như sau: Dầu sau thủy hóa
bằng acid
Dầu sau
q
uá trình thủ
y
hóa
Nước nóng / dd NaCl
Ca(OH)
2
Dầu thô
Acid H
3
PO
4
Hình 4.5 Quy trình thủy hóa dầu
Nhìn chung, kỹ thuật thủy hóa dầu ngày càng được phát triển hoàn thiện dần, đi kèm
với việc thiết kế các thiết bị phù hợp nhằm mục tiêu giảm lượng phospholipid còn sót
lại trong dầu đến mức thấp nhất (< 10 ppm).
Bên cạnh đó, tách sáp từ nguồn dầu thô có thể thu hồi sáp thực vật là nguồn nguyên
liệu cần thiết trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất văn phòng phẩm, dùng
trong hàng hoá trang, sản xuất chất cách điện…
Nguyên tắc tách sáp là dựa vào độ kết tinh khác nhau của sáp có trong dầu (bảng 4.1)
Bảng 4.1. Nhiệt độ kết tinh của sáp trong dầu
Đặc tính dầu Nhiệt độ
Dầu thô 8
o
C
Dầu sau hydrat hóa 10
o
C
Dầu đã qua trung hòa 12
o
C
Sáp cũng có thể được tách ra bằng các phương pháp cơ học như lắng, lọc, ly tâm:
Làm lạnh dầu xuống nhiệt độ 8
o
C - 10
o
C để các tinh thể sáp kết tinh, sau đó nâng nhiệt
dầu lên 20
o
C, nhằm giảm độ nhớt của dầu và tăng kích thước cho tinh thể sáp. Khi đó
có thể tách dễ dàng các tinh thể sáp ra khỏi dầu bằng cách lọc hoặc ly tâm lạnh (nhiệt
độ ly tâm <20
o
C).
Ngoài ra, còn có thể tách sáp bằng cách hoà tan dầu thô vào dung môi (aceton). Lúc
o
C trên 12 giờ có khuấy trộn, sau đó tiếp tục làm lạnh
đến 4-5
o
C, có khuấy đều và giữ khoảng 24-48 giờ trước khi được đem đi lọc. Thêm
vào đó, đông hóa dầu trong hệ mixen còn cho phép thu được lượng sáp có độ sạch cao.
Quá trình đông hóa trong hệ mixen được trình bày theo sơ đồ sau:
SÔ ÑOÀ COÂNG NGHEÄ HOÙA DAÀU TRONG MI XEN
10
1
2
7
9
3
4
5
6
11
16
12
15
14
13
18
8
17
MIXEN
Hình 4.6. Sơ đồ đông hóa dầu trong hệ mixen
Mixen từ bể chứa (1) được bơm (2) chuyển qua lưu lượng kế (3) vào thiết bị truyền