Báo cáo đề tài:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu Gấc
CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 1
Báo cáo đề tài:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu Gấc
1.1 Dẫn nhập
Ngày nay xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu về thực phẩm của con người ngày càng
cao. Những thực phẩm chức năng có giá trị dinh dưỡng cao càng được nhiều người chú ý
đến và trái Gấc là một trong những loại thực phẩm chức năng đó. Thật vậy, trong trái Gấc
mà đặc biệt là dầu Gấc chứa nhiều chất có hàm lượng dinh dưỡng cao và có khả năng phòng
chống bệnh tật. Dầu Gấc có chứa nhiều β − caroten, tiền vitamin A rất cần thiết cho khả năng
nhìn tốt của mắt, kích thích tính miễn dịch và tăng sức đề kháng cho cơ thể, có tác dụng
chống oxy hoá. Lycopen là chất chống oxy hoá hàng đầu có khả năng bảo vệ cơ thể chống
lại các bệnh thoái hoá, suy giảm miễn dịch và cả các chứng bệnh ung thư (Tangboditham
(1998), được trích dẫn bởi Phạm Hữu Yên Phương (2004)). Vitamin E mang các đặc điểm
chống oxy hóa, ngăn chặn tác động độc hại của các gốc tự do, là vitamin chống lão hoá
(Cossut và cộng sự, 2001). Hai acid béo không bão hoà linoleic và α-linolenic là những axit
béo thiết yếu. Chúng tham gia vào thành phần màng tế bào và dây liên kết giữa các tế bào
não, là tiền thân của omega 3 (ω
3
) và omega 6 (ω
6
) (Cossut và cộng sự, 2001).
Tuy nhiên việc sản xuất và tiêu thụ dầu Gấc ở Việt Nam và các nước trên thế giới còn
chưa phổ biến. Chính vì lý do trên nên chúng tôi đã thực hiện đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh
hưởng lên hiệu suất trích ly dầu Gấc” để góp phần nghiên cứu việc trích ly dầu Gấc đạt hiệu
quả hơn và nâng cao giá trị của trái Gấc Việt Nam.
1.2 Mục đích của đề tài
Lá Gấc nhẵn mọc so le, hình thùy chân vịt, chia thùy khá sâu, lá to dài từ 10 – 25cm, mặt
trên xanh lục thẫm, phía dưới màu xanh nhạt. Hoa Gấc màu vàng nhạt, đơn tính, nở vào
tháng 5, 6 ở phía Bắc, trong Nam có nhiều vụ (Nguyễn Thiện Luân và cộng sự, 1999). Trung
bình, cần khoảng 18 – 20 ngày để quả có thể chín từ khi nụ hoa cái xuất hiện. Một cây có thể
cho khoảng 30 – 60 quả trong một năm (WHO (1990) được trích dẫn bởi Vương Lê Thuý
(2002)).
Quả Gấc hình tròn hay hình bầu dục, có chiều dài từ 6 – 10cm và chiều rộng là 4 –
6cm. Loại quả này có màu xanh lục, có gai, khi chín chuyển dần từ màu vàng sang màu đỏ.
Bên trong lớp vỏ là lớp thịt vàng, mềm, kế tiếp là những hạt gấc được bao bọc bởi màng màu
đỏ máu, xếp hàng dọc. Hạt Gấc màu đen, hình tròn dẹt giống con ba ba nhỏ, có răng cưa
(Nguyễn Hồng Khánh và cộng sự, 2004), trong hạt có nhân trắng chứa nhiều dầu. Ở Việt
Nam, trọng lượng quả khoảng 500g – 1600g (Vương Lê Thuý, 2004). Một kg quả Gấc bao
gồm khoảng 190g màng và 130g hạt. Màng hạt khi chín có vị thơm dễ chịu hoặc không có
mùi (Vương Lê Thuý, 2002). Tất cả các bộ phận của Momordica cochinchinensis đều có thể
được sử dụng trong y học truyền thống (Đỗ Tất Lợi, 1991).
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 4
Báo cáo đề tài:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu Gấc
Hình 2.1 Giàn Gấc Hình 2.2 Hoa Gấc
Hình 2.3 Trái gấc
Có 2 loại Gấc được trồng phổ biến ở Việt Nam là:
Gấc Nếp: Trái to, nhiều hạt, gai to, ít gai. Khi chin chuyển sang màu đỏ cam rất đẹp.
Bổ trái ra, bên trong cơm vàng tươi, màng bao bọc hạt có màu đỏ tươi rất đậm.
Gấc Tẻ: Trái nhỏ, có ít hạt, gai nhọn. Trái chin bổ ra bên trong cơm có màu vàng và
màng bao bọc hạt thường có màu đỏ nhạt hoặc màu hồng không được đỏ tươi như
Gấc nếp.
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 5
Báo cáo đề tài:
6
7
8
Nước
Protein
Lipide
Glucide
Xơ
Muối khoáng
β
- Caroten
Lycopen
77
2,1
7,9
10,5
1,8
0,7
0,046
0,038
(Nguồn www.gactuoikieuphuong.com)
2.1.4 Giá trị của trái Gấc trong đời sống
Trong gia đình, thịt Gấc được sử dụng chủ yếu để nhuộm màu các loại xôi, chế biến
các món ăn, vừa có tác dụng thay phẩm màu trong chế biến thức ăn vừa có tác dụng phòng
chống suy dinh dưỡng, thiếu vi chất, tăng sức đề kháng cho trẻ em, làm kẹo gôm Gấc, sữa
chua Gấc, bột Gấc dinh dưỡng …
Gần đây quả Gấc đã bắt đầu được tiếp thị ra ngoài khu vực Châu Á trong dạng nước
ép trái cây bổ dưỡng và dạng dầu Gấc do nó có chứa hàm lượng tương đối cao các dinh
dưỡng thực vật. (www.laodong.com.vn)
Trong mỹ phẩm cũng có thể dùng Gấc. Gấc có thể thay thế Sudan – một loại chất tạo
OCOR
1
CH – OH + R
2
COOH CHOCOR
2
+ 3H
2
O
CH
2
– OH R
3
COOH CH
2
OCOR
3
Glycerol Axít béo Triglyceride
Triglyceride dạng hoá học tinh khiết không màu, không mùi, không vị.
Khối lượng phân tử tương đối của triglyceride khá cao nên không bay hơi ngay cả
trong điều kiện chân không cao. Ở nhiệt độ trên 240 – 250
0
C, áp suất 1atm triglyceride sẽ bị
thủy phân thành các sản phẩm bay hơi của sự phân huỷ hoá học. Vì vậy người ta phải khử
mùi dầu trong điều kiện chân không và nhiệt độ cao.
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 8
Báo cáo đề tài:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu Gấc
Dưới tác dụng của các enzyme thuỷ phân, khi có nước và nhiệt độ, triglyceride sẽ bị
trong quá trình tin luyện hóa học, thúc đẩy phản ứng oxi hóa chất béo.
c) Các phospholipide
Hàm lượng phospholipide trong dầu Gấc dao động từ 0,25 – 3%.
Cấu tạo của phospholipide:
Phosphooipit đóng vai trò là chất hoạt động bề mặt trong trao đổi chất, chuyển hoá
các chất béo, trong quá trình thẩm thấu qua màng tế bào, … thường được sử dụng trong y
dược, trong thực phẩm.
Hợp chất điển hình là Lecithin và Cephalin hàm lượng phosphatid có trong dẩu mỡ từ
0,5 – 3%.
d) Các sterol
Là những rược cao phân tử có cấu tạo phức tạp và phân bố rộng rãi, tan tốt trong dầu
Gấc. Trong tự nhiên chúng có thể tồn tại dạng este. Hàm lượng của chúng dao động từ 0,4-
2,9% (chủ yếu là tocopherol). Các srerol chúa trong dầu Gấc chủ yếu là Phirosterol.
e) Các vitamin
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 10
Báo cáo đề tài:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu Gấc
Đa số là vitamin A, D, E, K và các vitamin có khả năng hoà tan chất béo. Ngoài ra có
một số hợp chất có khả năng tạo ra sinh tố thường gọi là tiền sinh tố
β
- Caroten: tiền
vitamin A và Egosterol: tiền vitamin D.
Trong đó có tocopherol (40 - 250mg%) có hoạt tính vitamin E có tác dụng chống oxy
hóa cho dầu rất tốt, dầu có hàm lượng tocopherol cao bảo quản tốt hơn dầu có hàm lượng
tocopherol thấp.
Vitamin E tự nhiên có nguồn gốc thực vật hay động vật. Dầu thực vật có chứa nhiểu
tocophêrol và tocotriênol hơn. Trong dầu thực vật, các dạng vitamin thườgn gặp nhất là
α
-
hay tri – methyl với chuỗi cacbon cạnh bên, nhưng cấu trúc này chứa 3 nhóm nối đôi ở 3 vị
trí 3’, 7’ và 11’ (Hình 2.7).
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 11
Báo cáo đề tài:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu Gấc
Hình 2.6 Cấu trúc hóa học
của 4 loại Tocopherol
f) Các chất màu tự nhiên
Dầu mỡ nói chung và dầu Gấc nói riêng có màu sắc là do sự tồn tại một số chất có
tính tan trong dầu (đây được gọi là chất không xà phòng hoá).
• Carotenoid
Carotenoid là những sắc tố tự nhiên, có mặt rộng rãi trong tự nhiên và là nguồn gốc
của các màu chói sang (vàng, cam và đỏ) cùa nhiều trái cây ăn được (cam, dâu…) của các
loại rau (cà rốt, cà chua, gấc…) của các loại nấm, của hoa, tảo, vi khuẩn, chúng cũng có mặt
trong các sản phẩm động vật.
Thuật ngữ carotenoid bao gồm hai phức hợp gần tương tự nhau: một mặt là các
carotin, hydrocacbon không bão hòa và mặt khác là những đồng phân bị oxy hóa của hợp
chất này hay còn gọi là các xanthophil. Hơn 600 carotenoid đã được cô lập từ những sản
phẩm tự nhiên (Faure và cộng sự, 1999).
Trên phương diện hóa học, đó là các chuỗi với đầu mỗi chuỗi có nhân dạng vòng
mang nhiều nhóm chức khác nhau (rượu, axit… ); những chất thông thường nhất là
β
–
caroten và lycopen nhưng các chất khác cũng được sử dụng như chất màu thực phẩm:
α
-
caroten,
γ
- caroten, bixin, norbin, capstêin,
vitamin A.
Tiền vitamin A này rất nhạy cảm với không khí, nhiệt ánh sáng và ẩm độ (De Saint –
Blanquat,1984).
• Lycopen
Là một chất màu đỏ của trái cây chín, đặc biệt trong màng đỏ quả Momordica
cochinchinensis. Nó thể hiện độ hấp phụ quang phổ cực đại ở 446, 472 và 505 nm (đối với
dạng trans); Hợp chất này hòa tan trong chloroform và bezen, gần như không hòa tan trong
methanol và êtanol (De Saint- Blanquat,1984).
Dầu Gấc nhiều lycopen đến mức có thể tự kết tinh thành những tinh thể, đây là chất
carotenoit có khả năng chống lão hoá rất mạnh và vô hiệu hóa 75% các chất gây ung thư.
Đây cũng là carotenoit duy nhất có khả năng ngăn ngừa được chứng nhồi máu cơ tim và bảo
vệ Gen khỏi bị tổn thương (cơ thể không tự tổng hợp được chất này)
• Xanthophil
Là các sắc tố rất gần với carotênoit, thông thường với sự thay thế gốc hydroxin hay
xêton trên nhân (Hình 2.8). Chúng phân tán trong các lá cây và trong các cánh hoa với hàm
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 13
Hình 2.8 Cấu trúc của các carotenoide chính và các xanthophil
Báo cáo đề tài:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu Gấc
lượng gần 10% so với chất màu có ở đó. Khả năng hoà tan của nó trong êtanol lớn hơn
carotênoit (Linden và Lorient, 1994)
2.2.2 Tính chất
2.2.2.1 Tính chất vật lý
Dầu Gấc là một chất lỏng màu đỏ sậm.
a) Tỉ trọng:
Tỉ trọng của dầu Gấc nhẹ hơn nước, d
dầu
= 0.46 – 0.97 ở 20
0
CH
2
OCOR
1
CH
2
OH
xt
CHOCOR
2
+ H
2
O CHOCOR
2
+ R
1
COOH
CH
2
OCOR
3
CH
2
OCOR
3
Triglyceride Diglyceride
Giai đoạn 2:
CH
2
OH CH
2
O CHOH + R
2
COOH
CH
2
OH CH
2
OH
Monoglyceride Glycerin
b) Phản ứng xà phòng hoá
Tác dụng xà phòng hoá điểu kiện t
0
, p, xúc tác thích hợp.
CH
2
OCOR CH
2
OH
CHOCOR + 3H
2
O CHOH + 3RCOOH
CH
2
OCOR CH
2
OH
RCOOH + NaOH RCOONa + H
2
O
d) Phản ứng hydrogen hóa
Trong các điều kiện thích hợp (áp suất cao, nhiệt độ cao và Niken xúc tác) các acid
béo không bão hòa sẽ thực hiện phản ứng cộng với H
2
(Hydrogen) để chuyển nối đôi thành
nối đơn và chuyển đồng phân từ dạng Cis sang Trans.
2.2.3 Giá trị của dầu Gấc
Người Việt Nam sử dụng món quà này làm thuốc bổ cho phụ nữ mang thai, cho con
bú, để phòng ngừa và tránh thiếu vitamin A, bệnh khô mắt, bệnh quáng gà ở trẻ em. Bên
cạnh đó, dầu Gấc còn làm lành nhanh chóng các vết thương, vết bỏng và lở loét (Vũ Đình
Trác (1986) được trích dẫn bởi Vương Lê Thuý (2002)).
Bùi Minh Đức và cộng sự (2004); Ngô Thị Thuỳ (2004); Nguyễn Công Suất (2002)
đã chỉ ra rằng dầu gấc góp phần làm tăng khả năng miễn dịch, chống lại sự lão hóa của tế
bào và chống lại quá trình oxy hóa. Hơn nữa, những tác giả này cũng chỉ ra vai trò loại bỏ
các tác động độc hại của môi trường như các chất độc hóa học, tia phóng xạ.
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 16
Báo cáo đề tài:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu Gấc
Nguyễn Công Suất (2003) cho rằng thành phần
β
- carotene, lycopen và vitamin E
trong dầu Gấc có tác động trung hòa 75% các chất gây ung thư, đặc biệt đối với bệnh ung
thư vú.
2.2.4 Phương pháp khai thác dầu Gấc
Theo Đỗ Tất Lợi (1991), hiện nay có 3 phương pháp khai thác dầu Gấc, tuy theo quy
mô công nghiệp và điều kiện sản xuất mà lựa chọn phương pháp thích hợp, nhưng trước khi
khai thác màng đỏ của Gấc phải được sấy ở 60 – 70
0
C và được nghiền thành bột.
ether mà người ta trích ly dầu ra khỏi bột nghiền chưng sấy, số lượng dung môi theo tỉ lệ
thích hợp.
2.3.2 Bản chất của phương pháp trích ly chất béo
Trích ly là quá trình ngâm chiết làm chuyển dầu từ nguyên liệu vào dung môi thực
hiện bằng khuếch tán phân tử (chuyển dầu từ nội tâm nguyên liệu vào dung môi) và khuếch
tán đối lưu (chuyển dầu từ bề mặt nguyên liệu vào dung môi)
Lúc đầu, dung môi chỉ hòa tan lớp dầu trên bề mặt bột. Sau đó mới thấm sâu vào bên
trong, tiếp tục hòa tan dầu trong các ống mao quản tạo ra mixen (dung dịch dầu trong dung
môi). Mixen được làm sạch bằng phương pháp lắng, lọc và ly tâm. Chưng cất mixen được
dầu thô và dung môi thu hồi.
Quá trình hòa tan dầu vào dung môi diễn ra cho đến khi đạt đến sự cân bằng nồng độ
mixen ở các lớp bên trong và bên ngoài của nguyên liệu.Việc tạo ra sự chêch lệch thường
xuyên ổn định giữa nồng độ mixen trong nguyên liệu vào bên ngoài nhờ dùng dung môi
chuyển động (do bơm) mang nguyên liệu trích ly.
(Nguồn Giáo Trình Công Nghệ Sản Xuất Dầu Thực Vật trường ĐH Công Nghiệp
TP.HCM)
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 18
Báo cáo đề tài:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu Gấc
2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình trích ly
2.3.3.1 Nguyên liệu
a) Mức độ phá vỡ của mô:
Mức độ cơ học hay lý học của các mô ảnh hưởng ngược lại trên năng suất trích ly.
Đây là một nhân tố cơ bản đẩy nhanh và làm triệt để tiến trình trích ly bởi dung môi. Với cấu
trúc tế bào hoàn toàn bị phá vỡ, các phân tử có thể tiếp xúc hoàn toàn với dung môi (Kitrigin,
1976)
Đối với kích cỡ và dạng các phân tử nguyên liệu, thật rõ ràng rằng có một mối lợi
nhân đôi khi thực hiện công việc trên các phân tử mịn: quá trình thẩm thấu sẽ nhanh hơn.
Ngoài ra, với kích cỡ và hình dạng thích hợp, quá trình chuyển động của các phân tử trong
dài vì điều này sẽ không làm gia tăng hiệu suất lên bao nhiêu, bởi vì dầu còn lại trong bã
ngày càng giảm.
Theo Bernardini (1997), một lượng lớn dầu được trích ly trong 4 giờ trích ly đầu tiên.
Đây là thời điểm kết thúc quá trình trích ly thích hợp để lượng dầu lấy ra tương đối nhiều
nhất mà không tiêu hao nhiều năng lượng và dung môi.
2.3.3.5 Loại dung môi
Nhiều dung môi như benzen, etanol, propan, butan, freon, axetone, n – Hexan, ether
dầu hỏa đã được sử dụng để trích ly dầu Gấc. Thế nhưng dung môi được sử dụng thông
thường nhất là n – Hexan.
Việc lựa chọn dung môi dựa trên các vấn đề sau: hằng số điện môi, là một dấu hiệu
tốt cho độ phân cực, điểm sôi, hay các chỉ số khác như khả năng trộn lẫn với các dung môi
khác hay tính dễ dàng làm sạch nó (West, 1984 được trích dẫn bởi Richard và Multon,
1992).
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 20
Báo cáo đề tài:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu Gấc
Trong thực tế không tồn tại dung môi lý tưởng, nhưng chọn lựa dung môi sử dụng
phải dựa vào các yêu cầu sau đây :
• Giá thành không đắt: chi phí và sự mất mát có giới hạn.
• Trích ly có chọn lọc và dễ dàng.
• Trơ với máy móc và ít hư hỏng, hàm lượng bẩn thấp.
• Không có khả năng cháy nổ, ít độc…
Bảng 2.3 Các loại dung môi có thể sử dụng trích ly chất béo
Số thứ tự Dung môi Khối lượng phân tử Điểm sôi (
O
C)
1
2
3
2.4.2Trích ly liên tục
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 21
Báo cáo đề tài:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu Gấc
Đây được xem là phương pháp phổ biến hơn do có hiệu suất cao và thời gian ngắn, nó
được thực hiện bằng cách ngâm nguyên liệu trong dòng dung môi chuyển động ngược chiều
hoặc dội tưới liên tục, nhiều đợt dung môi hoặc mixen loãng lên lớp nguyên liệu chuyển
động.
• Nhược điểm: Hệ số sử dung thiết bị thấp (45%), có thể dễ cháy nổ hơn khi dung môi
tiếp xúc với không khí trong thiết bị, hệ thống tuần hoàn dung môi phức tạp, phải
dùng bơm nhiều.
• Ưu điểm: nồng độ mixen cao, tỉ lệ sử dụng dung môi và nguyên liệu giảm, đồng thời
mixen thu được sạch hơn do nó được tự lọc bởi lớp nguyên liệu trích ly.
Trong công nghiệp, người ta sử dụng cả hai phương pháp. Giai đoạn đầu, ngâm
nguyên liệu trong dòng dung môi chuyển động. Giai đoạn hai là tưới dung môi sạch hoặc
mixen loãng lên nguyên liệu. Như vậy, có thể tận dụng được những ưu điểm của hai phương
pháp.
(Giáo Trình Công Nghệ Sản Xuất Dầu Thực Vật - trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM
– 2009)
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 22
Báo cáo đề tài:
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu Gấc
CHƯƠNG 3
VẬT LIỆU VÀ
PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
3.1 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài
• Thời gian: Từ ngày 04/05/2009 đến ngày 15/06/2009
gốc
Nơi bán Năm SX
1 n – Hexan 69 99,5 TQ Đường Tô
Hiến Thành,
2003
2 Diethyl ether 60 99,5 TQ 2003
3 Acetone 58,08 99,5 TQ 2008
4 Cồn 78,5 98 VN 2009
3.2.2.2 Dụng cụ, Thiết bị
• Dụng cụ: bộ Soxhlet, bộ bình cầu và ống sinh hàn (Phụ lục 26, trang 73)
• Thiết bị: Máy điều nhiệt (Phụ lục 26, trang 75)
Giáo viên hướng dẫn:
Mạc Xuân Hòa 25
Copyright: Tài liệu đại học ©