CHIẾT XUẤT TINH DẦU GẤC BẰNG ENZYME

Tác giả
Phạm Hà Minh Tâm

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
Cấp bằng kĩ sư ngành
Công nghệ hóa học

Giáo viên hướng dẫn

Th.s Mai Huỳnh Cang

i


LỜI CẢM ƠN

Con xin ghi ơn công lao dưỡng dục của cha mẹ cùng toàn thể gia đình đã luôn ủng
hộ và bên con trong cuộc sống
Xin chân thành cảm ơn Th.S Mai Huỳnh Cang đã tận tình hướng dẫn,giúp đỡ tôi
trong suốt quá trình thực hiện đề tài
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể thầy cô giáo Trường ĐH Nông Lâm
Tp.HCM nói chung và thầy cô Bộ môn Công nghệ Hóa Học đã truyền đạt những kiến
thức quí báu cho tôi trong suốt 4 năm học tập tại trường.
Cuối cùng xin cám ơn toàn thể bạn bè đã động viên,giúp đỡ chia sẻ những khó
khăn với tôi trong suốt quá trình học tập tại trường.
Thành phố Hồ Chí Minh
Phạm Hà Minh Tâm

ii

ABSTRACT
‘Enzyme aided oil-extraction of Gac fruit’
This article researched factors which ‘ve affected on oil-extraction productiveness
and total carotenoid contents by using conbined-enzymes (α-amylase, Cellulase,
Pectinase, Protease).
Purpose: Optimization of factors which ‘ve affected on

oil-extraction

productiveness. This is 4-factor experimental model set-up by Response Surface
Methodology-Central Composite Rotable Design. Four factors are rate of dryed-Gac seed
membrance and water ( 0,05 ; 0,025 ; 0,1 ), enzymatic concentration ( 1%;1,5%;2% ),
temperature ( 30oC; 40oC; 50oC ), pH ( 4; 5; 6 )
From analyzing affection of factors on maximum response results. In the context of
extraction, we supposed data-extraction for Gac seed-membrance following : rate of
dryed-Gac seed membrance and water 0,1002, enzymatic concentration 1,71%,
temperature 53,2oC, pH =5,59, to achieved oil-extraction productiveness is 33,52%, total
carotenoid contents are 5,8 µg/ml.

iii


TÓM TẮT
Đề tài ‘ Chiết xuất tinh dầu Gấc bằng enzyme ‘
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng( thời gian, tỉ lệ chất khô/nước, nồng độ enzyme,
nhiệt độ và pH) đến hiệu suất chiết xuất tinh dầu Gấc và tổng carotenoid bằng các
enzyme( α-amylase, Cellulase, Pectinase, Protease).
Mục đích: tối ưu các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất chiết tách tinh dầu Gấc.

Đây là qui hoạch thực nghiệm 4 yếu tố được bố trí theo phương pháp bề mặt đáp ứng kiểu
phương án quay bậc 2 có tâm. Bốn yếu tố khảo sát là tỉ lệ chất khô/nước( 0,05 ; 0,025 ;
0,1) , nồng độ enzyme(1% ; 1,5% ; 2%), nhiệt độ(30oC, 40oC, 50oC) và pH(4 ; 5; 6)
Từ phân tích ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát lên các đáp ứng, các thông số tối
ưu. Điều kiện chiết tách đề nghị áp dụng cho màng hạt Gấc là tỉ lệ chất khô/nước 0,1002,
nồng độ enzyme 1,71%, nhiệt độ chiết 53,2 oC, pH= 5,59, khi đó thì hiệu suất trích sẽ là
33,52% và tổng hàm lượng carotenoid là 5,8 μ g/ml.

iv


MỤC LỤC
DANH SÁCH CÁC BẢNG ................................................................................................. ixx
DANH SÁCH CÁC HÌNH ..................................................................................................... x
Chương I : LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................................... 1
1.1.Mở đầu : .................................................................................................................... 1
1.2.Mục đích : .................................................................................................................. 2
Chương 2 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................................... 3
2.1 Tổng quan về Momordica cochinchinnensis (Lour) Spreng (Gấc)...................... 3
2.1.1 Nguồn gốc,phân bố ............................................................................................ 3
2.1.2 Thành phần của thịt Gấc và màng Gấc ........................................................... 4
2.2 Dầu Gấc ..................................................................................................................... 6
2.2.1 Tổng quát về chất béo ....................................................................................... 6
2.2.2 Thành phần chất béo ......................................................................................... 6
2.2.3 Đặc điểm hoá học của chất béo ........................................................................ 7
2.2.4 Sự hư hỏng của chất béo ................................................................................... 7
2.2.4.1 Sự hư hỏng bởi nhiệt .................................................................................. 7
2.2.4.2 Oxy hóa ........................................................................................................ 7
2.2.5 Một vài axit béo quan trọng18
2.2.6 Carotênoit ........................................................................................................... 9

2.2.6.1 Cấu trúc và đặc điểm lý hoá ...................................................................... 9
2.2.6.2 Vai trò ............................................................................................................ 10
2.2.7 Tocopherol........................................................................................................ 10
2.2.7.1 Cấu trúc và đặc điểm hóa lý .................................................................... 10
2.2.7.2 Vai trò của tocophêrol .............................................................................. 11
2.2.8 Đặc điểm và vai trò của dầu Gấc ................................................................... 11
2.2.8.1 Đặc điểm .................................................................................................... 11
v


2.2.8.2 Vai trò ........................................................................................................ 12
2.3 Tổng quan về kỹ thuật trích dầu bằng enzyme: .................................................. 12
2.3.1 Ứng dụng của enzyme trong sản xuất dầu thực vật ..................................... 12
2.3.2 Cấu tạo và thành phần vách tế bào................................................................ 12
2.3.3 Hoạt động của enzyme lên màng hạt ............................................................. 13
2.3.4 Các enxyme ứng dụng trong chiết xuất dầu Gấc từ màng hạt: .................. 13
2.3.4.1 α-AMYLASE............................................................................................. 13
2.3.4.2 PECTINASE ............................................................................................. 14
2.3.4.3 CELLULASE ............................................................................................ 15
2.3.4.4 PROTEASE............................................................................................... 16
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU-PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................. 17
3.1.Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 17
3.1.1 Nguyên liệu:...................................................................................................... 17
3.1.2 Enzyme sử dụng: ............................................................................................. 17
3.1.3 Hoá chất: .......................................................................................................... 18
3.1.4 Qui trình thực hiện .......................................................................................... 19
3.2 Nội dung tiến hành thí nghiệm:............................................................................. 20
3.2.1 Thí nghiệm 1:Khảo sát ảnh hưởng của loại enzyme ,hỗn hợp enzyme lên
hiệu suất trích ly dầu ................................................................................................ 20
3.2.2 Thí nghiệm 2:Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lí enzyme lên hiệu suất

trích ly dầu và chỉ số acid......................................................................................... 21
3.2.3 Thí Nghiệm 3:Khảo sát ảnh hưởng của 4 yếu tố:tỉ lệ chất khô/nước,nồng
độ enzyme,pH và nhiệt độ lên hiệu suất trích ly dầu. ........................................... 22
3.3 Phương pháp xác định các chỉ số .......................................................................... 24
3.3.1 Các chỉ số của nguyên liệu: ............................................................................. 24
3.3.2 Các chỉ số chất lượng của mẫu sản phẩm ..................................................... 24
3.4 Phương pháp đo đạc: ......................................................................................... 24
3.5 Xử lí số liệu .......................................................................................................... 25
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................................... 26
vi


4.1 Khảo sát ảnh hưởng của loại enzyme và hỗn hợp enzyme lên hiệu suất trích ly
dầu: ................................................................................................................................ 26
4.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme lên hiệu suất trích ly dầu: .... 28
4.3 Kết quả khảo sát điều kiện chiết (qui hoạch thực nghiệm) ............................ 29
4.4 Kết quả phân tích ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát đến lượng cao tổng:..... 30
4.5 Kết quả phân tích ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát đến lượng carotenoid:. 34
........................................................................................................................................ 35
4.6.Kết quả xác định các chỉ số hóa học của dầu Gấc: .............................................. 39
4.6.1 Chỉ số acid: ....................................................................................................... 39
4.6.2 Chỉ số peroxit: .................................................................................................. 40
4.6.3 Chỉ số Iod: ........................................................................................................ 40
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................ 40
5.1 Kết luận: .................................................................................................................. 41
5.2 Đề nghị: .................................................................................................................... 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... 42
Phụ lục ................................................................................................................................ 44
Phụ lục 1:Phương pháp xác định tổng carotenoid bằng phương pháp đo quang .. 44
1.Giới thiệu: ............................................................................................................... 44

2.Qui trình: ................................................................................................................ 44
Phụ lục 2:Phương pháp xác định các chỉ số ............................................................... 46
1.Chỉ số acid: ............................................................................................................. 46
2.Chỉ số xà phòng hoá .............................................................................................. 46
3.Chỉ số Iod: .............................................................................................................. 47
4.Xác định chì số peroxit chất béo: ......................................................................... 47
5.Xác định hàm lượng dầu Gấc bởi phương pháp Soxhlet................................... 48
5.1 Nguyên lý:........................................................................................................ 48
5.2 Phương pháp thực hiện .................................................................................. 48
Phụ lục 3 ........................................................................................................................ 50
Phụ lục 4 ........................................................................................................................ 55
vii


Phụ lục 5:Số liệu về độ hấp phụ và tổng hàm lượng carotenoid: ............................ 60

viii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần các carotênoit của thịt Gấc và màng Gấc .......................................... 4
Bảng 2.2 Thành phần các axít béo của màng hạt ................................................................. 5
Bảng 2.3 Thành phần dinh dưỡng của quả Momordica cochinchinensis............................. 6
Bảng 2.4 Một vài axit béo quan trọng của dầu ..................................................................... 8
Bảng 2.5 Thành phần vách tế bào của rau quả: .................................................................. 13
Bảng 3.1 Mã hóa các yếu tố khảo sát: ................................................................................ 23
Bảng 3.2 Ma trận thực nghiệm như sau: ............................................................................ 23
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của các loại enzyme lên hiệu suất trích ly dầu................................. 26
Bảng 4.2 Ảnh hưởng của thời gian xử lí enzyme lên hiệu suất trích li .............................. 28
Bảng 4.3 Kết quả khảo sát các điều kiện chiết tách ........................................................... 29

Bảng 4.4 Các chỉ số đặc điểm hóa học của dầu Gấc .......................................................... 39

ix


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.2 Cấu trúc của các carotênoit chính và các xanthophil ............................................ 9
Hình 2.3: Cấu trúc hóa học của 4 loại tocophêrol .............................................................. 11
Hình 2.4: Cấu trúc hóa học của 4 loại tocotriênol .............................................................. 11
Hình 3.1: Sơ đồ khối của quá trình chiết xuất tinh dầu Gấc .............................................. 19
Hình 4.1. Mô hình thể hiện tính tương thích của các yếu tố lên hiệu suất trích................. 30
Hình 4.2: Tác động của các yếu tố khảo sát lên hiệu suất trích ......................................... 31
Hình 4.3 Mô hình bề mặt đáp ứng được biểu diễn theo nồng độ enzyme,nhiệt độ và pH . 32
Hình 4.4 .Ảnh hưởng của từng yếu tố lên hiệu suất trích dầu ............................................ 33
Hình 4.5 Tương tác giữa các yếu tố lên hiệu suất trích dầu ............................................... 34
Hình 4.6 Mô hình thể hiện tính tương thích của các yếu tố lên tổng hàm lượng carotenoid
............................................................................................................................................ 36
Hình 4.7: Tác động của các yếu tố khảo sát lên tổng hàm lưỡng carotenoid:.................... 37
Hình 4.8. Mô hình bề mặt đáp ứng của cao tổng được biểu diễn qua tỉ lệ chất
khô/nước,nồng độ enzyme và nhiệt độ .............................................................................. 38
Hình 4.9 Tương tác giữa các yếu tố lên tổng hàm lượng carotenoid ................................. 38

x


Chương I :
LỜI MỞ ĐẦU
1.1.Mở đầu :
Gấc( Momordica cochinchinensis Spreng ) là loài cây phổ biến ở các nước Nam Á,
Đông Nam Á, Trung Quốc...Gấc có nhiều tại Việt Nam.Màng hạt và thịt quả của nó

thường được dùng để nấu xôi, ăn có vị rất ngon và chứa nhiều chất bổ dưỡng. Từ quả, hạt,
rễ và tinh dầu chiết xuất từ Gấc đều có thể dùng trong y học.
Màng hạt Gấc chứa 1 hàm lượng dầu đáng kể khoảng 8%,bên cạnh đó các chất
trong màng hạt : β − caroten, lycopen, vitamin E và 2 acid béo thiết yếu có mặt trong quả
Gấc linoleic và α-linolenic. 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 dầu có khả năng bảo vệ cơ thể chống lại
các bệnh thoái hoá, suy giảm miễn dịch và cả các chứng bệnh ung thư. 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. 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 ω3 và ω6. Thật vậy màng Gấc chứa nhiều β − caroten(60-140 μg) và
lycopen(310-460 μg). Hàm lượng lycopen trong quả gấc cao gấp 10 lần so với các loại
quả giàu lycopen khác.
Có nhiều phương pháp để thu được dầu Gấc như phương pháp ép, phương pháp ly
trích dầu bằng dung môi, phương pháp sử dụng enzyme hỗ trợ. Trong đó việc ứng dụng
công nghệ enzyme được khuyến cáo trong sản xuất, chế biến thực phẩm vì mang lại hiệu
quả cao và an toàn với người sử dụng. Ngoài ra việc trích dầu Gấc bằng phương pháp sử
1


dụng enzyme hỗ trợ vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi. Từ những cơ sở đó chúng tôi tiến
hành thực hiện đề tài :
‘Nghiên cứu chiết xuất tinh dầu Gấc bằng enzyme ‘
1.2.Mục đích :
Xây dựng qui trình chiết xuất tinh dầu có hiệu quả cao, đạt tiêu chuẩn. Qua nghiên
cứu nhằm tìm ra :
- Enzyme thích hợp cho quá trình trích ly dầu màng hạt Gấc
- Điều kiện tối ưu cho việc trích ly dầu Gấc


2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về Momordica cochinchinnensis (Lour) Spreng (Gấc)
2.1.1 Nguồn gốc,phân bố
Momordica cochinchinensis ( Lour ) Spreng ( Gấc ) thuộc họ Cucurbitaceae, giống
Momordica và loài Cochinchinensis. Cây có tên là Muricia cochinchinensis vào năm
1790 bởi Loureiro, 1 linh mục truyền giáo người Bồ Đầu Nha. Sau đó, năm 1826
Sprengel đã kết luận rằng cây Gấc thuộc giống Momordica và đã đổi tên thành
Momordica cochinchinensis (Lour) Spreng (Beiley (1937)(Vương Lê Thúy (2002)). Loài
cây này có mặt ở các nước Nam Á, như Trung Quốc, Miến Điện, Thái Lan, Malaisia,
Nhật, Lào, Campuchia, Băngladet, Ấn Độ, Philippin
Gấc là loại dây leo hàng năm, cuối đông sau khi thu hoạch quả người ta chặt đốn
tận gốc, sang xuân cây lại leo lên tươi tốt. Từ gốc mọc ra nhiều thân mới, mỗi dây có
nhiều đốt, mỗi đốt có lá. Lá mọc so le, chia thùy khá sâu, lá to dài từ 10-25 cm, 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.Trung bình, cần khoảng 18-20 ngày để quả có thể
chín kể từ khi nụ hoa cái xuất hiện. Một cây có thể cho khoảng 30-60 quả trong một năm
(WHO (1990) (Vương Lê Thúy (2002)).
Cây Gấc có thể trồng bằng hạt hay dây leo. Nó thích môi trường ấm, ẩm và cực kỳ
nhạy cảm với nhiệt độ lạnh và khô hạn. Nó không chịu được đất úng ngập lâu ngày,
nhưng thích ứng với đất phù sa, có độ thấm tốt, pH từ 6 đến 7. Người ta trồng loại cây này
một lần nhưng thu hoạch trong nhiều năm.
Quả Gấc hình bầu dục hay hình tròn, có chiều dài từ 10 đến 16 cm và chiều rộng là
9 đến 14 cm. Loại quả này có màu xanh lục, có gai, khi chín chuyển dần từ màu vàng
3



sang màu đỏ. Bên trong lớp vỏ là lớp thịt vàng, mềm, kế tiếp là những hạt Gấc được bao
bọc bởi màng đỏ máu, xếp hàng dọc. Hạt Gấc màu đen, hình tròn, dẹt, có răng cưa. Ở
Việt Nam, trọng lượng quả khoảng từ 500 g đến 1600g (Vương Lê Thúy, 2004).
Quả Gấc chỉ sử dụng được khi đã chín (quả chuyển sang vàng hoặc đỏ, hạt cứng).1
kg quả Gấc bao gồm khoảng 190 g màng và 130 g hạt. Màng hạt khi chín màu đỏ máu,
hoặc có vị thơm dễ chịu hoặc không có mùi (Vương Lê Thúy, 2002).
Tất cả các bộ phận của Momordica cochinchinensis đều có thể được sử dụng trong y học
truyền thống (Đổ Tất Lợi, 1991).
Theo kinh nghiệm của người Việt Nam, loại cây này bao gồm hai loài: Gấc Nếp và
Gấc Tẻ. Loài Gấc Nếp, như chúng tôi đã trình bày trên đây. Quả của loài Gấc Tẻ thường
nhỏ, có ít hạt, ít gai. Bên trong quả này thường có màu vàng nhạt, nó không được sử dụng
môt cách rộng rãi.
2.1.2 Thành phần của thịt Gấc và màng Gấc
Thành phần của các carotenoid được xác định bằng phương pháp sắc kí lỏng cao
áp với kết quả sau :
Bảng 2.1 Thành phần các carotênoit của thịt Gấc và màng Gấc
Thịt gấc ( μ g /g)

Màng Gấc ( μ g /g)

β -caroten

22,1 ± 15,2

101 ± 38

Lycopen

0,9 ± 0,7


380 ± 54

Tổng cộng

23 ± 17,3

481 ± 89

β -caroten

14,7 ± 10,9

81 ± 31

Lycopen

0,4 ± 0,3

348 ± 54

Zeaxanthin

1,6 ± 0,4

9± 4

β -cryptoxanthin

3,5 ± 1,8


2± 2

20,2 ± 12,7

440 ± 72

Thành phần
Mẫu trích ly

Mẫu xà phòng hoá

Tổng cộng

4


(Aoki, 2002).
Dựa vào bảng trên ta kết luận :
Hàm lượng lycopen và β − caroten của màng Gấc cao hơn của phần thịt Gấc. Còn
đối với mẫu trích ly đã qua xà phòng hoá, 1 g màng hạt chứa 300 đến 400 μ g lycopen và
50 đến 110 μ g β − caroten so với 0,1-0,7 μ g lycopen và 4-26 μ g β − caroten ở thịt quả.
Zeaxanthin và β -cryptoxanthin cũng được xác định trong mẫu xà phòng hoá của màng
Gấc, nhưng hàm lượng rất thấp (Bảng 2.1).
Ngoài ra, Nguyễn Thiện Luân (1996) cũng đã khẳng đinh sự có mặt của vitamin E
ở màng đỏ và phần thịt quả Gấc.
Ngoài các carotênoit, vitamin, màng đỏ còn chứa một lượng lớn dầu, 7,9 g trong 100 g
màng tươi (Viện Dinh Dưỡng, 1995). Về phần axít béo tổng quát của màng, có khoảng
70% không bão hoà, trong đó 50% là các axít béo đa nối đôi (Vương Lê Thúy, 2002).
Ngoài ra thành phần các axít béo của màng đỏ được chỉ ra trong Bảng 2.2.
Bảng 2.2 Thành phần các axít béo của màng hạt

Ký hiệu

Tên

% axít béo tổng

Dạng

14 :0

Myristic

0,87

Bão hòa

16 :0

Palmitic

22,04

Bão hòa

16 :1

Palmitoleic

0,26


Không bão hòa

18 :0

Stêaric

7,06

Bão hòa

18 :1n9

Olêic

34,08

Một nối dôi

18 :1n7

Vacênic

1,13

Một nối đôi

18 :2

Linolêic


31,43

Nhiều nối đôi

18 :3n3

α − linolêic

2,14

Nhiều nối đôi

20 :0

Eicosanoic

0,39

Bão hoà

20 :1

Gadolêic

0,15

Một nối đôi

20 :4


Arachidonic

0,10

Nhiều nối đôi

22 :0

Docosanoic

0,19

Bão hòa

24 :0

Têtracosanoic

0,14

Bão hoà

(Vương Lê Thúy, 2002)
5


Bảng 2.3 Thành phầm dinh dưỡng của quả Momordica cochinchinensis
Thành phần

Đơn vị


Màng hạt Quả*

Nước

%

77

90,2

Năng lượng

Kcal

125

29

Gluxit

G

10,5

6,4

Protêin

G


2,1

0,6

Lipit

G

7,9

0,1

Xơ

G

1,8

1,6

Tro

Mg

0,7

-

β -caroten


μg

45780

-

Ca

Mg

56

27

P

Mg

6,4

38

(Viện Dinh Dưỡng, 1995) ; * (Vương Lê Thúy, 2002).
2.2 Dầu Gấc
2.2.1 Tổng quát về chất béo
Các lipit đóng vai trò quan trọng trong thực phẩm; đầu tiên: vai trò dinh dưỡng: là
nguồn cung cấp năng lượng (8,5 cal/g), axit béo thiết yếu và các vitamin hoà tan. Tiếp
theo, vai trò cảm quan: góp phần vào việc tạo nên kết cấu, vị thực phẩm cũng như việc sử
dụng nó trong nấu ăn.

Chúng khác nhau theo nguồn gốc, đặc tính lý hóa, vai trò trong cơ thể và các dạng
tồn tại...
2.2.2 Thành phần chất béo
Chất béo chủ yếu là các lipit. Các lipit này bao gồm :
Triglyxêrit từ 95 đến 98%, đó là một phân tử glyxêron este hoá bởi 3 phân tử axit
giống nhau hoặc khác nhau.
Các vi chất bao gồm:
6


• Axit béo tự do,
• Mono- và di-glyxêrit,
• Các phospholipit,
• Các tocophêron,
• Các stêron,
• Các chất màu tự nhiên,
• Các vitamin.
2.2.3 Đặc điểm hoá học của chất béo
Chỉ số axit: là số mg KOH cần thiết để trung hoà các axít béo tự do trong 1 g chất
béo (NF T 60-204).
Chỉ số xà phòng hóa: là số mg KOH cần thiết để trung hoà 1 g sản phẩm (NF T
60-206).
Chỉ số iôt: là số g halogen được cố định bởi 100 g sản phẩm trong những điều kiện
mẫu và được thể hiện bằng iốt (NF T 60-203).
Chỉ số peroxyt: là lượng chất có trong mẫu thử, tính bằng mili đương lượng của
oxy hoạt tính làm oxy hóa kali iodua trên kilogam dưới các điều kiện thao tác đã được
quy định (TCVN 6121 : 1996).
2.2.4 Sự hư hỏng của chất béo
2.2.4.1 Sự hư hỏng bởi nhiệt
Sự bền nhiệt của chất béo thay đổi : mỗi một loại chất béo tồn tại có nhiệt độ giới

hạn tồn tại nhất định, ở trên nhiệt độ này, chất béo sẽ sản sinh ra các chất độc, và gây oxy
hoá các carotênoit, vitamin A, E…
2.2.4.2 Oxy hóa
Sự hư hỏng chính của các chất béo là sự ôi hóa. Đây là sự oxy hóa trên các axít béo
không bão hoà nhạy cảm bởi các nối đôi.
Sự oxy hoá các axít béo không bão hoà (các nối đôi mở ra và cố định các tác nhân
oxy hoá) diễn ra khi có mặt không khí, nhiệt độ cao hay dưới sự tác động của tia cực tím.

7


2.2.5 Một vài axit béo quan trọng
Tồn tại khoảng 20 axit béo trong tự nhiên, chúng khác nhau bởi số lượng của các
nối đôi. Bảng 2.4 chỉ ra một vài axit béo quan trọng của dầu.
Bảng 2.4 Một vài axit béo quan trọng của dầu
Axit béo
Palmitic

Ký hiệu
16 :0

Đặc điểm*

Nguồn gốc
Mỡ hay dầu động,

Vai trò

Nguồn năng lượng


thực vật.

Stêaric

18 :0

Chế biến magarin, xà
phòng cứng.

Mỡ động vật (nhất là
loài nhai lại) hay thực

Chất rắn màu trắng,

Làm nến, xà phòng.

0

nóng chảy ở 70 C,

vật.
Olêic

Linolêic

18 :1 (n-9)

18 :2 (n-6

Dầu động vật hay thực


Chất lỏng ở nhiệt độ

Nguồn năng lượng

vật

cơ thể, đông đặc ở

thực phẩm, làm xà

40C.

phòng tắm.

Chất lỏng ở nhiệt độ

Axit béo thiết yếu.

cơ thể, đông đặc ở -

Tiền Omega 3 và

Dầu thực vật

n-9)

0

12 C, oxy hóa nhanh


Omega 6. **

chóng khi có mặt của
không khí.
Linolênic

18 :3 (n-3

Dầu thực vật

n-6 n-9)

Chất lỏng ở nhiệt độ

Làm tranh dầu, tiền

cơ thể, đông đặc ở -

Omega 3 và Omega

110C, đông đặc khi

6**.

có mặt không khí
bão hòa.
Axit béo thiết yếu.
Arachidonic


20 : 4 (n-6

Tạo thành trong cơ thể

Axit béo không thiết

Tiền tố trực tiếp của

n-9 n-12 n-

từ axít linolêic.

yếu.

các hormon
Eicosanoïdes*

15)

* Theo Raisonier (2002)
** Theo Cossut và cộng sự (2001)

8


2.2.6 Carotênoit
Carotênoit là những sắc tố tự nhiên, có mặt rộng rãi trong tự nhiên và là nguồn gốc
của các màu chói sáng (vàng, cam và đỏ) của 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.

2.2.6.1 Cấu trúc và đặc điểm lý hoá
Thuật ngữ carotênoit bao gồm hai phức hợp gần tương tự nhau : một mặt là các
caroten, 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 carotênoit đã được cô lập từ những sản
phẩm tự nhiên (Faure và cộng sự, 1999).
Chúng là 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, β -apo 8’ carotênan, ester êthylic của axít β -apo 8’ carotênoic. Chúng là những
hợp chất hoà tan trong dầu mỡ, màu sắc thay đổi từ vàng đến đỏ.
Max. độ hấp phụ
Màu sắc (nm)

Tên và cấu trúc

466-496
Cam
446, 472 et 505
Đỏ
452 et 480
Vàng

Hình 2.2 Cấu trúc của các carotênoit chính và các xanthophil
(Linden và Lorient, 1994)

9


2.2.6.2 Vai trò
Chúng phòng ngừa sự mờ mắt và cho phép sự nhìn tốt trong đêm. Các chất này
tham gia vào quá trình tăng trưởng và trong quá trình sinh sản. Chúng cho phép cơ thể

chống lại sự nhiễm trùng. Do bản thân các carotênoit mang các đặc điểm chống oxy hoá
nên chúng có thể làm dừng các tác động độc hại của các gốc tự do ; lycopen, vitamin E, C
là những chất chống lão hoá.
Nhờ vào các đặc điểm chống oxy hóa, β − caroten có thể đẩy lùi bệnh ung thư và
bệnh bạch sản (Ceucoplasie).
2.2.7 Tocopherol
Vitamin E tự nhiên có nguồn gốc thực vật hay động vật. Dầu thực vật có chứa
nhiều tocophêrol và tocotriênol hơn. Trong dầu thực vật, các dạng vitamin thường gặp
nhất là α -tocophêrol và γ -tocophêrol ( Cuvelier và cộng sự, 2003 )
2.2.7.1 Cấu trúc và đặc điểm hóa lý
Vitamin E thuộc họ tocophêrol, họ này gồm 4 dạng : α -tocophêrol, còn gọi là
vitamin E, β -tocophêrol, γ -tocophêrol hay δ -tocophêrol.
Ngoài ra, những chất này có sự tương đồng về cấu trúc với phân tử thuộc họ
tocotriênol : α -tocotriênol, β -tocotriênol, γ -tocotriênol và δ -tocotriênol. (Pennock và
cộng sự ( 1964 ) trích dẫn bởi Cuvelier và cộng sự ( 2003 ).

10


α - tocophêrol

α - tocotriênol

β - tocophêrol

β -tocotriênol

γ -tocophêrol

γ - tocotriênol


δ -tocophêrol

δ - tocotriênol

Hình 2.3: Cấu trúc hóa học
của 4 loại tocophêrol

Hình 2.4: Cấu trúc hóa học
của 4 loại tocotriênol

(Lindsay và Asley ( 2002 ) trích dẫn bởi Cuvelier và cộng sự ( 2003 )
2.2.7.2 Vai trò của tocophêrol
Checsemen và Slater ( 1993 ) được trích dẫn bởi Cuvelier và cộng sự ( 2003 ) chỉ
ra rằng vitamin E được biết đến như chất chống oxy hóa, nhờ vào khả năng ức chế các
quá trình peroxyt hoá của dầu mỡ. Cùng với nhiều chất chống oxy hóa khác, vitamin này
tham gia chống lại các gốc tự do sinh ra.
Ngoài ra, vitamin E tham gia chống lại hiện tượng vô sinh và kiểm soát tiểu cầu
của máu ( Dương Thanh Liêm, 2003 ).
2.2.8 Đặc điểm và vai trò của dầu Gấc
2.2.8.1 Đặc điểm
Dầu Gấc là một chất lỏng màu đỏ sậm, Nguyễn Hồng Khánh và cộng sự ( 2004 )
đã chỉ ra rằng các chỉ số iốt, axit, khúc xạ ở 200C và tỷ trọng ở 150Ccủa dầu Gấc lần lượt
là : 2 ; 72 ; 0,9151-0,9156 và 1,4681-1,485. Dầu này hòa tan tốt trong ête dầu hỏa, êtanol,
11


chloroform và axêton. Nó chứa β − caroten, lycopen, α -tocophêrol và nhiều axít béo thiết
yếu khác và do đó dầu Gấc mang vai trò của các carotênoit, vitamin E, axit béo thiết
yếu... Hiện tại, đây là thực phẩm thuốc, là món quà quý giá của thiên nhiên (Ngô Thị

Thuỷ, 2004).
2.2.8.2 Vai trò
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 Thuỷ (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.
Nguyễn Công Suất (2003) cho rằng thành phần β − caroten, lycopen và vitamin E
trong dầu Gấc có tác động trung hòa 75% các chất gấy ung thư, đặc biệt đối với bệnh ung
thư vú.
2.3 Tổng quan về kỹ thuật trích dầu bằng enzyme:
2.3.1 Ứng dụng của enzyme trong sản xuất dầu thực vật
- Có nhiều ưu điểm và được ứng dụng ngày càng nhiều trong thời gian gần đây
nhưng cho kết quả rất khả quan. Những ưu điểm là:
- Duy trì được chất lượng dầu thu được do không hoặc sử dụng rất ít hoá chát trong
qui trình chế biến nên dầu thu được ko bị nhiễm bẩn các hoá chất đặc biệt là dung môi
- Hạn chế gây ô nhiễm môi trường
Tuy vậy mặt hạn chế của phương pháp này là giá thành enzyme còn cao, việc tái
sử dụng enzyme là cần thiết để tiết kiệm chi phí. Mặt khác khi chiết bằng enzyme thì hiệu
suất chiết không cao bằng khi chiết bằng dung môi.
Vì vậy cần phải có 1 nghiên cứu sâu,rộng để kết hợp 2 phương pháp trên nhằm vừa
đảm bảo hiệu suất chiết cao cũng như an toàn với người sử dụng
2.3.2 Cấu tạo và thành phần vách tế bào
12


Khi quan sát dưới kính hiển vi vách tế bào được chia làm 2 phần như sau:

Màng sơ cấp: cấu tạo chủ yếu bởi polysaccharide(90%), 10% còn lại là protein.
Cấu tạo bởi các sợi cellulose,hemicellulose,pectin và nước. Đây là lớp mỏng và đàn hồ
được.
Màng thứ cấp: Cấu tạo bởi 1 màng cellulose dày 80-90%, gồm 3 lớp do các sợi
cellulose tạo nên giúp tế bền chắc và có tính chống chịu cơ học. Màng này không thấm
nước và được tìm thấy ở tế bào hoặc trong các tế bào mạch dẫn…
Vách tế bào ở thịt quả thì có cấu trúc gần giống như màng sơ cấp
Bảng 2.5: Thành phần vách tế bào của rau quả:
Mô mềm(%)
Pectin

Mô hoá gỗ(%)

35-40

5

Cellulose

35

40

Polysaccharid

10

25-30

Glycoprotein


10-20

5

5

20-25

Lignin và acid phenolic

2.3.3 Hoạt động của enzyme lên màng hạt
Chiết xuất từ trái có dầu được tiến hành bằng cách thêm nước nóng (<=50oC) vào
hỗn hợp thịt quả xử lý enzyme, bên cạnh đó có sự hỗ trợ của các quá trình cơ học như ép
loại bã,ly tâm để phân tách dịch ép làm 3 pha: bã, nước và dầu ở trên cùng
Trong quá trình nghiền thì chỉ có 1 phần vách tế bào bị phá vỡ. Do vậy việc hỗ trợ
enzyme trong xử lý trích ly dầu là cần thiết .
Dầu trong hỗn hợp tồn tại dưới dạng những giọt rất nhỏ được bao bọc bới màng
lipoprotein. Bên cạnh phần dầu dưới dạng tự do được dễ dàng trích ra khi phá vỡ tế bào
bằng cơ học thì dầu còn thu được nhờ vào sự phá vỡ màng lipoprotein. Màng này được
chia làm 2 phần:phần liên kết với nước và,phần kỵ nước liên kết với dầu bên trong.
2.3.4 Các enxyme ứng dụng trong chiết xuất dầu Gấc từ màng hạt:
2.3.4.1 α-AMYLASE
13


Xúc tác thuỷ phân liên kết α -1,4 glocosid nội mạch ở bất kì vị trí nào trong phân
tử tinh bột với cơ chất là maltose. α-Amylase cho sản phẩm thuỷ phân chủ yếu là
maltose(87%) và 1 ít glucose(13%).Với cơ chất là amilopectin, α-amylase chỉ thuỷ phân
liên kết 1,4 không thuỳ phân liên kết 1,6. Sản phẩm tạo thành là các dextrin phân tử thấp

không cho phản ứng màu với iod, maltose, glucose,isomaltose.
α-Amylase chỉ có tác dụng với tinh bột đã hồ hoá. Quá trình thuỷ phân xảy ra qua
nhiều giai đoạn. Ở giai đoạn đầu ( giai đoạn dextrin hoá ) chỉ 1 phần cơ chất bị thuỷ phân
tạo thành dextrin,độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh, sang giai đoạn 2( giai đoạn đường
hoá )các dextrin vừa được tạo thành bị thuỷ phân tiếp tục tạo thành dextrin có phân tử
thấp hơn, maltose, isomaltose và glucose.
α-Amylase tương đối bền với nhiệt, α-amylase của nấm mốc xúc tác thuỷ phân tinh
bột ở 50oC, α-amylase của mầm hạt hoạt động tốt ở 58-60oC, α-amylase của vi khuẩn hoạt
động tốt ở 70-90oC. Canxi có thể giúp ổn định cấu trúc bậc 3 của phân tử enzyme nhờ vậy
mà có thể tăng tính chịu nhiệt của enzyme này.
α-Amylase thường thể hiện hoại tính trong vùng acid yếu, α-Amylase của nấm
mốc hoạt động mạnh ở pH 5.9-6.1. Nếu pH < 4, một số α-amylase bị vô hoạt, trừ αamylase của Aspergillus. niger

có thể chịu được pH 2.5-2.8

2.3.4.2 PECTINASE
Pectinase là nhóm enzyme xúc tác sự phân cắt các hợp chất pectin thành các hợp
phần khác nhau.Pectinase được chia làm 2 nhóm chủ yếu:
(i) Nhóm enzyme thuỷ phân có sự tham gia của nước:
Enzyme Polygalacturonase( PG ) ( EC 3.2.1.15)
Polygalacturonase ( PG ): xúc tác chủ yếu lên các acid pectic( acid poly
galactironic không bị ester hoá ) và acid pectinic ( acid poly galacturonic bị ester hoá ở
mức độ thấp ). Các enzyme được chia làm 2 nhóm nhờ vào vị trí liên kết glucosid bị cắt
đứt.
+Endo-glucosidase-polygalacturonase: xúc tác sự thuỷ phân các liên kết glucosid ở
giữa các mạch các phân tử acid pectic hoặc acid pectinic, các enzyme này tác dụng ở vị trí
liên kết đầu nhóm carboxyl tự do. Sự thuỷ phân cơ chất dưới tác dụng của enzyme endo14


glucosidase-polygalacturonase xảy ra mạnh hơn khi nguyên liệu đã được xử lý trước với

pectinesterase.
+Exo- glucosidase-polygalacturonase: xúc tác sự thuỷ phân các liên kết glucosid ở
đầu mạch của các phân tử acid pectic hoặc acid pectinic. Enzyme này có ái lực với các
liên kết glucosid đầu mạch gần các nhóm carboxyl tự do
(ii) Polymethylgalacturonase(PMG)
+PMG cắt nội mạch endo PMG :xúc tác thuỷ phân của các liên kết glucosid nội
mạch của các phân tử acid polygalacturonic
+PMG cắt ngoại mạch exo PMG:xúc tác thuỷ phân các liên kết glucosid nội mạch
của các phân tử acid polygalacturonic ở đầu mạch của các phân tử acid polygalacturonic ở
đầu mạch để tách từng gốc acid galacturonic ra khỏi phân tử pectin, bắt đầu từ đầu không
khử. Enzyme này có ái lực với gốc acid galacturonic đã methoxyl hoá
Nhóm enzyme thuỷ phân không có sự tham gia của nước:
Cắt đứt liên kết glucosid-1,4 chúng thuộc nhóm enzyme phân cắt có tên chung là
transelyminase (TE)
Liên kết glucosid-1,4 bị phân cắt bằng cách chuyển hydrogen của C3-C4 của 1 đơn
vị galacturonic sang C1 của 1 đơn vị galacturonic khác và tạo nối đôi giữa C4,C5 và đồng
thời phân cắt pectin thành các đơn vị sản phẩm.
Các enzyme pectine có nhiệt độ và pH hoạt động khác nhau. Các
exopolygalacturonase hoạt động mạnh ở pH 3,5-4,5; các endopolymethyl-galacturonase
hoạt động mạnh ở pH 4.2, pectinesterase hoạt động ở pH 5. Nhiệt độ hoạt động của các
enzyme này trong khoảng 40-52oC .
2.3.4.3 CELLULASE
Là 1 hệ enzyme phức tạp xúc tác sự thuỷ phnâ cenllolose thành cenbiose và cuối
cùng thành glucose. Cơ chế ( Nguyễn thị Minh Nguyệt, 2005 ) như sau:
Cellulose

cellulose p.ứ

cellobiose


Sự phân giải xảy ra qua 3 giai đoạn:
-Giai đoạn 1:

15

glucose