- i -
Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
------------------
Họ và tên học viên
NGÔ ĐÌNH HOÀNG DIỄM
ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU TINH LUYỆN VÀ KHỬ ĐỘC TỐ
TRONG DẦU HẠT CAO SU, TIẾN TỚI LÀM DẦU THỰC PHẨM
Chuyên ngành: KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã số ngành:
2.11.00
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2005
- ii -
CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học:
PGS, TS HOÀNG ĐỨC NHƯ
Cán bộ chấm nhận xét 1:
TS. TRẦN BÍCH LAM
Cán bộ chấm nhận xét 2:
TS. LẠI MAI HƯƠNG
Luận văn thạc só được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Ngày 22 tháng 01 năm 2005
- iii -
Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
---------------------
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: NGÔ ĐÌNH HOÀNG DIỄM
Phái: Nữ
Ngày tháng năm sinh: 24 / 06 / 1979
Nơi Sinh: Đồng Nai
Chuyên ngành: Khoa Học & Công Nghệ Thực Phẩm
Khoá: 13 (năm trúng tuyển 2002)
I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tinh luyện và khử độc tố trong dầu hạt cao su,
tiến tới làm dầu thực phẩm
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
− Khảo sát thành phần nguyên liệu nghiên cứu
− Nghiên cứu một số giai đoạn trong quá trình tinh luyện: chưng sấy, thủy hóa,
tẩy màu, khử mùi
− Khảo sát hàm lượng độc tố HCN sau mỗi giai đoạn trong quá trình tinh luyện
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
11 / 2003
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
01/ 2005
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS, TS. HOÀNG ĐỨC NHƯ
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
CHỦ NHIỆM NGÀNH
BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH
PGS.TS. HOÀNG ĐỨC NHƯ PGS.TS. PHẠM VĂN BÔN
PGS.TS. PHẠM VĂN BÔN
Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.
Ngày
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
tháng
năm 2005
KHOA QUẢN LÝ NGÀNH
- v -
LỜI CẢM ƠN
Để có thể hoàn tất bản luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy
cô và những người đã nhiệt tình giúp đỡ tôi :
PGS.TS Hoàng Đức Như, người đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt kiến
thức cho tôi
TS Trần Bích Lam và TS Lại Mai Hương đã tận tâm chỉ bảo những kiến
thức bổ ích
TS Đống Thị Anh Đào đã giúp đỡ tôi thực hiện luận văn này
Cô Lưu Thị Ngọc Anh, cô Nguyễn Thị Nguyên, cô Tôn Nữ Minh Nguyệt
và các thầy cô đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện thí nghiệm tại các phòng thí
nghiệm tại trường
Tất cả các thầy cô trong Khoa Công nghệ hóa học đã truyền đạt kiến thức
trong suốt thời gian học tại trường
Ban giám đốc Nông trường cao su Trảng Bom (Đồng Nai) đã giúp đỡ về
nguyên liệu thực hiện luận văn này.
Xin chân thành tri ân tất cả.
- vi -
TÓM TẮT
Cây cao su được trồng nhiều tại các tỉnh miền Đông Nam bộ và một số
huyện tại Thành phố Hồ Chí Minh. Theo viện nghiên cứu cao su Việt nam, tổng
sản lượng cây cao su tính đến năm 2005 có thể lên đến 700.000 ha.
Theo nghiên cứu mới nhất. Một ha cây cao su có thể cho khoảng 300-400
kg hạt mỗi năm. Tỷ lệ nhân chiếm khoảng 51% tổng khối lượng hạt. Như vậy
mỗi năm ước tính ta có thể thu hoạch được 100-150 tấn hạt cao su
Hiện nay, người ta thường chỉ sử dụng phần rubber seed meal (tức là phần
nhân đã tách dầu) làm thức ăn gia súc chứ chưa chú trọng đến việc tận dụng dầu
của hạt cao su vào thực phẩm vì chúng có chứa HCN, một độc tố gây chết người.
Vì vậy, với mục đích tận dụng hiệu quả nguồn hạt cao su vào thực phẩm,
tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu tinh luyện và khử độc tố HCN trong dầu hạt cao
su, tiến tới làm dầu thực phẩm”.
Sau khi thực hiện đề tài, kết quả nghiên cứu đã cho thấy:
1. Hạt cao su sau khi thu hoạch được bảo quản trong thời gian 20-40 ngày sẽ là
nguồn nguyên liệu tốt nhất với thành phần như sau: ẩm: 22.6%, dầu: 29.8%,
protein thô: 15.3%, HCN: 361 mg/kg.
2. Thời gian hấp 45 phút và thời gian sấy 90 phút là điều kiện tối ưu để có thể
thu được dầu với hiệu suất cao nhất (36,02%). Trong điều kiện này dầu thu
được có chỉ số acid là 0,3609 và hàm lượng HCN là 0,832 mg/l
3. Với lượng nước muối sử dụng là 3% và nhiệt độ tiến hành thuỷ hoá là 40500C thì sẽ cho kết quả thuỷ hóa tốt nhất với chỉ số acid của dầu là 0,3108
và hàm lượng HCN trong mẫu dầu là 0,372 mg/l
4. Nồng độ NaCl 0,3% là nồng độ tối ưu để tiến hành thuỷ hoá dầu.
5. Khi sử dụng hỗn hợp than hoạt tính và đất hoạt tính với tỷ lệ 1:3 và khử màu
ở nhiệt độ 90-1000C , nồng độ chất hấp phụ sử dụng là 3% so với lượng dầu
- vii -
thì ta có thể có được màu sắc tươi sáng nhất chỉ số acid của dầu sau khi tẩy
màu ở điều kiện này là 0.1354
6. Nhiệt độ 120-1400C, thời gian 120 phút là điều kiện khử mùi tối ưu. Hàm
lượng HCN trong dầu sau khi khử mùi ở điều kiện trên là không phát hiện
với MLOD=0,05mg/l
- viii -
ABSTRACT
Researching in refining rubber seed kernel oil,
approaching to produce cooking oil
Rubber tree has been planted in many South East provinces and some area
of HCM city. According to Rubber Researching Institute of Vietnam, the total
yield of rubber tree by the end of 2005 can reach to 700.000 hectares.
According to the latest research, each hectare of rubber tree can provide
around 300-400 kg seed per year, in which the percentage of kernel is around
51% of the total seed volume. As a result, we can get 100-150 ton of rubber seed
kernel per year at estimated.
With such a huge volume but the rubber seed has been considered as
wastage and still not have any efficient usage. The utilization of rubber seed has
just been applied in some areas at a small scale only. The rubber seed has just
been collected for breeding seed, others is pressed to separate oil & rubber seed
meal for cattle feed, but still not be applied to foodstuff since it contains HCN, a
fatal toxin.
With a purpose of utilizing the rubber seed source efficiently to foodstuff, I
would like to present my research on “Refining and neutralizing the HCN toxin
in the rubber seed kernel oil, approaching to produce cooking oil”
After researching, the findings show that:
1. Rubber seed after harvesting, restoring in dry place within 20-40 days is
the best source of material with moisture content: 22.6%, fat: 29.8%,
crude protein: 15.3%, HCN: 361 mg/kg.
2. The appropriate time for steaming is 45 minutes and for drying is 90
minutes. the highest productivity is 36.02%. The acid index of oil is 0.3609
and the content of HCN is 0.832mg/l
- ix -
3. Appropriate temperature for the hydration process is 40-500C, associate
with 3% salt over the material volume of 0,3% concentration is the best
condition for hydration process with the acid index 0.3108 and HCN
content 0.372mg/l
4. When using the mixture of active coal and active soil with ratio 1:3 and
the temperature of bleaching 90-1000C, associate with 3% absorbent over
the oil volume, we will get the oil with bright color and the acid index in
this case is 0.1354
5. Deodorized in condition of temperature 120-1400C, within 120 minutes,
rubber seed oil will have pleasant odor. The content of HCN in refining
rubber seed oil is underdetectable with MLOD = 0,05mg/l
- x -
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..........................................................................................................i
TÓM TẮT .............................................................................................................vi
ABSTRACT........................................................................................................ viii
MỤC LỤC ..............................................................................................................x
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................. xiii
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ................................................................xv
PHẦN 1.
MỞ ĐẦU ...........................................................................................1
1.1.
Lời nói đầu ..............................................................................................1
1.2.
Đặt vấn đề ...............................................................................................2
1.3.
Mục đích nghiên cứu ...............................................................................3
1.4.
Giới hạn đề tài .........................................................................................4
PHẦN 2.
2.1.
TỔNG QUAN ....................................................................................5
Đại cương về dầu thực vật.......................................................................5
2.1.1.
Vai trò của dầu mỡ trong sản xuất và đời sống ................................5
2.1.2.
Thành phần cơ bản của dầu mỡ ........................................................6
2.1.3.
Tính chất của dầu mỡ ......................................................................10
2.1.4.
Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu mỡ thực phẩm .................13
2.1.5.
Những yêu cầu đối với dầu mỡ thực phẩm .....................................16
2.1.6.
Một số loại dầu thông dụng và tính chất của chúng .......................18
2.1.7.
Thực trạng ngành sản xuất dầu tại Việt nam và trên thế giới ........22
2.2.
Đại cương về nguyên liệu sản xuất dầu thực phẩm ..............................26
2.2.1.
Thành phần của hạt dầu ..................................................................26
2.2.2.
Đại cương về nguyên liệu sản xuất dầu ..........................................29
2.2.3.
Những biến đổi của hạt có dầu sau thu hoạch ................................32
2.2.4.
Một số cây có dầu chủ yếu .............................................................34
2.3.
Tổng quan về nguyên liệu hạt cao su ...................................................38
2.3.1.
Tổng quan về cây cao su .................................................................38
2.3.2.
Tổng quan về hạt cao su..................................................................39
- xi -
2.3.3.
Tổng quan về hydrocyanic acid (HCN)...........................................43
PHẦN 3.
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........................48
3.1.
Nguyên liệu ...........................................................................................48
3.2.
Sơ đồ nghiên cứu ...................................................................................49
3.3.
Nội dung nghiên cứu .............................................................................50
3.3.1.
Thí nghiệm 1: ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến thành phần
nguyên liệu hạt cao su....................................................................................50
3.3.2.
Thí nghiệm 2: Khảo sát sự ảnh hưởng của quá trình chưng sấy đến
hiệu suất ép dầu và hàm lượng HCN còn lại trong dầu thô ..........................50
3.3.3.
Thí nghiệm 3: Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng nước
sử dụng quá trình thuỷ hoá.............................................................................51
3.3.4.
Thí nghiệm 4: Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ nước muối đến
quá trình thuỷ hoá...........................................................................................53
3.3.5.
Thí nghiệm 5: Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và chất hấp phụ
đến quá trình tẩy màu ....................................................................................54
3.3.6.
Thí nghiệm 6: Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ chất hấp phụ
đến quá trình tẩy màu ....................................................................................56
3.3.7.
Thí nghiệm 7: Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sục
hơi nước đến quá trình khử mùi .....................................................................57
PHẦN 4.
4.1.
KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN ...........................................................59
nh hưởng của thời gian bảo quản đến thành phần của nguyên liệu hạt
cao su 59
4.2.
Ảnh hưởng của quá trình chưng sấy đến hiệu suất ép dầu, chỉ số acid
và hàm lượng HCN còn lại trong dầu thô .........................................................60
4.3.
Ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng nước sử dụng trong quá trình thuỷ
hoá
64
4.4.
Ảnh hưởng của nồng độ nước muối đến quá trình thuỷ hoá .................67
4.5.
Ảnh hưởng của nhiệt độ và chất hấp phụ đến quá trình tẩy màu .........69
4.6.
Ảnh hưởng của nồng độ chất hấp phụ đến quá trình tẩy màu ..............71
- xii -
4.7.
Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sục hơi nước đến quá trình khử
mùi
73
PHẦN 5.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ..............................................................77
PHỤ LỤC .............................................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................85
- xiii -
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số thứ tự
Nội dung
Trang
Lượng tiêu thụ dầu mỡ của một số quốc gia trên thế
1
bảng
1.1
giới
2.1
Sản lượng sản xuất dầu thực vật trên thế giới qua
22
các năm
2.2
Qui hoạch phát triển nguồn nguyên liệu sản xuất
24
dầu tại Việt Nam đến năm 2010
2.3
Giá cả trung bình của dầu thực vật trong năm 2000
25
2.4
Thành phần nhân hạt cao su
39
2.5
Thành phần phần trăm các acid béo trong dầu caosu
41
2.6
Thành phần acid béo trong dầu hạt caosu so với một
42
số loại dầu thực vật khác
3.1
Thành phần hạt cao su dùng làm nguyên liệu nghiên
48
cứu
4.1
nh hưởng của thời gian bảo quản đến thành phần
59
nguyên liệu hạt cao su
4.2
nh hưởng của quá trình chưng sấy đến hiệu suất ép
60
dầu, chỉ số acid và hàm lượng HCN còn lại trong
dầu thô
4.3
nh hưởng của nhiệt độ và lượng nước muối sử
65
dụng trong quá trình thuỷ hoá đến chỉ số acid và
hàm lượng HCN còn lại trong dầu
4.4
nh hưởng của nồng độ nước muối đến chỉ số acid
68
và màu sắc của dầu trong quá trình thuỷ hoá
4.5
nh hưởng của nhiệt độ và chất hấp phụ đến màu
70
của dầu
4.6
nh hưởng của nồng độ chất hấp phụ đến quá trình
72
- xiv -
tẩy màu
4.7
nh hưởng của nhiệt độ và thời gian khử mùi đến
74
màu và mùi của dầu
4.8
nh hưởng của nhiệt độ và thời gian khử mùi đến
75
chỉ số acid và HCN
5.1
Một số chỉ số của dầu hạt cao su
78
5.2
Thành phần phần trăm các acid béo trong dầu hạt
79
cao su
- xv -
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Số thứ tự
Nội dung
Trang
2.1
Cơ cấu sản xuất dầu thực vật trên thế giới năm 2003
22
2.2
Hình dạng hạt cao su
39
4.1
nh hưởng của thời gian chưng sấy đến hiệu suất ép
62
hình
dầu
4.2
nh hưởng của thời gian chưng sấy đến chỉ số acid
63
4.3
nh hưởng của thờigian chưng sấy đến hàm lượng
64
HCN
4.4
nh hưởng của nhiệt độ và lượng nước muối sử
66
dụng trong quá trình thuỷ hoá đến chỉ số acid
4.5
nh hưởng của nhiệt độ và lượng nước muối sử
67
dụng trong quá trình thuỷ hoá đến hàm lượng HCN
4.6
nh hưởng của nồng độ nước muối sử dụng trong
69
quá trình thuỷ hoá
4.7
nh hưởng của nhiệt độ và chất hấp phụ đến chỉ số
71
acid
4.8
nh hưởng của nồng độ chất hấp phụ đến chỉ số
73
acid
4.9
nh hưởng của nhiệt độ và thời gian khử mùi đến
chỉ số acid
76
-1-
PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. Lời nói đầu
Trong ba nguồn dinh dưỡng để cung cấp năng lượng cho sự sống con người
để tồn t và phát triển thì chất béo là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng
nhất.
Theo khuyến cáo của tổ chức y tế thế giới (WHO) thì mức tiêu dùng chất
béo nên là 20-25 kg/người/năm. Hoa kỳ, Canada, EU, Nhật, Anh, Malaysia,
Singapore đã đạt được mức từ 8-10 kg/người/năm. Riêng tại Việt Nam thì mức
tiêu thụ chất béo còn rất khiêm tốn khoảng 4.5 kg/người/năm trong đó có
khoảng 2 kg dầu thực vật, [6]
Bảng 1.1 : Lượng tiêu thụ dầu mỡ của một số quốc gia trên thế giới
Quốc gia
Lượng tiêu thụ (kg/người/năm)
Mỹ
46.2
Đức
37.8
Anh
34.3
Pháp
30.2
Canada
35.2
Australia
29.3
Hàn Quốc
18.6
Thái Lan
10.4
Trung Quốc
9.6
Indonesia
13.2
Philippin
6.4
Nam Phi
19.3
n Độ
Việt Nam
8
4.5
Nguồn [24]
-2-
Theo VN Economy [12], hiện nay nhu cầu trong nước về dầu thực vật ngày
càng tăng với mức tiêu thụ bình quân đầu người tăng từ 0,3 kg/năm vào năm
1990 lên 0,7 kg/năm vào năm 1995; 2,5 kg/năm vào năm 2000 và ước tính đạt 4
kg/năm vào năm 2005, 6-8 kg/năm vào năm 2010.
Công suất toàn ngành năm 1999 là 260 nghìn tấn/năm, mức huy động
75,3% năm 99 và ước đạt 84,6% năm 2000
Năm 1999, toàn ngành sản xuất được gần 200.000 tấn dầu tinh luyện tăng
200% so với năm 1998. Đặc biệt năm 1998 ngành dầu thực vật đã xuất khẩu đạt
10,6 triệu USD, năm 1999 ước đạt 21 triệu USD
Về nguyên liệu, hiện nay nguyên liệu trong nước mới đáp ứng được 10%
do sản lượng nhỏ, phân tán, giá thành cao nên toàn ngành hiện phải nhập 90%
nguyên liệu sản xuất (dầu cọ, dầu nành, dầu cải).
Mặc dù ta có thể nhận thức được rằng dầu cọ có chất lượng kém hơn dầu
mè, dầu đậu phộng, dầu đậu tương, nhưng hiện nay chỉ có những liên doanh với
nước ngoài để sản xuất dầu ăn (chủ yếu là dầu cọ nhập về để tinh luyện hoặc
nhập dầu cọ tinh luyện sẵn về đem phối trộn với nguồn dầu tinh luyện trong
nước thành dầu cooking oil) thì mới có hiệu quả kinh tế.
Chính vì vậy, nên chăng cần phải khai thác triệt để các nguồn nguyên liệu
có dầu trong nước để đáp ứng nhu cầu về dầu thực vật ngày càng tăng của nước
ta. Ngoài những nguồn cung cấp dầu đã được biết đến, cần phải tìm thêm những
nguồn nguyên liệu có dầu mới đưa và sản xuất phục vụ nhu cầu của nhân dân.
1.2. Đặt vấn đề
Cây cao su được trồng nhiều tại các tỉnh miền Đông Nam bộ và một số
huyện tại Thành phố Hồ Chí Minh. Theo Viện nghiên cứu cao su Việt Nam,
tổng sản lượng cây cao su tính đến năm 2005 có thể lên đến 700.000 ha.
-3-
Theo thống kê, một ha cây cao su cho khoảng 300-400 kg hạt mỗi năm. Tỷ
lệ nhân chiếm khoảng 51% tổng khối lượng hạt. Như vậy, ước tính mỗi năm ta
có thể thu được 100-150 nghìn tấn nhân hạt cao su mỗi năm.
Với khối lượng lớn như vậy nhưng hạt cao su đến nay chỉ là một phế liệu,
chưa có được một hướng tận dụng hiệu quả. Việc tận dụng hạt cao su chỉ được
thực hiện ở một vài nơi và hầu như không có quy mô kinh tế. Người ta chỉ mới
thu lượm về để làm giống gây trồng, một số khác thì ép dầu lấy bã ép (tức phần
rubber seed meal) để làm thức ăn gia súc chứ chưa chú trọng đến việc tận dụng
dầu của hạt cao su vào thực phẩm vì chúng có chứa HCN, một độc tố gây chết
người. Mặc dù theo Stosic D D và Kaykay J M, [ 28] hàm lượng dầu trong hạt
cao su có thể lên đến gần 40%. Do vậy, nên chăng cần nghiên cứu tận dụng
nguồn dầu từ nhân hạt cao su để sử dụng trong thực phẩm, tăng thêm nguồn dinh
dưỡng trong đời sống nhân dân
1.3. Mục đích nghiên cứu
Với mục đích tận dụng hiệu quả nguồn hạt cao su vào thực phẩm, tôi thực
hiện đề tài “Nghiên cứu tinh luyện và khử độc tố HCN trong dầu hạt cao su, tiến
tới làm dầu thực phẩm”.
Trong điều kiện khả năng, thời gian và cơ sở vật chất có hạn, đề tài sẽ tập
trung vào nghiên cứu với mục đích:
− Nghiên cứu sự biến đổi của HCN qua các giai đoạn của quá trình tinh
luyện dầu hạt cao su để đưa ra quy trình sao cho hàm lượng HCN trong
dầu hạt cao su sau tinh luyện ở mức thấp nhất có thể để tiến tới làm dầu
thực phẩm
− Nghiên cứu một thông số kỹ thuật tối ưu trong quá trình tinh luyện dầu hạt
cao su như quá trình chưng sấy, thủy hoá, khử màu, khử mùi
-4-
1.4. Giới hạn đề tài
− Do điều kiện có hạn nên nguồn nguyên liệu nghiên cứu chỉ được lấy từ
nông trường cao su Trảng Bom, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai nên kết
quả nghiên cứu cũng chỉ đúng trong giới hạn của nguồn nguyên liệu trên.
− Một số thông số kỹ thuật khác trong quy trình tinh luyện dầu hạt cao su
vẫn chưa được nghiên cứu để có được kết quả tối ưu.
-5-
PHẦN 2. TỔNG QUAN
2.1. Đại cương về dầu thực vật
2.1.1. Vai trò của dầu mỡ trong sản xuất và đời sống
Dầu mỡ thực phẩm rất cần thiết cho con người và trong công nghiệp thực
phẩm. Dầu mỡ là một trong 3 thành phần cơ bản cần cung cấp trong khẩu phần
ăn hàng ngày của con người (chất đạm, chất béo, chất đường bột). Lipid cung
cấp năng lượng gấp 2 lần so với protein và glucid (9,2 Kcal/g chất béo).
Trong cơ thể, dầu mỡ được chuyển hoá, cung cấp năng lượng để cho cơ thể
có đủ sức lao động, chống lại sự giảm thân nhiệt do ảnh hưởng của các yếu tố
bên ngoài như nhiệt độ, khí hậu…
Nếu trong thời gian dài mà thiếu dầu mỡ trong khẩu phần ăn hàng ngày thì
sẽ dẫn đến những rối loạn về hoạt động sinh lý của cơ thể gây nên sự mất cân
bằng vật chất, dẫn đến suy nhược cơ thể
Trong cuộc sống hàng ngày, dầu mỡ được dùng để xào nấu làm tăng giá trị
dinh dưỡng và làm thực phẩm trở nên thơm ngon hấp dẫn hơn
Dầu mỡ thực phẩm còn là dung môi hoà tan tốt các vitamin A,D,E.
Các acid béo trong dầu thực vật có chứa đến 80% acid béo không no (có từ
1 nối đôi trở lên), đặc biệt là các loại acid béo có 2 nối đôi linoleic acid và loại 3
nối đôi alpha linolenic là những loại acid béo mà cơ thể không tự tổng hợp được,
cần phải lấy từ thức ăn bên ngoài. Các loại acid béo không no này có tác dụng
chuyển hoá cholesterol – chất gây hiện tượng làm tắc nghẽn mạch máu dẫn đến
xơ cứng động mạch, áp huyết cao, bệnh tim mạch
Trong công nghiệp sản xuất, dầu mỡ là một nguyên liệu cơ bản trong công
nghiệp thực phẩm như sản xuất bơ nhân tạo (margarine), shortening, sauce
-6-
mayonaise hay các ngành công nghiệp khác như công nghiệp chất tẩy rửa, sơn,
mực in, keo, verni…
2.1.2. Thành phần cơ bản của dầu mỡ
Chất béo trực tiếp lấy ra từ động thực vật thường gọi là dầu mỡ thô, chúng
là hỗn hợp của nhiều hợp chất khác nhau. Sau đây chúng ta sẽ đề cập một số
hợp chất cơ bản thường gặp trong các nguồn chất béo thiên nhiên.
2.1.2.1.
Các glyceride
Là thành phần chủ yếu của dầu mỡ, nó là một este tạo thành từ acid béo có
phân tử lượng cao và glycerine (là một loại rượu 3 chức), do đó người ta còn gọi
các dầu mỡ thuần khiết là các triglyceride. Công thức cấu tạo chung như sau:
CH2 – OCO – R1
CH – OCO – R2
CH2 – OCO – R3
R1, R2, R3 là các gốc hydrocarbon của các acid béo, khi chúng có cấu tạo
giống nhau thì người ta gọi là glyceride đồng nhất, nếu khác nhau thì gọi là
glyceride hỗn tạp. Đại bộ phần dầu mỡ thiên nhiên ở dưới dạng glyceride hỗn
tạp chỉ khi nào một loại acid béng5 cao thì hàm lượng các glyceride đồng nhất
ít nhiều mới có số lượng rõ rệt
2.1.2.2.
Các acid béo:
Các acid béo có trong dầu mỡ đại bộ phận ở dạng kết hợp trong glyceride
và một lượng nhỏ ở trạng thái tự do. Các glyceride có thể thuỷ phân tạo thành
acid béo theo phương trình phản ứng như sau:
CH2 – OCO – R1
CH – OCO – R2 + 3H2O
CH2 – OCO – R3
CH2 – OH
↔ CH – OH
CH2 – OH
(R1, R2, R3: các gốc hydrocarbon)
R1 COOH
+
R2 COOH
R3 COOH
-7-
Thường thì acid béo sinh ra từ dầu mỡ có thể vào khoảng 95% so với trọng
lượng dầu mỡ ban đầu
Về cấu tạo, acid béo là những acid carboxylic mạch thẳng có cấu tạo
khoảng 6-30 nguyên tử carbon, phần lớn acid béo thiên nhiên có tổng số nguyên
tử carbon là số chẵn, tuy nhiên một số công trình nghiên cứu trong những năm
gần đây cũng có phát hiện ra những acid béo có tổng số nguyên tử carbon là số
lẻ
Những acid béo thu được từ dầu mỡ thiên nhiên là hỗn hợp của nhiều loại
acid béo khác nhau. Cho đến nay người ta cũng đã nghiên cứu được cấu tạo
khoảng 40-50 loại, sự khác nhau giữa chúng là do sự khác nhau về phân tử lượng
và cấu tạo phân tử
Người ta thường chia acid béo thành 2 nhóm chủ yếu:
− Các acid béo no (còn gọi là acid béo bão hoà) có công thức chung
CnH2nO2, trong cấu tạo mạch carbon của nó không có các nối đôi
− Các acid béo chưa no (còn gọi là acid béo không bão hoà) trong cấu tạo
mạch carbon của chúng có chứa một hoặc nhiều nối đôi. Tuỳ thuộc vào
số lượng nối đôi mà công thức của chúng có thể là: CnH2n-2O2 (1 nối đôi),
CnH2n-4O2 (2 nối đôi), CnH2n-6O2 (3 nối đôi)… trong cấu tạo mạch của các
acid béo không no người ta còn phân biệt mạch có cấu tạo liên hợp và
cấu tạo không liên hợp
Ngoài ra còn có một số các acid béo có cấu tạo đặc biệt ví dụ các oxy acid
Cũng như nhiều hợp chất hữu cơ khác, acid béo cũng tồn tại các dạng đồng
phân ở nhiều hình thức khác nhau do cấu tạo mạch hoặc cấu tạo không gian
(đồng phân lập thể). Các acid béo có chứa nhiều nối đôi càng có nhiều dạng
đồng phân
-8-
2.1.2.3.
Glycerine
Trong dầu mỡ, glycerine tồn tại ở dạng kết hợp trong các glyceride. Như đã
nói trên, glycerine là rượu ba chức, ở trạng thái nguyên chất glycerine là một
chất lỏng quánh, không màu, không mùi có tính hút nước mạnh, có vị ngọt
Trong dầu mỡ, lượng glycerine thu được khoảng 8-12% so với trọng lượng
dầu mỡ ban đầu. Trong công nghiệp dầu mỡ, glycerine có thể thu hồi từ nước
ngọt khi thuỷ phân dầu mỡ hoặc thu hồi từ nước thải xà phòng nấu từ nguyên
liệu dầu mỡ. Glycerine có công dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp
thực phẩm và vật dụng, một lượng lớn glycerine được dùng để sản xuất nitrôglycerine làm thuốc nổ
2.1.2.4.
Các thành phần phụ
Ngoài các hợp chất chủ yếu ở trên trong dầu mỡ thô còn chứa một lượng
nhỏ các hợp chất khác như các phosphatit, các chất sáp, chất nhựa, chất nhớt
(mulcilage), các chất màu (các sắc tố tan trong chất béo), các chất gây mùi, các
provitamin và vitamin…
Phosphatit là những hợp chất glyceride phức tạp trong đó có gốc của acid
phosphoric và một bazơ nitơ. Hai hợp chất điển hình quan trọng nhất là leucithin
và cephaline. Hàm lượng phosphatit trong các loại dầu mỡ vào khoảng 0,5-3%.
Trong công nghiệp người ta thu hồi phosphatit bằng phương pháp thuỷ hoá.
Phosphatit có công dụng rất rộng rãi, sử dụng làm chất nhũ hoá trong các sản
phẩm dạng nhũ tương, chế biến bánh kẹo, những phosphatit có chất lượng tốt có
thể dùng thay lòng đỏ trứng gà và là một loại thức ăn quý
Các sterol là những rượu cao phân tử có cấu tạo phức tạp và phân bố rất
rộng rãi trong giới tự nhiên, chúng có thể tồn tại dưới dạng este hoặc ở dạng tự
do. Chúng là thành phần chủ yếu của các chất không xà phòng hoá trong dầu
mỡ, thường người ta chia làm 2 loại chủ yếu: loại chứa trong dầu mỡ động vật
-9-
gọi là zusterol, còn loại chứa trong dầu mỡ thực vật là phitosterol. Thực ra trong
đại đa số các sterol mà ngưòi ta đã biết, chúng có cấu tạo tương tự nhau. Một vài
hợp chất thường gặp như cholesterol, stimasterol, ecgosterol… thường hàm lượng
của các hợp chất này khoảng trên dưới 1% so với dầu mỡ, cá biệt cũng có loại
dầu mỡ hàm lượng cao đến 3-5%. Trong dầu thực phẩm người ta cần loại trừ các
thành phần này đến mức thấp nhất, phương pháp thông dụng nhất là đem dầu
mỡ làm lạnh đông, chúng sẽ tách ra ở dạng rắn và dùng các phương pháp phân
ly ra khỏi dầu mỡ
2.1.2.5.
Các chất màu
Dầu mỡ có màu sắc là do sự tồn tại của một số các chất màu có tính tan
trong dầu. Chất màu tồn tại phổ biến nhất là các carotenoid. Chúng gồm khoảng
65-70 chất khác nhau có màu từ vàng sáng đến đỏ thẫm. Diệp lục tố (Chlorofin)
cũng là một loại chất màu khá phổ biến trong dầu mỡ, chúng gây ra màu (diệp
lục tố gồm 2 dạng: dạng a và dạng b)
Ngoài ra còn có một số hợp chất gây màu khác như các dầu màu đen do
chứa nhiều các hợp chất nhựa, màu đen của dầu hạt bông là do có hợp chất
gosipol
Trong công nghiệp thực phẩm, các dầu mỡ cần được loại trừ hết màu sắc,
đảm bảo các yêu cầu về màu sắc cũng như loại trừ một số hợp chất không có
lợi. Tùy thuộc vào cấu tạo và tính chất của các chất gây màu mà người ta áp
dụng các biện pháp tẩy màu khác nhau
2.1.2.6.
Các chất gây mùi:
Dầu mỡ nguyên chất không có mùi, trừ một số loại có sẵn từ đầu, còn đại
bộ phận là do các sản phẩm phân huỷ của dầu mỡ trong quá trình chế biến và
tồn trữ. Những hợp chất này phần lớn là các hydrocarbon và một số dẫn xuất có
chứa oxy khác
- 10 -
Trong các loại dầu mỡ thực phẩm, cần loại trừ hết mùi vị, đồng thời phải
tìm những biện pháp có hiệu quả để đề phòng sự biến mùi của dầu mỡ ảnh
hưởng chất lượng và khẩu vị các thực phẩm chế biến
Các vitamin. Một số dầu mỡ có chứa một số các vitamin tan trong dầu như
vitamin A,D, E …
2.1.3. Tính chất của dầu mỡ
2.1.3.1.
Tính chất vật lý
a. Tỷ khối (tỷ trọng) của dầu mỡ:
Là tỷ số giữa khối lượng của một đơn vị thể tích dầu mỡ với khối lượng của
cùng một đơn vị thể tích nước ở những nhiệt độ xác định
Người ta xác định tỷ khối dầu mỡ ở điều kiện t0
dầu mỡ
= 15-200C, t0
H2O
=
40C. Khi đó tỷ khối của các loại dầu mỡ là 0,9-0,98. Vì vậy dầu mỡ nhẹ hơn
nước
Nếu dầu mỡ có nhiều acid béo không no: có tỷ khối cao hơn so với dầu mỡ
có nhiều acid béo no
b. Độ nhớt:
Dầu mỡ có tính nhớt. Nhờ tính chất này mà một số loại dầu mỡ được dùng
để bôi trơn. Ví dụ như dầu thầu dầu.
Khi nhiệt độ tăng độ nhớt của dầu giảm và ngược lại
Độ nhớt không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào thành
phần từng loại dầu
c. Độ hoà tan
Dầu mỡ không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ như ete,
benzen, chlorofoc, tetraclorua carbon
Nếu dầu mỡ có lẫn nước đem lắc mạnh sẽ tạo thành nhũ tương không bền,
sau một thời gian để lắng sẽ tạo thành 2 lớp, lớp dưới là nước, lớp dầu mỡ ở trên
- 11 -
d. Độ nóng chảy và độ đông đặc
Độ nóng chảy là nhiệt độ mà tại đó dầu mỡ chuyển từ thể rắn sang thể
lỏng
Độ nóng chảy phụ thuộc vào thành phần, cấu tạo của glyceride
Ví dụ như độ nóng chảy của mỡ động vật, cao hơn các loại dầu thực vật bởi
vì trong mỡ có chứa nhiều acid béo no còn dầu thực vật thì được cấu tạo từ nhiều
acid béo không no
Độ đông đặc cũng phụ thuộc vào cấu tạo, thành phần của glyceride. Thông
thường độ đông đặc của dầu mở nhỏ hơn độ nóng chảy vài độ
e. Độ bắt lửa
Các loại dầu mỡ thường khó bốc cháy, nhưng đến một nhiệt độ nào đó thì
nó có thể bốc cháy khi tiếp xúc với ngọn lửa. Nhiệt độ mà tại đó dầu mỡ bắt đầu
bắt lửa gọi là độ bắt lửa. Các loại dầu mỡ có độ bắt lửa khoảng 3000C.
2.1.3.2.
Tính chất hoá học
a. Thuỷ phân dầu mỡ
Trong những điều kiện thích hợp, triglyceride sẽ bị thuỷ phân thành
glycerine và acid béo
Nếu các glyceride được cấu tạo từ các acid béo cao phân tử thì mùi vị dầu
mỡ không thay đổi nhiều vì mùi của các acid béo cao phân tử gần giống mùi dầu
mỡ
Nếu các glyceride được cấu tạo từ các acid béo phân tử thấp thì dầu mỡ bị
thuỷ phân sẽ có mùi khó chịu
Tốc độ phản ứng thuỷ phân phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Nếu hàm lượng
nước tăng, nhiệt độ tăng thì tốc độ thuỷ phân cũng tăng
Nếu phản ứng thuỷ phân thực hiện trong môi trường kiềm thì acid tạo thành
sẽ tác dụng với kiềm, tạo muối kiềm của acid béo (xà phoøng)