Tài liệu Nghiên cứu đồng hóa hệ nhũ dầu phôi lúa mì trong nước bằng kỹ thuật màng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -------------------- HUỲNH THỊ THÚY LOAN NGHIÊN CỨU ĐỒNG HÓA HỆ NHŨ DẦU PHÔI LÚA MÌ TRONG NƯỚC BẰNG KỸ THUẬT MÀNG Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm và đồ uống Mã số: 605402 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2015 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Lại Quốc Đạt Cán bộ chấm nhận xét 1: Cán bộ chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 24 tháng 07 năm 2015 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1. .............................................................. 2. .............................................................. 3. .............................................................. 4. .............................................................. 5. .............................................................. Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA………… ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc ------------------------ -------------------------------------- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Huỳnh Thị Thúy Loan MSHV: 12144511 Ngày sinh: 18/06/1989 Nơi sinh: Biên Hòa Chuyên ngành: Công nghệ Thực Phẩm và Đồ Uống I. Tên đề tài NGHIÊN CỨU ĐỒNG HÓA HỆ NHŨ DẦU PHÔI LÚA MÌ TRONG NƯỚC BẰNG KỸ THUẬT MÀNG II. Nhiệm cụ và nội dung Nhiệm vụ  Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đến hiệu quả đồng hóa và kích thước hạt trong pha phân tán khi dùng kỹ thuật đồng hóa áp lực cao và kỹ thuật đồng hóa bằng màng.  Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ phần trăm thể tích dầu trong hệ nhũ đến chỉ số NIZO và kích thước hạt trong pha phân tán khi dùng kỹ thuật đồng hóa áp lực cao và kỹ thuật đồng hóa bằng màng.  Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ phần trăm khối lượng lexithin trong hệ nhũ đến chỉ số NIZO và kích thước hạt trong pha phân tán khi dung kỹ thuật đồng hóa áp lực cao và kỹ thuật đồng hóa bằng màng. III. Ngày giao nhiệm vụ 19/01/2015 IV. Ngày hoàn thành nhiệm vụ 14/06/2015 V. Cán bộ hướng dẫn TS. Lại Quốc Đạt Tp. Hồ Chí Minh,ngày 05 tháng 07 năm 2015 Cán bộ hướng dẫn Chủ nhiệm bộ môn Trưởng khoa kỹ thuật hóa học LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu đồng hóa hệ nhũ dầu phôi lúa mì trong nước bằng kỹ thuật màng” là kết quả quá trình học tập, nghiên cứu tại Khoa Kỹ thuật hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh. Với tình cảm chân thành, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Quý Thầy Cô đã tham gia giang dạy lớp cao học khóa 2012 chuyên ngành Công nghệ thực phẩm. Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Lại Quốc Đạt đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. Mặc dù bản thân đã rất cố gắng, nhưng chắc chắn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp bổ sung của quy thầy cô. Tp.Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 07 năm 2015 Học viên thực hiện Huỳnh Thị Thúy Loan i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và không sao chép từ bất kỳ một nguồn tài liệu nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo nguồn tài liệu được trích dẫn và ghi tên taì liệu tham khảo đúng theo quy định Học viên Huỳnh Thị Thúy Loan ii ABTRACT Wheat germ oil contains high levels unsaturated acid and vitamins E, A, D with bioactive phytochemicals. However, the compounds easily denaturated in high pressure homogenization. In this study, homogenized wheat germ oil in water by multi – stage premix membrane and high pressure homogenization were investigated. Using membrane on this study is cellulose acetate membrane (mean pore size 0,45µm). Characteristics of the emulsions such as droplet size distribution, mean droplet diameter were measured by using a laser light scattering showed membrane homogenization NIZO index have increased when high pressure homogezination increased. The results of membrane homogenization at 9bar and pressure homogenization at 300bar have the same NIZO index. It means that membrane homogenization lead to build strong emulsions the same pressure homogenization. When investigating the rate of oil in emulsions (v/v) from 10% to 20%, the results showed the NIZO index of pressure homogenization and membrane homogenization dropped follow a rule. Investigating the rate of lexithin (w/v) in emulsions from 0% to 0,20%, The results showed NIZO index increased when using high pressure homogenization, outcome was of absolute counter when membrane homogenization has NIZO index decreased, mean of lexithin did not support membrane homogenization technique was due to lexithin molecules absorption to surface membrane to restrain constituents through membrane. The results showed can be homogenize emulsions (O/W) oil – in – water by multi – stage premix membrane need not to add emulsifier. iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Dầu phôi lúa mì giàu các axit béo không bão hòa, và các vitamin E, A, D, có tác dụng tốt cho chức năng sinh lí của cơ thể. Tuy nhiên, các hợp chất sinh học này rất dễ bị biến đổi khi đồng hóa áp lực cao để tạo hệ nhũ. Trong nghiên cứu này, đồng hóa bằng kỹ thuật màng theo mô hình dead – end được khảo sát, màng sử dụng cho nghiên cứu này là màng xenlulo axetat có đường kính lỗ màng là 0,45µm. Các đặc tính của hệ nhũ tương như là kích thước hạt trong phân tán, đường kính trung bình được đo bằng thiết bị tán xạ ánh sáng laser cho thấy khi đồng hóa bằng màng chỉ số NIZO tăng khi tăng áp suất đồng hóa tăng, áp suất đồng hóa của màng tại 9bar và đồng hóa áp lực cao tại 300bar cho kết quả chỉ số NIZO tương đương nhau, nghĩa là đồng hóa bằng màng tạo ra hệ nhũ tương bền như đồng hóa áp suất cao. Khi khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dầu (v/v) trong hệ nhũ từ 10% đến 20%, kết quả cho thấy chỉ số NIZO của đồng hóa áp suất cao và đồng hóa bằng màng giảm cùng quy luật. Khảo sát tỷ lệ lexithin (w/v) trong hệ nhũ từ 0% đến 0,20%, kết quả cho thấy chỉ số NIZO tăng khi sử dụng đồng hóa áp suất cao, kết quả hoàn toàn trái ngược khi đồng hóa bằng màng thì chỉ số NIZO giảm, nghĩa là lexithin không hỗ trợ quá trình đồng hóa bằng màng do phân tử lexithin hấp phụ lên màng cản trở các cấu tử qua màng. Kết quả cho thấy có thể đồng hóa hệ nhũ dầu trong nước bằng kỹ thuật màng theo mô hình dead – end mà không cần bổ sung chất nhũ hóa. iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................ii ABTRACT ................................................................................................................ iii TÓM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................ iv DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ viii DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... x DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................. xi MỞ ĐẦU ...................................................................................................................xii Chương 1: TỔNG QUAN ........................................................................................... 1 1.1 Phôi lúa mì ................................................................................................................... 1 1.2 Dầu phôi lúa mì........................................................................................................... 2 1.2.1 Các hợp chất có hoạt tính sinh học trong dầu phôi lúa mì ................................. 4 1.2.2.1 Vitamin E trong dầu phôi lúa mì ..................................................................... 5 1.2.2.2 Các acid béo không no trong dầu phôi lúa mì................................................. 5 1.3 Tổng quan nhũ tương ................................................................................................ 6 1.3.1. Khái niệm .......................................................................................................... 6 1.3.2 Phân loại nhũ tương theo kích thước hạt phân tán ............................................. 6 1.3.3 Các liên kết trong nhũ tương và sự hợp giọt ...................................................... 7 1.3.3.1 Các tương tác kỵ nước và ưa nước ................................................................. 7 1.3.3.2 Quá trình hợp giọt .......................................................................................... 8 1.3.4 Ổn định nhũ tương ............................................................................................. 9 1.3.4.1 Chất nhũ hóa ................................................................................................... 9 1.3.4.2 Cơ chế ổn định nhũ tương của chất nhũ hóa ................................................... 9 1.3.5 Các phương pháp đồng hóa .............................................................................. 10 1.3.5.1 Hệ thống rotor – stator .................................................................................. 11 1.3.5.2 Hệ thống áp suất cao .................................................................................... 11 1.3.5.3 Hệ thống đồng hóa bằng sóng siêu âm ......................................................... 12 v 1.3.5.4 Hệ thống đồng hóa bằng membrane ............................................................. 12 Chương 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 18 2.1 Mục tiêu của đề tài ................................................................................................... 18 2.1.1 Mục tiêu tổng quát .......................................................................................... 18 2.1.2 Mục tiêu cụ thể ................................................................................................. 18 2.2 Nội dung nghiên cứu ................................................................................................ 18 2.2.1 Nguyên liệu ...................................................................................................... 18 2.2.2 Màng lọc........................................................................................................... 19 2.2.4 Lexithin ............................................................................................................ 20 2.2.4 Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 20 2.2.4.1 Ảnh hưởng của áp suất đến quá trình đồng hóa bằng áp lực cao và đồng hóa bằng membrane. ............................................................................................. 20 2.2.4.2 Ảnh hưởng của hàm lượng dầu (v/v) trong hệ nhũ đến quá trình đồng hóa bằng áp lực cao và đồng hóa bằng membrane. .............................................. 21 2.2.4.3 Ảnh hưởng của hàm lượng lexithin (w/v) trong hệ nhũ đến quá trình đồng hóa bằng áp lực cao và đồng hóa bằng membrane. ..................................... 22 2.2.5 Phương pháp phân tích ..................................................................................... 22 2.2.5.1 Xác định hàm lượng chất béo ....................................................................... 22 2.2.5.2 Xác định hàm lượng ẩm ................................................................................ 22 2.2.5.3 Xác định chỉ số Iot ........................................................................................ 23 2.2.5.4 Xác định chỉ số NIZO ................................................................................... 23 2.2.5.5 Đo kích thước hạt pha phân tán .................................................................... 23 2.2.6 Xử lý số liệu thống kê ...................................................................................... 23 2.2.7 Công thức tính toán .......................................................................................... 23 2.2.7.1 Xác định chỉ số NIZO ................................................................................... 23 2.2.7.2 Xác định thông lượng ................................................................................... 23 2.2.7.3 Xác định kích thước hạt trung bình .............................................................. 24 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 25 3.1 Ảnh hưởng của áp suất đến quá trình đồng hóa bằng áp lực cao và đồng hóa bằng màng ..................................................................................................... 25 vi 3.1.1 Ảnh hưởng của áp suất đến chỉ số NIZO của quá trình đồng hóa áp lực cao và đồng hóa bằng màng .................................................................................. 25 3.1.2 Ảnh hưởng của áp suất đến kích thước pha phân tán của quá trình đồng hóa áp lực cao và đồng hóa bằng màng ................................................................ 27 3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ đến quá trình đồng hóa bằng áp lực cao và đồng hóa bằng màng ................................................................... 31 3.2.1 Ảnh hưởng của phần trăm (v/v) dầu trong hệ nhũ đến chỉ số NIZO của quá trình đồng hóa áp lực cao và đồng hóa bằng màng........................................ 31 3.2.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ đến kích thước pha phân tán của quá trình đồng hóa áp lực cao và đồng hóa bằng màng ................................. 33 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ (w/v) lexithin trong hệ nhũ đến quá trình đồng hóa bằng áp lực cao và đồng hóa bằng màng.......................................................... 38 3.3.1 Ảnh hưởng của phần trăm (w/v) lexithin trong hệ nhũ đến chỉ số NIZO của quá trình đồng hóa áp lực cao và đồng hóa bằng màng ................................. 38 3.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ (w/v) lexithin trong hệ nhũ đến kích thước pha phân tán của quá trình đồng hóa áp lực cao và đồng hóa bằng màng ........................... 41 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 46 4.1 Kết luận ...................................................................................................................... 46 4.2 Kiến nghị ................................................................................................................... 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 47 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu tạo hạt lúa mì ............................................................................................ 1 Hình 1.2: Tocopherols trong dầu phôi lúa mì ............................................................... 5 Hình 1.3: Phản ứng của tocopherol với gốc tự do ....................................................... 5 Hình 1.4: Các hệ nhũ tương trong thực phẩm .............................................................. 6 Hình 1.5: Kích thước hạt trong hệ nhũ và vi nhũ tương ............................................. 7 Hình 1.6: Liên kết hydro trong nước ........................................................................... 7 Hình 1.7: Liên kết giữa nước và các chất không phân cực ........................................ 8 Hình 1.8: Sự hợp nhất của hai giọt ................................................................................ 8 Hình 1.9: Phân tử chất nhũ hóa ...................................................................................... 9 Hình 1.10: Cơ chế của Gibbs – Marangoni ................................................................ 10 Hình 1.11: Thiết bị rotor - stator .................................................................................. 11 Hình 1.12: Thiết bị đồng hóa áp suất cao ................................................................... 12 Hình 1.13: Thiết bị đồng hóa bằng sóng siêu âm....................................................... 12 Hình 1.14: Sự hình thành giọt qua màng .................................................................... 13 Hình 1.15: Kỹ thuật đồng hóa bằng màng mô hình cross – flow ............................ 14 Hình 1.16: Kỹ thuật đồng hóa bằng màng mô hình dead – end ............................... 14 Hình 1.17: Kỹ thuật đồng hóa cải tiến ......................................................................... 15 Hình 2.1: Thiết bị đồng hóa dead – end ...................................................................... 19 Hình 3.1: Ảnh hưởng của áp suất đến chỉ số NIZO khi đồng hóa áp suất cao ...... 25 Hình 3.2:Ảnh hưởng của áp suất đến chỉ số NIZO khi đồng hóa bằng màng ........ 25 Hình 3.3: Giản đồ phân bố kích thước hạt phân tán ứng với các áp suất khác nhau sử dụng đồng hóa APV ............................................................................. 28 Hình 3.4: Giản đồ phân bố kích thước hạt phân tán ứng với các áp suất khác nhau sử dụng đồng hóa bằng màng ................................................................... 29 Hình 3.5: Phần trăm phân bố kích thước hạt pha phân tán khi đồng hóa bằng màng...................................................................................................................... 29 Hình 3.6: Ảnh hưởng của áp suất đến thông lượng ................................................... 31 Hình 3.7: Chỉ số NIZO ứng với các tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ khác nhau khi đồng hóa APV ..................................................................................................... 32 viii Hình 3.8: Chỉ số NIZO ứng với các tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ khác nhau khi đồng hóa bằng màng ........................................................................................... 32 Hình 3.9: Giản đồ phân bố kích thước hạt phân tán ứng với các tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ khác nhau khi sử dụng đồng hóa APV ...................................... 34 Hình 3.10: Phần trăm phân bố kích thước hạt pha phân tán khi đồng hóa bằng thiết bị APV ......................................................................................................... 35 Hình 3.11: Giản đồ phân bố kích thước hạt phân tán ứng với các tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ khác nhau khi sử dụng đồng hóa bằng màng ............................ 36 Hình 3.12: Phần trăm phân bố kích thước hạt pha phân tán khi đồng hóa bằng thiết bị đồng hóa màng 36 Hình 3.13: Ảnh hưởng của tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũđến thông lượng qua màng...................................................................................................................... 38 Hình 3.14: Chỉ số NIZO ứng với các tỷ lệ (w/v) lexithin trong hệ nhũ khác nhau khi đồng hóa APV ..................................................................................... 39 Hình 3.15: Chỉ số NIZO ứng với các tỷ lệ (w/v) lexithin trong hệ nhũ khác nhau khi đồng hóa bằng màng ........................................................................... 40 Hình 3.16: Phần trăm phân bố kích thước hạt pha phân tán khi đồng hóa bằng thiết bị APV ......................................................................................................... 42 Hình 3.17: Phần trăm phân bố kích thước hạt pha phân tán khi đồng hóa bằng thiết bị đồng hóa APV ........................................................................................ 42 Hình 3.18: Phần trăm phân bố kích thước hạt pha phân tán khi đồng hóa bằng màng...................................................................................................................... 43 Hình 3.19: Phần trăm phân bố kích thước hạt pha phân tán khi đồng hóa bằng màng...................................................................................................................... 43 Hình 3.20: Ảnh hưởng của tỷ lệ (w/v) lexithin trong hệ nhũ đến thông lượng qua màng .............................................................................................................. 45 ix DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần hóa học của acid béo trong dầu mầm lúa mì ....................... 2 Bảng 1.2: Hàm lượng vitamin A,D,E trong dầu mầm lúa mì ................................... 3 Bảng 3.1: Kích thước trung bình hạt trong pha phân tán khi sử đồng hóa áp suất cao .................................................................................................................. 27 Bảng 3.2: Kích thước trung bình ứng trung bình của hạt trong pha phân tán khi sử dụng đồng hóa bằng màng ......................................................................... 28 Bảng 3.3: Kích thước trung bình ứng với tỷ lệ % (v/v) dầu trong hệ nhũ khác nhau khi sử dụng thiết bị đồng hóa APV và đồng hóa bằng màng ................ 34 Bảng 3.4: Kích thước trung bình ứng ứng với tỷ lệ % (w/v) lexithin trong hệ nhũ khác nhau khi sử dụng thiết bị đồng hóa APV........................................ 41 x DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT HLB: Hydrophile – lipophile balance xi MỞ ĐẦU Việt Nam và các nước Đông Nam Á lương thực chủ yếu là gạo,vì sự phát triển kinh tế, nhu cầu đa dạng trong khẩu phần mà lúa mì dần dần đã du nhập vào các nước Đông Nam Á trong đó có Việt Nam cũng có số lượng nhập khẩu lúa mì khá lớn. Do đó, lượng phôi lúa mì thải ra sau quá trình xay xát là khá lớn, nhưng phôi lúa mì chưa được quan tâm và khai thác hiệu quả để làm tăng giá trị của sản phẩm. Trong phôi lúa mì có khoảng 8 – 12% w/w dầu. Dầu phôi lúa mì có giá trị cao, nó chứa hàm lượng vitamin E, A, D3 cao, ngoài ra có khoảng 80% các axit không no trong tổng hàm lượng các axit béo trong dầu mang hoạt tính sinh học như: oleic, linoleic, palmitic…Các hợp chất này có chức năng ngăn ngừa lão hóa, stress, chống oxi hóa tế bào, hỗ trợ thị lực. Chính vì vậy vitamin E, A, và các acid béo này thường được bổ sung vào chế phẩm dược, mỹ phẩm, thực phẩm. Để có thể lấy được các hợp chất này trong phôi lúa mì, nhiều nghiên cứu đã tiến hành trích dầu từ phôi lúa mì. Tuy nhiên, do dầu phôi lúa mì chứa nhiều acid béo không no và các hợp chất dễ bị oxy hóa làm giảm chất lượng dầu khi thực hiện quá trình chế biến, nên dầu phôi lúa mì chưa được sử dụng trong quá trình chế biến thực phẩm. (S. Trentin và cộng sự, 2011) nghiên cứu bổ sung β – carotene tạo thành hệ nhũ tương dầu trong nước bằng kỹ thuật đồng hóa membrane để giữ được hoạt tính sinh hoạt của β – carotene. Sản phẩm nhũ tương không những giải quyết được nhược điểm của dầu phôi lúa mì không chịu được nhiệt độ cao trong quá trình chế biến, mà còn bổ sung được các vitamin E, A, D tan trong dầu và các acid béo không no rất cần cho cơ thể. Như vậy, dầu phôi lúa mì cho thấy một tiềm năng rất lớn trong ngành dầu thế giới, cung cấp cho người tiêu dùng một loại dầu có chất lượng tốt có giá trị dinh dưỡng và chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học cao hơn các loại dầu khác trên thị trường. Việt Nam là nước đang phát triển về ngành công nghệ nước giải khát mở ra một tiềm năng lớn ứng dụng dầu phôi lúa mì bổ sung trong các loại nước uống vừa mang tính chất giải khát vừa cung cấp các hợp chất cần thiết cho cơ thể. Do đó, việc đầu tư và nghiên cứu quá trình đồng hóa dầu phôi lúa mì tạo thành hệ nhũ xii tương dầu trong nước là rất cần thiết đáp ứng nhu cầu của xã hội phát triển và đa dạng về khẩu vị như ngày nay. Mục đích nghiên cứu Nhằm để góp phần ứng dụng đồng hóa bằng kỹ thuật màng thay thế các phương pháp đồng hóa khác phù hợp với các sản phẩm đặc thù dễ bị biến tính bởi áp suất cao và nhiệt độ cao. - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng hóa bằng membrane và đánh giá khả năng đồng hóa bằng màng. - Khảo sát thông lượng qua membrane tránh hiện tượng nghẹt màng, và có hướng cải tiến. Nội dung nghiên cứu Để đáp ứng được mục đích của đề tài, các nội dung nghiên cứu được thực hiện trong đề tài: - Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đến quá trình đồng hóa bằng áp lực cao và đồng hóa bằng membrane. - Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích dầu (v/v) trong hệ nhũ đến quá trình đồng hóa bằng áp lực cao và đồng hóa bằng membrane. - Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ khối lượng lexithin (w/v) trong hệ nhũ đến quá trình đồng hóa áp lực cao và đồng hóa bằng membrane. xiii Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Phôi lúa mì Phôi lúa mì là phụ phẩm thu được sau khi xay xát bao gồm lớp vỏ nội nhũ, mầm phôi của hạt, cũng như một phần lớp vỏ cám chiếm khoảng 17% trọng lượng hạt lúa mì. Phôi lúa mì có màu sáng, đẹp và có mùi đặc trưng chứa nhiều xơ, khoáng, protein và dầu chiếm 9 – 13%. Hình 1.1 Cấu tạo hạt lúa mì Tình hình khai thác, chế biến Sự tiêu thụ lúa mì của thế giới ngày càng tăng, nhu cầu sử dụng thực phẩm tăng cao là nguyên nhân chính dẫn đến tổng tiêu thụ lúa mì tăng. Theo Cục Xúc Tiến Thương Mại thì tổng tiêu thụ lúa mì thế giới mùa vụ 2013 – 2014 được dự báo tăng ở mức 696,1 triệu tấn, cao hơn 1,4% so với mùa vụ năm 2012 – 2013. Tiêu thụ lúa mì thế giới trên đầu người sẽ ổn định ở mức 67kg/năm, trong đó chiếm tỷ lệ lớn ở các nước phát triển. Dự báo sản lượng tiêu thụ lúa mì toàn cầu mùa vụ 2014 – 2015 dự báo đạt tới 699 triệu tấn, tăng 1,6% so với năm trước. Niên vụ 2009 – 2010, nước ta nhập khẩu 2,1 triệu tấn lúa mì các loại, trong đó 1,5 triệu tấn được xay xát và 0,6 triệu tấn được thải ra làm thức ăn gia súc. Bột mì xay xát trong nước phần lớn là nhằm đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp thực phẩm và thức ăn chăn nuôi trong đó 40 – 45% được dùng để làm mì ăn liền, 30% được dùng làm bánh mì, khoảng 10% được sử dụng làm bánh quy 1 và các loại bánh khác, 15 – 20% còn lại sử dụng sử dụng cho ngành công nghiệp thức ăn gia súc. Phần làm thức ăn gia súc chủ yếu là phôi và cám khoảng 0,6 triệu tấn/ năm chiếm 1/3 tổng sản lượng nhập khẩu của Việt Nam đây là con số không nhỏ để nghĩ đến việc tách dầu từ phôi lúa mì để thu được sản phẩm dầu phôi lúa mì đạt chất lượng tốt và gia tăng giá trị của phế phẩm ngành xay xát lúa mì. 1.2 Dầu phôi lúa mì Dầu phôi lúa mì được trích ly từ phôi lúa mì. Nó có giá trị dinh dưỡng cao bởi nó đáp ứng nhu cầu về dinh dưỡng lẫn có tác dụng tốt đến sức khỏe. Dầu phôi lúa mì có chứa 92% axit béo không bão hòa trong tổng lượng axit có trong dầu phôi lúa mì. Đặc biệt là linoleic chiếm khoảng 55% tổng hàm lượng axit tổng trong dầu phôi lúa mì, Axit linoleic, axit béo thiết yếu là một trong các axit béo không bảo hòa quan trọng nhất trong thực phẩm của con người vì nó ngăn ngừa các bệnh tim mạch, tiếp đến là oleic và palmitic cũng là các axit béo quan trọng [1][2][3][4]. Các axit béo trong dầu phôi lúa mì so sánh với các loại dầu như đậu tương (C18:1,25%, C18:2, 51%, C18:3, 9%) và hướng dương (C18: 1, 17%, C18: 2, 72%). Hàm lượng acid oleic của dầu mầm lúa mì gần bằng so với các loại dầu thực vật khác, chẳng hạn như dầu hướng dương (23,6%), dầu đậu tương (24,9%), hoặc dầu ngô (23,8%).Các loại axit này trong dầu phôi lúa mì có tác dụng giảm cholesterol trong máu, ngăn ngừa các cơn đau tim [4] Thành phần axit béo trong dầu phôi lúa mì thể hiện ở bảng 1.1. Bảng 1.1: Thành phần hóa học của acid béo trong dầu mầm lúa mì [1] Hàm lượng (%) (w/w) Acid béo C14 myristic 0,13 0,23 C15 pentadecanoic 0,16 0,45 C16 palmitic 17,42 0,18 C16:1 Palmitoleic 0,23 0,22 C18:1n -9t eliadic 0,85 0,11 C18:1n-9c cis oleic 16,14 0,16 C18:2n-6t trans linoleic 0,71 0,1 2 C18:2n-6c cis linoleic 55,05 0,15 C18:3n-3 linoleic 7,95 0,44 C21 heneicosylic 1,36 0,25 Tổng số bão hòa 19,07 Tổng số không bão hòa 80,93 n6/n3 6,92 Oleic/linoleic 0,29 Nghiên cứu Jamieson và Baughman cho thấy mẫu dầu lúc đầu chứa 5,56% acid béo tự do sau khi bảo quản một năm đã có 43,8% acid béo tự do. Trái ngược với các nghiên cứu trước đây các nhà nghiên cứu sau đó phát hiện ra rằng dầu mầm lúa mì có phẩm chất tuyệt vời bởi sự gia tăng nhỏ số lượng các acid béo tự do, ngay cả khi bảo quản từ một đến ba năm sau khi khai thác, các đặc tính hóa lý của dầu phôi lúa mì ở bảng 1.3. Ngoài ra chiết trong dầu mầm lúa mì cũng chiếm vitamin A,D, E rất cao theo bảng 1.2. Bảng 1.2: Hàm lượng vitamin A,D,E trong dầu mầm lúa mì [5] Dầu phôi lúa mì Hàm lượng (mg/kg) Vitamin A 268,6 Vitamin E 1281,7 Vitamin D3 9,3 Bảng 1.3: Đặc tính hóa lý của dầu mầm lúa mì [5] Chỉ số Giá trị Chỉ số khúc xạ 1,42 Màu (hấp phụ ở bước sóng 1,35 0,22 420nm) Khối lượng riêng 0,9257 0,44 Chỉ số acid (mg/g dầu) 13,88 0,33 Chi số xà phòng (mg/g 191,22 0,15 3