Tài liệu Nghiên cứu trích ly dầu thô từ thịt quả bơ

i LỜI CẢM ƠN Việc phấn đấu để trở thành một người thành đạt luôn là mơ ước của sinh viên. Để ước mơ đó trở thành hiện thực thì trước hết mỗi sinh viên phải học tập, trau dồi kiến thức và bản thân phải luôn nổ lực hết mình. Sau bốn năm học tập và nghiên cứu tại trường đại học Nha Trang, để đạt được kết quả như ngày hôm nay em đã nhận được sự giúp đỡ của gia đình cũng như thầy cô và bạn bè. Để bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới: Ban giám hiệu và các phòng ban trường Đại học Nha Trang. Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ thực phẩm cùng toàn thể thầy cô giáo trong khoa đã tận tình giúp đỡ giải đáp những thắc mắc khó khăn của em trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Cán bộ phòng Thí nghiệm các bộ môn công nghệ Thực phẩm, công nghệ Chế biến, công nghệ Sinh học, Hóa - Vi sinh đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài của mình. Thầy Thái Văn Đức và thầy Trần Quang Ngọc đã hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ, đôn đốc, tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài này. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn những người bạn bè đã giúp đỡ và động viên em rất nhiều và đặc biệt xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi về vật chất và tinh thần giúp em hoàn thành tốt đồ án này. Nha Trang, tháng 7 năm 2012 Sinh viên thực hiện Lê Thị Hồng Phúc ii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................................i MỤC LỤC .......................................................................................................................................ii DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................................iv DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................................v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................................vii LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................................viii CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................... - 1 1.1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU ..................................................................... - 1 - 1.1.1. Nguồn gốc .............................................................................................................. - 1 1.1.2. Phân loại thực vật học.......................................................................................... - 2 1.1.3. Tình hình sản xuất, tiêu thụ trái bơ trên thế giới và Việt Nam .................... - 3 1.1.4. Thành phần hóa học của trái bơ ......................................................................... - 4 1.1.5. Giá trị của trái bơ .................................................................................................. - 4 1.2. TỔNG QUAN VỀ DẦU BƠ ................................................................................... - 6 - 1.2.1. Tình hình sản xuất dầu bơ trong nước và trên thế giới ................................. - 6 1.2.2. Thành phần hóa học của dầu bơ ........................................................................ - 7 1.2.3. Tính chất vật lý của dầu .................................................................................... - 11 1.2.4. Tính chất hóa học của dầu ................................................................................ - 11 1.2.5. Các chỉ số hóa lý của dầu .................................................................................. - 14 1.2.6. Giá trị của dầu bơ................................................................................................ - 15 1.3. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH TÁCH CHIẾT DẦU .................................. - 16 - 1.3.1. Phương pháp ép.................................................................................................... - 16 1.3.2. Phương pháp trích ly .......................................................................................... - 18 CHƯƠNG II : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... - 24 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .............................................................................. - 24 - 2.2. VẬT LIỆU DÙNG NGHIÊN CỨU ..................................................................... - 24 - 2.2.1. Nguyên liệu .......................................................................................................... - 24 2.2.2. Hóa chất ................................................................................................................ - 25 2.2.3. Dụng cụ - trang thiết bị ...................................................................................... - 25 - iii 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................................ - 25 - 2.3.1. Phương pháp thực nghiệm ................................................................................ - 25 2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm ......................................................... - 26 2.3.3. Phương pháp phân tích và xác định các chỉ tiêu sản phẩm ........................ - 26 2.4. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM .......................................................................................... - 26 - 2.4.1. Quy trình dự kiến ................................................................................................ - 26 2.4.2. Nghiên cứu thăm dò ảnh hưởng của hàm lượng ẩm đến hiệu suất trích ly dầu và chất lượng dầu thô từ thịt trái bơ thu được từ quá trình trích ly ....................... - 28 2.4.3. Nghiên cứu tối ưu hóa công đoạn trích ly dầu thô từ thịt trái bơ .............. - 30 2.4.4. Đánh giá chất lượng sản phẩm dầu thô được trích ly từ thịt trái bơ ......... - 33 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................... - 35 3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng ẩm đến hiệu suất trích ly dầu và chất lượng dầu thô từ thịt trái bơ ............................................................................................................................ - 35 3.2. Tối ưu hóa công đoạn trích ly dầu thô từ thịt trái bơ ........................................ - 41 - 3.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm dầu thô được trích ly từ thịt trái bơ ............. - 49 - 3.3.1. Đề suất quy trình hoàn thiện sản xuất dầu thô từ thịt trái bơ ..................... - 49 3.3.2. Chất lượng sản phẩm dầu thô từ thịt trái bơ được sản xuất theo phương pháp trích ly ............................................................................................................................. - 50 3.4. Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm sản xuất trong phòng thí nghiệm ......... - 51 - KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ................................................................................. - 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................... - 56 PHỤ LỤC iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Các nước sản xuất bơ chính trên thế giới................................................. - 3 Bảng 1.2. Thành phần hóa học của 100 (g) thịt trái bơ được trồng ở Ấn Độ............ - 4 Bảng 1.3. Thành phần các acid béo có trong dầu bơ thô.......................................... - 8 Bảng 2.1. Mô hình tối ưu hóa hiệu suất trích ly dầu bơ tại công đoạn trích ly. ...... - 32 Bảng 2.2. Giá trị thực nghiệm của các thông số theo mã hóa................................. - 32 Bảng 3.1. Bảng mô tả các chỉ tiêu cảm quan của bán thành phẩm sau khi sấy. ...... - 38 Bảng 3.2. Kết quả hiệu suất trích ly dầu thô từ thịt trái bơ tiến hành theo mô hình tối ưu hóa được thiết kế bằng phần mền tối ưu Design - Expert 8.0.7.1 Trial ............. - 42 Bảng 3.3. Kết quả thực nghiệm tối ưu hiệu suất trích ly dầu. ................................ - 48 Bảng 3.4. Một số chỉ tiêu hóa học của sản phẩm dầu thô từ trái bơ. ...................... - 51 Bảng 3.5. Hiệu suất thu hồi dung môi theo phương pháp cô quay chân không. ..... - 52 Bảng 3.6. Chi phí sản xuất 1 lít dầu bơ trong phòng thí nghiệm. ........................... - 54 - v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Cây và quả bơ ......................................................................................... - 1 Hình 1.2. Các sản phẩm dầu bơ............................................................................... - 6 Hình 1.3. Cấu tạo của Triglyceride ......................................................................... - 7 Hình 1.4. Cấu tạo của glycerin................................................................................ - 9 Hình 1.5. Cấu tạo của phosphatid.......................................................................... - 10 Hình 1.6. Chuỗi phản ứng oxy hóa lipid................................................................ - 13 Hình 2.1. Trái bơ dùng thí nghiệm .......................................................................... - 1 Hình 2.2. Sơ đồ quy trình công nghệ trích ly dầu thô từ thịt trái bơ....................... - 27 Hình 2.3. Mẫu bơ xay – bao gói hút chân không – cấp đông ................................... - 1 Hình 2.4. Mẫu bơ sấy.............................................................................................. - 1 Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm thăm dò ảnh hưởng của hàm lượng ẩm đến hiệu suất trích ly dầu và chất lượng dầu thô từ thịt trái bơ thu được từ quá trình trích ly ...... - 29 Hình 2.6. Sơ đồ mô tả các yếu tố chính ảnh hưởng đến công đoạn trích ly dầu ..... - 31 Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá chất lượng dầu thô.............................. - 34 Hình 3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng ẩm đến hiệu suất trích ly dầu từ thịt trái bơ . - 35 Hình 3.2. Mẫu bơ tươi (M0) .................................................................................... - 1 Hình 3.3. Mẫu bơ sấy đến độ ẩm 75 % (M1) ........................................................... - 1 Hình 3.4. Mẫu bơ sấy đến độ ẩm 60 % (M2) ........................................................... - 1 Hình 3.5. Mẫu bơ sấy đến độ ẩm 45 % (M3) ........................................................... - 1 Hình 3.6. Mẫu bơ sấy đến độ ẩm 30 % (M4) ........................................................... - 1 Hình 3.7. Mẫu bơ sấy đến độ ẩm 15 % (M5) ........................................................... - 1 Hình 3.9. Ảnh hưởng của hàm lượng ẩm đến chỉ số peroxyt của dầu thô được trích ly từ thịt trái bơ......................................................................................................... - 40 Hình 3.10. Biểu đồ bề mặt 3D ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu và nhiệt độ đến hiệu suất trích ly dầu bơ ................................................................................. - 45 Hình 3.11. Biểu đồ đường đồng mức ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu và nhiệt độ đến hiệu suất trích ly dầu bơ.................................................................... - 46 Hình 3.12. Biểu đồ bề mặt 3D ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu và thời gian đến hiệu suất trích ly dầu bơ ................................................................................. - 46 - vi Hình 3.13. Biểu đồ đường đồng mức ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu và thời gian đến hiệu suất trích ly dầu bơ.......................................................................... - 47 Hình 3.14. Biểu đồ bề mặt 3D ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất trích ly dầu bơ............................................................................................................... - 47 Hình 3.15. Biểu đồ đường đồng mức ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất trích ly dầu bơ ............................................................................................... - 48 Hình 3.16. Sơ đồ quy trình công nghệ hoàn thiện trích ly dầu thô từ thịt trái bơ.... - 49 Hình 3.17. Sản phẩm dầu thô ................................................................................ - 51 - vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT HSTL: Hiệu suất trích ly. TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam. GTTBLDTL: Giá trị trung bình lượng dầu trích ly. GTTBHSTL: Giá trị trung bình hiệu suất trích ly. ĐTB: Điểm trung bình. viii LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Bơ là loại trái cây có hàm lượng dầu và protein cao, 100 gam bơ cung cấp từ 150 ÷ 300 calo, nó tạo ra một nguồn thức ăn dinh dưỡng quan trọng và là một trong những loại trái cây bổ dưỡng nhất trên thế giới. Đặc biệt hàm lượng dầu trong trái bơ tương đối cao 15 ÷ 30 (%), ở dưới dạng nhũ dầu nên rất dễ tiêu hóa, cơ thể có thể hấp thu đến 92,8 (%) [18]. Trong dầu bơ có hàm lượng chất béo không bão hòa cao (trên 85 (%)) như ω3, ω6 và ω9, tốt cho tim mạch và sức khỏe [17]. Ở nước ta, từ năm 2006 trở lại đây, mỗi năm cung ứng ra thị trường khoảng 80.000 tấn bơ, trong đó Đăk Lăk khoảng 40.000 tấn, Lâm Đồng khoảng 30.000 tấn, còn lại là các địa phương khác [1]. Tuy nhiên, các sản phẩm chế biến từ bơ không nhiều, đa số chỉ được sử dụng như một món ăn sinh tố. Do đó tuy bơ được cung ứng nhiều nhưng giá trị kinh tế vẫn chưa cao, giá thành thấp, giá trị sử dụng chưa cao. Như vậy, làm thế nào để nâng cao giá trị kinh tế và giá trị sử dụng trong thực phẩm cho nguồn nguyên liệu giàu dinh dưỡng này cần phải được nghiên cứu. Đó là những lý do khiến em chọn hướng nghiên cứu: “Nghiên cứu trích ly dầu thô từ thịt quả bơ”. Nội dung thực hiện của đề tài - Tổng quan về nguyên liệu và các nghiên cứu trích ly dầu thô từ thịt quả bơ. - Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu. - Xác định ảnh hưởng của độ ẩm nguyên liệu sau khi sấy đến hiệu suất trích ly, chất lượng cảm quan dầu thô từ thịt quả bơ. - Xác định ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật: thời gian trích ly, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nhiệt độ đến hiệu suất trích ly dầu thô từ thịt quả bơ. - Tính toán giá thành sản phẩm. Ý nghĩa khoa học của đề tài - Đưa ra dẫn liệu khoa học có giá trị tham khảo cho sinh viên ngành công nghệ thực phẩm. - Kết quả nghiên cứu là cơ sở cho các nhà máy sản xuất áp dụng nhằm nâng cao giá trị của trái bơ. ix - Tận dụng được nguồn nguyên liệu bơ ở tháng mùa vụ trong công nghệ chế biến thực phẩm. Ý nghĩa thực tiễn - Làm phong phú thêm các sản phẩm từ trái bơ. - Nâng cao giá trị kinh tế của nguồn nguyên liệu bơ ở tháng mùa vụ. -1- CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU Hình 1.1. Cây và qu b Tên khoa học: Persea americana mill hay Persea gratissima gaern Tên tiếng anh: Avocado Giới : Plantae Bộ : Laurales Họ : Lauraceae Chi : Persea Loài : P.americana 1.1.1. Nguồn gốc Cây bơ có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới Trung Mỹ (Mexico, Guatemala và quần đảo Antilles). Những dấu vết đầu tiên về cây bơ được tìm thấy do nhà địa lý người Tây Ban Nha có tên là Martin Fernandez De Enciso, ông đã mô tả trong cuốn “Suma De Geographia” xuất bản ở Seville vào năm 1519. Đến năm 1953, Linh mục Barnabe Cobo đã phân loại bơ trong “Historie Du Nouveau Monde” thành 3 chủng là: Mexico, Guatemala và West Indian (Antilles) [15]. Cách phân loại này vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Người ta cho rằng việc truyền bá cây bơ sang các nước khác trên thế giới là nhờ người Tây Ban Nha. Từ đó cây bơ phát triển khắp nơi trên thế giới, nhất là các nước nhiệt đới và á nhiệt đới. -2- Cây bơ được du nhập vào Việt Nam năm 1940, người Pháp đưa vào trồng ở huyện Di Linh (Lâm Đồng) cho kết quả sinh trưởng tốt. Đến năm 1958, phái đoàn viện trợ Hoa Kỳ đưa vào khoảng 60.000 hạt bơ và trồng ở ba Trung tâm thực nghiệm là Nông lâm súc miền đông Bảo Lộc (Lâm Đồng), Hưng Lộc (Đồng Nai) và Eakmat (Đăk Lăk) [1]. Từ đó cây bơ được lan rộng ra ở các tỉnh khác. 1.1.2. Phân loại thực vật học Cây bơ là cây hai lá mầm, thuộc họ Lauraceae (Long não), có tên khoa học là Persea Americana. Tùy theo từng nước mà nó có tên gọi khác nhau: Anh gọi là Avocado, Pháp gọi là Avocatier, Indonesia gọi là Adpukat, Việt Nam gọi là Bơ… Cây bơ được phân thành 3 chủng chính là: Mexico, Guatemala, Antilles. Chủng Guatemala và West Indian (Antilles) được xếp vào loài Persea americana Mill. Chủng Mexico được xếp vào loài Persea drymyfolia [22]. Đặc tính của các chủng như sau: Chủng Mexico: Là cây á nhiệt đới, cây nhỏ, có tán hẹp, lá màu xanh nhạt, khi vò nát lá non có mùi anique (giống như mùi hồi). Trái nhỏ, thuông dài. Vỏ mỏng, trơn tru, chuyển sang xanh, vàng xanh, hay đỏ tím, đỏ sẫm khi chín. Hạt hơi lớn, vỏ hạt mỏng, khi chín hạt nằm lỏng trong lòng quả, lắc không kêu. Thịt quả màu vàng kem hay vàng đậm. Hàm lượng chất béo rất cao: 15 ÷ 30 (%) (trên thị trường gọi là bơ sáp). Đây là chủng bơ có chất lượng cao nhất và đặc tính chịu rét tốt nhất. Chủng Guatemala: Là cây cận nhiệt đới, cây có tán rộng nhiều cành rậm rạp, lá màu xanh sẫm, khi vò lá không có mùi hôi. Trái hình trứng hoặc hình quả lê. Vỏ dày và có sớ gỗ, khi chưa chín vỏ có màu xanh đậm, bóng và chuyển sang màu đỏ thẫm khi chín. Hạt nhỏ và nằm sát trong lòng quả. Mặt ngoài hạt láng hoặc trơn láng. Thịt quả dày cơm, màu vàng pha xanh lá cây (viền ngoài gần vỏ). Hàm lượng chất béo trung bình: 12 ÷ 15 (%). Chủng này có sức chống chịu rét khá tốt. Chủng Antilles: Là cây nhiệt đới, cây có tán rộng, lá to, màu xanh nhạt, khi vò lá không có mùi, vị gì. Trái to, có nhiều hình dạng khác nhau. Vỏ dày hơn chủng Mexico nhưng mỏng hơn chủng Guatemala, có màu xanh khi chín chuyển sang màu xanh hơi vàng cũng có khi đỏ thẫm. Hạt to, lỏng, lắc kêu, mặt ngoài hạt sần sùi, vỏ bao hạt không dính với hạt. Thịt quả có màu vàng kem. Hàm lượng chất béo thấp: 7 ÷ 10 (%). Chủng này chịu rét yếu nhưng chịu nóng và mặn. -3- 1.1.3. Tình hình sản xuất, tiêu thụ trái bơ trên thế giới và Việt Nam Trong các loại cây nhiệt đới và á nhiệt đới, bơ đứng vào bảng thứ 5 theo thống kê của FAO (1977) [21]. Tổng sản lượng thế giới là 1.221.000 tấn, tập trung ở các nước châu Mỹ về mặt tiêu thụ, các nước phát triển có nhu cầu ngày càng tăng đối với mặt hàng ngày càng quen thuộc này. Theo thống kê của FAO (2005), toàn thế giới có 63 nước sản xuất trái bơ với tổng diện tích thu hoạch 392,5 nghìn ha, cho tổng sản lượng 3.222 nghìn tấn mỗi năm. Năng suất trung bình 8,2 tấn/ha, với sản lượng xuất khẩu 491,5 nghìn tấn và cho giá trị xuất khẩu là 606,6 triệu USD. Mexico là nước sản xuất bơ lớn nhất thế giới, chiếm 1/3 sản lượng của thế giới [20]. Bảng 1.1. Các nước sản xuất bơ chính trên thế giới Tên nước Sản lượng thế giới (%) Tên nước Sản lượng thế giới (%) Mexico 36,80 Chile 4,26 Mỹ 7,93 Brazil 3,45 Colombia 5,56 Israel 3,32 Indonesia 5,03 49 nước khác 29,35 Dominica 4,30 (Nguồn: FAO, 2003) Tại Việt Nam, cây bơ được người Pháp đưa vào trồng từ năm 1940, nhưng giá trị của nó vẫn chưa được nhiều người biết đến. Diện tích bơ phát triển chưa nhiều, sản lượng vẫn còn khá khiêm tốn, chủ yếu tập trung tại các tỉnh Tây Nguyên và rải rác ở một số vùng có chất đất thích hợp như vùng núi của các tỉnh miền Trung và Đông Nam bộ... Từ năm 2006 lại đây, sức tiêu thụ quả bơ tăng lên đều đặn mỗi năm. Điển hình là 2 tỉnh Đăk Lăk và Lâm Đồng, là 2 vùng trồng bơ chính ở nước ta, mỗi năm cung ứng ra thị trường khoảng 80.000 tấn, trong đó Đăk Lăk khoảng 40.000 tấn, Lâm Đồng khoảng 30.000 tấn, còn lại là các địa phương khác [1]. Thị trường tiêu thụ bơ chủ yếu ở trong nước như thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, khu vực miền Tây Nam bộ và các tỉnh duyên hải miền Trung. Ngoài các chợ đầu mối hoa quả, bơ còn được bán trong nhiều siêu thị. Việc suất khẩu bơ vẫn chưa được đẩy mạnh. -4- 1.1.4. Thành phần hóa học của trái bơ Thành phần hóa học của trái bơ tươi được trình bày ở bảng 1.2. Bảng 1.2. Thành phần hóa học của 100 (g) thịt trái bơ được trồng ở Ấn Độ III. Khoáng (mg) I. Dinh dưỡng Năng lượng (calo) 245,0 Canxi 10,00 Protein (g) 1,7 Clo 11,00 Lipid (g) 26,4 Đồng 0,45 Carbohydrates tổng (g) 5,1 Sắt 0,60 Xơ (g) 1,8 Magie 35,00 Mangan 4,21 Photpho 38,00 II. Vitamine (mg) Vitamine A (carotene) 0,17 Natri 368,00 Acid ascorbic (C) 16,00 Lưu huỳnh 28,50 Niacin (B3) 1,10 Riboflavin (B2) 0,13 Thiamine (B1) 0,06 (Nguồn: Madhav Rao và Abdul Khader (1977)) 1.1.5. Giá trị của trái bơ Cây bơ là cây ăn quả có hàm lượng dầu và protein cao, 100 gam bơ cung cấp từ 150 ÷ 300 calo, nó tạo ra một nguồn thức ăn dinh dưỡng quan trọng và là một trong những loại trái cây bổ dưỡng nhất trên thế giới. Trái bơ chứa hơn 14 loại vitamine và khoáng chất bao gồm canxi, sắt, đồng, magie, photpho, kali, kẽm, mangan và selen. Ngoài ra hàm lượng lipid trong trái bơ rất cao, ở dưới dạng nhũ dầu nên rất dễ tiêu hóa, cơ thể có thể hấp thu đến 92,8 (%) [18]. Các kết quả nghiên cứu ngày nay đã khẳng định: trái bơ không những là nguồn cung cấp năng lượng và vitamine mà còn cung cấp cho con người những lợi ích chức năng sinh lí đặc biệt có lợi cho sức khỏe, giúp các sản phụ giảm tỷ lệ sinh con dị tật, chống lại bệnh viêm gan C. Theo định nghĩa của Mazza (1998) trái bơ được coi là thực phẩm chức năng vì các thành phần chống oxi hóa như vitamine E hoặc tocopherols và -5- glutathione đã được tìm thấy trong thịt trái bơ. Các thành phần này có tác dụng chống oxi hóa, trung hòa các gốc tự do gây già cỗi tế bào, tim và làm giảm phát triển một số dạng ung thư như ung thư miệng và vòm họng (O’Toole, 2002; Heber, 2001). Trái bơ cũng là nguồn giàu lutein (248mg/100g), là một loại carotene giúp bảo vệ mắt đối với bệnh đục thủy tinh thể [20]. Lượng hợp chất β–sitosterol trong trái bơ cũng cao như trong dầu đậu nành và olive, có tác dụng hạn chế sự phát triển các khối u gây ung thư (Heber, 2001). Trong trái bơ có các hợp chất có lợi cho tim mạch, đó là các chất béo chất lượng cao có gốc là các acid ω3, ω6 và ω9, làm giảm lượng cholesterol xấu cho bệnh nhân có hàm lượng cholesterol cao. Ngoài ra, trái bơ có lợi cho các bệnh nhân tiểu đường nhờ làm giảm triglyceride trong huyết tương máu. Tóm lại, trái bơ được đánh giá cao và được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như ăn quả tươi, chế biến nhiều món ăn ngon như sinh tố bơ, salát, trộn với kem, xúp, nước xốt… Ngoài ra có thể dùng thịt trái bơ đắp lên da làm làn da tươi mát, giữ độ căng mịn, làm chậm quá trình lão hóa da. Ngày nay với công nghệ cao chiết xuất tinh dầu bơ, người ta dùng chúng trong công nghiệp mỹ phẩm, một phần dùng làm dầu ăn chất lượng cao. -6- 1.2. TỔNG QUAN VỀ DẦU BƠ Hình 1.2. Các s n ph m d u b 1.2.1. Tình hình sản xuất dầu bơ trong nước và trên thế giới Trên thế giới, dầu bơ đã được sản xuất với số lượng lớn bằng nhiều phương pháp khác nhau như trích ly, ly tâm, lạnh ép… Nhà sản xuất dầu bơ lớn nhất là Mexico (34%), tiếp theo là Mỹ (8%), Israel (4%) và Nam Phi (2%) với tổng sản lượng ước tính là 250.000 tấn [17]. Đặc biệt, hiện nay tại New Zealand có 2 nhà máy chuyên sản xuất dầu bơ, với máy móc công nghệ tiên tiến sản xuất dầu theo phương pháp lạnh ép, cho dầu bơ với chất lượng cao. Chất lượng dầu ngày càng cao và nhiều chủng loại, trước đây, dầu sản xuất ra chỉ đáp ứng công nghiệp mỹ phẩm, nay đã đáp ứng đa dạng cho -7- ngành thực phẩm. Hiện nay, dầu bơ được người dân ở New Zealand và các nước trên thế giới ưa chuộng vì các đặc tính tốt của nó. Ở Việt Nam hiện nay, các nghiên cứu về các loại dầu thực vật tương đối nhiều như dầu điều, dầu gấc,… tuy nhiên các nghiên cứu về dầu bơ vẫn chưa nhiều, có một vài công trình nghiên cứu dầu bơ do sinh viên các trường đại học Công Nghiệp, đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh thực hiện nhưng vẫn chưa công bố rộng rãi. Hiện tại các ứng dụng dầu bơ vào các sản phẩm vẫn chưa nhiều. 1.2.2. Thành phần hóa học của dầu bơ 1.2.2.1. Các triglyceride Triglyceride là thành phần chủ yếu của dầu chiếm từ 95 ÷ 98 (%). Triglyceride là chất béo trung tính, là este được tạo thành từ phản ứng giữa glycerin và acid béo [8]. Tùy thuộc vào các acid béo gắn vào các vị trí trên mạch carbon của glycerin mà ta xác định đặc tính và tính chất của triglyceride. O ║ CH2 – O – C – R1 O ║ CH – O – C – R2 O ║ CH2 – O – C – R3 Hình 1.3. C u t o c a Triglyceride R1, R2, R3 là gốc hydrocarbon của acid béo, khi chúng có cấu tạo giống nhau thì gọi là triglyceride đồng nhất, nếu khác nhau thì gọi là triglyceride hỗn tạp. Đa số dầu đều ở dạng hỗn tạp, chỉ khi nào một loại acid béo nào đó có hàm lượng cao thì hàm lượng các triglyceride đồng nhất mới có số lượng rõ rệt. Khối lượng phân tử của triglyceride khá cao nên không bay hơi ngay cả trong điều kiện chân không cao. Ở nhiệt độ 240 ÷ 250 (oC), áp suất 1atm, triglyceride sẽ bị thủy phân thành các sản phẩm bay hơi. Vì vậy người ta phải khử mùi dầu trong điều kiện chân không và nhiệt độ cao [9]. -8- 1.2.2.2. Các acid béo Các acid béo trong dầu tồn tại ở 2 dạng: đa số ở dạng kết hợp trong glyceride và một lượng nhỏ ở trạng thái tự do. Các glyceride có thể thủy phân tạo thành các acid béo theo phương trình: CH2 – O – CO – R1 │ CH – O – CO – R2 + 3 H2O │ CH2 – O – CO – R3 Triglyceride = CH2 – OH │ CH – OH + │ CH2 – OH Glycerin R1COOH R2COOH R3COOH Acid béo 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. Acid béo được chia thành 2 nhóm:  Các acid béo no có công thức chung là CnH2n-2O2.  Các acid béo chưa no có công thức chung là CnH2n-2aO2 (trong đó a là số nối đôi) [8]. Bảng 1.3. Thành phần các acid béo có trong dầu bơ thô Tên acid Số carbon Số nối đôi Tỷ lệ (%) Palmitic 16 0 11,85 Palmitoleic 16 1 3,98 Stearic 18 0 0,87 Oleic 18 1 70,54 Linoleic 18 2 9,45 Linolenic 18 3 0,87 Arachidic 20 0 0,50 Behenic 22 0 0,61 Lignoceric 24 0 0,34 (Nguồn: Messrs McLachlan và Lazar (Pty) Ltd, Consulting Industrial Chemists, PO Box 3344, Johannesburg, RSA.) -9- Từ bảng tóm tắt các acid béo trong dầu bơ thô ta có thể thấy tổng số các acid béo bão hòa là 14,17 (%), trong khi các acid béo chưa bão hòa có tổng số là 85,23 (%). Hàm lượng các acid béo chưa bão hòa có tỷ lệ cao do đó dầu bơ không đông ở nhiệt độ thường. Tỷ lệ các acid béo chưa được phát hiện là 0,6 (%), điều này có thể là do các tạp chất có trong dầu thô. 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 càng chứa nhiều nối đôi càng có nhiều dạng đồng phân [16]. 1.2.2.3. Glycerin Trong dầu, glycerin tồn tại ở dạng kết hợp trong các glyceride. Glycerin là rượu ba chức, ở trạng thái nguyên chất glycerin là một chất lỏng quánh, không màu, không mùi, có tính hút nước mạnh, có vị ngọt. Trong dầu, lượng glycerin thu được khoảng 8 ÷ 12 (%) so với trọng lượng dầu ban đầu. Hình 1.4. C u t o c a glycerin 1.2.2.4. Các thành phần phụ Ngoài triglyceride và acid béo, trong dầu thô còn chứa một lượng nhỏ các hợp chất khác như: stearol, phosphatid, chất sáp, chất nhựa, chất màu, vitamine [9]. - Phosphatid: là những hợp chất glyceride phức tạp, trong đó có gốc của acid phosphoric và bazơ nitơ. Hai hợp chất điển hình quan trọng nhất là lecithine và cephaline. Hàm lượng phosphatid trong các loại dầu khoảng 0,5 ÷ 3 (%). Trong nguyên liệu, phosphatid thường kết hợp với glucid khi chế biến, tạo nên hợp chất có - 10 - màu sẫm như melanophosphatid [9]. Nên khi tinh chế cần loại bỏ hết phosphatid ra khỏi dầu. CH2OCOR1 CHOCOR2 O ║ CH2 – O – PH – O – X │ OH Hình 1.5. C u t o c a phosphatid - Các sterol: là rượu cao phân tử có cấu tạo phức tạp và phân bố rộng rãi trong tự nhiên, chúng tồn tại ở dạng este hoặc ở dạng tự do. Chúng là thành phần chủ yếu của các chất không xà phòng hóa trong dầu. Thường hàm lượng của những hợp chất này khoảng 1 (%) so với hàm lượng dầu trong nguyên liệu [9]. Trong dầu thực phẩm cần loại trừ các thành phần này đến mức thấp nhất, phương pháp thông dụng nhất là lạnh đông dầu, stearol sẽ tách ra ở dạng rắn, sau đó phân ly ra khỏi dầu. - Các vitamine: trong dầu bơ có chứa nhiều loại vitamine như A, C, E, K và vitamine nhóm B. Đặc biệt hàm lượng vitamine E là 130 ÷ 200 (mg/kg) dầu bơ, cao hơn hàm lượng vitamine E trong dầu olive (100 ÷ 150 (mg/kg)) [10]. Vitamine E, một chất chống oxi hóa tự nhiên, giúp phòng chống lão hóa da, trung hòa các gốc tự do gây già cỗi tế bào, tim và làm giảm phát triển một số dạng ung thư như ung thư miệng và vòm họng. - Các chất màu: dầu có màu sắc là do sự tồn tại của một số chất màu có tính hòa tan trong dầu, chất tồn tại phổ biến nhất là 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 phổ biến trong dầu bơ, hàm lượng từ 40 ÷ 60 (ppm), cao gấp 10 lần trong dầu olive, chúng tạo màu xanh cho dầu [13]. Tuy nhiên, chúng cũng làm cho dầu dễ bị oxy hóa, gây hư hỏng dầu. - Các chất gây mùi: dầu nguyên chất không có mùi, trừ một số loại có mùi sẵn từ dầu, còn đại bộ phận là do các sản phẩm phân hủy của dầu mỡ trong quá trình chế biến và tồn trữ. Những hợp chất này phần lớn là các hydrocarbua và một số dẫn xuất - 11 - có chứa oxy khác. Trong dầu cần loại hết mùi vị xấu, đồng thời phải tìm những biện pháp đề phòng sự biến mùi của dầu làm ảnh hưởng tới chất lượng và khẩu vị của thực phẩm chế biến [9]. 1.2.3. Tính chất vật lý của dầu - Tỉ trọng của dầu bơ: ddầu = 0,9122 ở 25oC, tỉ trọng càng lớn thì mức độ không no của dầu càng cao. - Độ nhớt của dầu bơ là 64,3 (mN/m). - Chỉ số khúc xạ của dầu bơ là 1,460 ÷ 1,470 ở 25oC, mức độ không no của dầu càng lớn thì chỉ số khúc xạ càng cao. - Điểm khói của dầu bơ là 250oC là nhiệt độ chất béo bắt đầu phân hủy. - Tính tan: dầu bơ tan tốt trong các dung môi hữu cơ không phân cực như ether dầu hỏa, xăng, hexane, heptane, benzene... [19]. 1.2.4. Tính chất hóa học của dầu 1.2.4.1. Phản ứng thủy phân và xà phòng hóa Trong điều kiện có nước, nhiệt độ, ánh sáng, chất vô cơ, men lipase, kích thích quá trình thủy phân xảy ra, theo phản ứng: C3H5(COOR)3 + 3H2O → 3RCOOH + C3H5(OH)3 (1) Trong thực tế quá trình thủy phân xảy ra không đến cùng. Vì vậy, sản phẩm thủy phân ngoài glycerin và acid béo tự do còn có diglyceride và monoglyceride [8]. Giai đoạn 1: CH2OCOR1 │ CHOCOR2 │ CH2OCOR3 + xúc tác H 2O → Triglyceride Giai đoạn 2: CH2OH │ CHOCOR2 │ CH2OCOR3 Diglyceride CH2OH │ CHOCOR2 + R1COOH │ CH2OCOR3 Diglyceride + xúc tác H 2O → CH2OH │ CHOH + R2COOH │ CH2OCOR3 Mono glyceride