Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 42 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
42
Dung lượng
823,69 KB
Nội dung
Bộ Khoa học vàcôngnghệ
Viện Côngnghiệpthựcphẩm
301 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
&
Báo cáo
tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài nhánh:
"Hoàn thiệncôngnghệvàthiếtbịsảnxuấtaxít
béo khôngnobằngenzimlipazasửdụngtrong
công nghiệpthựcphẩmvà dợc phẩm"
Chủ nhiệm đề tài nhánh: PGS. TS. Vũ Thị Đào
Hà Nội, 8-2004
Bộ Khoa học vàcôngnghệ
Viện Côngnghiệpthựcphẩm
301 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
&
Báo cáo
tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài nhánh:
"Hoàn thiệncôngnghệvàthiếtbịsảnxuấtaxít
béo khôngnobằngenzimlipazasửdụngtrong
công nghiệpthựcphẩmvà dợc phẩm"
Chủ nhiệm đề tài nhánh: PGS. TS. Vũ Thị Đào
Hà Nội, 8-2004
Tài liệu này đợc chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài nhánh cấp
Nhà nớc mã số: KC. 04. 07.10
Danh sách những ngời thực hiện
Chủ nhiệm đề tài nhánh: PGS. TS. Vũ Thị Đào.
Cộng tác viên: Th.S. Đào Thị Nguyên.
KS. Nguyễn Thị Hoa.
KS. Lê Bình Hoằng.
KS. Trần Ngọc Diệp.
KS. Vũ Đức Chiến.
Cơ quan phối hợp chính:
Trung tâm Khoa học Côngnghệ Dợc - Trờng Đại học Dợc Hà Nội
Bệnh viện Trung ơng Quân đội 108
Mục lục
Trang
Phần I. Mở đầu
1
Phần II. Tổng quan
2
2.1. Khái niệm chung về axítbéovà quá trình thủy phân, rợu phân 2
2.1.1. Khái niệm chung về axítbéo 2
2.1.2. Quá trình thủy phân 5
2.1.3. Quá trình rợu phân glyxerit 6
2.2. Các côngnghệ thu nhận axítbéo 7
2.3. Tình hình sản xuất, ứng dụngaxítbéovà các phụ phẩm
trong quá trình thủy phân glyxerit.
11
2.4. Tình hình nghiên cứu ngoài nớc vàtrong nớc 13
2.4.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nớc 13
2.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nớc 13
Phần III. Nguyên liệu và phơng pháp nghiên cứu
15
3.1. Nguyên liệu 15
3.2. Phơng pháp nghiên cứu 15
3.2.1. Phơng pháp côngnghệ 15
3.2.2. Thiếtbị thủy phân 15
3.2.3. Phơng pháp phân tích 15
Phần IV. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
17
4.1. Kết quả phân tích nguyên liệu 17
4.2. Hoạt hóa Lipozim
1M
để tăng khả năng thủy phân dầu 17
4.3. Hoànthiệncôngnghệ xử lý dầu trớc khi thủy phân 18
4.4. Thiết kế chế tạo thiếtbị thủy phân dầu phù hợp để sảnxuất
axít béo
19
4.5. Hoànthiệncôngnghệ thủy phân dầu trên cột inox qui mô pilot 22
4.5.1. Nghiên cứu ảnh hởng tốc độ chảy của dầu đến quá trình
thủy phân
22
4.5.2. Nghiên cứu ảnh hởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân 23
4.5.3. Nghiên cứu ảnh hởng của thời gian sửdụngenzim đến khả
năng xúc tác của enzim
24
4.5.4. Nâng cao hiệu suất thu hồi hỗn hợp axít trên cột thủy phân
thủy tinh và cột thủy phân bằng inox
25
4.6. Nghiên cứu tái sửdụng Lipozim
1M
sau thủy phân 25
4.7. Hoànthiệncôngnghệ tách axítbéono ra khỏi hỗn hợp dầu
thủy phân
26
4.8. Nghiên cứu sự biến đổi chất lợng của hỗn hợp axítbéo
không novà hypochol trong thời gian bảo quản
26
4.9. Thăm dò khả năng thu hồi glyxerin 28
4.10. Xác định thành phần axítbéo 31
4.11. Xác định độc tính cấp của hỗn hợp axítbéo thủy phân và
viên nang hypochol
34
4.12. Xây dựng tiêu chuẩn dầu hypochol và viên nang mềm 35
4.13. Xây dựng tiêu chuẩn chất lợng viên nang và ứng dụng
trong điều trị rối loạn lipid máu
38
4.14.
ớc tính giá thành sảnphẩm
38
Phần V. Kết luận và đề nghị
40
Tài liệu tham khảo
Mở đầu
Sảnxuấtaxítbéo là một ngành trongcôngnghiệpsảnxuất dầu thực vật.
Trong dầu thực vật những axítbéono thờng sửdụng để sảnxuất xà phòng,
chất tẩy rửa, sảnxuất nến Còn axítbéokhôngno là những axítbéokhông
thay thế mà cơ thể con ngời không tổng hợp đợc, những axít này đợc đa
vào cơ thể con ngời bằng cách bổ sung vào thựcphẩm hoặc dới dạng thuốc.
ở các nớc có nền côngnghiệp phát triển, ngời ta đã sảnxuất thuốc
chữa bệnh rối loạn lipid máu từ hỗn hợp axítbéokhông no. Những axítbéo
không no này đợc tách từ dầu thực vật hoặc dầu cá.
Bệnh xơ vữa động mạch là một bệnh khá phổ biến ở các nớc phát triển
là nguyên nhân của tai biến mạch máu não, huyết áp cao gây tàn phế và tử
vong ở ngời lớn tuổi. Hội chứng tăng lipid máu đợc coi là một nguy cơ cho
sự hình thành và phát triển bệnh xơ vữa động mạch [3].
Trongphạm vi đề tài này chúng tôi nghiên cứu hoànthiệncôngnghệ
tách axítbéo từ dầu đậu tơng bằng phơng pháp enzim để sảnxuất thuốc
phòng chống rối loạn lipid máu. Nội dung nghiên cứu của đề tài nhánh nh
sau:
- Hoànthiệncôngnghệ tách axítbéo từ dầu đậu tơng bằng phơng pháp
enzim.
- Thiết kế, chế tạo thiếtbị thuỷ phân dầu ở qui mô thí nghiệm vàthực nghiệm.
- Kết hợp với Trung tâm KHCN Dợc - Đại học Dợc: Xây dựng tiêu chuẩn
hỗn hợp axítbéovàsảnphẩm thuốc Hypochol; Xây dựng qui trình sảnxuất
thuốc Hypochol.
- Xác định thời gian bảo quản hỗn hợp axítbéokhôngnovàsảnphẩm
Hypochol.
1
2. Tổng quan
2.1. Khái niệm chung về axítbéovà qúa trình thủy phân, rợu phân
2.1.1. Khái niệm chung về axít béo.
Axít béo là phần quan trọng để cấu thành nên glyxerit. Trong dầu mỡ
động vật, thực vật glyxerit chiếm 95-97%, glyxerit là este của glyxerin
(glyxerol) vàaxít béo. Glyxerit có côngthức tổng quát:
CH
2
OCOR
1
CHOCOR
2
Trong đó R
1
, R
2
, R
3
là các gốc axít béo.
CH
2
OCOR
3
Tri
g
l
y
xerit
R
1
, R
2
, R
3
là các gốc axítbéono hoặc không no. Trong phân tử glyxerit nếu
có 3 gốc axítbéo R
1
, R
2
, R
3
thì gọi là glyxerit nếu chỉ có hai gốc axítbéo thì
gọi là di- glyxerit chỉ có một gốc axítbéo thì gọi là mono- glyxerit.
CH
2
OCOR
2
CH
2
OCOR
2
CHOH CH
2
OCOR
2
CH
2
OH CH
2
OH
Mono-
g
l
y
xerit Di-
g
l
y
xerit
Axít béo tồn tại trong hạt có dầu chủ yếu là các axítbéo mạch thẳng. Rất ít
gặp các axítbéo có mạch nhánh hay mạch vòng [18].
Axít béotrong dầu mỡ chia làm hai loại axítbéonovàaxítbéokhông no.
Trong gốc cacbuahydro của các axítbéokhôngno có thể có 1,2 hoặc 3 nối
đôi. Đôi khi gặp cả axítbéono có nối 3. Trong phân tử axítbéo còn gặp các
nhóm chức Hydroxyl - OH, Axeton C=O, hoặc Methyl CH
3
(ở các axít có
mạch nhánh).
Axít béono (bão hòa)
Có côngthức chung là: C
n
H
2n
O
2
2
Axít béono có gốc cacbuahydro mạch thẳng CH
3
-(CH
2
)-COOH. Axít
béo thờng có số nguyên tử cacbon chẵn. Những axítbéo có chứa số nguyên
tử cacbon lẻ đợc tìm thấy ở mỡ cừu, mỡ bò nhng hàm lợng axítbéo này
thấp (khoảng 1%) nên đôi khi khó phát hiện.
Những axítbéono thờng gặp có số nguyên tử cacbon từ C
1
đến C
29
(ví
dụ nh axít muravic HCOOH, axít melixinoic C
29
H
59
COOH).
Những axítbéono thờng chứa nhiều trong mỡ động vật và một số dầu
thực vật nh dầu dừa, dầu cọ, bơ cacao. Axítbéono có nhiệt độ đông đặc cao
nên dầu chứa glyxerit của axítbéono thờng bị đông đặc ở ngay nhiệt độ
thờng của mùa đông (18-22
0
C). Vì vậy các dầu trên đa vào nhóm dầu cứng.
Thành phần axítbéo của dầu dừa chiếm tới 60-90% axítbéo no, trong dầu cọ:
39-63%, trong bơ cacao 60%. Các nghiên cứu cho thấy vai trò của các axít
béo notrong việc làm tăng cholesterol trong máu, gây vữa xơ động mạch,
ngời ta chủ trơng giảm mỡ động vật và thay thế bằng dầu thực vật lỏng
trong chế độ ăn của ngời có tuổi. Tuy nhiên không phải tất cả các axítbéono
đều nguy hiểm nh nhau. Axít myristic làm tăng LDL.C (cholesterol trong
lipoprotein có tỷ trọng thấp), axít stearic ít có ảnh hởng, axít lauric có tác
động tốt với HDL.C (cholesterol trong lipoprotein có tỷ trọng cao) để hạn chế
tác dụng xấu của LDL [4].
Axít béokhôngno (không bão hòa)
Axít béokhôngno có côngthức
- C
n
H
2n-2
O
2
trong mạch cacbonhydro có 1 nối đôi
- C
n
H
2n-4
O
2
trong mạch cacbonhydro có 2 nối đôi
- C
n
H
2n-6
O
2
trong mạch cacbonhydro có 3 nối đôi
Axít béokhôngno của glyxerit chứa nhiều trong dầu thực vật: dầu đậu
tơng, dầu vừng, dầu bông. dầu oliu, dầu lanh. Những dầu trên đây thuộc
nhóm dầu lỏng.
3
Bảng 2.1. Thành phần axítbéokhôngno chủ yếu của một số loại dầu lỏng
Hàm lợng axítbéo (%)
Tên dầu
Oleic (C
18:1
) Linoleic(C
18:2
) Linolenic (C
18:3
)
Dầu đậu tơng 23-29 50-57 7-9
Dầu vừng 48,1 48,0
Dầu ngô 42-45 40-48
Dầu hớng dơng 25-35 55-72
Dầu bông 29-44 33-50
Dầu hạt cải 55-60 30-33
Dầu lạc 51-80 7-26
Dầu Oliu 64-85 4-12
Nhìn chung các loại dầu trên đây đều là các loại dầu dùngtrongthực phẩm.
Công thức của một số axítbéokhông no:
Axít Oleic: CH
3
- (CH
2
)
7
- CH=CH-(CH
2
)
7
- COOH
Axít linoleic: CH
3
- (CH
2
)
4
- CH=CH- CH
2
- CH=CH- (CH
2
)
7
- COOH
Axít Linolenic:CH
3
-CH
2
-CH=CH-CH
2
-CH=CH-CH
2
-CH=CH- (CH
2
)
7
- COOH
Các axítbéo trên đây là các axítbéo cần thiết mà cơ thể không tự tổng hợp
đợc, phải cung cấp từ thức ăn. Các axít này có hoạt tính sinh học cao còn
đợc gọi là các axítbéokhông thay thế.
Về cơ chế tác dụng của nhóm axítbéokhôngno nói chung và từng axítbéo
nói riêng còn nhiều bàn cãi. Song nhìn chung các kết qủa nghiên cứu đều cho
thấy rằng các axítbéokhôngno có tác dụng làm giảm cholesterol trong máu.
Axít linoleic (C
18:2
) làm giảm LDL.C, axít linolenic (C
18:3
) có tác dụng làm
giảm triglyxerit máu và điều hòa kết dính tiểu cầu [3].
Trong dầu, mỡ động, thực vật axítbéo tồn tại chủ yếu dới dạng liên kết
(glyxerit) chủ yếu có một lợng nhỏ ở dạng tự do.
4
2.1.2. Quá trình thủy phân
Thủy phân là qúa trình phân hủy glyxerit để tạo thành các axítbéovà
glyxerin. Đó là phản ứng xảy ra giữa glyxerit và nớc. Qúa trình thủy phân có
thể xảy ra ngay trong các hạt có dầu phụ thuộc điều kiện bảo quản chúng.
Trong qúa trình khai thác và chế biến dầu cũng có thể xảy ra qúa trình thủy
phân.
Qúa trình thủy phân xảy ra qua từng giai đoạn thể hiện ở sơ đồ sau:
CH
2
OCOR
1
CH
2
OH
CHOCOR
2
+ H
2
O CHOCOR
2
+ R
1
COOH
CH
2
OCOR
3
CH
2
OCOR
3
CH
2
OH CH
2
OH
CHOCOR
2
+ H
2
O CHOCOR
2
+ R
3
COOH
CH
2
OCOR
3
CH
2
OH
CH
2
OH CH
2
OH
CHOCOR
2
+ H
2
O CHOH + R
2
COOH
CH
2
OH CH
2
OH
Triglyxerit Diglyxerit Monoglyxerit Glyxerin
Các giai đoạn của qúa trình thủy phân xảy ra liên tiếp từ giai đoạn này đến kế
tiếp giai đoạn kia. Nếu qúa trình thủy phân không xảy ra đến giai đoạn cuối
cùng thì trongsảnphẩm thu đợc ngoài axítbéo tự do còn có hỗn hợp mono
hoặc diglyxerit .Phản ứng thủy phân đều là phản ứng hai chiều vì vậy để chỉ
có thể xảy ra chiều tạo thành axítbéo (không có phản ứng ngợc lại) ngời ta
phải cho lợng nớc lớn hơn 10-15 lần so với lý thuyết. Tốc độ của phản ứng
thủy phân dới tác dụng của nớc xảy ra ở nhiệt độ thờng rất nhỏ. Khi tăng
nhiệt độ lên đến 100
0
C mặc dù tốc độ thủy phân glyxerit có tăng nhng không
5
[...]... lao động trong nhiều ngành sảnxuất Đặc biệt trongcôngnghiệpthực phẩm, côngnghiệp dợc côngnghiệp hóa chất, da, dệt enzim đợc ứng dụng rộng rãi để chế biến thịt, cá, sữa sảnxuất đờng từ tinh bột, sảnxuất bánh kẹo, rợu bia sảnxuất chất tẩy rửa Viện CôngnghiệpThựcphẩm đã có rất nhiều công trình nghiên cứu sảnxuất chế phẩmenzim thô [9] và ứng dụng chế phẩmenzim của hãng Novo Đan Mạch trong các... phân nhng nó đợc sửdụng rất rộng rãi trongcôngnghiệp hóa chất, trong dợc phẩm, mỹ phẩmvàcôngnghiệp dợc phẩm (làm chất định hơng) Axítbéo là sảnphẩm chính và đợc sửdụng rất nhiều trongcôngnghiệp hóa chất : sảnxuất alcol este, sản 11 xuất xà phòng kim loại và chất tẩy rửa, côngnghiệp dệt Axítbéo là nguyên liệu quan trọng nh là xơng sống của ngành côngnghiệp hóa - olein Nhiều công trình nghiên... hởng không tốt của nó đối với sảnphẩm - Có thể ngừng nhanh chóng phản ứng một cách đơn giản - Enzim cố định dễ bảo quản và vận chuyển hơn enzim hòa tan EnzimLipazavà ứng dụngtrong các ngành côngnghiệp Hiện nay các enzimlipaza đợc ứng dụng rộng rãi, chúng đợc thu nhận từ động vật thực vật và các vi sinh vật Lipaza vi sinh vật đợc sửdụngtrongcôngnghiệpthựcphẩm chủ yếu để sảnxuất các sản phẩm. .. tan trong nớc hoặc các dung dịch tơng ứng, những enzim này gọi là enzim hòa tan [2] Trong đa số trờng hợp khi sửdụng thờng cho enzim trực tiếp vào nguyên liệu vì vậy sau phản ứng enzim lẫn vào trongsản phẩm, không tách ra đợc mà nếu tách ra đợc enzim cũng ở dạng không hoạt động Do đó enzim chỉ sửdụng đợc một lần Để tiện lợi cho việc sửdụngvà có thể tái sửdụngenzim ngời ta đã nghiên cứu sản xuất. .. Axítbéo chng cất đợc đa sang thiếtbị ngng tụ, lắng và thu hồi axítbéo [18] - Phơng pháp Enzim Những kết qủa nghiên cứu và ứng dụngenzim trên thế giới vài chục năm nay trongcôngnghiệp đã đem lại hiệu qủa kinh tế lớn, làm tăng đáng kể phẩm chất của sảnphẩm mới Sửdụngenzimtrong sản xuất cho phép đa ra các sơ đồ, nguyên tắc kỹ thuật mới, đơn giản hóa qúa trình sản xuất tiết kiệm nguyên liệu cải thiện. .. Qúa trình sảnxuất cũng có thể thực hiện theo phơng pháp gián đoạn từng mẻ Cho lợng enzim nhất định vào khối nguyên liệu trongthiếtbị cánh khuấy, sau phản ứng enzim đợc tách ra bằng cách lọc, sau đó enzim đợc xử lý để tái sử dụng: u việt của việc sửdụngenzim cố định - Giảm giá thành vì có thể sửdụng lặp lại nhiều lần một lợng enzim nhất định, đầu t vốn thấp - Enzimkhông lẫn trongsảnphẩm do đó... giới vàtrong nớc đã chứng minh rằng dùng dầu lỏng (chứa nhiều axítbéokhông no) và đặc biệt dùng hỗn hợp axítbéokhôngno làm giảm đợc cholesterol trong máu ở Anh ngời ta đã đa vào khẩu phần ăn kiêng các axítbéono nhóm n-3 và n-6 (nối đôi ở vị trí C3 và C6 trong phân tử axítbéokhông no) và thấy rằng Cholesterol máu giảm đi nhiều Thậm chí ngời ta đã sảnxuất các loại thức ăn có bổ sung axítbéo không. .. cứu sửdụngenzimkhông tan ngày càng phát triển nhanh chóng, cho đến nay ngời ta đã sảnxuất đợc các chế phẩmkhông tan khác nhau của hàng trăm enzim Những enzim đợc gắn lên chất mang gọi là enzim cố định Để nâng cao chất lợng của các chế phẩmenzim hãng Novo Đan Mạch đã cho ra đời nhiều loại enzim cố định vàenzim dạng hạt [23] Trongcôngnghiệp có thể cho enzim cố định vào bể chứa hoặc các cột và. .. aureas 4 Lipaza đặc chủng cho các axítbéokhôngno Chỉ thủy phân axítbéokhôngno ở vị trí cacbon thứ 9 (nghĩa là axít oleic) Nguồn chiết xuất: Geotricum candidum 2.3 Tình hình sản xuất, ứng dụngaxítbéovà các phụ phẩmtrong qúa trình thủy phân glyxerit Trong qúa trình thủy phân triglyxerit các sảnphẩm đợc tạo thành là axítbéo tự do (phần chính) và glyxerin Glyxerin tuy là phụ phẩmtrong qúa... axítbéo từ dầu thực vật ngay cả phục vụ cho mục đích mỹ phẩm Do có nhu cầu về hỗn hợp axítbéokhông thay thế (vitamin F) cho sảnxuất thuốc chống rối loạn lipít trong máu, chống bệnh xơ vữa động mạch nên Bệnh viện Trung ơng Quân đội 108 hợp tác Viện CôngnghiệpThựcphẩm nghiên cứu côngnghệ thủy phân hợp dầu thực 13 vật để tách hỗn hợp axítbéokhôngnokhông thay thế Thủy phân hỗn hợp axítbéokhông . nhánh:
" ;Hoàn thiện công nghệ và thiết bị sản xuất axít
béo không no bằng enzim lipaza sử dụng trong
công nghiệp thực phẩm và dợc phẩm& quot;
. nhánh:
" ;Hoàn thiện công nghệ và thiết bị sản xuất axít
béo không no bằng enzim lipaza sử dụng trong
công nghiệp thực phẩm và dợc phẩm& quot;