Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ trích ly thu nhận dầu hạt chè camellia sinensis nhằm ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHAN THỊ PHƯƠNG THẢO NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ TRÍCH LY THU NHẬN DẦU HẠT CHÈ (Camellia sinensis) NHẰM ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Hà Nội – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHAN THỊ PHƯƠNG THẢO NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ TRÍCH LY THU NHẬN DẦU HẠT CHÈ (Camellia sinensis) NHẰM ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Ngành : Cơng nghệ thực phẩm Mã số : 9540101 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ HỒNG SƠN GS.TS HỒNG ĐÌNH HỒ Hà Nội – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn TS Vũ Hồng Sơn GS.TS Hồng Đình Hồ Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa tác giả khác công bố TM Tập thể giáo viên hướng dẫn Tác giả luận án TS Vũ Hồng Sơn Phan Thị Phương Thảo i LỜI CẢM ƠN Bốn năm nghiên cứu, học tập Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội khoảng thời gian đầy thử thách, khó khăn thật nhiều trải nghiệm đáng giá, thú vị, giúp trưởng thành nhiều mặt học thuật lẫn kinh nghiệm quý báu nghiên cứu khoa học Tôi tin khơng có hỗ trợ số tổ chức cá nhân, tơi khơng thể hồn thành nghiên cứu Tôi biết ơn tất người ln giúp đỡ tơi hồn thành luận án Tơi xin trân trọng cảm ơn tập thể Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo, nhà khoa học, cán bộ, chuyên viên Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình hỗ trợ, hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt năm thực luận án Tôi xin đặc biệt cảm ơn tập thể Ban Lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học công nghệ thực phẩm, thầy cô giáo giảng dạy, hướng dẫn, giúp đỡ, động viên khuyến khích tơi bước trình học tập, nghiên cứu; đặc biệt cảm ơn anh chị Phòng Đào tạo hướng dẫn tận tình, chi tiết, hỗ trợ có hiệu cho tơi thủ tục tồn q trình học tập, nghiên cứu trường Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn vơ sâu sắc đến tập thầy hướng dẫn, TS Vũ Hồng Sơn, GS.TS Hồng Đình Hồ, người Thầy tâm huyết tận tình hướng dẫn, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian trao đổi định hướng cho trình thực luận án Xin cảm ơn chị Đỗ Thị Kim Ngọc anh chị công tác Bộ môn Công nghệ sau thu hoạch, Viện Khoa học kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp miền núi phía Bắc, người giúp tơi nhiều thơng tin tổng quan đáng quý hỗ trợ việc thu thập nguyên liệu cho đề tài Tôi may mắn nhận định hướng, chia sẻ ý tưởng đáng giá nghiên cứu tạo điều kiện việc phân tích số kết đề tài từ GS.TS Yvan Larondell, Trưởng Khoa Kỹ thuật khoa học sinh học, Viện Khoa học đời sống, Trường Đại học Louvain-la-Neuve, Vương quốc Bỉ; GS.TS Marie-Louis Scippo, Trưởng Phịng thí nghiệm phân tích thực phẩm, Trưởng khoa Cơng nghệ thực phẩm, Trường Đại học Liege, Vương quốc Bỉ; PGS.TS Utai Klingkesorn, Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Kasetsart, Thái Lan Xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Trần Thị Thu Hằng, TS Giang Trung Khoa, thầy cô giáo em sinh viên Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, người hỗ trợ tạo điều kiện cho nhiều việc xây dựng kế hoạch triển khai nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Hội đồng xét duyệt đề cương, Hội đồng chuyên đề, Hội đồng Seminar môn, Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp sở nhận xét ý kiến đóng góp q báu, có giá trị để giúp tơi hồn thiện luận án ii Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn ấm áp đến Ba Mẹ, gia đình, người thân, người ln ln bên cạnh, ủng hộ hỗ trợ vật chất, tinh thần, thời gian, sức khoẻ… để hồn thành luận án Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 03 năm 2021 Nghiên cứu sinh Phan Thị Phương Thảo iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH xi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Đối tượng nghiên cứu 3 Mục tiêu luận án Nội dung luận án Những đóng góp luận án Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 6.1 Ý nghĩa khoa học 6.2 Ý nghĩa thực tiễn Cấu trúc luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chè .6 1.1.1 Giới thiệu chung chè 1.1.2 Một số vùng trồng chè Việt Nam 1.1.3 Các giống chè nước ta 1.2 Tổng quan hạt chè 10 1.2.1 Đặc điểm hình thái hạt chè .10 1.2.2 Thành phần hóa học hạt chè 11 1.3 Giới thiệu dầu hạt chè 11 1.3.1 Giới thiệu dầu hạt chè .11 1.3.2 Thành phần axít béo chống oxy hóa dầu hạt chè 12 1.4 Một số phương pháp thu nhận dầu từ hạt .16 1.4.1 Tách chiết dầu phương pháp ép .16 1.4.2 Tách chiết dầu phương pháp trích ly 16 1.5 Quá trình oxy hóa dầu 23 1.5.1 Cơ chế oxy hóa dầu 23 1.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới oxy hóa dầu 25 1.5.3 Một số tiêu chất lượng dầu thực vật 27 iv 1.6 Các chất chống oxy hoá sử dụng bảo quản dầu 28 1.6.1 BHA 28 1.6.2 BHT 30 1.6.3 D-α-tocopherol (vitamin E) 31 1.6.4 Hợp chất polyphenol .32 1.6.5 Hàm lượng quy định số chất bảo quản 33 1.7 Một số nghiên cứu nước dầu hạt chè 33 1.7.1 Một số nghiên cứu phương pháp tách chiết dầu hạt chè 33 1.7.2 Các nghiên cứu thành phần dầu hạt chè 35 1.7.3 Ứng dụng dầu hạt chè 39 Tổng kết chương 41 CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.1 Nguyên liệu, hóa chất thiết bị 42 2.1.1 Nguyên liệu .42 2.1.2 Hóa chất 42 2.1.3 Thiết bị dụng cụ thí nghiệm .42 2.2 Phương pháp nghiên cứu 43 2.2.1 Phương pháp công nghệ 43 2.2.2 Phương pháp bố trí thí ngiệm 45 2.2.3 Phương pháp phân tích 52 2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu 64 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 66 3.1 Khảo sát nguyên liệu hạt chè 66 3.1.1 Đánh giá chất lượng hạt chè 66 3.1.2 Đánh giá chất lượng dầu hạt chè giống, địa phương .71 3.2 Đánh giá ảnh hưởng dung mơi trích ly đến chất lượng dầu 77 3.2.1 Ảnh hưởng dung mơi trích ly tới hàm lượng dầu số tiêu hóa học dầu hạt chè 77 3.2.2 Ảnh hưởng dung mơi tới khả chống oxy hóa dầu hạt chè 79 3.2.3 Ảnh hưởng dung môi tới hàm lượng axít béo dầu hạt chè .82 3.3 Nghiên cứu công nghệ khai thác dầu từ hạt chè .84 3.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố công nghệ tới q trình trích ly dầu hạt chè 84 3.3.2 Tối ưu hóa q trình thu nhận dầu hạt chè cho hiệu suất hoạt tính chống oxy hóa cao 101 3.3.3 Kiểm định chất lượng dầu hạt chè thu điều kiện trích ly tối ưu .117 Dầu hạt chè sản phẩm đề tài .117 v 3.4 Nghiên cứu khả ứng dụng dầu hạt chè công nghệ thực phẩm 119 3.4.1 Nghiên cứu độ bền oxy hóa dầu hạt chè 119 3.4.2 Kết đánh giá tác dụng bảo quản dầu hạt chè số dầu có giá trị 122 3.4.3 Kết đánh giá khả bảo quản dầu hạt lanh phối trộn với dầu hạt chè so sánh với số chất bảo quản tự nhiên 137 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 139 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO 143 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu, chữ viết tắt AOAC AOCS AV BHA BHT ck CFU DCM DPPH DM/NL EtOAC EtOH FAME FID GAE GC GTE HCA HDL HPLC Hx IC50 IV Chú giải Tiếng Anh Association of Tiếng Việt Official Hiệp hội nhà hố phân tích Analytical Chemists American Oil Chemists' Society Acid value Butylated Hydroxyanisole Butylated Hydroxy Toluene Colony Forming Unit Diclometan 1,1-diphenyl-2picrylhydrazyl Etyl acetat Ethanol Fatty Axít Methyl Ester Flame Ioniation Detector Gallic axit equivalents Gas Chromatography Green Tea Extract Hierarchical cluser analysis High density lipoprotein High Performance Liquid Chromatography Hexan Iod value LSO LDL KPH Linseed oil Low density lipoprotein Meq Miliequivalent MPN Most probable number MUFA Mono Unsaturated Fatty Axit PNO Peanut oil vii thống Hiệp hội hóa dầu Mỹ Trị số axít Butylated Hydroxyanisole Butylated Hydroxy Toluene Chất khơ Đơn vị hình thành khuẩn lạc Diclometan 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl Trích ly có hỗ trợ siêu âm Etyl acetat Metyl este axít béo Đầu dị ion hóa lửa Tương đương axít Galic Hệ thống sắc kí khí Chất chiết từ chè xanh Phân tích theo nhóm Lipoprotein tỷ trọng cao Sắc ký lỏng hiệu cao Hexan Nồng độ mẫu ức chế 50% gốc tự DPPH Trị số iốt Dầu hạt lanh Dung môi/nguyên liệu Lipoprotein tỷ trọng thấp Không phát Mili đương lượng Chỉ số ước tính nồng độ vi sinh vật khả thi Axít béo khơng bão hịa đơn Dầu lạc ppm PUFA PV RSO SBO SFA SFO SV TBHQ TCVN TE TPC TSO TSTBNM-M UFA PCA SFE UE WNO part per million Poly Unsaturated Fatty Axit Peroxit value Rape seed oil Soy Bean oil Saturated Fatty Axit Sunflower oil Saponificaton value Supercritical fluid extraction Đơn vị đo phần triệu Axít béo chưa bão hịa đa Trị số peroxit Dầu hạt cải Dầu đậu nành Axít béo bão hịa Dầu hướng dương Trị số xà phịng hố Tiêu chuẩn Việt Nam Trolox equivalent Tương đương Trolox Total Polyphenol Content Hàm lượng polyphenol tổng số Tea Seed Oil Dầu hạt chè Tổng số bào tử nấm men, nấm mốc Unsaturated Fatty Axit Axít béo khơng bão hịa Principal Component Phân tích theo thành phần Analysis Tertiary butylhydroquinone Ultrasonic extraction Walnut oil viii Phân tích thành phần Chiết xuất siêu tới hạn Dầu óc chó