Microsoft Word FIRI Dau trai bo doc 1 BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM ––––––––––––––––––––––––––––––– BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI R D CẤP BỘ Tên đề tài “NGHIÊN CỨU CÔNGNGHỆ SẢN XUẤT DẦU BÉO VÀ B[.]
BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM ––––––––––––––––––––––––––––––– BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI R-D CẤP BỘ Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU CÔNGNGHỆ SẢN XUẤT DẦU BÉO VÀ BỘT BƠ LOẠI BÉO TỪ TRÁI BƠ (AVOCADO)” Chủ nhiệm Đề tài: VÕ TẤN HẬU 7319 23/4/2009 Hà Nội, 12-2008 1 TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở pháp lý/xuất xứ đề tài Đây đề tài tự đề xuất thực theo hợp đồng nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ số 140.08.RD/HĐ-KHCN ký kết Bộ Công Thương Viện Công nghiệp Thực phẩm ngày 04/02/2008 (phụ lục 1) 1.2 Tính cấp thiết mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.2.1 Tính cấp thiết Trái bơ loại trái giàu chất dinh dưỡng có hàm lượng lipid cao Ngồi thành phần dinh dưỡng chính, cơm trái bơ cịn chứa nhiều vitamin khoáng chất cần thiết cho thể người Đặc biệt cịn nguồn giàu βsitosterol giúp giảm cholesterol, lutein ngăn chặn ung thư đại tràng glutathion giúp thể chống lại chất sinh ung thư Trước trái bơ chủ yếu sử dụng ăn tươi phần nhỏ dùng chế biến sốt guacamole ngày sản phẩm chế biến từ trái bơ đa dạng nhiều như: bơ khoanh đông lạnh, purê bơ, kem bơ, bột trái bơ đặc biệt sản xuất dầu trái bơ có giá trị kinh tế cao Loại dầu sử dụng rộng rãi công nghiệp mỹ phẩm tác nhân giữ ẩm, lọc tia tử ngoại có hại cho da giúp vết thương mau lành khả tái tạo tế bào Ngoài chuyên gia dinh dưỡng cho dầu trái bơ tốt cho sức khỏe dầu hướng dương dầu olive xếp hạng thứ danh sách dầu tuyệt hảo tác nhân chống cholesterol Gần đây, nhà dinh dưỡng chứng minh khả làm giảm trọng lượng thể (giảm cân) giảm cholesterol bột trái bơ loại béo mơ hình thực nghiệm chuột Tuy nhiên bột bơ loại béo sau q trình trích ly dầu chưa tận dụng làm thức ăn cho người mà chủ yếu dùng làm thức ăn gia súc Ở nước ta bơ trồng lần tỉnh Lâm Đồng người Pháp đưa vào từ năm 1940 Hiện vùng sản xuất bơ chủ yếu nước ta thuộc tỉnh Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu, Lâm Đồng, DakNong DakLak với tổng diện tích 40.000 thu họach Mùa vụ thu họach trái bơ từ tháng đến tháng 10 cao điểm từ tháng đến tháng giá không ổn định, từ 8.000 đến 10.000 đồng/kg tăng lên khoảng 12.000 đến 15.000/kg lúc trái vụ Cho đến trái bơ nước chưa bảo quản chế biến quy mô công nghiệp mà dùng chủ yếu làm sinh tố bơ với nhu cầu không ổn định Do giá thấp vào mùa vụ làm nản lịng người trồng trọt, họ khơng cịn muốn thu họach trái lúc cao điểm khơng bù đủ chi phí nhân cơng Với mong muốn góp phần nâng cao giá trị sử dụng trái bơ, loại trái có giá trị kinh tế cao chưa nghiên cứu bảo quản chế biến có hệ thống nước ta, thiết nghĩ nhiệm vụ nghiên cứu đề tài điều cần thiết 1.2.2 Mục tiêu đề tài - Xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất dầu trái bơ đạt tiêu chuẩn sử dụng thực phẩm, mỹ phẩm bột trái bơ loại béo có hàm lượng chất xơ cao - Sử dụng bột trái bơ loại béo làm nguồn nguyên liệu đầu vào quy trình sản xuất bột dinh dưỡng giàu chất xơ 1.3 Đối tượng nội dung nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài phần ăn trái bơ Từ phần ăn nghiên cứu công nghệ khai thác dầu trái bơ tận dụng phần bã sau tách dầu để sản xuất bột trái bơ loại béo bột dinh dưỡng có hàm lượng chất xơ cao 1.3.2 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu, khảo sát nguyên liệu trái bơ Tạo sản phẩm trung gian purê bơ - Nghiên cứu lựa chọn loại enzyme thích hợp nhằm gia tăng hiệu suất thu hồi dầu tối ưu hóa thơng số q trình - Nghiên cứu tách dầu từ dịch sau xử lý enzyme khảo sát tiêu hóa lý - Quy trình tạo sản phẩm bột bơ loại béo - Nghiên cứu ứng dụng bột bơ loại béo vào sản xuất bột dinh dưỡng có hàm lượng chất xơ cao 1.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.4.1 Tình hình trồng trọt, sản lượng sử dụng trái bơ 1.4.1.1 Nguồn gốc phân bố, phân loại [1] Theo nhà khoa học, đa số giống bơ có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới Trung Mỹ Mexico, Guatemala quần đảo Antilles khảo cứu người ta thường phát bơ mọc hoang dại xứ Cây bơ xếp vào loại thực vật có hoa, hai mầm gồm nhiều giống thuộc họ Long não (Lauraceae) Phần lớn giống trồng thương mại thuộc vào giống Mexico, giống Guatemala giống Antilles (West Indian) Giống Guatemala West indian (Antilles) xếp vào loài Persea americana Mill, giống Mexico xếp vào loài Persea drymyfolia với đặc tính quan trọng sau: Bảng Đặc điểm phân biệt ba giống bơ Giống Mexico Mùi Dầu cơm Cao Hạt Chịu rét tốt, chất lượng tốt Mỏng anique khoảng 0,8 không sát mm thịt trái Dày từ 1,5- Trung bình To Khoảng rỗng hạt Lỏng, Hôi mùi Guatemala Không Antilles Vỏ trái Nhỏ Dính chặt Chịu rét vào cơm tốt Lỏng, Chịu nóng, chịu mặn tốt 1,8mm Khơng Trung bình từ 0,8- chín lắc 1,5mm kêu Thấp To Ưu điểm 1.4.1.2 Đặc điểm thực vật Cây to xếp vào loại xanh quanh năm, vài giống có tính rụng phần rụng hết trổ hoa, đặc tính có tính cách tạm thời sau chồi non lại phát sinh Trên đa số giống già rụng dần thời gian dài vào mùa xuân nên lúc xanh Lá lúc non thường có lơng mịn, màu đỏ màu đồng đến trưởng thành, có màu xanh láng dài Chiều dài thay đổi từ hình thuẫn đến hình dao Chóp thường bén nhọn có vài giống chóp trịn Hoa có màu xanh nhạt, xanh vàng, thường phát sinh thành chùm đoạn cuối cánh Khi hoa nở, hoa có đường kính 12-14mm Hoa có 12 nhị, có nhị hoạt động, nhị mang túi phấn Hoa có nhụy tâm bì chứa tiểu nỗn Đa số phận hoa có lơng mịn Trái bơ có trọng lượng hình dáng khác tùy giống: trịn, trứng, lê, thuỗn Trái có ba phần rõ rệt: vỏ thịt hạt Bề dày cấu tạo vỏ thay đổi tùy giống Trái giống thuộc chủng Mexico thường có vỏ mỏng láng, chủng Guatemala Antilles thường có vỏ dày Có giống trái vỏ sần sùi, có giống vỏ láng đơi có sớ gỗ Màu sắc vỏ trái biến động từ màu xanh sáng, màu xanh nhạt, xanh vàng, tím đến tím sẫm trái chín Thịt trái thường có màu vàng kem, vàng bơ, màu vàng sáng, có giống cho thịt trái có màu vàng xanh sát phần vỏ trái Thịt trái có hàm lượng dầu béo cao so với loại trái khác Hạt lớp vỏ lụa bao bọc, gồm có hai tử diệp hình bán cầu Giữa hai tử diệp có phơi hạt nằm phía cuống trái, hạt nẩy mầm, mầm mọc thẳng từ lên theo trục thẳng đứng hạt Mặt tử diệp (nội nhũ) trơn láng sần sùi tùy theo giống hình dạng biến động nhiều Tỷ lệ vỏ, thịt hạt trái tùy thuộc nhiều vào giống; chẳng hạn giống Lula, hạt chiếm đến 25% trọng lượng trái 1.4.1.3 Lịch sử trồng trọt Bơ loại có nguồn gốc từ Mexico Trung Mỹ Những nhà thám hiểm Tây Ban Nha xa xưa ghi lại bơ trồng từ Mexico đến Peru Nó đưa vào Jamaica Tây Ban Nha vào kỷ 17, đến California vào kỷ 19 Việc trồng bơ với mục đích thương mại bắt đầu California Florida vào năm 1930, sau Ixrael, Nam Phi Chi Lê Theo thống kê tổ chức Lương nông Thế giới (FAO) [2], tồn giới có 63 nước sản xuất trái bơ với tổng diện tích 392,5 ngàn ha, tổng sản lượng 3,2 triệu Các nước sản xuất chủ yếu sản lượng trái bơ giai đoạn từ 2001-2005 bảng Bảng Sản lượng trái bơ tươi giới giai đoạn 2001-2005 (tấn) Tên nước Mexico Năm 2001 940.229 Năm Năm Năm Năm 2002 2003 2004 2005 901.075 1.040.390 1.040.390 1.040.390 United States of America 202.570 238.182 255.957 221.774 263.575 Brazil 154.206 180.894 211.738 184.522 214.000 Indonesia 141.703 173.930 162.468 175.000 185.811 Colombia 137.065 147.534 156.661 173.783 175.000 Dominican Republic 111.058 144.633 150.000 160.000 163.000 Chile 110.000 140.000 140.000 140.000 140.000 Peru 93.424 99.900 100.046 107.017 102.000 Ethiopia 78.880 93.826 81.280 84.000 85.000 Israel 78.600 84.720 81.000 81.500 81.500 Spain 74.981 80.000 76.609 75.699 70.000 China 74.500 75.000 70.948 70.000 70.000 South Africa 68.968 74.204 63.265 65.000 65.000 Congo 61.310 60.143 60.960 61.790 62.630 Kenya 54.400 52.431 58.600 56.164 59.534 Cameroon 50.000 52.000 52.000 53.000 53.000 Venezuela 44.465 49.895 47.000 52.428 52.000 Haiti 42.000 44.000 46.229 42.000 42.000 El Salvador 40.000 40.000 40.531 41.897 41.897 Philippines 37.257 37.957 40.000 30.790 28.000 Tổng cộng: 2.595.616 2.770.324 2.935.682 2.916.754 2.994.337 Ở Việt Nam bơ trồng lần tỉnh Lâm Đồng người Pháp đưa vào từ năm 1940 [3] Những vùng sản xuất bơ chủ yếu nước ta vùng cao thuộc tỉnh Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu, Lâm Đồng, DakNong DakLak với tổng diện tích 40.000 thu hoạch Chỉ tính riêng tỉnh Daklak, diện tích trồng bơ khoảng 2.700 mùa vụ năm 2007 thu họach 40.000 trái tươi với giá trị khoảng 110 tỷ đồng Mùa vụ thu họach trái bơ từ tháng đến tháng 10 cao điểm từ tháng đến tháng Hiện có khoảng 28 giống bơ trồng nước ta phổ biến loại sáp trái dài vỏ xanh, sáp trái dài vỏ tím sáp trái trịn vỏ xanh 1.4.1.4 Thành phần hóa học sử dụng Trái bơ loại trái giàu chất dinh dưỡng Các khảo sát hóa học cơm trái bơ nhiều tác giả nghiên cứu kết cho thấy hàm lượng protein, carbohydrat lipid thay đổi tùy theo vùng sinh thái (nhiệt đới hay cận nhiệt đới), giống bơ, độ chín thời gian thu hái Ngồi cơm trái bơ cịn chứa 12 loại vitamin nhiều khống chất cần thiết cho thể người Đặc biệt cịn nguồn giàu β-sitosterol giúp giảm cholesterol, lutein ngăn chặn ung thư đại tràng glutathion giúp thể chống lại chất sinh ung thư (bảng 3) [1, 4] Bảng Thành phần dinh dưỡng 100 g cơm trái bơ tươi (USDA) Thành phần Calories Thành phần dinh dưỡng Protein Chất béo Carbonhydrat tổng -Xơ (dietary fiber) Chất khoáng Kali Phospho Canci Manhê Sắt Vitamin β-caroten Vitamin B2 Vitamin B1 Cholin Folacin Vitamin C Vitamin E Phytochemical β-sitosterol Lutein Đơn vị kcal g Hàm lượng 171,0 2,2 17,0 6,0 1,5 mg 340-723 20-80 10-15 40-60 0,5-2 iu µg µg mg µg iu iu 370-750 95-230 60-240 17-22 30-62 1,6-30 1,6-2,4 mg mcg 75 293 Ngoài giá trị dinh dưỡng, trái bơ cịn có số tác dụng dược lý ghi nhận Theo y học cổ truyền nước ta [5], trái bơ có vị bùi, tính mát, nhiều chất dinh dưỡng, dễ tiêu hóa, làm cân thần kinh, phục hồi sức khỏe, giúp an thai ổn định dày, gan mật Kết hợp cơm trái bơ với mật ong nghệ vàng dùng điều trị bệnh đau dày Nếu kết hợp cơm trái bơ với mật ong hoa nhài thuốc giúp cân thần kinh Cơm trái bơ sử dụng điều trị vết thương kích thích mọc tóc Nó cịn sử dụng loại thực phẩm kích thích tình dục, thuốc điều kinh trị bệnh lỵ, tiêu chảy [6] Cơm trái bơ nguồn cung cấp chất trao đổi bậc hai có tác dụng phịng ngừa bệnh tật (chemopreventive agents) Các khảo sát hóa học cho thấy chứa hai nhóm hợp chất yếu phenol alkanol với nhiều hoạt tính sinh học thú vị Phenol hợp chất có nhiều nhóm hidroxyl gắn trực tiếp vịng hương phương thường diện nhiều loại rau Nhiều kết thử nghiệm hoạt tính sinh học cho thấy hợp chất có tính kháng oxid hóa, giải độc, góp phần ngăn ngừa giảm thiểu nguy gây nhiều chứng bệnh khác tim mạch, ung thư, rối loạn tiêu hóa Khảo sát Torres cộng xác định hàm lượng hợp chất phenol cơm trái bơ từ 1100 mg đến 1800 mg với chất tiêu biểu (+)-catechin (1), (-)-epicatechin (2) số dẫn xuất axit benzoic protocatechuic (3) [7] OH OH HO HO O O OH OH OH (1) OH OH OH (2) COOH HO OH (3) Một nhóm hợp chất khác xác nhận diện cơm trái bơ alkanol với hoạt tính sinh học đa dạng Kết khảo sát thành phần hóa học kết hợp sàng lọc hợp chất sinh học nhiều tác giả cho thấy persenon A (4) có tác dụng ức chế hoạt động enzyme Acetil-CoA Carboxylase, enzyme tối quan trọng trình sinh tổng hợp axit béo hoạt động thái enzyme gây tích lũy mỡ người [8] Hợp chất cịn có tính kháng viêm ức chế hình thành nitơ oxit (NO) superoxit (O2-) bạch huyết cầu [9, 10] Cơm trái bơ cịn có hoạt tính ức chế tổn thương gan với alkanol xác định (2E,5E,12Z,15Z)-1hidroxiheneicosa-2,5,12,15-tetraen-4-on (5), (2E,12Z,15Z)-1-hydroxiheneicosa- 2,12,15-trien-4-on (6) (5E,12Z)-2-hydroxi-4-oxoheneicosa-5,12, -dien-1-yl acetat (7) [6] OH O O O O (4) HO (5) O HO OH O O (6) O (7) Cơm trái bơ cịn có hoạt tính ức chế phát triển tế bào ung thư đại tràng vai trị chất có hoạt tính sinh học hòa tan chất béo xác định [11] Kết khảo sát phần khơng xà phịng hóa dầu cơm trái bơ cho thấy chứa hàm lượng cao nhóm carotenoid (lutein, zeaxanthin) vitamin E chất đóng vai trị quan trọng cho hoạt tính nói Trước trái bơ chủ yếu sử dụng ăn tươi phần nhỏ dùng chế biến sốt guacamole (có nguồn gốc từ Mexico phổ biến Châu Âu, Châu Mỹ) nhiều khó khăn bảo quản chế biến loại trái Nếu hợp chất trao đổi thứ cấp trình bày có nhiều hoạt tính sinh học quý, tạo nên khả phòng chống bệnh tật vốn có cơm trái bơ ngược lại hợp chất lại yếu tố chủ yếu tạo nên khó khăn chế biến nhằm đa đạng hóa sản phẩm khắt phục tính mùa vụ loại trái Hai vấn đề chủ yếu mà nhà chế biến trái bơ gặp phải biến đổi màu nhanh chóng vị đắng sản phẩm phát sinh tiếp xúc với nhiệt Kết nhiều khảo sát khoa học cho thấy diện diện với hợp chất phenol cơm trái bơ enzyme polyphenol oxidase (PPO) có khả xúc tác cho phản ứng oxi hóa phenol thành quinon polime mang màu nâu đậm (hình 1) Vị đắng hình thành alkanol trình trùng sản phẩm nhiệt độ ≥ 70oC Kết trình làm cho màu sắc mùi vị sản phẩm chế biến ảnh hưởng nghiêm trọng OH R Monophenol OH O PPO + O2 R OH O-diphenol R O O-quinon Polime (melanin) Hình Phản ứng oxit hóa phenol xúc tác PPO Cùng với tiến khoa học kỹ thuật, nhiều giải pháp khắt phục trở ngại giải ngày sản phẩm chế biến từ trái bơ thị trường đa dạng nhiều Từ cơm trái bơ người ta chế biến thành sản phẩm như: bơ khoanh đông lạnh, purê bơ, kem bơ, bột trái bơ đặc biệt sản xuất dầu trái bơ có giá trị kinh tế cao Loại dầu sử dụng rộng rãi công nghiệp mỹ phẩm tác nhân giữ ẩm, lọc tia tử ngoại có hại cho da giúp vết thương mau lành khả tái tạo tế bào Từ dầu trái bơ hydrogen hóa để tạo sản phẩm giống bơ có màu xanh nhạt gọi tên avocado butter Sản phẩm có tính chất sàng lọc ánh sáng giữ ẩm tốt cho da, đặc biệt da khô da bị thương tổn Nó cịn thể khả trải mỏng tốt da nên thành phần lý tưởng cho loại kem massage Theo ghi nhận quan quản lý thực phẩm dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), có 240 loại sản phẩm mỹ phẩm có dùng dầu trái bơ avocado butter công thức với hàm lượng từ 0,1-50% Thêm vào đó, khảo sát hóa học dầu trái bơ cho thấy có thành phần axit béo tương tự dầu olive (Bảng 4) nên sử dụng thay dầu olive cơng thức chế tạo nước sốt salat [12] Ngồi chuyên gia dinh dưỡng cho dầu trái bơ tốt cho sức khỏe dầu hướng dương dầu olive xếp hạng thứ danh sách dầu tuyệt hảo tác nhân chống cholesterol [13] 10 Hình Bề mặt đáp ứng nhân tố tối ưu Kết trình tối ưu hóa chương trình DESIGN-EXPERT trình bày bảng 13 cho thấy giải pháp kết hợp nhân tố tỷ lệ enzyme/cơ chất (E/S, % 29 v/w), tỷ lệ nước/cơ chất (W/S, lần) thời gian (phút) thực trình nhằm đạt hiệu suất thu hồi dầu tối ưu Bảng 13 Các thông số tối ưu trình xử lý enzyme Factor Name Level A B C Ty le W/S Ty le E/S Thoi gian Response Prediction Hiệu suất 73,32 4,59 2,99 168,97 SE Mean 2,56 Low Level 90 95% CI low 66,72 High Level 180 95% CI high 79,90 Std Dev 0 SE Pred 4,35 Coding Actual Actual Actual 95% PI low 62,14 95% PI high 84,49 - Kết luận: Các thông số tối ưu cho trình xử lý enzyme gồm: tỷ lệ nước/cơ chất (v/w) = 4,59 lần, enzyme/cơ chất (v/w) = 2,99% thời gian thực trình 169 phút với hiệu suất thu hồi dầu đạt 73,32% Kết thực nghiệm điểm tối ưu cho thấy hiệu suất thu hồi dầu 72,67%, thấp giá trị tối ưu 0,65% Điều thao tác chấp nhận 2.3.5.2 Chỉ tiêu chất lượng dầu trái bơ Kết khảo sát số tiêu chất lượng chủ yếu dầu trái bơ thu từ trình so sánh với tiêu chất lượng dầu trái bơ virgin oil Công ty Vital Skin Care sản xuất theo phương pháp ép nguội bảng 14 Bảng 14 Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu dầu trái bơ Stt Tên tiêu Đơn vị Trạng thái vật lý 25 oC Điểm đông đặc o Hàm lượng acid béo tự Chỉ số peroxid Kết Virgin avocado oil (C.ty Vital Skin Care) Lỏng Lỏng C 5-7 % 1,1 max meq/kg 1,23