Nghiên cứu thu nhận tách chiết và làm sạch lecithin từ hạt đậu tương

Khóa luận tốt nghiêp – K18 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp giới thiệu đến làm nghiên cứu phòng Protein Enzyme Viện Công nghiệp thực phẩm Tại nhận giúp đỡ nhiều người Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị trong Bộ môn Công nghệ Protein Enzyme đặc biệt chị Đỗ Thị Thanh Huyền, người trực tiếp hướng dẫn tơi hồn thành khóa luận nghiệp Xin chân thành cảm ơn Khoa Công nghệ sinh học, Viện Đại học Mở Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian theo học Cuối xin chân thành cảm ơn đến tất thành viên gia đình bạn bè động viên giúp đỡ thời gian vừa qua Tôi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 22 tháng 05 năm 2015 Sinh viên Hoàng Thị Hồng i Khóa luận tốt nghiêp – K18 MỤC LỤC MỞ ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu lecithin 1.1.1 Cấu tạo, cấu trúc, tính chất chức lecithin 1.1.1.1 Cấu tạo, cấu trúc lecithin 1.1.1.2 Tính chất lý hóa Lecithin 1.1.1.3 Chức Lecithin 1.1.2 Ứng dụng Lecithin 1.1.2.1 Ứng dụng lecithin công nghiệp thực phẩm 1.1.2.2 Ứng dụng lecithin sản xuất thực phẩm chức y tế 10 1.2.1 Từ thực vật 13 1.2.1.1 Đậu tương 13 1.2.1.2 Ngô 14 1.2.1.3 Hạt 15 1.2.1.4 Hạt cải dầu 16 1.2.1.5 Hoa hướng dương 16 1.2.2 Từ động vật 17 1.3 Phương pháp thu nhận lecithin 18 1.3.1 Phương pháp tách chiết dầu đậu tương từ hạt đậu tương 18 1.3.2 Phương pháp trích ly, thu nhận Lecithin 18 1.4 Tình hình nghiên cứu lecithin Việt Nam 19 1.5 Tình hình sản xuất đậu tương Việt Nam 2014 20 2.1 Nguyên vật liệu 23 2.1.1 Nguyên vật liệu hóa chất 23 2.1.2 Máy móc, thiết bị 23 2.2 Phương pháp nghiên cứu thu nhận, tách chiết dầu đậu tương phương pháp trích ly với dung mơi 24 2.2.1 Phương pháp trích ly, thu nhận dầu đậu tương 24 2.2.2 Phương pháp tách chiết lecthin từ dầu đậu tương thơ q trình khử keo nước (hydrat hóa lecithin) 24 ii Khóa luận tốt nghiêp – K18 2.3 Làm Lecithin phương pháp rửa với dung mơi 25 2.4 Phương pháp phân tích 26 2.4.1 Định tính Lecithin phương pháp TLC 26 2.4.2 Định lượng lecithin phương pháp đo quang 26 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Khảo sát nguồn nguyên liệu nông sản giàu lecithin 28 3.2 Nghiên cứu tách chiết dầu đậu tương từ hạt đậu tương 29 3.2.1 Nghiên cứu lựa chọn dung mơi thích hợp 29 3.2.2 Nghiên cứu tỷ lệ nguyên liệu/dung môi hạt đậu tương 30 3.2.3 Nghiên cứu số lần trích ly dầu từ đậu tương 31 3.3 Nghiên cứu thu nhận Lecithin từ dầu đậu tương 32 3.3.1 Nghiên cứu hàm lượng nước thích hợp 32 3.3.2 Nghiên cứu nhiệt độ thích hợp 33 3.3.3 Nghiên cứu thời gian thích hợp 34 3.3.4 Nghiên cứu tốc độ khuấy thích hợp 34 3.4 Nghiên cứu làm Lecithin 35 KẾT LUẬN 37 KIẾN NGHỊ 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 iii Khóa luận tốt nghiêp – K18 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT PC Phosphatidylcholine PE Phosphatidylethanolamine PI Phosphatidylinositol PS Phosphatidylserine PA Phosphatidic acid iv Khóa luận tốt nghiêp – K18 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật pháp lý lecithin sử dụng thực phẩm [20] Bảng 1.2 Nguồn lecitin tự nhiên 12 Bảng 1.3 Thành phần hóa học đậu tương 13 Bảng 1.4 Hàm lượng phospholipid lecithin đậu tương [16] 14 Bảng 1.5 Phân bố lipid ngô đậu tương lecithin 14 Bảng 1.6 Thành phần hóa học hạt bơng lecithin 15 Bảng 1.7 Sản lượng đậu tương Việt Nam (2011-2014) dự báo 22 Bảng 3.1 Kết khảo sát hàm lượng lecithin dầu số loại nông sản 28 Bảng 3.2 Ảnh hưởng dung mơi đến q trính trích ly dầu từ đậu tương 29 Bảng 3.3 Ảnh hưởng tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến q trình trích ly dầu từ đậu tương 30 Hồng Thị Hồng – 1102 v Khóa luận tốt nghiêp – K18 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc lecithin [16, 18] Hình 1.2 Cơng thức hóa học ba loại phospholipid có lecithin [20, 21] Hình 1.3 Diện tích trồng sản lượng đậu tương Việt Nam (2011-2015) 21 Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát trình chiết tách lecithin từ dầu đậu tương 25 Hình 2.2 Sơ đồ quy trình làm lecithin từ dầu đậu tương thơ 25 Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng hàm lượng nước tới hiệu suất thu Lecithin 32 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ tới hiệu suất thu Lecithin 33 Hình 3.3.Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian tới hiệu suất thu Lecithin 34 Hình 3.4.Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tốc độ khuấy tới hiệu suất thu Lecithin 35 Hình 3.5 Hình ảnh TLC sau trình rửa acetone 36 Hồng Thị Hồng – 1102 vi Khóa luận tốt nghiêp – K18 MỞ ĐẦU Lecithin tên thông thường để chất hoạt động bề mặt chất nhũ hóa tối ưu tự nhiên Kể từ lecithin thương mại hóa cách 70 năm, sử dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm Bản chất lecithin phospholipid tự nhiên gồm có phosphatidylcholine (PC), phosphatidylethanolamine (PE), phosphatidylinositol (PI), ngồi cịn có phosphatidylserine (PS) phosphatidic acid (PA) Các phospholipid có đặc tính quan trọng đến hoạt động tế bào Chính thế, ngày lecithin thương mại sản xuất chủ yếu tập trung tăng hàm lượng phosspholipid sản phẩm Lecithin sản xuất từ thực vật, chủ yếu từ loại hạt chứa hàm lượng dầu cao đậu tương, cải dầu, hướng dương, vừng,…Đậu tương nguồn quan trọng cung cấp phospholipid tự nhiên có ưu điểm ngun liệu sẵn có dồi chi phí thấp Dầu đậu tương thơ có chứa 1-3% phospholipid Những phospholipid tách chiết sản phẩm phụ giai đoạn tiền xử lý trình lọc dầu, nguồn phospholipid để chuyển hóa tạo sản phẩm lecithin giàu phospholipid Ứng dụng lecithin đa dạng phong phú không ngành thực phẩm mà ngành công nghiệp khác lecithin phụ gia ưa chuộng ngành mỹ phẩm, dược phẩm chữa bệnh,… Hiện có nhiều cơng trình nghiên cứu lecithin tìm hiểu cấu trúc, phương pháp sản xuất lợi ích mà lecithin mang lại cho Tuy nhiên ứng dụng mà lecithin mang lại ngành thực phẩm thông thường, với mong muốn lecithin ứng dụng rỗng rãi ngành thực phẩm chức năng, y tế dược phẩm, chăm sóc sức khỏe thực đề tài “Nghiên cứu thu nhận, tách chiết làm lecithin từ hạt đậu tương” Hồng Thị Hồng – 1102 Khóa luận tốt nghiêp – K18 Mục đích: Mục tiêu nghiên cứu đề tài thu nhận lecithin tinh để ứng dụng công nghiệp thực phẩm chức Nội dung nghiên cứu: - Khảo sát nguồn nguyên liệu nơng sản giàu lecithin - Nghiên cứu trích ly dầu từ hạt đậu tương - Nghiên cứu tách chiết lecithin từ dầu đậu tương - Nghiên cứu làm lecithin Hồng Thị Hồng – 1102 Khóa luận tốt nghiêp – K18 PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu lecithin Lecithin phospholipid quan trọng cần thiết cho tất tế bào sống Có thể tìm thấy lecithin quan nội tạng quan trọng tim, gan thận Lecithin hỗ trợ việc trì sức khỏe tổng thể tất tế bào thể sử dụng Lecithin tìm thấy động vật thực vật lòng đỏ trứng gà, loại đậu hay não bị Lecithin tên thơng thường để chất hoạt động bề mặt chất nhũ hóa tối ưu tự nhiên Vì lecithin nhiều nhà khoa học nước quan tâm nghiên cứu 1.1.1 Cấu tạo, cấu trúc, tính chất chức lecithin 1.1.1.1 Cấu tạo, cấu trúc lecithin Lecithin phospholipid, bao gồm nhóm choline, phosphate, glycerol, axit béo khơng bão hịa axit béo bão hịa Các lecithin từ ban đầu tìm vào năm 1847 nhà hóa học người Pháp dược sĩ Theodore Gobley để phospholipid tuý từ lòng đỏ trứng, sử dụng dung môi ether ethanol Gobley ban đầu tách lecithine từ lòng đỏ trứng thành lập cơng thức hóa học đầy đủ phospholipid năm 1874 Gobley chứng minh diện lecithin tĩnh mạch máu, mật, mô não người, trứng cá, thịt gà não cừu Không lâu sau đó, Liebreic dùng nước sơi acid tách lecithin làm phần, acid glycerophosphoric, acid stearic phần cịn lại chưa rõ cơng thức Streker sau khám phá phần thứ cịn lại sản phẩm mà ông chiết tách từ mật có tên choline Năm 1918, Willstatter đưa cơng thức xác phân tử lecithin gồm có acid glycerophosphoric, acid béo choline, thành phần ghép với theo nhiều cách có nhiều loại lecithin Trong cấu trúc lecithin hai phân tử acid béo hấp dẫn nên chúng xếp hướng Đuôi acid béo chứa gốc kị nước (CH3) tạo nên phần kị nước lecithin Liên kết C2 –C3 gốc glycerin bị quay vặn góc Hồng Thị Hồng – 1102 Khóa luận tốt nghiêp – K18 1800 làm cho nhóm phosphate phân cực nằm chiều ngược lại với chuỗi acid béo, hình thành đầu ưa nước lecithin Do cấu trúc đặc biệt mà lecithin phân tử vừa ưa nước vừa kị nước (hình 1.1) [16, 17] Hình 1.1 Cấu trúc lecithin [16, 18] Với nhà sản xuất thực phẩm hóa học lecithin hỗn hợp tự nhiên phức tạp phospholipid, với nhà sinh học dược học lecithin riêng phospholipid tinh khiết làm giàu gọi phosphatidylcholine Cụm từ “lecithin” dùng với nghĩa rộng, liên quan đến hợp chất tự nhiên phức chất gồm ba loại phospholipid (hình 1.2) phosphatidylcholine (hay cịn gọi lecithin tinh chế), phosphatidylethanolamine (xephalin) phosphatidylinositol (inositol phosphatide) Hồng Thị Hồng – 1102 Khóa luận tốt nghiêp – K18 ferrothiocyanate Ta hòa tan lecithin với thuốc thử để xác định độ hấp thụ phản ứng màu lecithin từ dựng đường cong chuẩn để tính hàm lượng lecithin Phương pháp so màu dựa hình thành phức hợp phospholipid amoni ferrothiocyanate [11] Hóa chất: Hịa tan 27g sắt clorua (FeCl3.6H2O) 30g amoni thiocyanate (NH4SCN) lít nước, bảo quản chai tối màu nhiệt độ phòng Chất chuẩn phospholipid hòa tan chloroform (1mg/ml) Tiến hành: Hòa tan mg lecithin ml chloroform thêm 1ml thuốc thử sắt clorua/amoni thiocyanate Vortex phút ly tâm tốc độ 3000 vòng/ phút, loại bỏ lớp màu đỏ (chloroform) pipet Đo độ hấp thụ mẫu phản ứng 488nm Dựng đường cong chuẩn phospholipid (hàm lượng 1mg/ml) để xác định hàm lượng phospholipid Phương trình đường chuẩn có dạng Y=1,517X+ 0,037 (R=0,998) Trong đó, Y giá trị đo quang bước sóng 488nm, X hàm lượng phospholipid tổng Hồng Thị Hồng – 1102 27 Khóa luận tốt nghiêp – K18 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát nguồn nguyên liệu nông sản giàu lecithin Theo nghiên cứu, lecithin thường có nơng sản như: đậu tương, ngô, bông, cải dầu, hướng dương,….tuy nhiên nơng sản khác hàm lượng khác loại trồng mức độ lecithin khác tùy thuộc nhiều vào điều kiện nuôi trồng vùng miền Lấy 100g nông sản loại, đem nghiền nhỏ, sau chiết n-hexan, đặc loại dung mơi thu dầu thơ, cuối phân tích hàm lượng lecithin Bảng 3.1 Kết khảo sát hàm lượng lecithin dầu số loại nông sản Tên nông sản Hàm lượng Tên nông sản lecithin (%) Hàm lượng lecithin (%) Đậu tương 2,34 Hướng dương 2,07 Ngô 1,70 Gạo 0,70 Lạc 1,13 Vừng 1,20 Cải dầu 1,88 Bí đỏ 1,09 Như vậy, hàm lượng lecithin có nơng sản phong phú: Đối với nhóm lạc, ngô, gạo: hàm lượng lecithin không cao dao động từ 0,71,7%, nhóm có ngơ chứa hàm lượng lecithin cao Theo tổng hợp Federica Pasini cs, 2003 nhóm hạt nơng sản thường chủ yếu thành phần tinh bột chứa lượng nhỏ hàm lượng chất béo, tỷ lệ chất béo chủ yếu tập trung mầm (34-37%) cám (19-26% cám khô trọng lượng) Chất béo nhóm ngũ cốc gồm nhiều lớp lipid (như triglyceride, sterol, acid béo tự do, số glycolipid phospholipid), lượng lecithin (phospholipid) thành phần nhỏ (0,5% khối lượng khô) Do nhóm nơng sản khơng phải nguồn ngun liệu để thu nhận chất béo (lecithin) Hồng Thị Hồng – 1102 28 Khóa luận tốt nghiêp – K18 Đối với nhóm hạt có dầu (đậu tương, hướng dương, vừng, cải dầu, bí đỏ): hàm lượng lecithin cao, hạt bí đỏ hạt vừng có hàm lượng lecithin tương đương nhau, đậu tương nguồn chứa lecithin cao nhóm hạt Tuy nhiên, lượng lecithin thu nhận tùy thuộc nhiều vào nguồn gốc trồng, điều kiện khí hậu q trình chế biến (xay xát) Qua bảng 3.1 thấy hàm lượng lecithin từ dầu đậu tương có giá trị cao Dầu đậu tương thơ trích ly từ hạt đâu tương, chưa qua q trình khử keo phân tích hàm lượng lecithin đạt 2,34% khối lượng (2,34g/100g dầu đậu tương thô) Hàm lượng cao thông thường dầu đậu tương thô chứa khoảng 1,23,2% khối lượng [10, 12] Dựa vào kết trên, lựa chọn đậu tương nguyên liệu dùng để tách chiết thu lecithin, nguồn nơng sản phong phú có giá thành rẻ Việt Nam 3.2 Nghiên cứu tách chiết dầu đậu tương từ hạt đậu tương 3.2.1 Nghiên cứu lựa chọn dung mơi thích hợp Tiến hành thí nghiệm khảo sát lựa chọn dung mơi thích hợp cho trình tách chiết dầu đậu tương ba loại dung môi ethanol, n-hexan dầu hỏa Thử nghiệm tách chiết theo tỷ lệ nguyên liệu/dung môi : 3, hỗn hợp lắc nhiệt độ phòng giờ, 100 vịng/phút Kết trình bày bảng 3.2 Bảng 3.2 Ảnh hưởng dung môi đến trính trích ly dầu từ đậu tương Dung mơi Hiệu suất thu dầu (%) Hiệu suất thu hồi (% ) Dầu hỏa 97,4 52,8 n-Hexan 98,7 54,0 Ethanol 97,8 53,5 Qua bảng 3.2 thấy sử dụng n-hexan để tách dầu cho hiệu suất thu dầu cao (98,7%) Tuy nhiên, dung môi dầu hỏa ethanol hiệu suất thu lecithin cao tương tự Với mục đích chúng tơi mong muốn sản xuất lecithin tinh để ứng dụng cho ngành công nghiệp thực phẩm, thực phẩm chức Hoàng Thị Hồng – 1102 29 Khóa luận tốt nghiêp – K18 để chăm sóc sức khỏe người nên lựa chọn dung mơi ethanol để tách dầu vừa an tồn đới với sức khỏe vừa dễ kiếm, chi phí lại thấp 3.2.2 Nghiên cứu tỷ lệ nguyên liệu/dung môi hạt đậu tương Tiến hành thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ ngun liệu/dung mơi đến q trình trích ly dầu với tỷ lệ : 3; : : Hỗn hợp lắc nhiệt độ phịng giờ, 100 vịng/phút Ngồi xác định hiệu suất thu dầu chúng tơi có nghiên cứu thêm xác định hàm lượng dầu phương pháp Soxhlet [4] (phương pháp trực tiếp) Phương pháp dựa vào hịa tan dầu dung mơi hữu cơ, chúng tơi sử dụng ethanol để trích ly dầu từ hạt đậu tương nghiền nhỏ cách bổ sung 300 ml ethanol vào 100g bột đậu tương Đem hỗn hợp lắc nhiệt độ phòng giờ, tốc độ lắc 100 vòng/ phút Sau đem hỗn hợp quay chân khơng thu dầu Dầu sấy chân không nhiệt độ 80-900C khoảng Lúc để xác định hàm lượng dầu (%) cân dầu sấy khô chia cho 100g nguyên liệu ban đầu Kết thu được trình bày bảng 3.3 Bảng 3.3 Ảnh hưởng tỷ lệ dung mơi/ngun liệu đến q trình trích ly dầu từ đậu tương Tỷ lệ dung mơi/ngun liệu Hàm lượng dầu (%) Hiệu suất thu dầu (%) 3:1 1,44 97,4 4:1 1,34 97,8 5:1 1,30 96,5 Hoàng Thị Hồng – 1102 30 Khóa luận tốt nghiêp – K18 Qua bảng 3.3 thấy tỷ lệ nguyên liệu/dung môi : đạt hiệu suất cao (97,8%) Chúng tơi tiến hành thí nghiệm giảm thể tích dung mơi giữ ngun lần khảo sát thay đổi khối lượng nguyên liệu để khảo sát hiệu suất thu lecithin Như chứng tỏ với 100g nguyên liệu cần tối đa 400 ml dung mơi để trích ly dầu từ đậu tương 3.2.3 Nghiên cứu số lần trích ly dầu từ đậu tương Tiến hành thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng số lần trích ly đến hiệu suất thu dầu thơ Chúng tơi tiến hành trích ly lần, lần thay đổi tỷ lệ dung môi sau: lần tỷ lệ nguyên liệu/dung môi : Sau lần thay đổi tỷ lệ nguyên liệu/dung môi : 3; : : Hỗn hợp đem lắc nhiệt độ phòng lắc 100 vịng/ phút dung mơi ethanol Kết thu dầu trình bày bảng 3.4 Bảng 3.4 Ảnh hưởng số lần trích ly đến q trình thu dầu từ đậu tương.` STT Số lần trích ly Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu Hiệu suất thu dầu (%) 1:4 97,4 1:3 98,5 1:4 97,4 1:2 98,0 1:4 97,4 1:1 97,8 Qua bảng 3.4 thấy hiệu suất thu dầu lần chiết thứ tăng so với lần lần cụ thể là: lần với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi : hiệu suất thu dầu 97.4%, sau chiết tiếp lần thứ thay đổi tỷ lệ nguyên liệu/dung môi : hiệu suất thu dầu 98% Hoàng Thị Hồng – 1102 31 Khóa luận tốt nghiêp – K18 3.3 Nghiên cứu thu nhận Lecithin từ dầu đậu tương 3.3.1 Nghiên cứu hàm lượng nước thích hợp Lượng nước bổ sung cho trình hydrat phosphatid quan trọng Nếu bổ sung nước thấp lượng cần thiết điều kiện giữ ẩm khơng thích hợp số lượng nước cao giá trị tối ưu nó, lượng dầu tạo thành cao giảm tỷ lệ phosphatid trình tách triết Để tiến hành khảo sát ảnh hưởng hàm lượng nước đến hiệu suất chiết tách lecithin từ dầu đậu tương thô tiến hành sau: 100g dầu đậu tương thô, nguyên liệu, khuấy trộn 150 vòng/phút nhiệt độ 600 C thời gian 15 phút, bổ sung hàm lượng nước theo theo nồng độ từ 0,5-5% khối lượng nguyên liệu Ly tâm thu lecithin ly tâm 8000 vòng/phút, 10 phút.Kết thể hình 3.1 % 92 , in 91 h ti ce l 90 n ? 89 h n u 88 h t t ? 87 u s u ?i 86 H 85 2.2 1.8 1.6 1.4 1.2 g, in h ti ce l g n ? u l m H 1 Hàm lu?ng nu?c, % Hi?u su?t thu lecithin, % lu?ng lecithin, g Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng hàm lượng nước tới hiệu suất thu Lecithin Kết hình 3.1 cho thấy rằng: Hiệu suất tách lecithin tăng lên đạt giá trị cao 2% hàm lượng nước hiệu suất thu nhận lecithin đạt 91% (2,13g Hoàng Thị Hồng – 1102 32 Khóa luận tốt nghiêp – K18 Lecithin) Khi tăng hàm lượng nước 2% hiệu suất thu nhận lecithin giảm xuống Trong thực tế, hàm lượng nước bổ sung vượt qua giới hạn định, nước nhũ tương dầu hình thành hiệu suất thu nhận lecithin giảm 3.3.2 Nghiên cứu nhiệt độ thích hợp Tiến hành thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ trình tách chiết từ dầu đậu tương thơ với điều kiện nhiệt độ từ 400C đến 600C, bổ sung 2% hàm lượng nước, khuấy 150 vòng/phút thời gian 20 phút Kết khảo trình bày hình 3.2 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ tới hiệu suất thu Lecithin Qua kết khảo sát cho thấy rằng: tăng nhiệt độ trích ly hiệu suất thu nhận lecithin tăng, khoảng nhiệt độ từ 600C đến 800C cho hiệu suất thu nhận lecithin cao dần (hiệu suất thu lecithin đạt 92,7% tương đương 2,169g lecithin nhiệt độ màu tối dần từ màu nâu sang màu nâu sậm màu đen nhiệt 800 C Vì vậy, lựa chọn nhiệt độ thích hợp 600C Hồng Thị Hồng – 1102 33 Khóa luận tốt nghiêp – K18 3.3.3 Nghiên cứu thời gian thích hợp Tiến hành khảo sát ảnh hưởng thời gian tới trình thu nhận lecithin khoảng thời gian 5, 10, 15, 20, 25, 30 40 phút nhiệt độ 650C, bổ sung nước 2% khuấy 150 vòng/phút Kết thu trình bày hình 3.3 Hình 3.3.Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian tới hiệu suất thu Lecithin Từ kết hình 3.3 ta thấy q trình hydrat hóa diễn nhanh sau phút hiệu suất thu nhận lecithin đạt tới 88,1% Kéo dài thời gian từ 10 đến 30 phút, hiệu suất thu nhận lecithin tăng từ 91,5% (2,141g lecithin) đến 95,1% (2,225g lecithin) sau 40 phút hiệu suất đạt 95,6% Khi kéo dài 20 phút hiệu suất thu lecithin không tăng nhiều, với thời gian ngắn hiệu suất thu nhận lecithin khơng đạt u cầu Do đó, lựa chọn thời gian thích hợp cho q trình thu nhận lecithin 20 phút 3.3.4 Nghiên cứu tốc độ khuấy thích hợp Để khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất thu nhận lecithin từ dầu đậu tương nguyên liệu với điều kiện: 100g dầu đậu tương thô nguyên liệu, hàm lượng nước 2%, trích ly nhiệt độ 600C thời gian 20 phút với tốc độ khuấy trộn 100, 150, 200, 250, 300 vịng/phút Kết thu trình bày hình 3.4 Hồng Thị Hồng – 1102 34 Khóa luận tốt nghiêp – K18 Hình 3.4.Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tốc độ khuấy tới hiệu suất thu Lecithin Từ kết hình 3.4 nhận xét thấy: thay đổi tốc độ khuấy từ 100 đến 200 vòng/phút, hiệu suất thu lecithin thay đổi rõ, tăng từ 94,7% đến 95,6% Với tốc độ khuấy 250-300 vịng/phút khơng ảnh hưởng nhiều tới hiệu suất trình tách chiết lecithin từ dầu đậu tương thô Lựa chọn tốc độ khuấy 200 vịng/phút 3.4 Nghiên cứu làm Lecithin Lecithin thơ bổ sung acetone với tỷ lệ lecithin thô/acetone : (w/v), hỗn hợp khuấy 150 vòng/phút giờ, dung mơi có chứa chất tạp chất (acid béo,triglyceride…) Lecithin phân tách lắng xuống Sau q trình rửa loại bỏ pha dung mơi phía có chứa tạp chất, thu cặn chứa lecithin Quá trình rửa lặp lại lần, thu lecithin Mẫu lecithin phân tích hàm lượng lecithin theo phương pháp quang phổ hình ảnh phương pháp sắc ký lớp mỏng (TLC) thể hình 3.5 Hồng Thị Hồng – 1102 35 Khóa luận tốt nghiêp – K18 Hình 3.5 Hình ảnh TLC sau trình rửa acetone (1)PC chuẩn; (2,3) Lecithin thơ; (4) Lecithin sau trình rửa acetone Qua hình ảnh TLC, lecithin trích ly với acetone hai lần trở nên tập trung hơn, lecithin thơ có nhiều phospholipid Sau trình rửa acetone loại bỏ triglyceride làm cho độ tinh khiết lecithin cao Kết phân tích HPLC hàm lượng lecithin đạt 2,04% Hồng Thị Hồng – 1102 36 Khóa luận tốt nghiêp – K18 KẾT LUẬN Đã khảo sát số nguồn nông sản Việt Nam, hàm lượng lecithin cao nguyên liệu hạt có dầu (đậu tương > hạt hướng dương > hạt cải dầu > hạt bí đỏ) Hàm lượng lecithin dầu thô chiết từ hạt đậu tương đạt 2,34% khối lượng Đã nghiên cứu trích ly dầu từ hạt đậu tương với điều kiện thích hợp: Sử dụng dung mơi ethanol, tỷ lệ ngun liệu/dung mơi : 4, trích ly nhiệt độ phòng giờ, lắc 100 vòng/ phút, trích ly hai lần với tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi lần : lần : 2, hiệu suất thu dầu đạt 97.8% Đã nghiên cứu chiết tách lecithin từ dầu đậu tương thơ với điều kiện thích hợp: Tỷ lệ nước bổ sung 2%, khuấy trộn 200 vòng/ phút, nhiệt độ 600C thời gian 20 phút, ly tâm 8000 vịng/phút, hiệu suất thu nhận lecithin thơ đạt 95,6% (2,237g lecithin/100g nguyên liệu) Lecithin làm acetone, lecithin thô/acetone tỷ lệ 1:6 (w/v), rửa lần, lecithin loại sơ tạp chất có hàm lượng lecithin giàu phospholipid 28,5% Hồng Thị Hồng – 1102 37 Khóa luận tốt nghiêp – K18 KIẾN NGHỊ Đề tài thành công bước đầu nghiên cứu tách chiết, làm lecithin từ đậu tương Tuy nhiên, lecithin giàu phospholipid ứng dụng nhiều thực phẩm chức năng, y tế chăm sóc sức khỏe cộng đồng Do cần phải nghiên cứu, tinh phân loại phospholipid riêng rẽ phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine, phosphatidylinositol, phosphotidic acid để phù hợp với mục đích ứng dụng cụ thể Hồng Thị Hồng – 1102 38 Khóa luận tốt nghiêp – K18 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng việt Đinh Văn Kha, Nghiên cứu sử dụng lecithin tách chiết từ dầu đỗ tương làm phụ gia giảm thiểu khói xả cho nhiên liệu động điêzen, Viện hóa học cơng nghiệp Việt Nam, 2011 Nguyễn Thị Hồng Lĩnh cs, Nghiên cứu ứng dụng enzyme để sản xuất lecithin giàu phosphatidylcholine ứng dụng sản xuất thực phẩm chức năng, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ Công Thương, 2014 Thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Sang, Tìm hiểu cấu trúc, tính chất, chức ứng dụng lecithin, 2012 Tiến sĩ Nguyễn Minh Chơn, Thạc sĩ Phan Thị Bích Trâm Thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Thủy, Giáo trình thực tập sinh hóa, Đại học Cần thơ-Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng, 2005 B Tài liệu tiếng anh Canty, D.J and S.H Zeisel, Lecithin and Choline in Human Health and Disease Nutrition Reviews, 1994 52(10): p 327-339 Christie, W.W., Phosphatidylethanolamine and related lipids structure, occurrence, biochemistry and analysis The AOCS Lipid Library, Updated 2014 Eshratabadi, P., et al., Enhanced Degumming of Soybean Oil and its Influences on Degummed Oil and Lecithin Iranian Journal of Chemical Engineering, 2008.5(1): p 65-73 Federal Food - Drug and Cosmetic Act, Guidance on the Labeling of Certain Use of Lecithin Derived from Soy 2001: p Under Section 403 (w) Institute of Medicine (US) Standing Committee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference Intakes and its Panel on Folate, O.B.V., and Choline., Dietary Reference Intakes for Thiamin, Riboflavin, Niacin, Vitamin B6, Hoàng Thị Hồng – 1102 39 Khóa luận tốt nghiêp – K18 Folate, Vitamin B12, Pantothenic Acid, Biotin, and Choline Washington (DC): National Academies Press (US), 1988 10 Jangle, R.D., V.P Magar, and B.N Thorat, Phosphatidylcholine and its purification from raw de-oiled soya lecithin Separation and Purifiction Technology, 2013 102(0): p 187-195 11 Li, Y., Study of Analyses and Refine Method of Lecithin in Soybean Zhejiang University, Hangzhou, 2004 12 Mounts, T.L., S.L Abidi, and K.A Rennick, Effect of genetic modification on the content and composition of bioactive constituents in soybean oil Journal of the American Oil Chemists’ Society, 1996 73(5): p 581-586 13 Nasir, M.I., M.A Bernards, and P.A Charpentier, Acetylation of Soybean Lecithin and Identification of Components for Solubility in Supercritical Carbon Dioxide Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007 55(5): p 1961-1969 14 Nzai, J.M and A Proctor, Phospholipids determination in vegetable oil by thinlayer chromatography and imaging densitometry Food Chemistry, 1998 63(4): p 571-576 15 Pasini, F., etal., Review Article Phospholipids in cereals, nuts and some selected oilseeds Recent Research Devolopments in Lipids, 2013 9: p 139201 16 Sander, E.H, Chapter 12: Lecithin in beverage applications, in Lecithin: Sources, Manufacture & Uses, F.S Bernar, Edior 1989, The American Oil Chemists Society: Champaign, Illinois P 283 17 Szuhaj, B.F., Lecithin production and utilization Journal of the American Oil Chemists’ Society, 1983 60: p 308 18 Szuhaj, B.F., Lecithins: Sources, Manufacture & Uses 1989, Champaign, Illinois: The American Oil Chemists Society 283 19 Teberikler, L., S Koseoglu, and A Akgerman, Selective extraction of phosphatidylcholine from lecithin by supercritical carbon dioxide/ ethanol mixture Journal of the American Oil Chemists’ Society, 2001 78(2): p 115120 Hồng Thị Hồng – 1102 40 Khóa luận tốt nghiêp – K18 20 Van Nieuwenhuyzen, W and M.C Tomas, Update on vegetable lecithin and phospholipid technologies European Journal of Lipid Science and Technology, 2008 110 (5): p 472-486 21 Van Nieuwenhuyzen, W., Lecithin and Other Phospholipid, in Surfactants from Renewable Resources 2010, John Wiley & Sons, Ltd p 191-212 22 Vikbjerg, A.F., H Mu, and X Xu, Lipase- Catalyzed Acyl Exchange of Soybean Phosphatidylcholine in n-Hexane: A Critical Evaluation of Both Acyl Incorporation and Product Recovery Biotechnology Progress, 2005 21(2): p 397-404 23 Woodlands Healing Research Center, Phosphatidylcholine “Technical Version” Alternative Medicine Review, 2002 7(2) 24 Zeisel, S.H., et al., Choline, an essential nutrient for humans The FASEB Journal, 1991 5(7): p.2093-8 Hoàng Thị Hồng – 1102 41