Trên thé giới đã có nhiều công trình nghiên cứu cho thay nhân hạt bàng và dau hạtbàng chứa một lượng lớn chất béo có giá trị sinh học cao do chứa nhiều acid béo khôngno có lợi cho sức kh
MỞ DAU
TONG QUAN
1.1 Hat bàng Cay bàng có tên khoa học là Terminalia catappa L [ L4].
Lop: Dicot Phan lớp: Rosidae
Họ: Combretaceae Hình 1 1 Lá, hoa và quả bàng
Chi: Terminalia (Nguồn: internet) Loai: Terminalia catappa L.
Bang là một cây nhiệt đới, có nguồn gốc ở vùng Nam A, phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới châu Á (Ấn Độ, Malaysia, Philippin, Indonesia, Việt Nam, Thái Lan, ), châu Phi và châu Mỹ Ở Việt Nam, cây bàng phân bố tự nhiên ở vùng ven biển từ Quảng Ninh tới Vũng Tau, các đảo ở Vịnh Bac Bộ và Dong bằng sông Cửu Long Mùa qua bàng vào khoảng tháng 6+7, quả hạch, hình trứng dẹp, đầu múp nhọn, hai mép mỏng và khi chín có màu vàng.
Bang 1 1 Thanh phan hóa học của hạt bàng [2, 5-8, 18]
Hàm lượng (% khối lượng chất khô)
Matos và | Monnet va | Siew và | Udebunu_ | Ladele và cộng Thanh l cộng sự | cộng sự | cộng sự | (2015) su (2016) phan (2009) (2012) (2015)
Congo Bờ biển Ngà | Malaysia Nigeria Bennin
Chatxo | 3.53+0.10 |9.97+0.08 |2 - Qua bang 1.1 giới thiệu thành phần hóa hoc của hạt bàng, cho thay trong hạt bang chứa một nguồn chất béo tiềm năng déi dào khi so sánh với nguồn thực vật khác như hạt hướng dương (32%), hạt cọ dầu (36%), đậu phộng (42%) [19] Bên cạnh đó, hàm lượng chất béo có trong hạt bàng cũng có sự khác biệt giữa các quốc gia trên thế giới và được thé hiện qua bảng 1.2 theo kết quả phân tích của nhiều nhóm tác giả Sự khác biệt giữa các nghiên cứu có thé là do giống (yếu tố di truyện), vị trí địa lý, khí hau, giai đoạn trưởng thành, thời điểm thu hoạch
Bảng 1 2 So sánh hàm lượng chất béo có trong hạt bàng ở một số quốc gia
Hàm lượng chat béo trong hat (%, w/w)
Abdullahi | D.H Bich | Santos va | Matos vài Monnet và Dat va Orhevba Chỉ tiêu và Anelli | và cộng sự | cộng sự cộng sự cộng sự cộng sự và cộng (1980) (2006) (2008) (2009) (2012) (2013) | su (2016)
Nguôn gôc| Somali Việt Nam Brazil Congo | Bờ biến Nga | Cân Thơ | Nigeria Kết quả 45 52.02 49 51.80 63.65 49 50.33
Trong thành phan hóa học của hạt bàng (bảng 1.1.), protein là thành phan có hàm lượng cao trong hạt sau chất béo Hàm lượng acid amin của hạt cho thấy acid glutamic(5.69 g/100g) là acid amin thiết yếu có hàm lượng cao nhất trong hạt bang, sau đó là arginine (3.95 g/100g), trong khi hàm lượng histidine, methionine, tyrosine và lysine rất nhỏ (Bảng 1.3) Tuy nhiên, Hàm lượng lysine cao ảnh hưởng tiêu cực đến sự hấp thu arginine trong cơ thé [20] nên mức lysine thấp trong hat bàng có thé là một lợi thế Hàm lượng arginine cao của hạt bàng cho thấy hạt bàng có thể dùng làm thức ăn và có tiềm năng cho lợi ích sức khoẻ Arginine là tiền thân của oxit nitric (NO) có nhiều hoạt tính sinh học bao gồm chống oxy hóa và chống tiêu cau có liên quan đến nguy cơ tim mạch [20, 21] Đặc biệt, trong thành phần amino acid của hạt bàng không chứa asparagine — một loại amino acid tự do thường gap trong hạt hạnh nhân sống (P amygdalus) và có liên quan đến hàm lượng acrylamide trong hạt hạnh nhân nướng rang Acrylamide là một chất gây ung thư [22].
Bang 1 3 Thanh phan Amino acid trong hạt Terminalia catappa [7]
STT Amino acid Tên viết tat | Ham lượng (g/100g protein)
1 Aspartic acid ASX 2.15+ 0.48 2 Glutamic acid Glx 5.69 + 1.61 3 Serine Ser 1.12+0.18 4 Glycine acid Gly 1.69 + 0.39 5 Histidine His 0.52 +0.14 6 Arginine Arg 3.95 + 0.02 7 Threonine Thr 1.04 + 0.80 8 Alanine Ala 1.02+041 9 Proline Pro 1.02 + 0.04 10 Tyrosine Tyr 0.76 + 0.07 II Valine Val 1.03 0.28 12 Methionine Met 0.26 + 0.08 13 Cysteine Cys 1.40 +0.22 14 Isoleucine He 1.79 + 0.07 15 Leucine Leu 115+ 0.25 16 Phenylalanine Phe I.I4+0.01 17 Lysine Lys 0.42 + 0.09
Ngoài ra, trong hat bàng còn chứa một lượng đáng kề các thành phan khoáng quan trọng (bảng 1.4.) Hàm lượng Canxi (827.20 + 2.18 mg/100g), Magie (798.6 + 0.32 mg/100g) va Natri (27.89 + 0.42 mg/100g) Canxi và Magie đóng vai tro quan trọng trong quang hợp, chuyển hóa carbohydrate, acid nucleic và các chất gắn kết của các thành tế bào [23] Ngoài ra, canxi và magie còn là những khoáng chất thiết yếu cho hoạt động của nhiều enzyme trong cơ thê.
Bang 1 4 Thanh phan khoáng của hat bang[5]
STT | Nguyên tổ khoáng | Hàm lượng (mg/100g)
Hat bàng chứa nhiều chat béo, protein và khoáng chat có lợi cho sức khỏe con người và cũng là một trong những loại hạt có dầu có thể sử dụng thay thế cho một số loại hạt có dầu thông thường như dầu cọ, dầu lạc và dầu đậu nành [9].
1.2 Dâu nhân hat bàng 1.2.1 Thành phan hóa học
Theo nghiên cứu của S Sotheeswaran và cộng sự (1994) chất béo chiếm 21% khối lượng hạt trong đó thành phần phytosterols chiếm 0.32% khối lượng chất béo và diacylglycerol chiếm 11% khối lượng chất béo, còn lại là triacylglycerol [24].
Thanh phan acid béo của dau hat bàng chủ yếu là acid oleic, linoleic và palmitic (bảng 1.5.) Tùy thuộc vào điều kiện nghiên cứu mà thành phan acid oleic, linoleic hay acid palmitic sẽ chiếm ưu thế khác nhau Trong nghiên cứu của Monnet và cộng sự (2012) cho thấy acid palmitic (37.26%) là acid béo chiếm nhiều nhất trong thành phần acid béo của dau hat bàng, tiếp theo là acid oleic (32.40%) va linoleic (24.65%), và lượng nho cac acid nhu: acid stearic (5.55%), linolenic (0.55%), palmitoleic (0.41%), myristic
(0.17%) Tương tự, trong các nghiên cứu của Abdullahi va Anelli (1980); Đỗ Huy Bích và cộng sự (2006); Santos va cộng sự (2008); Matos và cộng sự (2009); Dat và cộng sự
(2013) cũng chứng mình thành phan acid béo chủ yếu trong dâu hạt bàng là acid palmitic.
Tuy nhiên, trong nghiên cứu của Siew và cộng sự (2015) chỉ ra rằng thành phân aicd béo chiếm nhiều nhất trong dầu hạt bàng là acid oleic (39.28%), bên cạnh đó, cũng có nghiên cứu chỉ ra rang acid linoleic mới là acid béo không bão hòa chủ yếu trong dau hạt bàng [3 25] Hàm lượng acid linoleic cao trong dau rất có ý nghĩa vi acid linoleic là một trong những acid béo không bão hoà quan trọng nhất trong thực phẩm của con người do khả năng ngăn ngừa bệnh tim mạch [26, 27].
Bang 1 5 Thành phan acid béo trong dau nhân hạt bàng [2, 3, 5-7, 11, 13]
Abdullahi | D.H.Bich | Santos và | Matos và | Monnet Dat và | Siew va Acid béo va Anelli | va cộng | cộng cộng sự |và cộng | cộng su | cộng sự (1980) sự (2006) | (2008) (2009) sự (2012) | (2013) | (2015)
Tỉ lệ giữa acid béo không bão hòa và acid béo bão hòa (ti lệ UFA/SFA) trong thành phan chất béo của dau càng cao thì dầu càng có giá trị dinh dưỡng, tỉ lệ này trong dau hạt bang (dầu T.catappa L.) chiếm 1.51 cao hon so với dầu dừa (0.1), dầu cọ (1.0), dau hạt co (0.2) và dầu hạt mỡ (1.1) (bang 1.6.).
Bang 1 6 So sánh thành phan acid béo của dau nhân hạt bàng với một số loại dau thông dụng [5, 28]
Ti 1é| Acid | Acid Acid Acid Acid | Acid | Acid Acid Loai dau UFA/ capric | lauric | myristic | palmitic | stearic | oleic | linoleic | linolenic
SFA Ci0:0 | Ci2:0 | Củ:0 C16:0 Cis:0 | Cis:l | Cis:2 Cis:3 Hat cai 15.7 - - - 4 2 62 22 10
Các thành phần nhỏ không được liệt kê vì vậy giá trị có thé không đạt 100% a- Matos và cộng sự (2009) [5]
Trong dâu hạt bàng chứa các thành phần nguyên tố khoáng đáp ứng được theo yêu cầu kỹ thuật đối với dầu ăn, được qui định trong tiêu chuẩn Codex stan 1981, sửa đổi năm 2015 (bang 1.7.).
Bang 1 7 Thanh phan khoáng trong dau hat bàng [29, 30]
STT | Nguyên tổ khoáng | Hàm lượng (mg/kg) | Tiêu chuan CODEX
Jarpon va cộng sự (2015); Monnet và cộng sự (2012) đã nghiên cứu màu sắc của dầu hạt bàng được chiết bằng phương pháp Soxhlet từ quả bàng chín và chưa chín Màu sic được thé hiện qua các giá trị L”, a’, b” với L* đặc trưng cho độ sáng màu của dau và có giá tri từ 0 đến 100 theo mức độ từ tối đến sáng, a` thể hiện từ màu xanh (-a) sang đỏ(+a), b” thé hiện từ màu xanh dương (-b) đến vàng (+b) (hình 1.2.).
Kết quả phân tích (bảng 1.8.) cho thay dau hat bang thu được từ qua bàng chín có màu vàng sáng hơn so với dầu thu được từ quả bàng chưa chín.
Bang 1 8 Đặc trưng màu sắc của dâu hạt bàng [6, 30]
Monnet và cộng sự (2012) Jarpon và cong sự Giá trị đặc trưng
Quả chín Quả chưa chín (2015) L 81.05 + 0.02 78.92 + 0.02 6.33+0.I bẽ +18.14 + 0.02 +20.07 + 0.02 1.03+0.11 a -3.96 + 0.04 +0.06 + 0.04 -0.56+0.13
1.2.2.2 Tính chất hóa lý của dẫu hat bàng Kết quả phân tích của nhiều nhóm nghiên cứu về các chỉ số của chất béo và một số tính chat vật lý (độ nhớt, ty trọng, nhiệt độ nóng chảy) của dau hạt bàng được thé hiện qua bảng 1.9 Điểm mù và điểm chảy của dau là 16.0°C và 11.5°C (Orhevba và cộng su, 2016) cho thấy khi dầu được làm mát đến nhiệt độ 16.0°C sáp hoặc kết tủa được hình thành và nếu nhiệt độ tiếp tục giảm xuống khoảng 11.5°C dau sẽ chuyền thành trạng thái bán răn.
Bang 1 9 Một số tính chất cua dau hạt bàng [2, 6, 11, 12, 30]
Santos va Orhevba va Chi tiéu Bich va và cộng | Dat va] va cộng cộng su cộng sự | CODEX cộng sự sự cộng sự | sự (2015)
39.8mmZ”/s và 18.2 (ở học dung dịch - - mm7/s_ | 33.5+1.06 -
Diém mù (°C) l6 Điểm chảy (°C) - - - - -27.11 11.5 - Diém khói (°C) - - - 173 - Diém sang (°C) - - - 208 - Điểm cháy (°C) - - - 271
1.3 Enzyme lipase tir Mucor javanicus Enzyme lipase (triacylglycerol acylhydrolases, EC 3.1.1.3) là nhóm enzyme được sử dụng pho biến làm chat xúc tác sinh hoc cho phản ứng thủy phân triglyceride(triacylglycerol hay dầu thực vật, mỡ động vật) thành glycerol, acid béo tự do, mono- và
DOI TUONG VA PHUONG PHAP NGHIEN CUU
2.1 Đối tượng 2.1.1 Dầu hạt bàng
Dau nhân hạt bang được thu nhận bang phương pháp ép trục vit và được làm sạch băng phương pháp lọc chân không Mau dau nhân hạt bang được bảo quản trong chai thủy tinh màu nau, đóng kin, điều kiện nhiệt độ thường, tránh ánh sáng trực tiếp.
Hạt bang được thu mua ở ấp An Thới, xã An Tịnh, huyện Trảng Bang, tỉnh Tây Ninh Nguyên liệu sử dụng thuộc giống bàng Terminalia catappa L.
Enzyme lipase được cung cấp bởi Công ty TNHH Thiết bi khoa hoc sinh hóa VINA, thành phố Hồ Chí Minh, từ hãng Sigma-Aldrich (Nagoya, Nhật Bản), được sản xuất từ nam mốc Mucor Javanicus, có tên thương mại là Amano lipase M from Mucor javanicus Hoạt tính ghi trên nhãn là >10,000U/g, nhiệt độ tối ưu 40°C, pH tối ưu 7.
Chế phẩm enzyme Mucor javanicus lipase dé thi nghiệm được xác định lại hoạt tính theo phương pháp chuẩn độ trước khi sử dụng, có hoạt độ 96 U/ml enzyme.
Don vi hoạt độ enzym (U/ml) được định nghĩa là lượng enzyme có khả năng thủy phan được l„mol acid béo từ triglyceride trong thời gian lh tại pH 7.7, nhiệt độ 37°C, sử dụng cơ chất là dầu olive.
Bảng 2.1 Hóa chất sử dụng trong quá trình nghiên cứu STT Hóa chất Nguồn gốc Bảo quản
[_ | Dung dịch đệm phosphate pH 7 Merck, Đức Thường 2 | Potassium hydroxide (KOH) Scharlau, Tay Ban Nha Thuong
3 | Acid sulfuric (HzSOa) chuẩn 0.1N | Merck, Đức Thuong
4 Sodium thiosulfate pentahydrate Trung Quốc Thường
3| Phenolphtalein Trung Quốc Chai sam màu 6 | Potassium iodide (KI) Trung Quéc Chai sam mau 7 | Hồ tinh bột Thuong 8 | Acid acetic Trung Quốc Chai sam màu
10 | Petroleum ether phân đoạn 60-90 | Trung Quốc Chai sam mau II | NazHPOa.I2H2O Trung Quốc Thường 12 | H2SO4 Trung Quốc Thuong
Hóa chat sử dung được cung cap bởi Công ty TNHH Thiết bị khoa học sinh hóa
2.2 Dụng cụ và thiết bị
Bang 2.2 Dụng cụ su dung trong quá trình nghiên cứu STT Tén dung cu STT Tén dung cu
1 | Pipet 5ml, 10ml II | Dia thủy tinh
3 | Micropipet tự động 100+1000u1 | 13 | Bình tia
4 | Binh định mức 100ml, 1000ml 14 | Buret 25ml (màu nau, màu trăng)
5 | Erlen nút nhám 250ml I5 | Giá đỡ buret
6_ | Erlen 100ml 16 | pH kế cam tay
7 | Becher 50ml, 100ml, 250ml, Lọ thủy tinh nâu 250ml, 500ml,
8 | Bop cao su 18 | Lọ thủy tinh 50ml có nap đậy 9 | Ông nhỏ giọt 19 | Thìa xúc hóa chất inox, thủy tinh 10 | Phéu thủy tinh 20 | R6 nhựa, thau, nôi.
Bang 2.3 Thiết bị sử dung trong quá trình nghiên cứu
STT Tên thiết bị l Máy ly tâm 2 Cân kỹ thuật
4 Tủ sây 5 Bề điều nhiệt
9 May lac10 pH ké cam tay11 Bép
So đồ nội dung nghiên cứu được trình bày ở hình 2.1.
- Hàm lượng acid béo tự do qui ra acid oleic
- Chỉ số acid Dầu | - Chỉ số peroxide nhân | - Chỉ số iod hạt | - Chỉ số xà phòng bàng | - Chỉ số ester
- Hàm lượng vitamin - Hàm lượng kim loại Phân tích nguyên liệu —
Ezyme - Hoạt tinh - _ lipase ˆ Hoạt tớnh riờng ơ
- Hàm lượng protein của chê phâm Ỳ - pH
Khảo sát điều kiện phản ứng thủy phan dau nhân hạt bàng
‘| - Tỷ lệ dâu: đệm Vv Hiệu suất thủy phân - Tỷ lệ enzyme /cơ chất
Tối ưu hóa điều kiện thủy phan dau nhân hạt bàng
- Thu nhận hỗn hợp acid béo va glyceride - Chỉ số AV, PV
- Thành phân acid béo Thu nhận chế phẩm ở qui mô phòng thí nghiệm Vv
Hình 2.2 Sơ đồ nội dung nghiên cứu
2.3.2.1 Quy trình thu nhận dau nhân hat bang
Tách vỏ hạt ®⁄“ Vỏ hạt
Hình 2 3 Quy trình thu nhận dau nhân hạt bàng
U: quả bang sau khi thu hái sẽ được u kin ở nhiệt độ 35+38°C trong 48 giờ để đạt độ chín đồng đều.
Ngâm: quả bàng chín được ngâm trong dung dịch NaCl (6%, w/v) trong 4 giờ dé chuẩn bị cho công đoạn chà tách thịt quả.
Chà: quá trình chà tách thịt quả được thực hiện thủ công nhăm tạo điều kiện thuận lợi cho việc tách vỏ hạt, đồng thời loại bỏ những thành phần không mong muốn có trong vỏ và thịt quả gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng của dau sau khi ép.
Tách vỏ hạt: hạt sau khi chà tiếp tục được tách bỏ xơ để thu nhận nhân hạt bàng băng phương pháp dập nén thủy lực, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép dau.
Say: quá trình say làm giảm hàm am trong hạt dé tăng hiệu suất ép và tránh hiện tượng thủy phân chất béo Nhân hạt bàng sau khi tách ra được sấy đối lưu ở nhiệt độ 55+60°C trong 5+6h đến khi độ âm đạt 6%. Ép: dầu nhân hạt bàng được thu nhận băng phương pháp ép, sử dụng máy ép trục vít dé ép dau, máy được thiết kế cấu tạo với thé tích trục vít giảm dan trong lòng ống, dau được giải phóng ra khỏi hạt do sự tạo thành áp lực trong máy ép làm dau từ các khe vách và trên bé mặt hạt có thé thoát ra ngoài.
Lọc: dầu sau khi ép được lọc hút chân không để loại bỏ cặn và tạp chất còn sót lại trong quá trình ép.
Gia nhiệt: dầu được gia nhiệt lên 70°C để tiêu diệt enzyme nội tai trong dau.
Bao quan: dau được bao quan ở nhiệt độ 5°C dé sử dụng cho quá trình nghiên cuu.
2.3.2.2 Quy trình thủy phân dau nhân hạt bàng
( din nhan hat bang) C Đệm phosphate 2)
Lac (zm MJ L) (bem phosphate )
Thuy phan