Dầu từ hạt chè xanh có hàm lượng chất béo bão hòa rất thấp, chỉ khoảng 10,5%, giàu hàm lượng các acid béo không no cần thiết như: oleic acid, linoleic acid, linolenic acid,…Ngoài ra, tro
TỔNG QUAN
Giới thiệu về cây chè
Năm 1753, Cac Vôn Linê (Carl Von Lenne), nhà thực vật học Thụy Điển đã thu thập, phân loại các mẫu chè giống ở Trung Quốc, và lần đầu tiên đặt tên khoa học cây chè là Thea sinensis, phân thành 2 giống chè : Thea bohea (chè đen) và Thea viridis (chè xanh), như vậy đã xác nhận Trung Quốc là nơi ra đời của cây chè
Cho đến 1975, lần lượt đã có 5 thuyết là: Thuyết Trung Quốc, thuyết Ấn Độ, thuyết 2 nguồn gốc, thuyết chiết trung và thuyết Việt Nam nói về nguồn gốc cây chè Hiện nay thuyết chiết trung được nhiều người ủng hộ
Năm 1951, Đào Thừa Trân (Trung Quốc) đưa ra thuyết chiết trung được nhiều học giả thế giới công nhận Theo thuyết này, cái nôi tự nhiên cây chè là ở khu vực gió mùa Đông Nam Á, vì ở Lào, Mianma, Vân Nam và bắc Việt Nam đều có những cây chè hoang dại Các điều kiện đất đai, khí hậu, lượng mưa của cả khu vực này đều rất thích hợp với sinh trưởng của cây chè, hợp thành một vườn chè nguyên thủy Hơn nữa các cây chè mọc hoang dại tìm thấy rất nhiều dọc 2 bờ các con sông lớn : Kim Sa Giang, Phú Long Giang, Salouen, Irravadi, Mê Kông, Bramapoutro… Các con sông này đều bắt nguồn từ dãy núi phía nam cao nguyên Tây Tạng Cho nên vùng nguyên sản cây chè là vùng núi ở cao nguyên Tây Tạng Cây chè di thực về phía đông qua tỉnh Tứ Xuyên, bị ảnh hưởng của khí hậu, nên biến thành giống chè lá nhỏ, di thực về phía nam và tây nam là Ấn Độ, Mianma, Annam (Việt Nam) biến thành giống lá to (Trồng trọt và chế biến chè, NXB Trung Hoa thư cục, Thượng Hải, 1951)
Năm 1974 Veckôven (J.Werkhoven, Hà Lan) chuyên viên của tổ chức Lương thực thế giới FAO, đã tổng kết trong cuốn Công nghệ chè (Tập san Nông nghiệp 26, Rôma,1974): “Cây chè được Linne xếp loại và đặt tên là Thea sinensis (L.) có nguồn gốc ở vùng Đông Nam Trung Quốc gần nguồn sông Irrawadi (Mianma)”
Lớp Song tử điệp Dicotylednae
Tên khoa học: Camellia Sinensis (L) (hay Thea sinensis L.) (1935 – Hội nghị Quốc tế về thực vật)
1.1.2 Giới thiệu về giống chè bản địa
Việt Nam nằm trong vùng gió mùa Đông Nam Á, cái nôi của cây chè Khí hậu đất đai rất thích hợp với sinh trưởng cây chè Lượng nước mưa dồi dào 1700-2000 mm/năm, nhiệt độ 21-22.6 0 C, ẩm độ không khí 80-85 % Đất đai trồng trà gồm 2 loại phiến thạch sét và bazan màu mỡ
Theo phân loại của nhà phân loại thực vật Hà Lan Cohen Stuart (1918) và nhà nông học Pháp Du Pasquier (1923), có 4 giống chè có mặt ở Việt Nam, bao gồm:
−− Chine microphylla (chè Trung Quốc lá nhỏ)
− Chine macrophylla (chè Trung Quốc lá to)
− Shan (chè Shan tuyết) Chine microphylla còn gọi là chè Trung Quốc lá nhỏ, cây bụi nhỏ, chịu rét, có ở
Liên xô, Nhật bản, Trung quốc, Việt nam Chine macrophylla còn gọi là chè Trung Quốc lá to, cây có thể cao đến 10 mét, có ở Trung Quốc, Việt Nam Chè Shan, cây cao có thể đến 20 mét, búp có lông trắng nên gọi là chè Shan Tuyết, có ở Mộc Châu, Yên bái, Hoà Bình, Trung quốc, Miến điện Chè Assamica còn gọi là chè Ấn độ, cây có ở Ấn độ, Việt Nam, do Pháp mang qua trồng ở Cầu Đất (Lâm Đồng)…
Diện tích trồng chè cả nước đến năm 2011 đã lên đến 113 000 ha phân bố chủ yếu ở các vùng trồng chè lớn như:
−− Vùng chè Tây Bắc, vùng chè Việt Bắc – Hoàng Liên Sơn (Tuyên Quang, Hà
− Vùng chè Trung du Bắc Bộ (Phú Thọ, Hoà Bình, Vĩnh Phú, Thái Nguyên,
Hà Tây và Hà Nội)
− Vùng chè Bắc Trung Bộ (Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh)
− Vùng chè Tây Nguyên (Lâm Đồng, Gia Lai, Kon Tum)
− Vùng chè duyên hải miền Trung (Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên, Quảng Nam, Đà Nẵng, Quảng Ngãi)
Theo dự kiến thì diện tích trồng chè ở nước ta sẽ tăng lên thành 150.000 ha vào năm 2015 Trong đó, tổng diện tích chè trên địa bàn toàn tỉnh Lâm Đồng có trên 26.000 ha, trong đó có hơn 24.000 ha thu hoạch Sản lượng thu hoạch năm 2010 đạt trên 140 ngàn tấn búp tươi, sản lượng chè thành phẩm đạt trên 30 ngàn tấn (cao nhất Việt Nam), chiếm tỷ lệ 25% về diện tích và 27% về sản lượng chè của cả nước Cây chè của Lâm Đồng được trồng ở nhiều địa phương, nhưng tập trung chủ yếu ở thành phố Bảo Lộc và huyện Bảo Lâm
Theo kết quả điều tra, 1 cây chè có thể cho 3kg hạt chè/ năm, 1 ha chè có thể cho đến 10 tấn quả chè/ năm Như vậy với diện tích trồng chè 125 nghìn ha (số liệu thống kê năm 2008) có thể cho sản lượng quả chè lên đến 1.5 triệu tấn/ năm Hiện nay, lượng quả chè này chưa được sử dụng vào bất kỳ mục đích kinh tế nào Vì vậy, nếu lượng quả chè này được nghiên cứu sử dụng thì sẽ mang lại lợi nhuận cho người nông dân nói riêng và ngành chè Việt Nam nói chung.
Cấu tạo chung của hạt chè
Quả chè loại nang có 1-
Sinensis có từ 2-4 hạt, còn hạt c hay vuông tùy số lượng hạt bên rồi nứt ra
Hạt chè có vỏ sành màu n dưỡng, đường kính từ 10 – 15m 2.0g/hạt, trung bình 1- 1.6g Ở hạt nhỏ và nhẹ Vỏ sành rất cứn non và nâu đen khi hạt chín, b nhiệm vụ vận chuyển nước và c phôi chè, lá mầm to và nặng tới
Hạt chè xuất hiện khi nh gian những hạt giống trưởng thà t chè
- 4 hạt, thường là 2, 3 hạt Thông thường, quả ạt chè Camellia Oleifera thường có 1 hạt Hình ên trong, vỏ quả màu xanh, khi chín chuyển màu nâu, ít khi đen, hạt to nhỏ tùy giống chè, v 15mm, hạt hình cầu, bán cầu hay tam giác Tr Ở Việt Nam giống chè Shan to và nặng, giốn ất cứng do 6-7 lớp thạch bào cấu tạo thành, màu p hín, bên trong là một vỏ lụa mỏng, màu nâu, có n à chất dinh dưỡng để nuôi hạt Nhân chè gồm ng tới 3/4 trọng lượng hạt, là nơi dự trữ dinh dưỡn khi những bông hoa chè bắt đầu tàn, khoảng tháng ng thành sau sự tăng trưởng g, quả chè Camellia Hình tròn, tam giác ển sang màu nâu è, và chế độ dinh c Trọng lượng 0.6- g, giống chè Ấn Độ màu phớt đỏ khi hạt u, có nhiều gân làm ồm hai lá mầm và ỡng tháng 10, 11 là thời
Thành phần hóa học của hạt chè
Thành phần a Acid béo không no
(e) (f) chè; (b) Quả chè tươi; (c) Quả chè khô; (d) H t chè còn vỏ lụa; (f) Nhân hạt đã bóc vỏ lụa a hạt chè:
1: Bảng thành phần acid béo trong hạt chè: ần acid béo Hàm lượng (%)
Giá trị sinh học của hạt chè
Giá trị sinh học của hạt chè thể hiện qua sự có mặt của các chất chống oxi hóa trong thành phần hạt Các chất chống oxi hóa này chia làm 2 loại: tan trong nước và tan trong dầu
Theo nghiên cứu của Fazel và cộng sự (2008), thành phần các chống oxi hóa chủ yếu tan trong dầu bao gồm: β-caroten, vitamin E 2 thành phần này tồn tại trong dầu hạt chè với hàm lượng tương đối cao, lần lượt là 251.3±2.5 và 389.3±3.0 mg/kg Do hàm lượng β-caroten, vitamin E cao như vậy dẫn đến dầu hạt chè có khả năng chống oxi hóa cao hơn hẳn một số loại dầu khác Ngoài ra, khi thêm dầu hạt chè vào dầu kilka với tỷ lệ 5% và 10% (1 loại dầu dễ bị oxi hóa), dầu hạt chè cũng làm gia tăng tính kháng oxi hóa của loại dầu này
Cũng theo nghiên cứu của Fazel thì vitamin E trong dầu hạt chè tồn tại ở các dạng: α-tocopherol, γ-tocopherol, δ-tocopherol, α-tocotrienol, β-tocotrienol và γ-tocotrienol, trong đó dạng tồn tại chủ yếu của vitamin E trong dầu hạt chè là α-tocopherol
Ngoài ra, trong hạt chè còn có 1 thành phần khác cũng có giá trị sinh học cao, đó là polyphenol Tuy nhiên, polyphenol là chất chủ yếu tan trong pha nước nên khi thu nhận dầu hạt chè, hàm lượng polyphenol trích ly được theo pha dầu cũng không nhiều
Theo nghiên cứu của Fazel, thành phần polyphenol trong dầu hạt chè rất đa dạng, bao gồm: gallocatechin, catechin, epigallocatechin gallate, epicatechin, gallocatechin gallate, catechin gallate,… Trong đó, thành phần chủ yếu là catechin (hàm lượng 65.32±0.21 mg/kg) và epigallocatechin (hàm lượng 120.93±0.7 mg/kg)
Khái niệm và phân loại
Vitamin E là một trong các vitamin hòa tan trong môi trường chất béo có hoạt tính sinh học cao
Vai trò chính của vitamin E:
- Là một chất chống oxy hóa
- Bảo vệ màng tế bào
- Tăng cường hệ thống miễn dịch
- Điều hòa kết tập tiểu cầu
- Điều hòa hoạt động enzym protein kinase
Vitamin E tồn tại ở tám dạng trong tự nhiên: bốn dạng tocopherol và bốn dạng tocotrienol
Hình 1.2: Cấu trúc của vitamin E
Trong các dạng tocopherol, α-tocopherol là chất có hoạt tính mạnh nhất Nó là đại biểu chính của vitamin E vì nó chiếm khoảng 90% tất cả tocopherol trong máu và các tổ chức khác trong cơ thể
Cả tám dạng này đều chứa một vòng thơm và một chuỗi mạch thẳng 16 carbon Các hợp chất tocotrienol khác với các tocopherol là có thêm ba nối đôi ở chuỗi mạch carbon thẳng Nhóm hydroxyl gắn với vòng thơm quyết định tính chống oxy hóa của vitamin E trong khi mạch carbon đảm bảo khả năng hòa tan trong chất béo của chúng (Huang và cộng sự, 2002)
Cơ chế chống oxy hóa
Tính chất hòa tan trong chất béo của vitamin E giúp chúng có khả năng thâm nhập sâu vào các màng sinh học vốn chứa nhiều acid béo không no và ngăn cản chuỗi phản ứng oxy hóa lipid Các vitamin E sẽ chuyển hydro của nó cho gốc tự do peroxyd Gốc tocopheryl tạo thành được khử về trạng thái ban đầu nhờ vitamin C (Niki và cộng sự, 1995;
Tocopherol-OH + LOO o → Tocopherol-O + LOOH (Với LOO: gốc tự do peroxyd)
Khả năng chống oxy hóa của vitamin E phụ thuộc vào mức độ cản trở không gian của các nhóm methyl ở vị trí ortho đối với nhóm hydroxyl ở vòng thơm Nhóm hydroxyl càng bị cản trở ít (trường hợp δ-tocopherol và δ-tocotrienol), khả năng chống oxy hóa càng cao
Vitamin E được xem như là hợp chất lưỡng cực, ở đầu có nhóm -OH hướng ra môi trường nước, đuôi phytyl của nó tan trong chất béo Vì vậy nó bảo vệ bề mặt tế bào và trao đổi điện tử (H) với vitamin C một cách dễ dàng
Vitamin E trong dầu hạt chè
Vitamin E trong dầu hạt chè chủ yếu tồn tại ở dạng α-tocopherol và α-tocotrienol
Theo nghiên cứu của Fazel và cộng sự, hàm lượng α-tocopherol trong dầu hạt chè khoảng 210 ± 2.3 mg/kg, hàm lượng này là tương đối cao so với một số loại dầu khác như: dầu ô liu (200-240 mg/kg), dầu cọ (180-260 mg/kg) và dầu phộng (80-330 mg/kg)
Khái niệm và phân loại
Hợp chất phenol là một nhóm chính trong số các hợp chất có nguồn gốc thứ cấp ở thực vật Các hợp chất phenol có trong thực vật với số lượng lớn và rất phong phú về cấu tạo Phenol là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có chứa nhóm hydroxyl (-OH) liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon của vòng benzen Thực vật có khả năng tổng hợp hàng ngàn hợp chất monophenol, diphenol và polyphenol, tùy theo có một, hai hay nhiều nhóm hydroxyl đính trực tiếp vào nhân benzen (Ngô Xuân Mạnh, 2006)
Polyphenol có thể có hai hoặc nhiều nhóm hydroxyl Dựa vào đặc trưng của cấu tạo hóa học người ta chia các hợp chất polyphenol thành các nhóm chính:
- Nhóm hợp chất phenol C 6 - C 1 : galic acid, vallinin, protocatechin, … - Nhóm hợp chất phenol C 6 - C 3 : cafeic acid, cynnamic acid, ferulic acid, …
- Nhóm hợp chất phenol C 6 - C 3 - C 6 : các hợp chất flavonoid: flavanol (epicatechin, epigallocatechin, …), flavon (quecetin, kampherol, …), anthocyanin, tannin, …
Hình 1.3: Một số cấu trúc điển hình: (a) polyphenol; (b) flavonoid
Tính chất và chức năng
Các polyphenol có chứa gốc pyrocatechic hoặc pyrogalic nên chúng có thể tham gia phản ứng oxy hóa - khử, phản ứng cộng và ngưng tụ
- Phản ứng oxy hóa - khử: dưới tác dụng của enzym polyphenol oxydase, các polyphenol bị oxy hóa tạo thành quinon
- Phản ứng cộng: khi có mặt các acid amin thì các quinon này sẽ tiến hành phản ứng cộng với acid amin để tạo thành các octoquinon tương ứng
- Phản ứng ngưng tụ: các octoquinon này dễ dàng ngưng tụ với nhau để tạo thành các sản phẩm có màu gọi chung là flobafen Đối với thực vật, các hợp chất polyphenol đảm nhận các chức năng sau (Ngô Xuân Mạnh, 2006):
- Polyphenol tạo màu sắc (màu đỏ dâu tây, táo, màu tím của sim, khoai tây…)
- Các hợp chất phenol tham gia vào các phản ứng oxi hóa khử như ubiquinon vận chuyển H + , e - trong chuỗi enzyme hô hấp, plastoquinon vận chuyển e - trong quá trình quang phosphoryl hóa
- Điều hòa sinh trưởng thực vật:
+ Kìm hãm sự nảy mầm của hạt Ví dụ: Phenic acid hoặc các dẫn xuất của chúng đều là chất kìm hãm sự nảy mầm của hạt lúa mì, táo hoặc cafeic acid kìm hãm enzym oxidase của indolacetic acid
+ p-cumaric acid kích thích sự sinh trưởng của cây
- Quyến rũ côn trùng, chim trong việc thụ phấn và phát tán hạt
Tình hình nghiên cứu dầu từ hạt chè xanh
Cây chè không thuộc nhóm cây lấy dầu nhưng tỷ lệ dầu trong hạt khá cao Hiện nay trên thế giới, dầu hạt chè được thu nhận từ 2 nguồn hạt chính Đó là hạt thu nhận từ cây chè loài Camellia sinensis và Camellia oleifera Các nông trường chè thường sử dụng loài Camellia sinensis để trồng khai thác lá, còn loài Camellia oleifera thường trồng dạng cây chuyên để khai thác dầu, vì vậy hạt thu hoạch từ loài Camellia oleifera cho số lượng trái và hàm hàm lượng dầu cao hơn hạt thu hoạch từ loài Camellia sinensis Tuy nhiên diện tích trồng chè loài Camellia sinensis lớn hơn rất nhiều so với diện tích trồng chè loài
Hình 1.4: Quả chè loài Camellia sinensis Hình 1.5: Quả chè loài Camellia oleifera
Các nước trồng chè lớn trên thế giới như: Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn Độ …và một số nước nhập khẩu dầu hạt chè như Mỹ, Úc, … đã triển khai công nghệ ép dầu từ 2 loại hạt chè Camellia sinensis và Camellia oleifera bằng phương pháp ép nguội để sử dụng với 2 mục đích chính: thực phẩm và mỹ phẩm Dầu hạt chè có chứa hàm lượng cao các chất chống oxy hóa như tocopherol và catechin polyphenol Tocopherol có khả năng làm giảm hoặc ức chế sự hình thành các hợp chất peroxyt, epigallocatechin gallate (EGCG), một loại catechin, có khả năng bảo vệ các mô và các tế bào khỏi bị tác hại của các gốc tự do
Theo kết quả nghiên cứu xác định đặc tính dầu hạt chè so với dầu hướng dương và dầu ô liu (Sahari, M.A.; Ataii, D.; Hamedi, M., 2004) thì hàm lượng dầu trong hạt chè có nguồn gốc khác nhau sẽ cho hàm lượng dầu cũng như hàm lượng các thành phần acid béo cũng khác nhau, kết quả này được thể hiện qua bảng sau:
Bảng 1.2: So sánh tính chất dầu và hạt chè của các nước Đặc điểm Hạt chè Iran
Hạt chè miền Nam Ấn Độ
Hạt chè Thổ Nhĩ Kỳ
Tỷ lệ hạt nhân: vỏ (Quả tươi)
Chỉ số xà phòng hóa
Kết quả nghiên cứu thành phần acid béo và hoạt tính kháng oxy hóa dầu hạt chè (Camellia sinensis L.) có nguồn gốc Zhejiang, Trung Quốc bằng phương pháp trích ly CO 2 siêu tới hạn (SC-CO 2 ) (Yuefei Wang, Da Sun, Hao Chen, Lisheng Qian and Ping Xu, 2011): hàm lượng dầu 29.2 ± 0.6% với thông số công nghệ là 45 °C, 89.7 phút, 32 MPa Trong khi đó, dầu thu được từ phương pháp trích ly Soxhlet bằng dung môi petroleum ether là 25.3 ± 1.0% với thông số công nghệ là 8 giờ, 60 °C Hàm lượng acid béo không bão hòa ở cả 2 phương pháp phương pháp trích ly Soxhlet và phương pháp SC-CO 2 là tương đương nhau khoảng 80%, và các acid béo không bảo hòa có mặt trong dầu hạt chè nhiều nhất là acid oleic, tiếp đến là các acid linoleic, palmitic và stearic, kết quả này tương đương với thành phần acid béo của dầu thu nhận từ hạt có nguồn gốc từ Đài Loan, Nhật Bản, Miền Nam Ấn Độ và Iran Tuy nhiên, hàm lượng acid oleic thu được từ phương pháp SC-CO 2 cao hơn so với phương pháp trích ly Soxhlet
Bảng 1.3: Thành phần acid béo dầu hạt chè loài Camellia sinensis - Trung Quốc
Về khả năng kháng oxy hóa của dầu hạt chè, trong nghiên cứu của Yuefei Wang và cộng sự (2011) đã chỉ ra rằng dầu hạt chè thu nhận bằng phương pháp SC-CO 2 có khả năng kháng oxy hóa cao hơn dầu hạt chè thu nhận bằng phương pháp Soxhlet Chỉ số IC 50 của dầu hạt chè thu nhận bằng phương pháp Soxhlet là 59.6 mg/ml, cao hơn 40% so với dầu hạt chè thu nhận bằng phương pháp SC-CO 2 (có chỉ số IC 50 là 35.8 mg/ml)
Hình 1.6: Khả năng kháng oxy hóa của dầu hạt chè loài Camellia sinensis - Trung Quốc từ 2 phương pháp: SC-CO 2 và Soxhlet
Tuy nhiên, trong nghiên cứu của Rajaeivà cộng sự ( 2008) về khả năng kháng oxy hóa của dầu hạt chè lại cho thấy rằng dầu hạt chè thu nhận bằng phương pháp Soxhlet là tương đương với khả năng chống oxy hóa của dầu mè và có thể sử dụng dầu hạt chè như là một chất chống oxy hóa tự nhiên
Mặt khác, độ ổn định của dầu hạt chè trong suốt quá trình bảo quản thì cao hơn rất nhiều so với dầu hướng dương và tương đương dầu ô liu [Sahari, M.A.; Ataii, D.;
Hamedi, M., 2004], kết quả nghiên cứu này thể hiện qua chỉ số peroxide và được biểu diễn qua hình sau:
Hình 1.7: So sánh chỉ số peroxide của dầu hạt chè, dầu hướng dương và dầu ô liu ở 63°C
Theo kết quả nghiên cứu của A Demirbras (2009), dầu hạt chè có nguồn gốc từ Trabzon - Thổ Nhĩ Kỳ thu nhận bằng phương pháp trích ly methanol siêu tới hạn (512.2 °K , 8.1 Mpa) với hàm lượng dầu thu được khoảng 32.4 – 32.8% và hàm lượng aicd béo không bão hòa cao hơn 84% Tính chất hóa lý và thành phần một số acid béo của dầu thu được từ phương pháp này được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 1.4: Một số chỉ tiêu hóa lý dầu hạt chè loài Camellia sinensis – Thổ Nhĩ Kỳ
Bảng 1.5: Thành phần hóa học của các axit béo trong dầu trà và este methyl bằng cách chiết xuất methanol siêu tới hạn (SME) (C amellia sinensis – Thổ Nhĩ Kỳ)
Trong số các acid béo không bão hòa thì acid oleic chiếm tỷ lệ cao nhất là 62.5%, sau đó đến acid linoleic và linolenic chiếm khoảng 20.5%
Nhiệt độ bốc khói là một trong những chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu, dầu có nhiệt độ bốc khói càng cao thì dầu có khả năng chịu nhiệt càng cao Nhiệt độ bốc khói là nhiệt độ mà tại đó giá trị dinh dưỡng, cấu trúc hóa học các acid béo, màu, mùi, vị bị thay đổi đáng kể Nhiệt độ bốc khói của dầu hạt chè khá cao (486°F), cao hơn cả dầu olive (375°F), dầu mè (450°F), dầu nành (460°F), dầu hướng dương (440°F), dầu hạt nho (420°F) dầu phộng (450°F), dầu dừa (350°F) … chỉ thấp hơn một vài loại dầu như dầu cám gạo (490°F), dầu cây rum 510°F) dầu trái bơ (520°F) Theo thống kê, hàm lượng các acid béo bão hòa, các acid béo không bão hòa một nối đôi, các acid béo không bão hòa nhiều nối đôi, … và nhiệt độ bốc khói của các loại dầu thực phẩm như sau:
Bảng 1.6: Hàm lượng các acid béo và nhiệt độ bốc khói các loại dầu khác nhau
Dầu hạnh nhân 8.2 69.9 17.4 17.4 0 69.4 420 0 F(216 0 C) Dầu quả bơ 11.6 7.6 13.5 12.5 1.0 6.9 13.1:1 520 0 F(271 0 C) Mỡ bò 49.8 41.8 4.0 3.1 0.6 36.0 5.2:1 400 0 F(204 0 C) Dầu hạt cải 7.4 63.3 28.1 19.0 9.1 61.7 2.1:1 400 0 F(204 0 C)
Dầu bắp 13.0 27.6 54.7 53.5 1.16 27.3 46.1:1 450 0 F(232 0 C) Dầu bông 25.9 17.8 51.9 51.5 0,2 17.0 259:1 420 0 F(216 0 C) Dầu hạt lanh 9.4 20.2 66.0 12.7 53.3 20.2 0.2:1 225 0 F(107 0 C) Dầu hạt nho 9.6 16.1 69.9 69.6 0.1 15.8 676:1 420 0 F(216 0 C) Dầu hạt dẻ 7.4 7.8 10.2 10.1 0 77.8 430 0 F(221 0 C) Mỡ lợn 39.2 45.1 11.2 10.2 1.0 41.2 10.2:1 370 0 F(188 0 C)
Dầu cô 49.3 37.0 9.3 9.1 0.2 36.6 45.9:1 455 0 F(235 0 C) Dầu phộng 16.9 46.2 32.0 32.0 0 44.8 0 450 0 F(232 0 C) Dầu cám gạo 19.7 39.3 35.0 33.4 1.6 39.1 20.8:1 490 0 F(254 0 C) Dầu cây rum 7.5 75.2 12.8 12.7 0.1 74.8 133:1 510 0 F(266 0 C)
Dầu nành 15.3 22.7 57.3 50.3 7.0 22.6 7.1:1 460 0 F(238 0 C) Dầu hướng dương 13.0 46.2 36.4 35.3 0.9 46.0 39.4:1 440 0 F(227 0 C)
Dầu quả óc chó 9.1 22.8 63.3 52.9 10.4 22.2 5.1:1 400 0 F(204 0 C) Dầu mầm lúa mì 18.8 15.1 61.7 54.8 6.9 14.6 7.9:1 425 0 F(107 0 C)
Chính vì những ưu điểm như trên mà hiện nay trên thế giới, quả chè và dầu hạt chè đã được khai thác và ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực Trong lĩnh vực thực phẩm, dầu hạt chè được sử dụng để nấu nướng, sản xuất margarine,…Trong công nghiệp hóa mỹ phẩm, dầu hạt chè được sử dụng để sản xuất kem dưỡng da, thuốc dưỡng tóc, son môi, kem chống nắng,…Ngoài ra, các thành phần khác trong hạt chè như saponin, tanin, pentosan,… cũng được nghiên cứu ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác Như vậy có thể nói rằng, tiềm năng ứng dụng của hạt chè và dầu hạt chè là rất phong phú, cần được nghiên cứu khai thác và ứng dụng tại Việt Nam để mang lại nguồn lợi kinh tế cho người nông dân nói riêng và đất nước nói chung
Theo Nguyễn Duy Lâm, Nguyễn Quang Đức và Vũ Đức Chiến (2010), Nghiên cứu tinh chế và đánh giá chất lượng dầu của hạt cây chè xanh (Camellia sinensis var - sinensis) trồng ở Phú Thọ, đã xác định các thông số công nghệ cơ bản của quá trình tinh chế dầu hạt chè Phú Thọ, ngoài ra cũng xác định được một số chỉ tiêu chất lượng dầu hạt chè thành phẩm: màu sắc, độ sáng 3mg I2/100ml, FFA 0,15 mg KOH/g, độ ẩm và các chất bay hơi 0.03%, tạp chất < 0.05%, chỉ số peroxide 1.5 meq/kg, chỉ số iot 86 gl/100g, chỉ số xà phòng 184 mg KOH/g Các thành phần acid trong dầu hạt chè Phú Thọ: oleic 44.13%, linoleic 27.79%, linolenic 0.79%, eicosenoic 0.58%, myristic 0.16%, palmitic 20.46%, palmitoleic 0.34%, margaric 0.15%, stearic 5.60% Như vậy, nghiên cứu này đã chỉ ra rằng dầu hạt chè thu nhận trên giống chè Phú Thọ có thành phần các acid béo không no cũng rất đa dạng và phong phú, tương đương với các giống chè khác trên thế giới Ngoài ra, chưa có nghiên cứu về các thành phần có tính kháng oxy hóa trong dầu hạt chè như vitamin E, polyphenol,…
Về vitamin E, tuy nó không phải là một chất tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển hóa của cơ thể nhưng lại có tính chất góp phần rất quan trọng trong quá trình này, giúp cho cơ thể khỏe mạnh, chống lại sự sản xuất dư thừa gốc tự do, chống lại quá trình chết tế bào, kìm hãm quá trình lão hóa, giúp da tóc mịn màng , ngoài ra còn có nhiều tác dụng khác giúp nâng cao chất lượng sống của con người Hiện nay, vitamin E có 2 loại: loại có nguồn gốc tự nhiên và loại tổng hợp Vitamin E tự nhiên có trong các thực phẩm có nhiều chất béo như: đậu tương, giá đỗ, vừng, lạc, mầm lúa mạch, hạt hướng dương, dầu ô-liu,…Vitamin tổng hợp được sản xuất dưới dạng thực phẩm bổ sung hay thực phẩm chức năng Loại vitamin tổng hợp này có ưu điểm là tiện dụng, tuy nhiên giá thành cao và tác dụng lại thấp hơn vitamin tự nhiên
Về polyphenol, hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về khả năng khai thác polyphenol trong lá chè xanh, trong quả dâu tằm, củ nghệ,… và trên nhiều nguyên liệu khác, tuy nhiên, chưa có nghiên cứu về thành phần polyphenol trong hạt chè trong khi hạt chè lại chứa hàm lượng polyphenol rất cao
Chính vì những tiềm năng mà hạt chè mang lại, chúng tôi chọn đề tài này nhằm đánh giá khả năng khai thác và xác định giá trị sinh học của giống chè bản địa, từ đó hy vọng có thể đề xuất phương thức khai thác hạt chè, vốn chưa được đưa vào khai thác, sử dụng ở Việt Nam
Nội dung nghiên cứu được chia thành 5 phần chính:
- Xác định thành phần, tính chất của hạt chè nguyên liệu
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng vitamin E trong dầu hạt chè thu nhận bằng phương pháp trích ly
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng vitamin E trong dầu hạt chè thu nhận bằng phương pháp ép
- Khảo sát hàm lượng polyphenol trong bã hạt chè
- So sánh hàm lượng vitamin E, polyphenol trong dầu hạt chè thu nhận bằng phương pháp trích ly với dầu hạt chè thu nhận bằng phương pháp ép.
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
NGYÊN LIỆU
Hạt chè xanh thuộc giống Camellia sinensis có nguồn gốc từ nông trường chè xanh ở Bảo Lộc, Lâm Đồng
- Acid gallic - Thuốc thử Folin-Ciocalteau - Acid ascorbic
- Dung Kali Hydroxyd 10.5N - Dung dịch Pyrogallol 1%
- Dung dịch chuẩn gốc tocopherol - Dung dịch Boron trifluoride –BF 3 12% trong methanol
- Metyl và etyl ester có độ tinh khiết 99%
- Thuốc thử Folin-Ciocalteau: 3H 2 O.P 2 O 5 13WO 3 5MoO 3 10H 2 O - Acid galic C 6 H 2 (OH) 3 COOH
- Và một số hóa chất thông dụng khác.
THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU
- Cân phân tích 4 số lẻ - Cân sấy ẩm hồng ngoại - Bộ soxhlet
- Thiết bị cô quay chân không - Máy ép trục vít
- Thiết bị HPLC - Thiết bị GC
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục đích Đánh giá khả năng khai thác và xác định giá trị sinh học của hạt chè
Nội dung nghiên cứu được thể hiện ở sơ đồ nghiên cứu sau:
Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu
2.3.1 Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu
Nguyên liệu được phân tích các thành phần hóa học cơ bản Các chỉ tiêu phân tích bao gồm:
- Độ ẩm - Hàm lượng đường khử - Hàm lượng đường tổng - Hàm lượng tinh bột - Hàm lượng khoáng - Hàm lượng polyphenol
Xác định thành phần hóa học
Nghiên cứu phương pháp khai thác
Tối ưu hóa phương pháp thu nhận Đánh giá giá trị sử dụng sản phẩm
Mỗi chỉ tiêu phân tích được lặp lại 3 lần (n = 3), kết quả phân tích được thể hiện dưới dạng giá trị trung bình (± SD)
2.3.2 Nghiên cứu phương pháp khai thác:
Hình 2.2: Sơ đồ nghiên cứu phương pháp khai thác
Trích ly Ép K/s nhiệt độ
K/s thời gian K/s dung môi K/s nhiệt độ
K/S hiệu suất, vitamin E K/S hiệu suất, vitamin E
2.3.2.1 Quy trình thu nhận bột hạt chè:
Hình 2.3: Sơ đồ quy trình thu nhận bột hạt chè
Quả chè xanh được thu nhận từ vùng nguyên liệu về tiến hành làm sạch, loại bỏ rác, quả thối, dập, hư hỏng…
Sấy: quả chè xanh sau khi làm sạch, cân định lượng, cho vào tủ sấy, sấy ở nhiệt độ 105 0 C, từ 4 – 6 giờ, mục đích tránh hư hỏng, bảo quản hạt chè trong một thời gian dài hơn cho những thí nghiệm về sau
Tách vỏ quả, tách vỏ sành: quả chè sau sấy khô tiến hành tách vỏ quả Sau khi quả khô, vỏ nức ra khỏi hạt rất dễ tách vỏ quả khỏi hạt bằng tay Sau khi tách vỏ quả tiến hành dùng lực cơ học tác dụng lên hạt chè khô thu được từ quá trình tách vỏ quả, làm cho hạt vỡ ra thu nhận nhân hạt chè Vì hàm lượng dầu trong vỏ hầu như không có hoặc có
Nghiền nhân Tách vỏ sành
Vỏ chứa rất ít Mục đích của quá trình này là tạo điều kiện cho việc nghiền nhân được dễ dàng, đạt như mong muốn, giảm tổn thất dầu trong trích ly vì vỏ có tính hút dầu Ngoài ra vỏ còn có chứa các hợp chất không có lợi trong quá trình trích ly thu hồi dầu sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng dầu thô thu được
Thu nhận nhân: nhân sau khi nhận được tiếp tục làm sạch loại bỏ các hạt nhân hư, không đạt chất lượng ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu
Nghiền nhân: nhân sau khi làm sạch cho vào máy nghiền, tiến hành nghiền mịn sao cho lượng bột nghiền lọt sàng 1mm không thấp hơn 60%.Mục đích của quá trình này là phá hủy triệt để những tế bào nguyên liệu nhằm giải phóng dầu ra ở dạng tự do
Sấy bột nghiền: nhân hạt chè sau khi nghiền mịn mang đi sấy đến khối lượng không đổi nhằm tách ẩm trong bột Nhiệt độ sấy là 105 0 C trong khoảng thời gian 90 phút
Mục đích quá trình nhằm loại bỏ tối đa hàm lượng nước còn lại trong bột nghiền, tăng chất lượng dầu thu được
Khảo sát bột hạt chè
Bột hạt chè được khảo sát độ ẩm nhằm tạo cơ sở để chọn các thông số cho quá trình ép và trích ly Độ ẩm bột hạt chè được khảo sát lặp lại 3 lần (n = 3), kết quả phân tích được thể hiện dưới dạng giá trị trung bình (± SD)
2.3.2.2 Khảo sát quá trình trích ly
Trong thí nghiệm này điều kiện của quá trình trích ly được khảo sát 3 yếu tố là loại dung môi, nhiệt độ trích ly, thời gian trích ly theo phương pháp qui hoạch cổ điển
Các yếu tố thí nghiệm được khảo sát một cách độc lập
Trong đó, mỗi một yếu tố sẽ được khảo sát lần lượt tại các mức khác nhau; các yếu tố khác sẽ được cố định tại một giá trị được lựa chọn a Khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi:
Yếu tố khảo sát là loại dung môi Lần lượt tiến hành thí nghiệm với các dung môi sau: dietyl ete, n-hexan, petroleum ete
+ Nhiệt độ trích ly: nhiệt độ sôi của dung môi + Thời gian : 8 giờ
+ Hàm lượng dầu thu được + Hàm lượng vitamin E b Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly
Yếu tố khảo sát là nhiệt độ trích ly: khảo sát các giá trị nhiệt độ xung quanh điểm nhiệt độ sôi của dung môi
+ Loại dung môi: giá trị tối ưu thu được ở mục 2.3.2.2 a + Thời gian : 8 giờ
+ Hàm lượng dầu thu được + Hàm lượng vitamin E c Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly
Yếu tố khảo sát là thời gian trích ly Thời gian trích ly được khảo sát ở các mức như sau: 6 giờ, 7 giờ, 8 giờ, 9 giờ, 10 giờ
+ Loại dung môi: giá trị tối ưu thu được ở mục 2.3.2.2 a + Nhiệt độ trích ly: giá trị tối ưu thu được ở mục 2.3 2.2 b + Khối lượng mẫu: 30.00g
+ Hàm lượng dầu thu được + Hàm lượng vitamin E
2.3.2.3 Khảo sát quá trình ép dầu hạt chè
Bản chất lý học của quá trình ép là làm cho bề mặt phía ngoài và phía trong các phần tử của nguyên liệu được thật sát gần nhau nhờ tác dụng cơ học của lực bên ngoài
Kết quả là, ở khoảng trung gian giữa các bề mặt sát gần nhau đó, lipid được tách ra
Mục đích của quá trình ép là lấy dầu ra khỏi nguyên liệu có dầu bằng lực ép được tạo thành do cơ cấu máy và do cấu trúc “sạn” của bột chưng sấy Ở nước ta sản xuất dầu theo phương pháp ép là chủ yếu, kiểu máy ép khác nhau từ thủ công đến tự động liên hoàn chuyên dụng tùy thuộc vào quy mô sản xuất
Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách dầu:
Kích thước hạt nghiền: quá trình tách dầu thực vật từ nguyên liệu có dầu phụ thuộc vào nhiều mức độ phá vỡ cấu trúc tế bào nhân hạt Khi ẩm trong bột đã được phân phối thích hợp nhất, nhưng trong bột vẫn còn một lượng chưa bị phá vỡ cấu trúc tế bào, bột chưng sấy ra sẽ có cấu trúc không đồng đều, hiệu suất tách dầu chỉ đạt ở mức thấp
Bột trong trường hợp này không có được trạng thái nhanh chóng hút ẩm với lượng cần thiết và do đó mục đích của gia công nhiệt ẩm cho bột không đạt yêu cầu
Chế độ chưng sấy: bột chưng sấy quá ẩm hoặc quá khô đều không tốt Do đó yêu cầu của bột sau chưng sấy phải có độ ẩm và cấu trúc cơ lý phù hợp (tuỳ thuộc vào từng loại máy ép) Đối với máy ép vít, độ ẩm phù hợp khoảng từ 6 – 10% Độ ẩm và lượng vỏ: khi lượng vỏ trong nhân nhiều, nước làm ẩm bột cũng phải tăng lên Việc gia công bột ẩm và độ vỏ lớn đòi hỏi thời gian dài hơn Áp lực ép nguyên liệu: bột chưng sấy sau khi đã được chuẩn bị có cấu trúc đàn hồi và cơ lý nhất định Phần protein của bột có tính dẻo rất cao, dễ dàng biến dạng không phục hồi về trạng thái cũ Khi áp lực tăng lên đột ngột, tính chảy dẻo của bột cũng tăng lên, bột này làm tắc khe căn, ngăn cản dầu thoát ra khỏi lòng ép Do đó trong quá trình ép, áp lực được tăng lên từ từ, lúc đó áp lực sẽ phân bố đều lên khối bột và đủ lớn để dầu tách ra
Tiết diện tự do của khe căn: quá trình tách dầu khỏi bột ép chịu ảnh hưởng vào kết cấu lòng ép, đặc biệt là tổng bề mặt cự ly khe căn Khe căn của lòng ép vừa thông suốt cho dầu chảy qua, nhưng lại ngăn được bột ép lọt qua khe này thoát ra ngoài lòng máy
CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
2.4.1 Phương pháp xác định độ ẩm
Phương pháp sấy đến khối lượng không đổi
2.4.2 Xác định chỉ số acid a Định nghĩa: Chỉ số acid (AV) được tính bằng số miligam KOH cần để trung hòa hết lượng acid béo tự do có trong 1gam chất béo
Chỉ số acid dự báo về khả năng bảo quản sản phẩm và cho biết mức độ bị thủy phân của chất béo b Cách tiến hành: Theo TCVN 6127: 1996 (ISO 660:1983)
Lấy vào erlen sạch khô chính xác khoảng 5g chất béo Thêm 20ml hỗn hợp ether ethylic- rượu ethylic (1:1) để hòa tan chất béo
Chuẩn độ hỗn hợp bằng dung dịch KOH 0.1N trong rượu với 5 giọt chỉ thị phenolphtalein cho đến khi dung dịch có màu hồng bền trong 30s c Tính kết quả:
Chỉ số acid được tính theo công thức:
V : thể tích dung dịch KOH dùng để định phân, ml
T: hệ số hiệu chỉnh nồng độ của dung dịch KOH sử dụng m: lượng mẫu thí nghiệm, g
5.61: số miligam KOH có trong 1ml KOH 0.1N
2.4.3 Xác định chỉ số iod a Định nghĩa: Chỉ số iod là số gam iod kết hợp tại vị trí nối đôi của các acid béo không no có trong 100g chất béo b Nguyên tắc: Một nối đôi trong acid béo của lipid cho phản ứng cộng với hai nguyên tử nhóm halogen Khi cho chất béo tác dụng với một lượng thừa halogen và định lượng halogen thừa, ta sẽ suy ra được chỉ số iod Chỉ số iod cho biết mức độ không no của chất béo Các liên kết không no là nguyên nhân của các biến đổi hóa học và sinh học mà điển hình là sự oxi hóa c Tiến hành thí nghiệm: theo phương pháp Kaufmann
Cân chính xác vào erlen khoảng 0.13g chất béo Thêm 5ml chloroform khan để hòa tan chất béo và 5ml thuốc thử Kaufmann Đậy nắp, lắc đều và để vào chỗ tối 30 phút, lấy ra thêm vào 5ml KI 15%, lắc đều và thêm 25ml nước cất, lắc tròn thật kỹ định phân lượng iod bằng Na 2 S 2 O 3 0.1N cho đến khi có màu vàng nhạt, thêm vài giọt hồ tinh bột, dung dịch có màu xanh sẫm, định phân tiếp đến khi mất màu Lắc kĩ để tránh iod còn nằm trong chloroform
Thực hiện hai mẫu thí nghiệm (mẫu thử) và hai mẫu kiểm chứng (mẫu trằng)
Trong đó: 0.01269 số gam iod ứng với 1ml Na 2 S 2 O 3 0.1N
V số ml dung dịch Na 2 S 2 O 3 0.1N định mẫu trắng v số ml dung dịch Na 2 S 2 O 3 0.1N định mẫu thử m khối lượng chất béo, g
Kết quả là giá trị trung bình của hai mẫu thử
2.4.4 Xác định chỉ số peroxyt a Định nghĩa: Chỉ số peroxyt (PoV) là số mili-đương lượng của oxy hoạt hóa có trong
1kg mẫu thử Chỉ số peroxyt biểu thị cho mức độ oxi hóa của chất béo b.Tiến hành thí nghiệm: theo TCVN 6121:1996 (ISO 3960:1977)
Cân vào erlen chính xác khoảng 3-5g chất béo Hòa tan mẫu thử bằng 10ml chloroform, thêm 15ml acid axetic hoặc cho vào 15-30ml hỗn hợp chloroform : acid axetic băng tỉ lệ 1:2 thêm 1ml dung dịch KI bão hòa Đậy kín erlen, lắc trong một phút và để yên chính xác 5 phút ở nơi tối có nhiệt độ từ 15-25 0 C
Thêm 30ml nước cất, lắc mạnh, thêm 5 giọt hồ tinh bột làm chất chỉ thị Chuẩn độ iod tạo thành bằng dung dịch Na 2 S 2 O 3 0.01N cho mẫu thử đến khi mất màu tím đặc trưng của iod
Tiến hành đồng thời thí nghiệm kiểm chứng, thay chất béo bằng 3-5ml nước cất
Nếu kết quả mẫu trắng vượt quá 0.1ml dung dịch Na 2 S 2 O 3 0.01N thì đổi hóa chất do không tinh khiết
PoV: chỉ số peroxyt Meq/kg
V 1 : số ml Na 2 S 2 O 3 0.01N dùng định phân mẫu thí nghiệm V 2 : số ml Na 2 S 2 O 3 0.10N dùng định phân mẫu thử kiểm chứng
T: hệ số hiệu chỉnh nồng độ, T= 1, nếu pha từ ống chuẩn m: khối lượng mẫu thí nghiệm, g
N: nồng độ đương lượng gam Na 2 S 2 O 3
Phép thử được tiến hành trong ánh sáng ban ngày khuyếch tán hoặc ánh sáng nhân tạo, tránh tia cực tím Cân lượng mẫu thử chính xác 0.001g theo chỉ số peroxyt dự kiến
Kết quả cuối cùng là trung bình cộng của hai phép thử liên tếp hoặc cùng lúc
2.4.5 Xác định chỉ số xà phòng hóa a Định nghĩa: Chỉ số xà phòng hóa (SV) là số miligam KOH cần để tác dụng hết với các acid béo tự do và liên kết có trong 1g chất béo b Nguyên tắc: Dùng một lượng kiềm dư thủy phân liên kết este của glycerit và xà phòng hóa tất cả lượng acid béo có trong chất béo Chuẩn độ lượng kiềm dư để tính được chỉ số xà phòng hóa c Tiến hành thí nghiệm: theo TCVN 6126:1996 (ISO 3657:1988)
Cân chính xác khoảng 0.5g lipid vào bình cầu, lấy chính xác 15ml dung dịch KOH trong rượu Gắn ống sinh hàn không khí, đun sôi trên bếp cách thủy trong 60 phút, thỉnh thoảng lắc nhẹ Nếu dầu mỡ có điểm nóng chảy cao và khó bị xà phòng hóa phải đun trong hai giờ
Lấy bình cầu ra, làm nguội bằng nước lạnh Bỏ ống sinh hàn, thêm vào 10ml nước cất, 5 giọt phenolphtalein và chuẩn độ bằng H 2 SO 4 0.05N đến khi màu hồng biến mất hoàn toàn
Tiến hành đồng thời với mẫu kiểm chứng, thay mẫu lipid bằng 0.5ml nước cất d Tính kết quả:
Chỉ số xà phòng hóa:
V o : số ml H 2 SO 4 0.5N dùng trong định phân mẫu kiểm chứng
V : số ml H 2 SO 4 0.5N dùng trong định phân mẫu thí nghiệm m : khối lượng mẫu thí nghiệm T : hệ số hiệu chỉnh nồng độ dung dịch kiềm, T = 1
2.4.6 Xác định chỉ số este và hàm lượng glycerol a Định nghĩa:
Chỉ số este hóa (EV) là số miligam KOH cần để tác dụng với các acid béo liên kết với glycerol (glycerin) có trong 1gam chất béo
Chỉ số este hóa được tính toán thông qua kết quả xác định chỉ số xà phòng hóa (SV) và chỉ số acid (AV)
EV = SV – AV (CT 2.5) b Tính hàm lượng glycerol: Để giải phóng một phân tử glycerol cần 3 phân tử KOH, do đó có thể tính hàm lượng glyccerol (%) thông qua chỉ số este EV:
2.4.7 Xác định tổng hàm lượng vitamin E
Hàm lượng vitamin E được xác định theo phương pháp AOAC 2010 (992-03) a.Nguyên lý: Vitamin E trong mẫu được thủy phân và chiết ra khỏi nền mẫu với hexan
Bay hơi dung môi, hòa tan cặn bằng methanol và định lượng trên máy sắc ký lỏng b.Tiến hành thí nghiệm:
Sử dụng máy sắc ký lỏng (HPLC): detector UV-VIS có khả năng đo độ hấp thu ở bước sóng 336 nm với độ nhạy 0.1 AUFS Tốc độ dòng phân tích: 1ml/phút Thể tích tiờm: 20àl
Cột phõn tớch: Lichrospher-C18, hoặc tương đương, kớch thước hạt 5àm, 25cm x 4,6mm, nối với cột bảo vệ
- Dung dịch thủy phân: Kali Hydroxyd 10.5N (KOH): hòa tan 673g KOH trong 1 lít nước cất
- Dung dịch chống oxy hóa : Pyrogallol 1%: hòa tan 5g pyrogallol (1,3,5- trihydroxybenzen 98%) trong 500ml methanol tuyệt đối
- Pha động: methanol-nước (tỷ lệ 90:10)
- Pha dung dịch chuẩn gốc: 1 mg/ml tocopherol trong n-hexan: cân chính xác 0,1000 g chuẩn tocopherol vào bình định mức 100ml, hòa tan và pha loãng đến vạch bằng hexan Lắc đều
- Pha dung dịch chuẩn trung gian 20ppm: hút 1ml dung dịch chuẩn gốc vào bình định mức 50ml, thêm hexan đến vạch
- Pha dung dịch chuẩn làm việc 0,4ppm: hút 1ml dung dịch chuẩn trung gian vào bình định mức 50ml Thổi bay hơi dung môi đến khô bằng khí nitơ Hòa tan cặn với dung dịch chống oxy hóa và pha loãng đến vạch
- Cân 1g dầu vào becher, thêm vào 10 ml nước ấm (60 0 C), 30 ml pyrogallon 1%, 15 ml KOH 50%, lắc đến khi tan hết, để trong vòng 12h (tránh ánh sáng)
- Cho vào bình lóng, tráng lại becher bằng nước cất Cho thêm 60 ml n-hexan vào bình lóng, lắc trong 1 phút rồi tách lấy lớp trên
- Cho vào lớp trên thêm 60 ml dung dịch cồn: nước (tỷ lệ 60:40), tiếp tục lắc trong vòng 1 phút và tách lấy lớp trên
- Thêm vào lớp vừa lấy 60 ml nước cất và 1 giọt phenolphtalein, tiếp tục thêm acid acetic 10% cho đến khi dung dịch mất màu Sau đó lại lắc dung dịch trong vòng 1 phút và tách lấy lớp trên Sau đó đem dung dịch cô quay đến khô
- Hòa tan cặn với methanol và định mức đến 5 ml, chạy xác định trên máy HPLC c.Tính toán kết quả:
Hàm lượng vitamin E trong mẫu ሺàg/100gሻ = ௌẫ௨∗௨ẩ ௌ௨ẩ * ହ∗ଵ
- S chuẩn : Diện tích peak trung bình 2 lần chạy của dung dịch chuẩn làm việc - S mẫu : Diện tích peak trung bình 2 lần chạy của mẫu có cùng thời gian lưu với chuẩn
- C chuẩn : Nồng độ dung dịch chuẩn làm việc
2.4.8 Xác định tổng hàm lượng polyphenol
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU
Hạt chè tươi được khảo sát các chỉ tiêu như sau:
- Độ ẩm nhân hạt chè: 53.38%
- Hàm lượng tro của nhân hạt chè: 2.24%
- Tỉ lệ các phần của quả chè:
Bảng 3.1: Tỉ lệ giữa các thành phần quả chè Camellia Sinensis:
Thành phần Khối lượng (g) Tỉ lệ (%)
Như vậy ta thấy rằng tỷ lệ nhân: vỏ của giống chè Camellia Sinensis trồng tại Bảo
Lộc, Lâm Đồng là khoảng 52:48, tỷ lệ này so với giống chè này được trồng tại 1 số nước khác trên thế giới thì thấp hơn ( giống Camellia Sinensis trồng tại Iran và Nam Ấn Độ có tỷ lệ nhân: vỏ là 65:35 trong khi cũng giống này trồng tại Thổ Nhĩ Kỳ lại có tỷ lệ nhân: vỏ là 70:30) Nguyên nhân của sự khác biệt này có thể do kỹ thuật chăm sóc cây chè tại nước ta khác các nước khác có trồng cùng giống chè này, tuy nhiên tỷ lệ nhân so với vỏ như vậy cũng tương đối cao Vì vậy khi khai thác dầu từ hạt chè, hiệu suất thu hồi dầu tính trên nguyên liệu sẽ tuy không cao bằng giống Camellia sinensis trồng tại các nơi khác nhưng hiệu suất thu hồi trên giống chè tại Bảo Lộc cũng có khả năng mang lại lợi nhuận cho người nông dân
Bảng 3.2 Một số thành phần cơ bản của hạt chè (khảo sát phần nhân hạt):
Chất béo 15.86± 0.42 (%) Đường khử 14.61± 0.34 (g/ml) Đường tổng 18.38 ± 0.21 (%)
Ta thấy hạt chè tươi có hàm lượng dầu tương đối cao, ngoài ra hạt còn chứa hàm lượng polyphenol (một thành phần có tiềm năng đối với sức khỏe con người) rất cao, lên đến 1.2% Như vậy, hoàn toàn có khả năng khai thác, thu nhận dầu từ hạt chè, và loại dầu này sẽ chứa các thành phần có hoạt tính sinh học cao.
KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH TRÍCH LY DẦU HẠT CHÈ
3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi Để khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi lên hàm lượng và chất lượng dầu từ hạt chè, quá trình trích ly lần lượt được tiến hành với 3 loại dung môi: dietyl ete, n-hexan, petroleum ete; nhiệt độ thủy phân cố định tại nhiệt độ sôi của mỗi loại dung môi; thời gian trích ly cố định tại 8 giờ, khối lượng mẫu trích ly cố định 30g, lượng dung môi sử dụng cố định 300ml Hiệu quả của quá trình trích ly được đánh giá thông qua hiệu suất trích ly và hàm lượng vitamin E Ảnh hưởng của loại dung môi lên hàm lượng dầu được thể hiện ở hình 3.1 Tiến hành phân tích phương sai ta thấy khi kiểm định “Homogeneity of variance” cho giá trị P
>0.05, ta có thể khẳng định là phương sai của các nhóm bằng nhau, thỏa mãn điều kiện phân tích Anova Kết quả phân tích phương sai (Anova) cho thấy có sự khác biệt về mặt thống kê (P < 0.05) giữa các nghiệm thức của thí nghiệm (phụ lục1) đối với hàm lượng dầu Điều này chứng tỏ rằng sự thay đổi loại dung môi đã có ảnh hưởng rõ rệt lên hàm lượng dầu thu nhận của quá trình trích ly Trong đó, dung môi n-hexan cho hàm lượng dầu cao nhất và dung môi petroleum ete cho hàm lượng dầu thấp nhất
Hình 3.1: Ảnh hưởng của dung môi đến hàm lượng dầu trích ly Ảnh hưởng của loại dung môi lên hàm lượng vitamin E thu nhận được thể hiện ở hình 3.2 Kết quả phân tích phương sai (Anova) cho thấy có sự khác biệt về mặt thống kê (P <
0.05) giữa các nghiệm thức của thí nghiệm (phụ lục 2) đối với hàm lượng vitamin E Điều này chứng tỏ rằng sự thay đổi hàm loại dung môi đã có ảnh hưởng rõ rệt lên hiệu quả thu nhận vitamin E trong dầu của quá trình trích ly Theo đó, khi sử dụng dung môi dietyl ete để trích ly dầu thì hàm lượng vitamin E thu được trong dầu sẽ cao nhất và khi sử dụng dung môi n-hexan thì hàm lượng vitamin E thu được sẽ thấp nhất
Dietyl ete n- hexan Petroleum ete
Loại dung môiSự phụ thuộc của hàm lượng dầu vào loại dung môi
Hình 3.2: Ảnh hưởng của dung môi trích ly đến hàm lượng vitamin E
Từ kết quả khảo sát sơ bộ ta có thể thấy rằng sử dụng dung môi n-hexan cho hàm lượng dầu cao hơn, nhưng lượng vitamin E lại thấp hơn khi sử dụng dung môi dietyl ete
Tuy nhiên vì mục tiêu của đề tài nhắm tới là các chất có hoạt tính sinh học trong dầu hạt chè nên chúng tôi chọn dung môi dietyl ete để tiếp tục tiến hành quá trình trích ly
3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly: Để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly, quá trình trích ly được tiến hành với nhiệt độ thay đổi từ 30 0 C đến 40 0 C; thời gian thủy phân cố định tại 8 giờ, khối lượng mẫu trích ly cố định 30g, lượng dung môi sử dụng cố định 300ml Hiệu quả của quá trình trích ly được đánh giá thông qua hàm lượng dầu và hàm lượng vitamin E thu nhận Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly lên hàm lượng dầu được thể hiện ở hình 3.3 Kết quả phân tích phương sai (Anova) cho thấy có sự khác biệt về mặt thống kê (P < 0.05) giữa các nghiệm thức của thí nghiệm (phụ lục 3) đối với hàm lượng dầu thu được Điều này chứng tỏ rằng sự thay đổi nhiệt độ trích ly đã có ảnh hưởng rõ rệt lên hàm lượng dầu
Theo kết quả khảo sát sơ bộ ta thấy rằng khi nhiệt độ trích ly càng tăng thì hiệu suất thu hồi dầu càng tăng, từ 35 0 C đến khoảng 37.5 0 C hiệu suất vẫn tăng nhưng không đáng kể, nếu ta tiếp tục tăng nhiệt độ trích ly thì hàm lượng dầu thu được lại có xu hướng giảm nhẹ Kết quả này cũng phù hợp về mặt lý thuyết của phương pháp trích ly, nhiệt độ càng tăng thì hàm lượng dầu thu được càng tăng, tuy nhiên đến nhiệt độ tối ưu thì tốc độ tăng
Dietyl ete n- hexan Petroleum ete
Loại dung môiSự phụ thuộc của hàm lượng vitamin E vào dung môi sẽ giảm dần, sau đó dừng lại, và có thể giảm nhẹ do sự bay hơi của 1 số cấu tử mẫn cảm với nhiệt độ
Hình 3.3: Sự thay đổi hàm lượng dầu theo nhiệt độ trích ly Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly lên hàm lượng vitamin E thu nhận được thể hiện ở hình 3.4 Kết quả phân tích phương sai (Anova) cho thấy có sự khác biệt về mặt thống kê (P < 0.05) giữa các nghiệm thức của thí nghiệm (phụ lục 4) đối với hàm lượng vitamin E Điều này chứng tỏ rằng sự thay đổi nhiệt độ trích ly đã có ảnh hưởng rõ rệt lên hiệu quả thu nhận vitamin E trong dầu của quá trình trích ly Theo khảo sát, khi nhiệt độ trích ly tăng thì hiệu suất trích ly cũng tăng dần, kéo theo sự gia tăng hàm lượng viatmin E trong dầu, tại nhiệt độ trích ly 35 0 C, hàm lượng viatmin E trong dầu đạt cực đại, sau đó hàm lượng vitamin E có xu hướng giảm dần
Sự phụ thuộc của hàm lượng dầu vào nhiệt độ
Hình 3.4: Sự thay đổi hàm lượng vitamin E theo nhiệt độ trích ly
Như vậy, nếu tăng nhiệt độ càng cao thì hiệu suất trích ly càng tăng, tuy nhiên, nếu nhiệt độ tăng quá cao sẽ dẫn đến thất thoát vitamin E và hao tốn chi phí năng lượng Vì vậy, chúng tôi chọn nhiệt độ 35 0 C là nhiệt độ trích ly thích hợp cho các thí nghiệm khảo sát tiếp theo
3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly Để khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly , quá trình trích ly được tiến hành với dung môi dietyl ete; nhiệt độ trích ly cố định 35 0 C; thời gian thủy phân thay đổi từ 6 đến 10 giờ, khối lượng mẫu trích ly cố định 30g, lượng dung môi sử dụng cố định 300ml
Hiệu quả của quá trình trích ly được đánh giá thông qua hàm lượng dầu thu được và hàm lượng vitamin E trong dầu Ảnh hưởng của thời gian trích ly lên hàm lượng dầu được thể hiện ở hình 3.5 Kết quả phân tích phương sai (Anova) cho thấy có sự khác biệt về mặt thống kê (P < 0.05) giữa các nghiệm thức của thí nghiệm (phụ lục 5) đối với hiệu suất trích ly Điều này chứng tỏ rằng sự thay đổi nhiệt độ trích ly đã có ảnh hưởng rõ rệt lên hiệu quả thu nhận dầu của quá trình trích ly Theo kết quả khảo sát, thời gian trích ly càng tăng thì hàm lượng dầu càng cao, tuy nhiên càng về sau mức độ tăng hiệu suất càng giảm, vì vậy cần
Nhiệt độ( 0 C)Sự phụ thuộc của HL vitamin E vào nhiệt độ phải cân nhắc chọn thời gian trích ly phù hợp để thu được hàm lượng dầu cao mà lại tiết kiệm được chi phí năng lượng
Hình 3.5: Sự thay đổi hàm lượng dầu theo thời gian trích ly Ảnh hưởng của thời gian trích ly lên hàm lượng vitamin E thu nhận được thể hiện ở hình 3.6 Kết quả phân tích phương sai (Anova) cho thấy có sự khác biệt về mặt thống kê (P < 0.05) giữa các nghiệm thức của thí nghiệm (phụ lục 6) đối với hàm lượng vitamin E Điều này chứng tỏ rằng sự thay đổi nhiệt độ trích ly đã có ảnh hưởng rõ rệt lên hiệu quả thu nhận vitamin E trong dầu của quá trình trích ly Cụ thể, khi tăng thời gian trích ly đến khoảng 7 giờ, hàm lượng vitamin E thu nhận được trong dầu là cao nhất Tuy nhiên, bắt đầu từ mốc thời gian 7 giờ thì thời gian trích ly càng dài, hàm lượng vitamin E lại càng có xu hướng giảm
5 6 7 8 9 10 11 12 h iệ u s u ất ( % ) thời gian trích ly (h) Sự phụ thuộc của hàm lượng dầu vào thời gian trích ly
Hình 3.6: Sự thay đổi hàm lượng vitamin E tùy theo thời gian trích ly
KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH ÉP
3.3.1 Khảo sát nhiệt độ sấy bột hạt chè
Chế độ chưng sấy sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc của bột hạt chè, từ đó ảnh hưởng đến hiệu suất ép nguyên liệu Nhiệt độ sấy là yếu tố quan trọng trong chế độ chưng sấy bột hạt chè Nhiệt độ sấy cao sẽ giúp quá trình làm giảm ẩm diễn ra nhanh chóng, tuy nhiên nhiệt độ cao quá sẽ gây ra các phản ứng bất lợi làm biến màu dầu hạt chè, bên cạnh đó cũng gây ra tổn thất các thành phần dinh dưỡng trong bột hạt chè Do vậy, chúng tôi đã chọn nhiệt độ khảo sát từ 40 0 C đến 70 0 C Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy bột hạt chè lên hàm lượng dầu thu được thể hiện ở hình 3.7 Kết quả phân tích phương sai (Anova) cho thấy có sự khác biệt về mặt thống kê (P < 0,05) giữa các nghiệm thức của thí nghiệm (phụ lục 7) đối với hàm lượng dầu Điều này chứng tỏ rằng sự thay đổi nhiệt độ sấy bột đã có ảnh hưởng rõ rệt lên hiệu quả thu nhận dầu của quá trình ép Theo kết quả khảo sát thì khi sấy bột hạt chè ở khoảng nhiệt độ 50 0 C đến 60 0 C sẽ cho hàm lượng dầu cao nhất Nhiệt độ ép cao hơn 60 0 C, bột hạt chè bắt đầu sẫm màu, hiệu suất ép dầu cũng có xu hướng giảm Đối với hàm lượng vitamin E, nhiệt độ sấy bột hạt chè càng tăng thì hàm lượng vitamin E càng giảm (hình 3.8) Nguyên nhân giảm hàm lượng vitamin E trong dầu hạt chè sau khi ép có thể do ảnh hưởng của nhiệt độ cao trong quá trình sấy đã gây ra tổn thất vitamin E, là một loại vitamin rất nhạy cảm với nhiệt độ cao
Hình 3.7: Sự thay đổi hàm lượng dầu theo nhiệt độ sấy nguyên liệu
Hình 3.8: Sự thay đổi hàm lượng vitamin E tùy theo nhiệt độ sấy nguyên liệu
Nhiệt độ sấy ( 0 C) Sự phụ thuộc của hàm lượng dầu vào nhiệt độ sấy
Nhiệt độ sấy ( 0 C)Sự phụ thuộc của HL vitamin E vào nhiệt độ sấy
3.3.2 Khảo sát độ ẩm bột trước khi ép
Chọn nhiệt độ sấy bột hạt chè khoảng 50 0 C, lần lượt khảo sát hàm lượng dầu thu được ở các thời điểm mà bột có độ ẩm lần lượt là 4%, 6%, 8%, 10% Ảnh hưởng của độ ẩm bột hạt chè lên hàm lượng dầu được thể hiện ở hình 3.9
Kết quả phân tích phương sai (Anova) cho thấy có sự khác biệt về mặt thống kê (P <
0,05) giữa các nghiệm thức của thí nghiệm (phụ lục 8) đối với hàm lượng dầu Theo khảo sát, độ ẩm bột càng thấp thì hàm lượng dầu thu nhận càng cao, tuy nhiên nếu độ ẩm bột hạt chè quá thấp thì sẽ tạo ra lực ma sát lớn giữa thiết bị ép và bột, dẫn đến giảm hàm lượng dầu Ngoài ra do ảnh hưởng của lực ma sát làm tăng nhiệt độ ép, cũng làm tổn thất hàm lượng vitamin E trong dầu hạt chè sau khi ép (hình 3.10) Vì vậy, độ ẩm bột trước khi ép khoảng 8 % sẽ cho kết quả cao nhất cả về hàm lượng dầu lẫn hàm lượng vitamin E trong dầu hạt chè
Hình 3.9: Sự thay đổi hàm lượng dầu theo độ ẩm nguyên liệu
Hàm lượng dầu (%) Độ ẩm bộtSự phụ thuộc của hàm lượng dầu vào độ ẩm bột
Hình 3.10: Sự thay đổi hàm lượng vitamin E tùy theo độ ẩm nguyên liệu
3.3.3 Tổng kết thí nghiệm khảo sát quá trình ép:
Trong thí nghiệm này, chúng tôi khảo sát độc lập 2 yếu tố là nhiệt độ sấy bột hạt chè ( 0 C) và độ ẩm bột hạt chè (%) theo phương pháp qui hoạch cổ điển Trong đó, hàm lượng dầu và hàm lượng vitamin E được sử dụng làm tiêu chí để chọn ra nghiệm thức tốt nhất
Kết quả thực nghiệm cho thấy cả 2 yếu tố khảo sát đều có ảnh hưởng lên hàm lượng dầu và hàm lượng vitamin E với sự khác biệt giữa các nghiệm thức là có ý nghĩa thống kê (P < 0,05)
Kết quả của thí nghiệm khảo sát được tóm tắt như sau:
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy : Chọn nhiệt độ sấy 50 0 C cho hàm lượng dầu 9, 52%, hàm lượng vitamin E thu được 212,3 mg/kg
Khảo sát ảnh hưởng của độ ẩm bột hạt chè: Chọn nhiệt độ sấy 50 0 C, độ ẩm bột hạt chè khoảng 8% cho hàm lượng dầu 9,68 %, hàm lượng vitamin E thu được là 208 mg/kg.
SO SÁNH QUÁ TRÌNH ÉP VÀ QUÁ TRÌNH TRÍCH LY
HL vitamin E(mg/kg) Độ ẩm bột Sự phụ thuộc của HL vitamin E vào độ ẩm bột
Qua khảo sát quá trình ép và quá trình trích ly thấy rằng quá trình trích ly cho hàm lượng dầu cao hơn Ngoài ra, hàm lượng vitamin E trong dầu thu được sau quá trình trích ly cũng cao hơn dầu ép, nguyên nhân có thể do nhiệt độ cao trong quá trình chưng sấy đã gây tổn thất 1 phần vitamin E
Vì vậy, chúng tôi chọn quá trình trích ly để tiến hành tối ưu hóa.
TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH TRÍCH LY
Ở thí nghiệm này, nhiệt độ trích ly (X1, 0 C), thời gian trích ly (X2, giờ) được khảo sát đồng thời nhằm mục đích:
- Xây dựng một mô hình toán học mô tả mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng dầu và hàm lượng vitamin E trong dầu hạt chè sau trích ly
- Tìm ra điều kiện của quá trình trích ly để hàm lượng dầu thu nhận và hàm lượng vitamin E trong dầu hạt chè sau trích ly đạt cao nhất
Kết quả tốt nhất của thí nghiệm khảo sát được sử dụng làm mức cơ sở của các yếu tố thí nghiệm trong thí nghiệm tối ưu hóa Các mức của yếu tố thí nghiệm được trình bày ở bảng 3.3
Bảng 3.3: Các mức yếu tố thí nghiệm trong thí nghiệm tối ưu hóa
Yếu tố thí nghiệm Mức yếu tố
Thời gian trích ly (giờ) 6 7 8 9 10
Các mức của biến mã hóa: +1(mức cao), -1(mức thấp), 0(mức cơ sở), α=2.07
Ma trận thực nghiệm của thí nghiệm tối ưu hóa được trình bày ở bảng 3.4 Trong đó:
X 1 , X 2 : biến thực x 1, x 2 : biến mã hóa ythực nghiệm: giá trị hàm mục tiêu thu được bằng thực nghiệm y dự đoán : giá trị hàm mục tiêu thu được bằng cách tính toán từ phương trình hồi quy
Bảng 3.4: Ma trận thực nghiệm
Biến mã hóa Biến thực Hiệu suất (%) HL vitamin E (mg/kg) x 1 x 2 X 1 X 2 y thực nghiệm y dự đoán y thực nghiệm y dự đoán
3.5.1 Xây dựng mô tả toán học
Mô hình toán học sử dụng để dự đoán đoán điều kiện tối ưu của quá trình trích ly có dạng tổng quát như sau:
Y = b 0 + b 1 X 1 + b 2 X 2 + b 12 X 1 X 2 + b 11 X 1 2 + b 22 X 2 2 Trong đó: b 0 , b 1 , b 2 , b 12 , b 11 , b 22 là các hệ số của phương trình hồi qui b 0: hệ số hồi qui b 1 , b 2 : hệ số tuyến tính b 11 , b 22 : hệ số tương tác đôi
Mỗi hệ số b đặc trưng cho ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình trích ly dầu hạt chè Để xây dựng mô tả toán học dưới dạng phương trình hồi qui, cần phải tiến hành xác định các hệ số của phương trình Các hệ số của phương trình hồi qui được xác định dựa trên số liệu thực nghiệm bằng phương pháp bình phương cực tiểu với sự trợ giúp của phần mềm Modde 5.0 Ngoài ra, để xác định được chính xác dạng của phương trình, các hệ số hồi qui này còn được tiến hành kiểm tra mức ý nghĩa với P = 0.05
3.5.2 Tối ưu hóa quá trình trích ly:
Tối ưu hóa là quá trình tìm kiếm điều kiện để hiệu quả của một quá trình đạt cao nhất Trong thí nghiệm này chúng tôi tiến hành xác định điều kiện trích ly để hàm lượng vitamin E và hàm lượng dầu thu nhận đạt cực đại bằng phương pháp qui hoạch thực nghiệm
3.5.2.1 Tối ưu hóa thực nghiệm để thu được hàm lượng dầu cao nhất:
Bảng 3.5: Kết quả tính toán và kiểm tra các hệ số của phương trình hồi qui (hàm mục tiêu là hàm lượng dầu)
Hệ số Giá trị ước lượng Giá trị P b 0 15.5166 6.56262e-011 b 1 2.85848 2.65714e-008 b 2 1.36113 1.0741e-006 b 11 -2.5188 1.19254e-007 b 22 -1.24591 3.95827e-006 b 12 -0.1175 a 0.147256 a Các hệ số không có ý nghĩa thống kê với P > 0.05
Kết quả tính toán và kiểm tra ý nghĩa các hệ số của phương trình hổi qui (hàm mục tiêu là hiệu suất trích ly) được thể hiện ở bảng 3.5 Kết quả xử lý số liệu cho thấy hầu hết các hệ số đều có ý nghĩa thống kê (P < 0.05), ngoại trừ hệ số b 12 là không có ý nghĩa thống kê (P > 0.05) Như vậy, hệ số b 12 bị loại khỏi phương trình hồi qui
Phương trình hồi qui mô tả quan hệ giữa hàm lượng dầu (%) với nhiệt độ trích ly ( 0 C) và thời gian trích ly (giờ) có dạng phi tuyến như sau:
Kết quả kiểm tra tính tương thích của phương trình hồi qui với thực nghiệm (bảng 3.6) cho thấy các yếu tố thí nghiệm có ảnh hưởng lên hàm lượng dầu (P
0.05); như vậy, phương trình hồi qui có sự tương thích cao với thực nghiệm Ngoài ra, hình 3.11 cho thấy giữa giá trị thực nghiệm và giá trị dự đoán có độ tương quan cao với R 2 = 0.99 Như vậy, mô hình thống kê có thể được sử dụng để dự đoán điều kiện tối ưu của quá trình trích ly
Bảng 3.6: Kết quả kiểm tra tính tương thích của phương trình hồi qui ( Hàm mục tiêu hàm lượng dầu)
Mean Squares F value P value Regression 5 117.623 23.5246 1250.97 0.000 Có ý nghĩa
Lack of fit 3 0.08235 0.02745 4.70614 0.18 Không có ý nghĩa
Hình 3.11: Mối quan hệ giữa giá trị thực ngiệm và giá trị dự đoán của hàm mục tiêu hàm lượng dầu
3.5.2.2 Tối ưu hóa thực nghiệm để thu được hàm lượng vitamin E cao nhất:
Bảng 3.7: Kết quả tính toán và kiểm tra các hệ số của phương trình hồi qui (hàm mục tiêu là hàm lượng vitamin E)
Giá trị thực nghiệm (Y thực nghiệm)
Hệ số Giá trị ước lượng Giá trị P b 0 285.077 2.83973e-010 b 1 31.7666 1.40327e-006 b 2 5.91599 0.00426921 b 11 -47.1643 4.67422e-007
Kết quả tính toán và kiểm tra ý nghĩa các hệ số của phương trình hổi qui (hàm mục tiêu là hàm lượng vitamin E) được thể hiện ở bảng 3.7 Kết quả xử lý số liệu cho thấy tất cả các hệ số đều có ý nghĩa thống kê (P < 0.05)
Phương trình hồi qui mô tả quan hệ giữa hàm lượng vitamin E (mg/kg) với nhiệt độ trích ly ( 0 C) và thời gian trích ly (giờ) có dạng phi tuyến như sau:
Kết quả kiểm tra tính tương thích của phương trình hồi qui với thực nghiệm (bảng 3.8) cho thấy các yếu tố thí nghiệm có ảnh hưởng lên hàm lượng vitamin E (P 0.05); như vậy, phương trình hồi qui có sự tương thích cao với thực nghiệm Ngoài ra, hình 3.12 cho thấy giữa giá trị thực nghiệm và giá trị dự đoán có độ tương quan cao với R 2 = 0.995 Như vậy, mô hình thống kê có thể được sử dụng để dự đoán điều kiện tối ưu của quá trình trích ly
Bảng 3.8: Kết quả kiểm tra tính tương thích của phương trình hồi qui (Hàm mục tiêu là hàm lượng vitamin E)
Mean Squares F value P value Regression 5 21838.4 4367.68 382.939 0.000 Có ý nghĩa
Lack of fit 3 52.6091 17.5364 7.93631 0.114 Không có ý nghĩa
Hình 3.12: Mối quan hệ giữa giá trị thực ngiệm và giá trị dự đoán của hàm mục tiêu hàm lượng vitamin E
3.5.2.3 Tối ưu hóa hàm đa mục tiêu:
Quá trình trích ly dầu có hàm lượng vitamin E cao từ hạt chè được đặc trưng bởi 2 phương trình (1) và (2) Hai phương trình này thể hiện sự tác động của các yếu tố công nghệ đến hàm lượng dầu và hàm lượng vitamin E thu được
Khi có sự thay đổi của bộ số liệu (X 1 , X 2 ) trong bảng ma trận thực nghiệm thì lại có các giá trị Y thực nghiệm khác nhau và Y 1max , Y 2max cũng khác nhau
Với mục đích thu nhận hàm lượng dầu và hàm lượng vitamin E cao, ta phải tối ưu hóa hàm đa mục tiêu để tìm giải pháp công nghệ thực tiễn tốt cho cả 2 hàm mục tiêu, đồng thời nâng cao tính toàn diện cho kết quả thu được
THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA DẦU HẠT CHÈ THU ĐƯỢC
Bảng3.9: Một số chỉ tiêu cơ bản của dầu hạt chè thu được sau trích ly và ép:
STT Chỉ tiêu Dầu trích ly Dầu ép
2 Hàm lượng acid béo tự do (%) 0.130 0.105
4 Chỉ số peroxyt (meq/kg) 13.11 14.11
5 Chỉ số xà phòng hoá 150.25 183.32
9 Hàm lượng vitamin E (mg/kg) 287.4 193.2
Như vậy, dầu thu được bằng phương pháp trích ly có chất lượng tốt hơn dầu thu nhận bằng phương pháp ép, thể hiện ở hàm lượng vitamin E và chỉ số iod, cả 2 giá trị này ở dầu trích ly đều tốt hơn dầu ép
Bảng 3.10: Kết quả phân tích thành phần acid béo của dầu hạt chè
Thành phần Hàm lượng (%) acid béo Phương pháp ép Phương pháp trích ly
Nhìn vào bảng thành phần acid béo của dầu hạt chè thu được bằng phương pháp ép và phương pháp trích ly ta có thể thấy rằng khi sử dụng phương pháp trích ly để thu nhận dầu, dầu thu được có chất lượng tốt hơn: dầu trích ly có thành phần acid béo không no là 85.31%, acid béo no là 14.69%, trong khi thành phần tương tự ở dầu ép là 82.71% và 17.29% Theo nghiên cứu của Jinlin Ma và cộng sự (2011) khi so sánh thành phần acid béo không no trong một số loại dầu, thấy rằng thành phần acid béo không no trong dầu ô liu là 86%, dầu đậu nành là 87% Như vậy nếu so sánh với dầu ô liu, dầu nành – những loại dầu giàu giá trị dinh dưỡng thì dầu từ hạt chè giống Camellia Sinensis trồng tại Bảo Lộc có thành phần acid béo không no cũng xấp xỉ, chứng tỏ rằng dầu từ hạt chè có giá trị dinh dưỡng cao, tương tự như dầu ô liu và dầu nành
Ngoài ra, khi so sánh dầu hạt chè Việt Nam với dầu hạt chè ở Việt Nam với dầu hạt chè ở một số nước khác trên thế giới ta thấy như sau:
Bảng 3.11: So sánh hàm lượng acid béo của dầu hạt chè Việt Nam với 1 số nước
Hàm lượng trong dầu hạt chè (%)
Việt Nam Iran Ấn Độ Thổ Nhĩ
PP ép PP trích ly Kỳ
Nhìn vào bảng so sánh hàm lượng acid béo không no trong dầu hạt chè Việt Nam sao với dầu hạt chè ở một số nước khác trên thế giới ta thấy rằng hàm lượng acid palmitic, 1 loại acid béo no trong dầu hạt chè Việt Nam thấp hơn dầu hạt chè ở một số nước khác Còn về thành phần acid béo không no, trong khi dầu hạt chè Việt Nam có hàm lượng acid linoleic ở thấp hơn dầu hạt chè Iran, Ấn Độ, Thổ Nhĩ Kỳ thì hàm lượng acid oleic và linolenic lại cao hơn hẳn Như vậy, về giá trị dinh dưỡng, dầu hạt chè giống Camellia Sinensis trồng ở Việt Nam không hề thua kém giá trị dinh dưỡng của dầu hạt chè ở một số nước khác trên thế giới, nơi mà hạt chè đã được đưa vào khai thác ở quy mô công nghiệp, do đó, hạt chè Việt Nam cần được nghiên cứu khai thác để mang lại lợi nhuận cho người trồng chè, ngành chè nói riêng và nền kinh tế Việt Nam nói chung.
KẾT QUẢ KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG POLYPHENOL TRONG BÃ HẠT CHÈ
Bảng 3.12: Kết quả khảo sát hàm lượng polyphenol Nguyên liệu Hàm lượng polyphenol(%)
Bã hạt chè (phương pháp ép) 1.13 ± 0.12 Bã hạt chè (Phương pháp trích ly) 1.11 ± 0.08
Kết quả khảo sát cả phương pháp ép và phương pháp trích ly cho thấy cả 2 phương pháp này đều không có ảnh hưởng nhiều đến hàm lượng polyphenol trong bã hạt chè Nguyên nhân do polyphenol chủ yếu tan trong pha nước nên hàm lượng polyphenol trong dầu hạt chè tương đối thấp so với tổng hàm lượng polyphenol trong nguyên liệu hạt chè ban đầu (1.2%)
Khảo sát hàm lượng polyphenol thu được trong dầu hạt chè ở điều kiện trích ly tối ưu (có hiệu suất trích ly và hàm lượng vitamin E cao nhất) thu được kết quả: hàm lượng polyphenol trong mẫu dầu này là: 0.089% Kết quả này cao hơn hàm lượng polyphenol thu được trong mẫu dầu hạt chè giống Camellia sinensis trồng tại Iran của Fazel và cộng sự (2008) Như vậy, ngoài khả năng chống oxi hóa do polyphenol mang lại trong dầu hạt chè, ta có thể khai thác thêm khả năng chống oxi hóa của một hàm lượng rất lớn polyphenol vẫn còn tồn tại trong bã hạt chè sau khi thu nhận dầu.