Nghiên cứu tách chiết axit béo giàu omega 3 và omega 6 từ hạt cải dầu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGÔ XUÂN DŨNG LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT AXIT BÉO GIÀU OMEGA-3 VÀ OMEGA-6 TỪ HẠT CẢI DẦU HÀ NỘI – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGÔ XUÂN DŨNG LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT AXIT BÉO GIÀU OMEGA-3 VÀ OMEGA-6 TỪ HẠT CẢI DẦU Chuyên ngành : Công nghệ sau thu hoạch Mã số : 60.54.10 Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS. BÙI QUANG THUẬT HÀ NỘI – 2012 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan trước Hội ñồng chấm luận văn cao học các, số liệu và kết quả nghiên cứu trong báo cáo này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng. Tôi xin cam ñoan rằng, các thông tin ñược trích dẫn trong khoá luận này ñã ñược ghi rõ nguồn gốc. Xác nhận của người hướng dẫn PGS.TS. Bùi Quang Thuật Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Người thực hiện Ngô Xuân Dũng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Bùi Quang Thuật, ThS Lê Bình Hoằng, Viện Công Nghiệp Thực Phẩm và ThS Nguyễn Thị Hoàng Lan, Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội ñã tận tình dìu dắt, trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ thực phẩm – Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội cùng các cán bộ của trung tâm Dầu, hương liệu và phụ gia thực phẩm – Viện Công nghiệp thực phẩm ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn của mình. Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới gia ñình cùng toàn thể bạn bè ñã ñộng viên, giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập cũng như quá trình hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Người thực hiện Ngô Xuân Dũng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iii MỤC LỤC Phần I. MỞ ðẦU 1 1.1. ðẶT VẤN ðỀ 1 1.2. MỤC TIÊU VÀ YÊU CẦU CỦA ðỀ TÀI 3 1.2.1. Mục tiêu của ñề tài 3 1.2.2. Yêu cầu của ñề tài 3 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3 Phần II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. GIỚI THIỆU VỀ CÂY CẢI DẦU 4 2.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CẢI DẦU TRÊN THẾ GIỚI 5 2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CẢI DẦU Ở VIỆT NAM.7 2.4. DẦU HẠT CẢI 8 2.4.1. Tính chất hoá lý và thành phần axít béo của dầu hạt cải 8 2.4.2. Vai trò của dầu hạt cải ñối với ñời sống con người 9 2.4.3. Các phương pháp sản xuất dầu hạt cải 10 2.4.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ dầu hạt cải trong nước và trên thế giới 17 2.5. AXÍT BÉO KHÔNG THAY THẾ OMEGA-3 VÀ OMEGA-6 19 2.5.1. Giới thiệu về axít béo không thay thế omega-3 và omega-6 19 2.5.2. Nguồn cung cấp axít béo không thay thế omega-3 và omega-6 20 2.5.3. Tác dụng của axít béo không thay thế omega-3 và omega-6 22 2.6. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH VÀ LÀM GIÀU HỖN HỢP AXÍT BÉO OMEGA-3 VÀ OMEGA-6 TỪ DẦU HẠT CẢI 24 2.6.1. Phương pháp thu nhận hỗn hợp axít béo không thay thế omega-3 và omega-6 25 2.6.2. Làm giàu hỗn hợp axít béo không thay thế omega-3 và omega-6 26 Phần III. ðỐI TƯỢNG – NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 3.1. NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT, THIẾT BỊ 29 3.1.1. Nguyên liệu: 29 3.1.2. Hóa chất 29 3.1.3. Dụng cụ, thiết bị 29 3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 3.2.1. Phương pháp phân tích 30 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iv 3.2.2. Phương pháp công nghệ 35 3.2.3 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng các yếu tố công nghệ ñến quá trình khai thác dầu hạt cải 36 3.3. Xử lý số liệu 44 3.4. ðỊA ðIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 44 Phần IV KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 46 4.1. PHÂN TÍCH VÀ ðÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU 46 4.1.1. ðánh giá sơ bộ về chất lượng các giống nguyên liệu 46 4.1.2 ðánh giá chất lượng dầu thu ñược từ các giống nguyên liệu 47 4.2. NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHAI THÁC DẦU HẠT CẢI 48 4.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ ñến quá trình khai thác dầu hạt cải 49 4.2.2. ðánh giá chất lượng dầu hạt cải 57 4.3. NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THỦY PHÂN DẦU HẠT CẢI 58 4.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng ñộ cồn ñến hiệu suất thủy phân dầu hạt cải 59 4.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ñến hiệu suất thủy phân dầu hạt cải 60 4.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hiệu suất thủy phân dầu hạt cải 60 4.4. NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LÀM GIÀU HỖN HỢP AXÍT BÉO OMEGA-3 VÀ OMEGA-6 64 4.4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ urê/ hỗn hợp axít béo thu ñược sau quá trình thủy phân dầu hạt cải ñến hiệu suất tạo phức 64 4.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ cồn/hỗn hợp axít béo ñến hiệu suất tạo phức 65 4.4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hiệu suất tạo phức 66 4.5. PHÂN TÍCH, ðÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM HỖN HỢP AXÍT BÉO KHÔNG THAY THẾ OMEGA-3 VÀ OMEGA-6 CỦA ðỀ TÀI 70 4.5.1. Phân tích các chỉ tiêu hóa lý 70 4.5.2. Phân tích thành phần axít béo 70 Phần V. KẾT LUẬN - ðỀ NGHỊ 72 5.1. KẾT LUẬN 72 5.2. ðỀ NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Tình hình sản xuất nguyên liệu có dầu trên thế giới 2010 [26] 5 Bảng 2.2. Tình hình tiêu thụ nguyên liệu có dầu trên thế giới năm 2010 [26].6 Bảng 2.3. Các quốc gia có sản lượng hạt cải dầu lớn trên thế giới [24] 6 Bảng 2.4. Các chỉ số hóa lý ñặc trưng của dầu hạt cải 8 Bảng 2.5. Thành phần axít béo trong dầu hạt cải [23] 9 Bảng 2.6. Lượng dầu hạt cải ñược tiêu thụ so với tổng lượng dầu thực vật 18 ñược tiêu thụ trên thế giới giai ñoạn 2000-2008 [1] 18 Bảng 2.7. Axít béo không no, không thay thế omega-3 và omega-6 ñiển hình.20 Bảng 2.8. Nguồn cung cấp axít béo omega- 3 [19] 21 Bảng 2.9. Nguồn cung cấp axít béo omega- 6 [11] 21 Bảng 4.1: Chất lượng hạt nguyên liệu một số giống cải dầu 46 Bảng 4.2: ðánh giá chất lượng dầu thô trích ly bằng thiết bị Shoxlet 47 Bảng 4.3: Kết quả khai thác dầu hạt cải bằng các phương pháp khác nhau 48 Bảng 4.4: Ảnh hưởng của kích thước bột nghiền ñến hiệu suất ép dầu 49 Bảng 4.5: Ảnh hưởng của thời gian chưng ñến hiệu suất ép 51 Bảng 4.6: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sấy ñến hiệu suất ép 52 Bảng 4.7: Ảnh hưởng của thời gian sấy ñến hiệu suất ép dầu 53 Bảng 4.8: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ép ñến hiệu suất ép dầu 54 Bảng 4.9: Ảnh hưởng của năng suất ép ñến hiệu suất ép dầu hạt cải 55 Bảng 4.10: Kết quả phân tích chất lượng của dầu hạt cải 57 Bảng 4.11: Thành phần axit béo của dầu hạt cải 58 Bảng 4.12. Ảnh hưởng của nồng ñộ cồn ñến hiệu suất thủy phân dầu hạt cải59 Bảng 4.13. Ảnh hưởng của thời gian ñến hiệu suất thủy phân dầu hạt cải 60 Bảng 4.14. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hiệu suất thủy phân dầu hạt cải 61 Bảng 4.15. Kết quả phân tích chất lượng hỗn hợp axít béo thu ñược sau quá trình thủy phân dầu hạt cải 62 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… vi Bảng 4.16. Ảnh hưởng của tỷ lệ urê/hỗn hợp axít béo thu ñược sau quá trình thủy phân dầu hạt cải ñến hiệu suất tạo phức 65 Bảng 4.17. Ảnh hưởng của tỷ lệ cồn/hỗn hợp axít béo ñến hiệu suất tạo phức 66 Bảng 4.18. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hiệu suất tạo phức 66 Bảng 4.19. Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm hỗn hợp axít béo omega-3 và omega-6 70 Bảng 4.20.Thành phần axít béo của sản phẩm hỗn hợp omega-3 và omega-6 70 Bảng 4.21. Kết quả phân tích dư lượng urê, kim loại nặng và thuốc bảo vệ thực vật nhóm clo hữu cơ trong sản phẩm hỗn hợp omega-3 và omega-6 71 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… vii DANH MỤC SƠ ðỒ Sơ ñồ 2.1. Sơ ñồ công nghệ sản xuất dầu thực vật bằng phương pháp ép 13 Sơ ñồ 2.2. Qui trình tổng quát công nghệ sản xuất dầu thực vật bằng phương pháp trích ly 15 Sơ ñồ 2.3. Sự chuyển hóa của các axít béo omega-3 trong cơ thể con người 24 Sơ ñồ 2.4. Qui trình tổng quát công nghệ thủy phân dầu thực vật bằng phương pháp hoá học 26 Sơ ñồ 3.1. Quy trình tổng quát công nghệ thủy phân dầu hạt cải bằng phương pháp hoá học 39 Sơ ñồ 3.2. Quy trình tổng quát công nghệ làm giàu hỗn hợp axít béo omega-3 và omega-6 bằng phương pháp tạo phức với urê 42 Sơ ñồ 3.3. Sơ ñồ khối các công việc ñược tiến hành trong ðề tài luận văn 45 Sơ ñồ 4.1: Quy trình công nghệ khai thác dầu hạt cải 56 Sơ ñồ 4.2. Quy trình công nghệ thủy phân dầu hạt cải bằng phương pháp hóa học 63 Sơ ñồ 4.3. Quy trình công nghệ làm giàu hỗn hợp axít béo omega-3 và omega-6 67 Sơ ñồ 4.4. Quy trình công nghệ chiết tách hỗn hợp axít béo không thay thế omega-3 và omega-6 từ dầu hạt cải 69 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… viii DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT 1. AA : Axít arachidonic 2. AGL : Axít γ-linolenic 3. AINS : Thuốc chống viêm không có chất xteroit 4. AL : Axít linoleic 5. ALA : Axít α-linolenic 6. ASEAN : Hiệp hội các quốc gia ðông Nam Á 7. DGLA : Axít dihomo-gamma-linoleic 8. DHA : Axít docosahexaenoic 9. EPA : Axít eicosapentaenoic 10. LDL : Lipoprotein tỷ trọng thấp 11. TT : Thứ tự 12. WHO : Tổ chức y tế thế giới [...]... omega- 3 trong d u h ñào còn t t hơn trong d u cá vì axít béo omega- 3 trong d u cá có ph n ng ph , làm cho các phân t t bào tr nên không n ñ nh, d s n sinh các g c ôxi t do gây ung thư và làm xáo tr n insulin gây ra b nh ti u ñư ng 2 .6 PHƯƠNG PHÁP CHI T TÁCH VÀ LÀM GIÀU H N H P AXÍT BÉO OMEGA- 3 VÀ OMEGA- 6 T D UH TC I Axít béo omega- 3 và omega- 6 ñư c chi t tách t d u h t c i b ng nhi u phương pháp khác nhau:... nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p …………………… 24 2 .6. 1 Phương pháp thu nh n h n h p axít béo không thay th omega- 3 và omega- 6 Quy trình thu nh n h n h p axít béo không thay th omega- 3 và omega- 6 t d u h t c i ch y u ñư c th c hi n qua 02 công ño n: th y phân d u th c v t và làm giàu h n h p axít béo omega- 3 và omega- 6 Công ño n th y phân d u có th ñư c th c hi n b ng phương pháp thu... p …………………… 18 2.5 AXÍT BÉO KHÔNG THAY TH OMEGA- 3 VÀ OMEGA- 6 2.5.1 Gi i thi u v axít béo không thay th omega- 3 và omega- 6 Axít béo không thay th là các axít béo ña n i ñôi, cơ th không t t ng h p ñư c mà ph i l y t th c ăn bên ngoài Có hai h axít béo không thay th quan tr ng là omega- 3 và omega- 6 ð u tiên chúng ñư c g i là vitamin F nhưng theo các công trình nghiên c u g n ñây ñã ch ra chúng là các... γ-linoleic (AGL) và axít arachidonic (AA) C hai lo i axít béo không thay th omega- 3 và omega- 6 ñ u có nhi u trong thu h i s n và các lo i d u th c v t Trong s các lo i d u th c ph m ph bi n, d u h t c i có hàm lư ng axít béo không thay th omega- 3 và omega- 6 khá cao v i hàm lư ng tương ng 6 - 12% và 12 28% so v i t ng lư ng các axit béo có trong d u Trên th gi i ñã có nhi u công trình nghiên c u liên... ng 2.7 Axít béo không no, không thay th omega- 3 và omega- 6 ñi n hình [8] Nhóm Lo i axít Công th c c u t o Axít α-linolenic (ALA), C18 :3 ω -3 Axít eicosapentaenoic (EPA), C20:5 Axít docosahexanenoic (DHA), C22 :6 Axít linoleic (AL) C18:2 ω -6 Axít γ-linolenic (AGL), C18:2 Axít arachidonic (AA) C20:4 2.5.2 Ngu n cung c p axít béo không thay th omega- 3 và omega- 6 Ngu n cung c p axít béo omega- 3 r t d i dào... c i d u chúng tôi ti n hành nghiên c u ñ tài: Nghiên c u tách chi t axít béo giàu omega- 3 và omega- 6 t d u h t c i” Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p …………………… 2 1.2 M C TIÊU VÀ YÊU C U C A ð TÀI 1.2.1 M c tiêu c a ñ tài Xây d ng ñư c quy trình công ngh thu nh n h n h p axít béo giàu omega- 3 và omega- 6 t h t c i d u cho hi u su t và ch t lư ng cao 1.2.2 Yêu c... Qu c 11 ,3 13, 0 10,5 13, 5 2 Canada 7,2 9,4 9 ,6 11,1 3 nð 5,8 7 ,6 7,4 7,2 4 ð c 3, 6 5,0 5 ,3 6 ,3 5 Pháp 3, 5 4,5 4,7 5 ,6 6 Ba Lan 1,0 1,4 2,1 2,5 7 Anh 1,2 1,9 2,1 2,0 8 Autralia 1,8 1,4 1,1 1,9 9 Hoa Kỳ 0,9 0,7 0,7 0,7 Ngu n: T ch c Lương th c và Nông nghi p Liên H p Qu c(FAO) Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p …………………… 6 2 .3 TÌNH HÌNH NGHIÊN C U, S N XU T VÀ TIÊU... ng v t và th c v t Các ch ph m là d ng axít béo omega- 3 ethyl ester ho c omega- 3 triglycerid EPA và DHA có ph bi n trong d u cá nư c l nh như cá h i, cá trích, cá thu, cá mòi, cá ng Trong d u cá có hàm lư ng axít béo omega- 3 cao g p nhi u l n axít béo omega- 6 Cá không t ng h p axít béo omega- 3 mà thu ñư c t các lo i t o ho c sinh v t phù du do chúng ăn vào Lo i t o nh Crypthecodinium cohnii và Schizochytrium... 6, 13; 6, 10; 2, 43 và 3, 14 tri u ha [24] Tình hình s n xu t và tiêu th các nguyên li u có d u trên th gi i năm 2010 ñư c trình bày trong b ng 2.1 và b ng 2.2 B ng 2.1 Tình hình s n xu t nguyên li u có d u trên th gi i 2010 [ 26] TT Nguyên li u S n lư ng (Tri u t n) 1 ð u tương 284,24 2 H tc id u 64 ,24 3 H t bông 47, 63 4 L c 38 ,17 5 H t hư ng dương 33 ,77 6 Nhân c 13, 97 7 D a 8 6, 6 T ng s 488 ,62 Trư ng ð i... c thu nh n axít béo omega- 3 và omega- 6 t d u th c v t, d u cá nói chung và t d u h t c i nói riêng, nh m ñáp ng nhu c u ñang ngày càng tăng cao cho vi c phòng, ch a b nh và nâng cao s c kh e c a con ngư i Vi t Nam, vi c nghiên c u thu nh n và s d ng các axít béo không thay th omega- 3 và omega- 6 t ngu n t nhiên v n còn quá khiêm t n Hi n nay, nhu c u s d ng trong nư c v 2 lo i axit béo này tăng lên . thay thế omega-3 và omega-6 20 2.5.3. Tác dụng của axít béo không thay thế omega-3 và omega-6 22 2.6. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH VÀ LÀM GIÀU HỖN HỢP AXÍT BÉO OMEGA-3 VÀ OMEGA-6 TỪ DẦU HẠT CẢI 24. chất lượng và lựa chọn nguyên liệu hạt cải dầu - Nghiên cứu công nghệ khai thác dầu từ hạt của giống cải dầu ñược lựa chọn. - Nghiên cứu công nghệ thu nhận hỗn hợp axít béo từ dầu hạt cải thu. trong nước, nâng cao giá trị của cây cải dầu chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: Nghiên cứu tách chiết axít béo giàu omega-3 và omega-6 từ dầu hạt cải . Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội