Xây dựng quy trình chiết xuất dầu cám gạo giàu y oryzanol

B GIO DC V O TO B Y T TRNG I HC DC H NI O ANH HONG XY DNG QUY TRèNH CHIT XUT DU CM GO GIU -ORYZANOL LUN VN THC S DC HC H NI 2015 B GIO DC V O TO B Y T TRNG I HC DC H NI O ANH HONG XY DNG QUY TRèNH CHIT XUT DU CM GO GIU -ORYZANOL LUN VN THC S DC HC CHUYấN NGNH: CễNG NGHIP DC PHM V BO CH THUC M S: 60.72.04.02 Ngi hng dn khoa hc: PGS.TS Phm Ngc Bựng H NI 2015 LI CM N Tụi xin by t lũng bit n sõu sc ti PGS.TS Phm Ngc Bựng, ngi hng dn khoa hc, giỳp tụi quỏ trỡnh thc hin lun ny Tụi xin chõn thnh cm n Ban Giỏm c, Khoa Bo ch- Ch bin (Vin Dc Liu) ó to iu kin, cung cp c s vt cht, trang thit b cho tụi thc hin ti Tụi xin chõn thnh cm n Ch Nguyn Minh Trang (S Khoa hc- Cụng ngh Tnh An Giang), Ch Phan Th Hng Thỳy (Trung tõm Kim nh v Kim nghim Ging nụng nghip An Giang) ó cung cp ớch danh mt s mu lỳa quỏ trỡnh tụi thc hin ti Tụi xin thnh cm n PGS.TS Nguyn Ngc Chin (Vin Cụng ngh Dc phm Quc Gia), TS.Nguyn Vn Hõn (B mụn Cụng nghip DcTrng i hc Dc H Ni) ó to iu kin v hng dn s dng mỏy chit xut Separex Tụi xin chõn thnh cm n Ban Giỏm hiu, phũng Sau i hoc v cỏc phũng ban liờn quan ó to iu kin thun li cho cỏc hc viờn hon thnh khúa hc, cỏc thy cụ ó trang b nhng kin thc mi, hu ớch thi gian hc Tụi xin gi li bit n sõu sc ti b m tụi ó thu mu cho tụi quỏ trỡnh nghiờn cu Cui cựng, tụi xin gi li cm n n bn bố v nhng ngi thõn ó luụn ng viờn, tin tng tụi H Ni, ngy 28 thỏng nm 2015 Hc viờn o Anh Hong MC LC DANH MC CC K HIU, CH VIT TT DANH MC CC BNG DANH MC CC HèNH T VN Chng TNG QUAN 1.1 Thnh phn húa hc ca cỏm go, du cỏm go 1.2 Quy trỡnh xay xỏt go 1.3.1 Cụng dng ca cỏm go 1.3.2 Cụng dng ca du cỏm go 1.3.3.Tỏc dng dc lý ca - oryzanol 1.3.4 Tỡnh hỡnh nghiờn cu v s dng du cỏm go, - oryzanol nc 10 1.4 Cỏc phng phỏp chit xut du cỏm go 10 1.4.1 Chit xut bng dung mụi hu c 10 1.4.2 Chit xut bng CO2 siờu ti hn 11 1.4.3 Phng phỏp ộp 11 1.4.4 Phng phỏp tinh ch du cỏm go 12 1.5 Cỏc phng phỏp phõn tớch 13 1.5.1 Phng phỏp nh lng du m dc liu 13 1.5.2 Phng phỏp xỏc nh mt s ch s vt lý, húa lý ca du bộo 14 1.5.3 Phng phỏp nh lng - oryzanol 17 1.5.4 Tiờu chun c s mt s du cỏm go 20 Chng I TNG V PHNG PHP NGHIấN CU 23 2.1 i tng nghiờn cu 23 2.1.1 i tng nghiờn cu 23 2.1.2 Húa cht, thit b 24 2.2 Phng phỏp nghiờn cu 25 2.2.1 nh lng du cỏm go cỏm, go nguyờn cỏm 25 2.2.2 Xõy dng phng phỏp nh lng -oryzanol du cỏm go 25 2.2.3 Xõy dng quy trỡnh chit xut 27 2.2.4 Tinh ch du cỏm go thụ 27 2.2.5 Cỏc phng phỏp xỏc nh ch tiờu vt lý, húa lý ca du bộo 29 Chng KT QU NGHIấN CU 30 3.1 Xõy dng c quy trỡnh chit xut du cỏm go giu -oryzanol 30 3.1.1 Xõy dng phng phỏp nh lng -oryzanol 30 3.1.2 Kho sỏt cỏc loi cỏm go 33 3.1.3 Kho sỏt phng phỏp chit xut 34 3.1.4 Tinh ch du cỏm go 36 3.2 Kho sỏt c hm lng du v -oryzanol ca mt s ging lỳa Vit Nam 40 3.3 Xõy dng ch tiờu cht lng du cỏm go 41 Chng BN LUN 42 KT LUN V KIN NGH 49 TI LIU THAM KHO PH LC DANH MC CC Kí HIU, CH VIT TT C1 Cỏm xỏt C2 Cỏm xoa HPLC Sc ký lng hiu nng cao HPTLC Sc ký lp mng hiu nng cao TCVN Tiờu chun Vit Nam DANH MC CC BNG Bng 1.1 Hm lng mt s cht du cỏm go Bng 1.2a Mc tocopherol v tocotrienol mt s du thc vt Bng 1.2b Mc tocopherol v tocotrienol mt s du thc vt Bng 1.3 Ch tiờu cht lng du thụ cỏm go theo TCVN 20 Bng 1.4 Ch tiờu cht lng ca du cỏm go ca cụng ty Puyang Zhongde Biotech 20 Bng 1.5 Ch tiờu cht lng du cỏm go Tsuno Rice 21 Bng 1.6 Ch tiờu cht lng du cỏm go Neptune 21 Bng 2.1 Tờn v kớ hiu cỏc mu nghiờn cu 23 Bng 3.1 hp th ca dung dch -oryzanol (15ug/ml) 30 Bng 3.2 hp th quang ca -oryzanol chun ti cỏc nng khỏc 32 Bng 3.2 Mt s ch tiờu cht lng ca cỏm C1, C2 33 Bng 3.3 nh hng ca dung mụi n lng du chit c v hm lng oryzanol du 34 Bng 3.4 nh hng thi gian n lng du chit c v hm lng oryzanol du 35 Bng 3.5.nh hng ca nhit n lng du chit c v hm lng oryzanol du 35 Bng 3.6 Khi lng du cũn li v hm lng -oryzanol du qua cỏc giai on tinh ch 36 Bng 3.7 Khi lng du cũn li v hm lng -oryzanol du tinh ch khụng qua giai on loi acid t 37 Bng 3.8 Kt qu ỏnh giỏ mt s mu lỳa Vit Nam 40 Bng 3.9 Ch tiờu cht lng du cỏm thc phm 41 Bng 3.10.Ch tiờu cht lng du cỏm giu -oryzanol 41 DANH MC CC HèNH Hỡnh 1.1 S cu trỳc ht thúc Hỡnh 1.2 Cụng thc cu to ca cỏc cu t -oryzanol Hỡnh 1.3 S quy trỡnh xay xỏt lỳa go Hỡnh 1.4b Mỏy ộp du trc vớt 12 Hỡnh 1.4a Mỏy ộp du thy lc 12 Hỡnh 1.5 S quy trỡnh tinh ch du 13 Hỡnh 1.6 Ph hp th ca -oryzanol chun v -oryzanol t du cỏm go n-hexan v isopropanol 19 Hỡnh 3.1 Ph hp th ca -oryzanol chun dung mụi heptan 30 Hỡnh 3.2 Ph hp th ca -oryzanol du cỏm v -oryzanol chun 31 Hỡnh 3.3 th biu din mi tng quan gia hp th v nng -oryzanol heptan, ti bc súng 314nm 32 T VN Go l lng thc ch yu ca hn 50% dõn s ton cu, chim 20% tng lng lng thc tiờu th hng nm Sn lng lỳa go trờn th gii t 700 800 triu tn.Vit Nam l mt nc cú nn nụng nghip lõu i, cõy lỳa ó tr thnh cõy lng thc ch yu cú ý ngha quan trng i sng v nn kinh t nụng nghip Vit Nam l nc sn xut lỳa go ng th th gii, xut khu lỳa go ln th 2, tng sn lng lỳa go t 40 - 50 triu tn/nm Sn xut lỳa go l ngun thu nhp chớnh ca a s h nụng dõn Quỏ trỡnh sn xut go to cỏm go, chim 10% lng ht thúc, c coi l ph phm nụng nghip, c dựng lm thc n chn nuụi hoc xut khu di dng nguyờn liu thụ Tuy nhiờn, cỏm go cú cha nhiu cht dinh dng nh protein, lipid, cht x, vitamin v nhiu cht cú hot tớnh sinh hc cao nh -oryzanol, acid ferulic, tocotrienol, tocopherols, phystosterols, acid phytic, inositol, acid gamma amino butyric [7], [14], [18] Trong ú, -oryzanol v cỏc cht du cỏm go c chng minh cú mt s tỏc dng: gim cholesterol, h lipid mỏu, h glucose mỏu bnh nhõn tiu ng typ II, tng cng chc nng d dy, gan, c ch t bo ung th i trng, d dy, chng lóo húa, chng oxy húa, gi m, lm trng, bo v da [7], [32], [45] Hin nay, cỏc nc cú cụng ngh cao (M, Nht) v sn xut lỳa go ln (Trung Quc, n , Thỏi Lan, Indonesia,) u phỏt trin cụng ngh chit xut cỏc sn phm t cỏm go nh: du cỏm go tinh ch, -oryzanol lm nguyờn liu cho m phm, dc phm nht l cỏc sn phm chm súc da t cỏm go gia tng giỏ tr ca ht lỳa go Tuy nhiờn, Vit Nam, vic xõy dng chui giỏ tr cho mt i tng cũn rt hn ch, ch cú mt s lng ớt cỏc nh sn xut, cung cp cỏc sn phm nh: du cỏm go, cỏm go thụ Do ú, vic nghiờn cu quy trỡnh chit xut du cỏm go s dng sn xut thuc, m phm, thc phm chc nng l cn thit, gúp mt phn nõng cao giỏ tr gia tng cho ht lỳa go nc ta - La chn nguyờn liu : Trong dõy truyn xay xỏt lỳa go to loi cỏm : cỏm xỏt (cỏm búc tỏch t lp v ngoi ht go, cú mu vng m, thnh phn gm cú cỏm, v tru, v phn tm) cỏm xoa (l cỏm sinh quỏ trỡnh ỏnh búng go, thnh phn gm nhng ht cỏm mn mu vng sỏng, tm v mt phn mm go) Tuy nhiờn, qua tỡm hiu nhúm thc hin ti cha thy nghiờn cu no cp n loi cỏm i tng nghiờn cu. ti ó ch c s khỏc bit rừ rt gia loi cỏm ny : cỏm xỏt cha hm lng du v -oryzanol cao gp 3-4 ln so vi cỏm xoa Vic tỏch cỏm mn cỏm xoa bng cỏch rõy qua rõy 180àm v xỏc nh c hm lng du cỏm mn tng ng vi cỏm xỏt, nhiờn hm lng -oryzanol ch bng 1/3 so vi cỏm xỏt Do ú, nhúm thc hin a d oỏn -oryzanol trung ch yu lp v qu v v ht go, du go phõn b u trờn ton b cỏc lp v cỏm Vỡ vy, cú th ngh ti phng phỏp s dng cỏm xỏt lm nguyờn liu cho chit xut -oryzanol, cỏm xoa lm nguyờn liu chit du s dng lm thc phm Cỏm go sau xay xỏt ó cú hm lng acid bộo t t 1-3%, v liờn tc tng quỏ trỡnh bo qun s phõn hy ca enzym lipase, dn ti hm lng acid bộo t du thụ cỏm go rt cao Lng acid bộo t cao nh hng n quỏ trỡnh tinh ch du cỏm go, lm mt i hu ht oryzanol du tinh ch (>95%) Vỡ vy, cn cú bin phỏp x lý ht thúc saut hu hoch bt hot enzym lipaze, gim ti thiu lng acid bộo t du thụ, t ú lm tng hm lng -oryzanol du tinh ch, cng nh l chi phớ quỏ trỡnh tinh ch, h giỏ thnh sn phm Nhúm thc hin ti cha tỡm thụng tin liờn quan gia hm lng acid bộo t to tng cao nh hng n hm lng -oryzanol cỏm go Kt qu thu c kho sỏt mu TT2 (mu go trng thụng thng) cho thy hm lng du TT2 l tng ng cỏc mu lỳa khỏc, nhiờn hm lng oryzanol du chit xut t mu ny li thp Do ú, cn tin hnh nghiờn 43 cu n nh ca -oryzanol cỏm go sau xay xỏt : bo qun cỏm sau xay xỏt iu kin lóo húa cp tc v iu kin thng, chit du, nh lng -oryzanol du thu c Kt qu ny s gúp phn quyt nh n thi im ly cỏm, iu kin bo qun cỏm lm nguyờn liu chit xut oryzanol Trong trng hp hm lng -oryzanol du thụ ớt chu nh hng ca iu kin bo qun cỏm nguyờn liu thỡ vic chit xut -oryzanol s d dng hn, tit kim chi phớ, tn dng c ngun cỏm t cỏc nh mỏy xay xỏt nh, phõn b ri rỏc Phng phỏp chit xut : Du cỏm go c chit xut quy mụ cụng nghip ch yu bng phng phỏp : ộp trc vit v chit bng n-hexan Phng phỏp ộp trc vớt cú hn ch l lng du chit c thp (khong 4-8%).Cỏc kho sỏt ca ti ny v phng phỏp, iu kin chit xut s dng dung mụi hu c thu c cỏc kt qu tng t nh nhiu cụng b trc ú, khụng cú im c bit n-hexan c xem nh dung mụi hu c phự hp nht cho vic chit du cỏm go, s dng hn hp dung mụi n-hexan vi ethanol giỳp tng kh nng chit -oryzanol ti ó th nghim chit xut bng dung mụi CO2 siờu ti hn (600C, 300bar, dung tớch bỡnh 1lit, lu lng dũng 50g/phỳt, thi gian chit 3h) cho kt qu kh quan : hm lng du v hm lng -oryzanol du cao Chng t u im ca chit sut dung mụi siờu ti hn Tuy nhiờn, du thụ chit c cũn ln nhiu tp, gõy khú khn quỏ trỡnh tinh ch Chit xut bng dung mụi siờu ti hn cú u im l chi phớ cho dung mụi r hn, kh nng thu hi cao, hn ch l u t cụng ngh ln Hiờn trờn th gii, cụng ngh ny c ng dng ph bin chit xut cỏc loi du thc vt Vỡ vy, nghiờn cu iu kin chit xut du cỏm go bng dung mụi CO2 siờu ti hn cng nờn cú nhng nghiờn cu thờm ti Vit Nam 44 ti khụng cp n ti u húa iu kin chit xut l cỏm go l ngun nguyờn liu r tin v rt di Vit Nam, hm lng du cao, k thut chit n gin nờn vic chit xut khụng cn chỳ trng n iu kin nh : nhit , thi gian, t l dung mụi/nguyờn liu Sn phm ca ti cú tớnh ng dng cao, kh nng tip cn th trng ln, nờn vic xem xột n cỏc nh : chi phớ chit xut, kh nng trung nguyờn liu, la chn nguyờn liu u vo, cụng ngh tinh ch l cỏc khớa cnh quan trng, cn c lm rừ hn Tinh ch du cỏm go: õy l cụng ngh quan trng nht vic to sn phm du cỏm go cht lng cao Sn phm ca ti l loi du : du cỏm go lm thc phm v du cỏm go lm m phm cú mt s ch tiờu k thut c bn nh sau : Ch tiờu cht lng du cỏm go thc phm Ch tiờu Phng phỏp Yờu cu Mu sc Cm quan Vng sỏng Mựi Cm quan D chu T trng oryzanol (min) Th ụng Ch s acid (mgKOH/g) 0,0914-0,926 UV-vis, =314nm >0,1% 5,5h 150C Trong sut DVN IV 1200mg Th ụng 5,5h 150C Trong sut Ch s x phũng húa DVN IV 165-189 Sn phm du n cỏm go t c ch tiờu bt buc quan trong, cú nh hng n sc khe ú l acid [...]...Nhận th y được sự cần thiết của vấn đề nêu trên, chúng tôi tiến hành đề tài: X y dựng quy trình chiết xuất dầu cám gạo giàu γ -oryzanol với các mục tiêu: - X y dựng được quy trình chiết xuất dầu cám gạo giàu γ -oryzanol - Xác định hàm lượng dầu cám gạo và γ -oryzanol trong cám gạo của một số giống lúa ở Việt Nam - Xác định một số chỉ tiêu chất lượng của dầu cám gạo γ -oryzanol 2 Chƣơng 1 TỔNG... hàm lượng oryzanol trong dầu cám gạo được tính bằng : V : thể tích pha loãng m : khối lượng cân(ug) a,b : các hệ số trong phương trình đường chuẩn Hàm lượng γ -oryzanol trong cám gạo, gạo nguyên cám được xác định bằng công thức : C : hàm lượng γ -oryzanol trong dầu cám gạo (%) D : hàm lượng dầu cám gạo chiết được trong cám, hoặc trong gạo nguyên cám (%) 26 2.2.3 X y dựng quy trình chiết xuất Khảo sát... dụng dầu cám gạo, γ- oryzanol trong nƣớc Cám gạo đã được chiết xuất dầu từ những năm 1960, khoảng 10 năm gần đ y cám gạo mới trở thành đối tượng được nghiên cứu sâu rộng, bước đầu đã có kết quả nghiên cứu chiết xuất γ -oryzanol, acid γ- amino butyric Nguyễn Đức Tiến và cộng sự trong phòng thí nghiệm, trích ly cám gạo có được dịch chế phẩm oryzanol ở quy mô phòng thí nghiệm (0.332g γ -oryzanol/ 100g cám gạo, ... lạnh thường không thu được hiệu suất chiết cao, tuy nhiên dễ thực hiện ở mô công nghiệp và chi phí rẻ Trong một nghiên cứu cho th y, dầu cám gạo chiết xuất bằng phương pháp n y chỉ thu được 4,17% khối lượng cám gạo 11 Hình 1.4a M y ép dầu th y lực Hình 1.4b M y ép dầu trục vít 1.4.4 Phương pháp tinh chế dầu cám gạo 12 Dầu cám gạo được tinh chế theo quy trình sau [42]: Dầu thô Nước nóng Loại gôm NaOH Loại... lúa nếp cẩm tại Sơn La + Mẫu gạo lật (hay còn còn lại gạo lứt, gạo lức) trên thị trường + Mẫu cám gạo thu tại cơ sở xay xát ở địa phương (Mỹ Hào- Hưng Y n) Cám gạo trong quy trình xay xát được chia làm 2 phần: cám xát và cám xoa (cám xát là cám thu được trong giai đoạn xay xát gạo lật, cám xoa là cám thu được trong giai đoạn đánh bóng gạo) Do đó, mẫu cám thu tại cơ sở xay xát cũng được chia làm 2 loại... trấu Vỏ trấu Phân ly thóc – gạo lật Bóc cám Cám xát Xoa bóng Cám xoa Tách tấm Tấm Tách hạt màu Hạt màu Bao gói Sản phẩm Hình 1.3 Sơ đồ quy trình xay xát lúa gạo Khối lượng cám gạo sau khi xay xát chiếm khoảng 10% tổng khối lượng thóc, trong đó cám xát chiếm 60%, cám chiếm xoa 40% 7 1.3 Công dụng của cám gạo, dầu cám gạo, tác dụng dƣơc lý γ- oryzanol, tình hình nghiên cứu sử dụng dầu cám gạo ở Việt Nam... có sản phẩm dầu ăn từ cám gạo, nhãn hiệu Neptune được sản xuất trong nước, hàm lượng γ -oryzanol 0,3% 1.4 Các phƣơng pháp chiết xuất dầu cám gạo 1.4.1 Chiết xuất bằng dung môi hữu cơ Những dung môi để chiết xuất dầu cần phải có một điểm sôi tương đối thấp và không dễ ch y, ít độc hại Một số dung môi được sử dụng chiết xuất dầu cám gạo: n-hexan, iso-propanol, dichloromethan, methanol, ethyl acetat, ethanol... ferulate, sitostanyl ferulate, Δ7-stigmastenyl ferulate, stigamsteryl ferulate, Δ7-sitostenyl ferulate [18] Hàm lượng γ -oryzanol trong gạo nguyên cám từ 3,5 – 21mg/100g t y thuộc vào các giống lúa khác nhau Mặc dù cám gạo giàu dinh dưỡng và các chất có hoạt tính sinh học nhưng cám gạo có độ ổn định thấp, các thành phần trong cám gạo bị phân h y ngay sau quá trình xay xát do tác động của enzym lipase, proteaza.Trong... lượng dầu cám gạo chiết được, hàm lượng γ -oryzanol Các thí nghiệm lặp lại 3 lần, l y kết quả trung bình Nhiệt độ : khảo sát ở nhiệt độ thường, và 700C Xác định lượng dầu cám gạo chiết được, hàm lượng γ -oryzanol Thí nghiệm lặp lại 3 lần, l y kết quả trung bình Thời gian : thiết lập điều kiện thời gian dựa vào chu kì lặp lại khi chiết Soxhlet Xác định lượng dầu cám gạo chiết được, hàm lượng γ -oryzanol. .. proteaza.Trong vòng 24 giờ đầu, cám gạo đã bị biến đổi rất lớn về chất lượng nếu không được ổn định hóa [6], [20] Đ y là lý do vì sao cám gạo ở nước ta vẫn được coi là phụ phẩm, dùng làm thức ăn gia súc, không có giá trị cao 5 Hình 1.2 Công thức cấu tạo của các cấu tử γ -oryzanol 6 1.2 Quy trình xay xát gạo Hiện nay các nhà m y xay xát lớn nhỏ đều thực hiện quy trình xay xát theo các bước sau: Thóc Thóc ... tài: Xây dựng quy trình chiết xuất dầu cám gạo giàu γ-oryzanol” với mục tiêu: - Xây dựng quy trình chiết xuất dầu cám gạo giàu γ-oryzanol - Xác định hàm lượng dầu cám gạo γ-oryzanol cám gạo số... lƣợng dầu cám gạo cám, gạo nguyên cám 25 2.2.2 Xây dựng phƣơng pháp định lƣợng γ-oryzanol dầu cám gạo 25 2.2.3 Xây dựng quy trình chiết xuất 27 2.2.4 Tinh chế dầu cám gạo. .. lượng γ-oryzanol dầu cám gạo (%) D : hàm lượng dầu cám gạo chiết cám, gạo nguyên cám (%) 26 2.2.3 Xây dựng quy trình chiết xuất Khảo sát hàm lượng dầu, γ-oryzanol cám xát (C1) cám xoa (C2) - Xác