HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ và sản XUẤTTHỬ NGHIỆM dầu MÀNG gấc và dầu hạt gấc

B CễNG THNG VIN CễNG NGHIP THC PHM & BO CO D N CP B HON THIN CễNG NGH V SN XUT TH NGHIM DU MNG GC V DU HT GC CH NHIM TI: KS V C CHIN 7316 23/4/2009 H NI, 12 - 2008 B CễNG THNG VIN CễNG NGHIP THC PHM & BO CO D N CP B HON THIN CễNG NGH V SN XUT TH NGHIM DU MNG GC V DU HT GC CH NHIM TI: KS V C CHIN Cng tỏc viờn: Th.S o Th Nguyờn KS Trn Ngc Dip KS Lờ Bỡnh Hong KS Trnh Nh Hoa KS Lờ Thanh Tựng Th.S Bựi Th Bớch Ngc Th.S Nguyn Trung Hiu KS Lờ Trung Lam KS Thanh H KS Nguyn Th Qunh Trang H NI, 12 - 2008 Mục lục Tr ang Ký hiệu chữ viết tắt Tổng quan 2.1 Cơ sở lý thuyết/xuất xứ dự án 2.2 Tính cấp thiết mục tiêu nghiên cứu đề tài 2.3 Nội dung Dự án 2.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu nớc 2.4.1 Giới thiệu gấc 2.4.2 Giới thiệu dầu màng gấc 2.4.2.1 Tính chất hóa lý thành phần hóa học 2.4.2.2 Tác dụng sinh học công dụng dầu màng gấc 2.4.2.3 Một số hoạt chất sinh học có dầu màng gấc 2.4.3 Giới thiệu dầu nhân hạt gấc 15 2.4.3.1 Tính chất hóa lý thành phần hóa học 15 2.4.3.2 Tác dụng sinh học công dụng dầu màng gấc 15 2.4.4 Kỹ thuật khai thác dầu 15 2.4.4.1 Phơng pháp ép dầu 15 2.4.2.2 Phơng pháp trích ly dầu dung môi hữu .18 2.4.3.3 Phơng pháp enzim 21 2.4.3.4 Các phơng pháp khác 22 2.4.5 Các công trình nghiên cứu v ngoi nớc gấc 23 THựC NGHIệM 29 3.1 Nguyên vật liệu hóa chất 29 3.1.1 Nguyên liệu 29 3.1.2 Hóa chất thí nghiệm 29 3.1.3 Dụng cụ thiết bị thí nghiệm 29 3.2 Phơng pháp nghiên cứu 30 3.2.1 Phơng pháp công nghệ 30 3.2.1.1 Phơng pháp hoàn thiện công nghệ sấy màng gấc 30 3.2.1.2 Hoàn thiện công nghệ khai thác dầu màng gấc phơng pháp ép 31 3.3.1.3 Nghiên cứu ảnh hởng yếu tố công nghệ đến trình trích ly dầu màng gấc 35 3.2.1.4 Hoàn thiện công nghệ sử dụng khô màng gấc sau ép để tạo dầu gấc loại .37 3.2.1.5 Nghiên cứu công nghệ ép dầu hạt gấc 38 3.2.1.6 Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ bảo quản dầu gấc màng gấc dầu hạt gấc .40 3.2.2 Phơng pháp phân tích 40 3.3 Kết nghiên cứu thảo luận 43 3.3.1 Kết phân tích đánh giá chất lợng nguyên liệu màng gấc nhân hạt gấc 43 3.2 Hoàn thiện công nghệ sấy màng gấc 44 3.3.2.1 Lựa chọn nhiệt độ sấy thích hợp 44 3.3.2.2 ảnh hởng độ ẩm màng gấc 45 3.3.3 Hoàn thiện công nghệ khai thác dầu màng gấc 47 3.3.4 Hoàn thiện công nghệ khai thác dầu gấc phơng pháp ép 48 3.3.4.1 ảnh hởng áp lực ép đến hiệu suất ép dầu màng gấc 48 3.3.4.2 ảnh hởng suất ép đến hiệu suất chất lợng dầu 49 3.3.5 Nghiên cứu ảnh hởng yếu tố công nghệ đến trình trích ly dầu màng gấc 51 3.3.5.1 Nghiên cứu ảnh hởng độ mịn nguyên liệu 51 3.3.5.2 Lựa chọn dung môi trích ly dầu màng gấc 52 3.3.5.3 Nghiên cứu ảnh hởng tốc độ khuấy trộn nguyên liệu 52 3.3.5.4 Nghiên cứu ảnh hởng số lần trích ly tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 53 3.3.5.5 Nghiên cứu ảnh hởng nhiệt độ trích ly 55 3.3.5.6 Nghiên cứu ảnh hởng thời gian trích ly 56 3.3.6 Hoàn thiện công nghệ sử dụng khô màng gấc sau ép để tạo dầu màng gấc loại 58 3.3.6.1 ảnh hởng kích thớc khô b đến hiệu suất ép 58 3.3.6.2 ảnh hởng tỷ lệ dầu đậu nành: khô b 59 3.3.6.3 ảnh hởng áp lực ép đến hiệu suất ép dầu loại 60 3.3.6.4 ảnh hởng suất ép đến hiệu suất chất lợng dầu màng gấc loại 61 3.3.7 Nghiên cứu công nghệ khai thác dầu nhân hạt gấc 62 3.3.7.1 Nghiên cứu ảnh hởng nhiệt độ sấy nhân hạt gấc đến chất lợng dầu nhân 62 3.3.7.2 Nghiên cứu lựa chọn độ ẩm dầu nhân hạt gấc sau sấy 63 3.3.7.3 Nghiên cứu thiết bị công nghệ tách vỏ nhân hạt gấc 64 3.3.7.4 Nghiên cứu ảnh hởng tỷ lệ vỏ lại nhân hạt gấc đến hiệu suất ép dầu 65 3.3.7.5 Nghiên cứu ảnh hởng nhiệt độ ép đến hiệu suất chất lợng dầu 65 3.3.8 Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ bảo quản dầu gấc màng gấc dầu hạt gấc 68 3.3.8.1 Sự biến đổi số peroxit trình bảo quản dầu màng gấc dầu hạt gấc 68 3.3.8.2 Sự biến đổi hàm lợng -caroten dầu gấc trình bảo quản 69 3.3.9 Phân tích đánh giá chất lợng sản phẩm dầu màng gấc dâu nhân hạt gấc 70 3.3.9.1 Các tiêu hoá lý 70 3.3.9.2 Thành phần axit béo dầu màng gấc dầu nhân hạt gấc 70 3.3.9.3 Các tiêu vi sinh vật 72 3.3.10 ứng dụng sản phẩm dầu màng gấc vào thực tế sản xuất 73 3.3.11 Sơ ớc tính giá thành sản phẩm 74 kết luận đề nghị 76 4.1 Kết luận 76 4.2 Đề nghị 77 tài liệu tham khảo 78 phụ lục (Hợp đồng, Kết phân tích, Công văn, Phụ lục ảnh) LI CM N Chỳng tụi xin trõn trng cm n s giỳp cú hiu qu ca cỏc n v: - V Khoa hc Cụng ngh - B Cụng Thng - V Ti chớnh - B Cụng Thng - B mụn nghiờn cu v cỏc phũng nghip v - Vin Cụng nghip Thc phm - Vin nghiờn cu Du v cõy cú Du B Cụng Thng - Vin Kim nghim B Y t - Cụng ty C phn dc vt t y t Hi Dng - Cụng ty TNHH Tu Linh - Doanh nghip t nhõn Luyn Thu Thanh H Hi Dng Nhúm thc hin D ỏn Ký hiệu viết tắt AFP: Alpha FetoProtein DM: dung môi DNA: cấu tử tế bào di truyền (acid deoxyribonucleic) ECMS: dịch chiết nhân hạt gấc ELISA: hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme FI: tế bào ung th màng tử cung ngời FMDV: vaccine phòng bệnh lở mồm long móng H5N1: virut gây bệnh cúm gia cầm HbsAg: nhiễm viêm gan siêu vi B Hep-2: tế bào ung th gan ngời HI: ngăn trở ngng kết hồng cầu HIV: vi rút HIV gây bệnh AIDS ( Human Immunodeficiency virut) IgG: globulin miễn dịch, thành phần hệ miễn dịch, có chức bám vào tác nhân đột nhập thể nh virus trớc kêu gọi tế bào miễn dịch đến tiêu diệt in vivo: thể in vitro: ống nghiệm LD50: liều độc cần thiết để làm chết nửa số cá thể tham gia thí nghiệm NL: nguyên liệu pH: hệ số đặc trng độ axit môi trờng RD: tế bào ung th màng tim ngời VSV: vi sinh vật 10 Tổng quan 1.1 Cơ sở pháp lý/xuất xứ dự án Dự án đợc thực theo hợp đồng nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ số: 01.08.SXTN/HĐ-KHCN Bộ Công Thơng Viện Công nghiệp Thực phẩm ký ngày 28 tháng 01 năm 2008 (Bản Thuyết minh dự án photo hợp đồng phần phụ lục) 1.2 Tính cấp thiết mục tiêu nghiên cứu dự án Gấc loại thực phẩm đặc sản có nhiều Việt Nam Quả gấc phần có giá trị gấc, loại thực phẩm giàu chất dinh dỡng hoạt chất sinh học, cung cấp nhiều tiền sinh tố nh: vitamin A, vitamin E, chất vi lợng phòng chống bệnh mãn tính tăng cờng sức khoẻ bền vững cho thể Cho đến nớc có nhiều công trình nghiên cứu gấc, hoạt chất sinh học gấc, khả sử dụng gấc để phòng chống bệnh tật đẩy lùi tuổi già, phòng chống ung th chí tăng sức đề kháng, kéo dài thời gian sống cho bệnh nhân HIV Tuy nhiên, công trình nghiên cứu tập trung chủ yếu vào việc phân tích, đánh giá thành phần hoạt chất sinh học chất dinh dỡng gấc, nh ứng dụng chúng y học chế biến thực phẩm nh: kẹo gôm, bánh qui, bánh kem xốp Khoảng chục năm trở lại đây, nhờ phát nhiều công trình nghiên cứu khoa học, màng gấc dầu màng gấc loại sản phẩm có giá trị kinh tế cao, đợc quan tâm đặc biệt nhà khoa học nh nhà sản xuất nớc Dầu màng gấc trở nên tiếng, làm nguyên liệu cho nhiều sản phẩm dợc phẩm thực phẩm chức nớc nhiều nớc giới nh Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc, Australia Nhờ vậy, phong trào trồng gấc nớc ta phát triển mạnh mẽ Trớc đây, gấc đợc trồng đơn lẻ, tự phát hộ gia đình, ngày hình thành nên vùng nguyên liệu gấc với hàng ngàn hec ta (cho hàng 11 Nguyên lý làm việc máy sàng: kết hợp sàng để phân loại theo kích thớc quạt để phân loại theo trọng lợng Máy sàng phân ly gồm tầng - tầng sàng lỗ to dùng để tách nhân hạt gấc cha vỡ nghiền - kích thớc lỗ sàng 9mm, tầng dới dùng để tách nhân hạt gấc nghiền 2.3.7.4 Nghiên cứu ảnh hởng tỷ lệ vỏ lại nhân hạt gấc đến hiệu suất ép dầu Hạt gấc có vỏ cứng chiếm từ 30-35% so với tổng trọng lợng hạt Vỏ hạt cứng cần đợc loại bỏ trớc ép Tuy nhiên không cần phải loại bỏ cách triệt để nghiên cứu khảo sát tỷ lệ vỏ lại nhân thích hợp cho trình ép dầu Các tỷ lệ vỏ lại nhân hạt gấc đợc tiến hành khảo sát lần lợt là: 3, 5, 7, 9, 11% Kết thể qua bảng 2.21 Bảng 2.21: Nghiên cứu ảnh hởng tỷ lệ vỏ lại nhân hạt gấc đến hiệu suất ép dầu TT Tỷ lệ vỏ nhân (%) Hiệu suất ép (%) 68,5 72,4 74,7 71,9 11 70,2 Qua kết nghiên cứu thấy tỷ lệ vỏ lại nhân cho hiệu suất cao 74, 7%.Tỷ lệ vỏ nhân đợc giữ nguyên nghiên cứu 2.3.7.5 Nghiên cứu ảnh hởng nhiệt độ ép đến hiệu suất chất lợng dầu Chúng thí nghiệm ép dầu nhân hạt gấc với nhiệt độ gia nhiệt nguyên liệu thùng 70, 75, 80, 85 900C đồng thời lấy mẫu dầu gấc ép tơng ứng với nhiệt độ xác định hiệu suất ép chất lợng dầu tiêu: số axit, số peroxit Kết phân tích đợc trình bày qua bảng 2.22 64 Bảng 2.22 ảnh hởng nhiệt độ ép đến hiệu suất chất lợng dầu nhân TT Nhiệt độ ép (0C) Hiệu suất ép (%) Chỉ số Axit (mgKOH/g dầu) Chỉ số peroxyt (meqO2/kg) 70 73,6 2,5 3,4 75 74,1 3,0 3,8 80 75, 3,2 4,0 85 75,8 4,3 5,5 90 76,8 5,9 6,2 Qua kết nghiên cứu cho thấy nhiệt độ ép nhân hạt gấc thích hợp cho máy ép GP Xởng thực nghiệm Viện Công nghiệp thực nghiệm 800C Với nhiệt độ 800C cho hiệu suất ép cao 75,3%, chất lợng dầu nhân hạt gấc đảm bảo tiêu số axit, số peroxyt dầu nhân hạt gấc lần lợt 3,5 mgKOH/g dầu 4,0meqO2/kg dầu Từ tất kết nghiên cứu trên, đa đợc quy trình công nghệ ép dầu nhân hạt gấc, đợc thể sơ đồ 2.7 Mô tả sơ đồ quy trình công nghệ: Nhân hạt gấc sau tách màng đợc tiến hành sấy nhiệt độ 700C Độ ẩm nhân hạt gấc sau sấy 6% Sau tiến hành nghiền nguyên liệu nhân hạt gấc máy nghiền đĩa Lần điều chỉnh độ rộng đĩa 4mm lần 2mm Sau tách vỏ hạt gấc máy sàng rung với đờng kính lỗ sàng 9mm Phần nhân hạt gấc với tỷ lệ vỏ lại nhân 7% đợc đa lên máy ép GP gia nhiệt đến nhiệt độ 800C với thông số cho hiệu suất ép đạt 75,3% 65 Nhân hạt gấc Sấy nhân hạt (Nhiệt độ sấy: 700C; Độ hạt sau sấy 6%) Nghiền nhân hạt gấc (Độ rộng đĩa nghiền lần 1: 4mm; lần 2: 2mm) Sàng máy sàng rung (Đờng kính lỗ sàng 9mm) Vỏ hạt gấc ép nhân hạt gấc (Tỷ lệ vỏ nhân: 7%; nhiệt độ ép: 800C) Khô bã Dầu nhân gấc Sơ đồ 2.7: Quy trình công nghệ ép dầu nhân hạt gấc máy ép GP 66 2.3.8 Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ bảo quản dầu gấc màng gấc dầu hạt gấc Dầu gấc dâu nhân hạt gấc đợc đựng chai nhựa PE 100ml bảo quản điều kiện sau với mục đích xác định thời gian bảo quản thích hợp điều kiện đó: Mẫu 1: Dầu màng gấc đựng lọ tối, đậy nắp, nhiệt độ thờng, chất bảo quản BHT 0,0075% Mẫu 2: Dầu màng gấc đựng lọ tối, đậy nắp, nhiệt độ lạnh (8 - 100C), chất bảo quản BHT 0,0075% Mẫu 3: Dầu nhân hạt gấc đựng lọ tối, đậy nắp, nhiệt độ thờng, chất bảo quản BHT 0,0075% Mẫu 4: Đựng lọ tối, đậy nắp, nhiệt độ lạnh (8 - 100C), chất bảo quản BHT 0,0075% 2.3.8.1 Sự biến đổi số peroxit trình bảo quản dầu màng gấc dầu hạt gấc Trong trình bảo quản, theo dõi biến đổi số peroxit dầu màng gấc dầu hạt gấc thời gian bảo quản phân tích định kỳ 30 ngày/lần Kết đợc trình bày bảng 2.23 Bảng 2.23 Biến đổi số peroxit trình bảo quản TT 10 11 12 Thời gian BQ (tháng) 10 11 Mẫu 5,4 5,4 5,5 5,7 6,0 6,2 6,7 7,2 8,5 8,9 9,7 10,4 Chỉ số peroxit (meqO2/kg) Mẫu Mẫu Mẫu 5,4 4,0 4,0 5,4 4,0 4,0 5,4 4,2 4,0 5,6 4,3 4,1 6,1 4,8 4,6 6,6 5,3 5,3 6,9 5,8 5,5 7,0 6,1 5,7 7,3 6,6 6,4 7,8 7,2 6,9 8,0 8,6 7,2 8,3 8,9 7,5 67 Nhận xét : Trong thời gian bảo quản dầu gấc tháng nhiệt độ lạnh (8 10C) nhiệt độ thờng (25 - 30C) chai PE kín tối màu, số peroxit mẫu tăng dần trình bảo quản Tuy nhiên mẫu bảo quản nhiệt độ thờng số peroxit tăng nhanh so với mẫu bảo quản nhiệt độ lạnh : Chỉ số peroxit mẫu bảo quản nhiệt độ thờng sau 10 tháng vợt giới hạn cho phép 2.3.8.2 Sự biến đổi hàm lợng -caroten dầu gấc trình bảo quản Chúng theo dõi biến đổi hàm lợng - caroten dầu thời gian bảo quản phân tích định kỳ 30 ngày/lần Kết đợc trình bày bảng 2.24 Bảng 2.24 Biến đổi hàm lợng -caroten trình bảo quản TT 10 11 12 Thời gian BQ (tháng) 10 11 Hàm lợng -caroten (mg%) Mẫu Mẫu 320 320 317 320 304 319 293 312 286 308 277 297 250 278 196 234 185 205 176 192 159 188 142 171 Nhận xét : Hàm lợng -caroten bị tổn thất trình bảo quản dầu song mức độ khác điều kiện bảo quản khác Chúng đến nhận xét: tốt dầu nên bảo quản nhiệt độ lạnh - 100C có chất bảo quản BHT: 0,0075% Nếu điều kiện lạnh nhiệt độ - 100C bảo quản nhiệt độ thờng nên sử dụng chất bảo quản BHT 0,0075% bảo quản tốt tháng 68 2.3.9 Phân tích đánh giá chất lợng sản phẩm dầu màng gấc dâu nhân hạt gấc 2.3.9.1 Các tiêu hoá lý Các tiêu chất lợng hoá lý tiêu quan trọng để đánh giá chất lợng dầu màng gấc Trớc hết, hàm lợng -caroten số định đến giá trị loại dầu Chỉ số axit số peroxyt hai tiêu đặc trng cho chất lợng loại dầu thực vật Các tiêu hoá lý chủ yếu dầu màng gấc - sản phẩm dự án đợc mang phân tích thể bảng 2.25 Bảng 2.25 Kết phân tích chất lợng dầu màng gấc Kết Chỉ tiêu chất lợng Đơn vị Dầu màng gấc loại A Dầu màng gấc loại B Tiêu chuẩn Dợc điển Hàm lợng -caroten mg% 320 193 > 100 Hàm lợng vitamin E mg% 31,54 27,56 - Chỉ số Axit mgKOH/g 4,8 6,3 - Chỉ số Peroxyt meqO2/kg 5,4 6,6