Khảo sát khả năng chống oxy hóa của một số loại dầu thực vật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHẢO SÁT KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA CỦA MỘT SỐ LO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA CỦA MỘT SỐ LOẠI DẦU THỰC VẬT

GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM SVTH: NGUYỄN THỊ ANH THƯ MSSV: 11116066

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015

S K L 0 0 3 9 5 0

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm

1 Tên đồ án: Khảo sát khả năng chống oxy hóa của một số loại dầu thực vật

2 Mã số đồ án:

3 Nhiệm vụ của đồ án:

- Tìm hiểu các phương pháp công nghệ sản xuất dầu thực vật

- Tìm hiểu các thành phân có hoạt tính sinh học có trong dầu dừa, dầu olive và dầu

cám gạo

- Xác định hoạt tính chống oxy hóa của các loại dầu trên

- Khảo sát độ bền oxy hóa và sự biến đổi chất lượng theo thời gian

4 Ngày giao nhiệm vụ đồ án:

5 Ngày hoàn thành đồ án: 15/7/2015

6 Họ tên người hướng dẫn: Trần Bích Lam

Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bởi

Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm

Tp.HCM, ngày 15tháng 07 năm 2015

Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn:

- Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Tthuật TP.HCM

- Toàn thể giáo viên bộ môn công nghệ hóa học và thực phẩm Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM

Đã hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đề tài tốt nghiệp

Tôi vô cùng biết ơn:

TS Trần Bích Lam đã dành thời gian quý báu của mình để hướng dẫn, giúp đỡ và truyền những kiến thức cũng như kinh nghiệm để tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành đồ án này

Và cuối cùng xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh tôi, cổ vũ động viên để vượt qua những thời điểm khó khăn nhất trong quá trình thực hiện đồ án và học tập

iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là của

riêng tôi Tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được

trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định

Ngày 15 tháng 07 năm 2015

Ký tên Nguyễn Thị Anh Thư

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG vi

DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT vii

TÓM TẮT viii

MỞ ĐẦU……… …….…1

Chương 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Các phương pháp thu nhận dầu từ nguyên liệu 3

1.1.1 Tách dầu bằng phương pháp ép 3

1.1.2 Tách dầu bằng phương pháp trích ly 6

1.1.3 Tách chiết dầu bằng phương pháp enzyme 9

1.2 Dầu dừa 12

1.2.1 Thành phần hóa học 12

1.2.2 Phương pháp sản xuất dầu dừa hiện nay 13

1.3 Dầu ô liu 18

1.3.1 Thành phần hóa học của dầu oiu 18

1.3.2 Phương pháp sản xuất dầu ô liu thô 19

1.4 Dầu cám gạo 24

1.4.1 Thành phần hóa học 24

1.4.2 Quy trình công nghệ sản xuất dầu cám gạo tinh luyện 25

1.5 Các chất chống oxy hóa phổ biến có trong dầu 27

1.5.1 Vitamin E 27

1.5.2 Carotenoid 29

1.5.3 Các hợp chất phenolic 30

1.6 Các phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa 31

1.6.1 Phương pháp trực tiếp :31

1.6.2 Phương pháp gián tiếp 33

1.7 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 34

1.7.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 34

1.7.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 35

v

Chương 2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.1 Nguyên liệu 37

2.2 Vật liệu 37

2.2.1 Hóa chất 37

2.2.2 Dụng cụ và thiết bị 38

2.3 Phương pháp phân tích 38

2.3.1 Xác định hoạt tính chất chống oxy theo phương pháp DPPH 38

2.3.2 Xác định chỉ số AV 40

2.3.3 Chỉ số PoV 41

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 41

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 42

3.1 Kết quả dựng đường chuẩn 42

3.2 Khảo sát nguyên liệu ban đầu 43

3.3 Ảnh hưởng của thời gian lưu trữ đến hoạt tính chống oxy hóa 44

3.4 Ảnh hưởng của thời gian lưu trữ đến tốc độ oxy hóa dầu 47

3.5 Khảo sát hàm lượng axit béo tự do của dầu oliu, dầu cám, dầu dừa 50

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

4.1 Kết luận 54

4.2 Kiến nghị 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

PHỤ LỤC 61

DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG

Hình 1.1:Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu 3

Hình 1.2:Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu 7

Hình 1.3: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu 11

Hình 1.4:Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu 14

Hình 1.5:Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu dừa 16

Hình 1.6:Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu dừa 17

Hình 1.7:Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu oiu 20

Hình 1.8:Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu oliu 21

Hình 1.9: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu oliu 23

Hình 1.10:Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu cám 25

Hình 3.1: Đồ thịkhả năng bắt gốc tự do của trolox tại 42

Hình 3.2 :Đồ thị thể hiện khả năng bắt gốc tự do 45

Hình 3.3 :Đồ thị hoạt tính chống oxy hóa của dầu oliu, 45

Hình 3.4 :Đồ thị sự biến đổi chỉ số peroxit của 48

Hình 3.5:Thay đổi PoV của dầu EVOO trong 49

Hình 3.6: Đồ thịthể hiện sự biến đổi chỉ số AV 50

Hình 3.7:Đồ thị sự biến đổi FFA của dầu 51

Bảng 2.1: Các bước xây dựng đường chuẩn Trolox 39

Bảng 3.1: Kết quả dựng đường chuẩn Trolox 42

Bảng 3.2: Tính chất nguyên liệu ban đầu 43

Bảng 3.3: Chỉ số AV và PoV của một số 52

vii

DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT

AV : chỉ số axit

DPPH: 1,1 – diphenyl – 2 – picrylhydrazyl

EVOO: extra virgin olive oil

FFA: axit béo tự do

HDL: High Density Lipoprotein

LDL: Low Density Lipoprotein

PoV: chỉ số peroxit

VCO: virgin coconut oil

VOO: virgin olive oil

ô liu (với hàm lượng cao polyphenol), dầu cám (có oryzanol) có tác dụng tốt cho sức khỏe được coi là có thể ngăn một số bệnh tim mạch, ung thư, ngoài ra còn được sử dụng làm mỹ phẩm, dược phẩm Dầu cám với tỷ lệ axit no: axit béo không no một nối đôi: axit béo không

no nhiều nối đôi là 1: 2.2: 1.5 rất gần với các khuyến nghị của tổ chức Y tế Thế giới nên là dầu ăn được lựa chọn tốt nhất cho cơ thể Dầu dừa với thành phần axit lauric có tính kháng khuẩn cao cùng với hàm lượng cao các axit béo mạch trung bình dễ tiêu hóa nên được ứng dụng nhiều trong thực phẩm và mỹ phẩm

1

MỞ ĐẦU

Dầu thực vật là hỗn hợp triglycerol và phosphatid (95-98%) và lượng nhỏ hỗn hợp phức tạp của các hợp chất không xà phòng hóa (2-5%) các tocopherols, phytosterols, sterol ester và hydrocarbon… Dầu thực vật đóng một vai trò thiết yếu trong chế độ ăn uống , đảm bảo chức năng dinh dưỡng: góp phần cung cấp năng lượng, là nguồn thiết yếu của các axit béo (axit linoleic C18: 2, tiền chất của omega-6 và α-linolenic axit C18: 3, một tiền chất của omega-3).Hai axit béo được coi là cần thiết bởi vì hai axit này không thể được tổng hợp bởi con người, và rất cần thiết cho các hoạt động của cơ thể con người, sự phát triển và chức năng sinh lý, mặt khác hai axit béo này còn đóng góp cho công tác phòng chống một số bệnh liên quan đến thói quen ăn uống (tim mạch bệnh, bệnh tiểu đường, béo phì, ung thư).Một số loại dầu thực vật còn chứa nhiều thành phần hóa học có lợi cho sức khỏe khác như: trong dầu oliu được sử dụng nhiều ở Địa Trung Hải, có chứa hàm lượng cao chất chống oxy hóa polyphenol,vitamin E Chất chống oxy hóa oryzanol chỉ có trong dầu cám gạo, ngoài ra dầu cám gạo có tỉ lệ hàm lượng axit béo không bão hóa một nối đôi, axit béo không bão hòa nhiều nối đôi và axit béo bão hòa tốt cho cơ thể nhất Một hàm lượng cao axit lauric có tác dụng kháng khuẩn có trong dầu dừa Do đó, dầu oliu, dầu cám gạo, dầu dừa không chỉ được sử dụng làm thực phẩm mà còn được sử dụng để làm mỹ phẩm, dược phẩm với những công dụng khác nhau

Các axit béo không bão hòa rất dễ bị oxy hóa vì vậy trong quá trình sử dụng và bảo quản

dù không muốn nhưng quá trình oxy hóa vẫn xảy tác động tiêu cực đến các chức năng, chất lượng cảm quan và dinh dưỡng của dầu Các kết quả đáng chú ý nhất của quá trình oxy hóa dầu là sự tạo thành mùi vị khó chịu, làm biến đổi các đặc tính cảm quan của thực phẩm, mất một lượng đáng kể các chất chống oxy hóa tự nhiên trong dầu và sinh ra các chất độc hại cho

cơ thể

Để tìm hiểu về tính chất này, chúng tôi thực hiện đề tài: “Khảo sát khả năng chống oxy

hóa của một số loại dầu thực vật”

 Mục đích - yêu cầu:

- Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa trong dầu oliu, dầu cám gạo, dầu dừa

- Khảo sát sự biến đổi dầu mỡ qua chỉ số peroxit, chỉ số axit và hoạt tính chống oxy hóa trong thời gian bảo quản 7 tuần từ khi ở nắp

 Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu: Dầu oliu nguyên chất, dầu gạo tinh luyện vật lý, dầu dừa nguyên chất

- Phạm vi nghiên cứu: phòng thí nghiệm

 Nội dung nghiên cứu:

- Tìm hiểu các thành phần hóa học có trong dầu oliu, dầu dừa và dầu cám gạo và công dụng của chúng

- Khảo sát khả năng chống oxy hóa của các loại dầu: dầu oliu, dầu cám gạo, dầu dừa theo thời gian từ khi mở nắp đến tuần thứ 8 bằng phương pháp DPPH

- Khảo sát sự ôi hóa của dầu theo thời gian từ khi mở nắp đến tuần thứ 8 thông qua chỉ

số PoV, và AV

 Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài

Trước đây khi nhắc tới dầu thực vật thì người ta chỉ tập trung tới thành phần axit béo với giá trị dinh dưỡng, đề tài này quan tâm tới những nghiên cứu về các thành phần có lợi khác có trong dầu thực vật như chất chống oxy hóa tự nhiên, từ đó hướng tới sự phát triển ứng dụng của dầu thực vật trong ngành mỹ phẩm, dược phẩm

3

Chương 1 TỔNG QUAN

Hình 1.1:Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu thô bằng phương pháp ép

1.1.1.1 Giải thích quy trình công nghệ:

 Bóc tách vỏ:

Mục đích:

- Loại bỏ thành phần không chứa dầu, tạo điều kiện cho việc nghiền nhân được dễ dàng, đạt độ nhỏ mong muốn

- Giảm tổn thất dầu trong sản xuất vì vỏ có tính hút dầu cao

- Ngoài ra, vỏ là nơi tập trung nhiều chất màu, nếu không bóc vỏ trước khi ép, dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao chất màu tan mạnh vào dầu làm cho dầu có màu xấu

- Để hiệu suất bóc vỏ cao, khối nguyên liệu phải đồng đều về kích thước do đó cần phải phân loại trước khi bóc tách vỏ Người ta thường dùng sàng để phân loại

- Ngoài ra, trong quá trình bóc tách vỏ, độ ẩm của nguyên liệu đóng vai trò rất quan trọng Nếu nguyên liệu quá khô khi vào máy xát sẽ làm cho nguyên liệu nát nhiều, các vụn vỡ này theo quạt hút ra ngoài làm tổn thất nguyên liệu, trong trường hợp nguyên liệu quá ẩm, vỏ không đủ độ dòn cho việc bóc tách nên hiệu suất kém

 Nghiền:

Mục đích

- Phá hủy triệt để những tế bào nguyên liệu nhằm giải phóng dầu ra ở dạng tự do

- Tạo cho nguyên liệu có kích thước thích hợp cho các công đoạn chế biến tiếp theo

- Tạo cho nguyên liệu có hình dáng và kích thước đồng đều

 Chưng sấy bột nghiền:

Nguyên liệu chứa dầu sau khi nghiền thành bột gọi là bột nghiền, bột nghiền sau khi chưng sấy (gia ẩm, gia nhiệt) gọi là bột chưng sấy, bột chưng sấy sau khi ra khỏi thiết bị chưng sấy còn có thể gọi là bột ép nếu đem ép lấy dầu hoặc gọi là bột trích ly nếu đem trích ly bằng dung môi để lấy dầu Bột ép hoặc bột trích ly sau khi đã lấy dầu gọi là khô dầu (nếu ép)

và bã dầu (nếu trích ly) Muốn đạt hiệu quả tách dầu cao, trước khi đem ép hoặc trích ly, bột nghiền phải qua công đoạn chưng sấy

 Mục đích:

- Tạo điều kiện cho bột nghiền có sự biến đổi về tính chất lý học

- Làm cho độ nhớt của dầu giảm đi, khi ép dầu dễ dàng thoát ra

5

- Làm cho một số thành phần không có lợi (mùi, độc tố ) mất tác dụng, từ đó làm tăng chất lượng của thành phẩm và khô dầu

- Làm vô hoạt hệ thống enzym không chịu được nhiệt độ cao tồn tại trong bột nghiền

- Làm cho độ ẩm của bột nghiền được điều chỉnh từ 3 ÷ 5 % tùy theo từng loại nguyên liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn ép

 Chưng sấy bột nghiền có thể dùng hai chế độ:

- Chế độ chưng sấy ướt

Trong quá trình chưng sấy tiến hành làm ẩm đến độ ẩm thích hợp (chưng) cho sự trương

nở phần háo nước của bột rồi sau đó sấy để nguyên liệu có độ ẩm thích hợp cho viêc ép Ở giai đoạn chưng, bột nghiền được làm ẩm bằng nước hoặc hỗn hợp của nước với hơi nước trực tiếp, bột sau khi chưng thường được sấy khô bằng hơi nước gián tiếp

- Chế độ chưng sấy khô

Trong quá trình chưng sấy không gia ẩm cho nguyên liệu mà chỉ đơn thuần sấy Chế độ này ít được sử dụng vì hiệu suất tách dầu thấp do bột không được trương nở

 Ép

 Cơ chế của quá trình ép:

Khi ép, dưới tác dụng của ngoại lực, trong khối bột xảy ra sự liên kết bề mặt bên trong cũng như bên ngoài của các phần tử, ta có thể chia ra làm hai quá trình chủ yếu:

Quá trình xảy ra đối với phần lỏng: đây là quá trình làm dầu thoát ra khỏi các khe vách giữa các bề mặt bên trong cũng như bên ngoài của tế bào Khi bắt đầu ép, do lực nén các phần

tử bột sít lại gần nhau, khi lực nén tăng lên, các phần tử bột bị biến dạng Các khoảng trống chứa dầu bị thu hẹp lại và đến khi lớp dầu có chiều dày nhất định, dầu bắt đầu thoát ra

Quá trình xảy ra đối với phần rắn: khi lực nén tăng lên, sự biến dạng xãy ra càng mạnh cho đến khi các phần tử liên kết chặt chẽ với nhau thì sự biến dạng không xãy ra nữa Nếu như trong các khe vách không bị giữ lại một ít dầu và áp lực còn có thể tiếp tục tăng lên thì từ các phần tử bột riêng biệt sẽ tạo thành một khối chắc dính liền nhau

 Thiết bị ép:

Để tiến hành ép dầu, người ta có thể dùng máy ép vít hoặc máy ép thủ công

Cặn lọc còn chứa nhiều dầu, có thể đưa trở lại máy ép hoặc dùng dung môi trích ly thu hồi dầu

Dầu sau khi lắng lọc xong có hàm lượng cặn cơ học < 0.3 %, hàm lượng nước và các chất

dễ bốc khác < 0.3 %, chỉ số axit <= 5mg KOH

 Xử lý khô dầu:

Khô dầu sau khi ép thường chứa 14 ÷ 16 % dầu (ép thủ công) và 5 ÷ 6 % (nếu ép vít), trong khô dầu còn có nhiều chất dinh dưỡng như protit, gluxit nên có một số loại nguyên liệu như lạc , đậu nành sau khi ép lấy dầu, khô của nó có thể sử dụng làm nước chấm hoặc làm thức ăn gia súc [69]

 Ưu điểm:

- Chất lượng dầu đạt được tương đối sạch, an toàn phù hợp với sản xuất dầu sống

- Lượng ẩm trong bã còn lại thấp

- Chi phí năng lượng thiết bị thấp

- Thích hợp cho các loại dầu có hàm lượng dầu trên 25%

- Quy trình và thiết bị đơn giản

 Nhược điểm:

- Thiết bị cồng kềnh, tốn diện tích

- Khó tự động hóa

- Dầu lấy ra tiếp xúc trực tiếp với không khí nên dễ bị oxy hóa

- Bao lưới của thiết bị khó vệ sinh

Hình 1.2 : sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất dầu thô bằng phương pháp

trích ly dầu

1.1.2.2 Giải thích quy trình:

 Trích ly:

Trong quá trình trích ly, dầu từ bột trích ly sẽ tan vào dung môi tạo thành một dung dịch gọi là mixen Mixen sau khi ra khỏi thiết bị trích ly sẽ được làm sạch (lắng, lọc, li tâm) để chuẩn bị đưa vào công đoạn chưng cất, tách dung môi ra khỏi dầu

Mixen được làm sạch bằng cách lắng, lọc và li tâm Mixen được lắng trong các thùng hình trụ đáy côn làm việc liên tục có bộ phận nạo cặn cơ khí Lắng là giai đoạn đầu tiên tách

sơ bộ các hạt không tan trong mixen Sau đó tiến hành lọc mixen bằng các máy lọc ép hoặc chân không; có thể dùng các máy li tâm để tách các tạp chất có kích thước nhỏ hơn

- Áp dụng trong quy trình sản xuất liên tục

- Hiệu suất thu hồi cao, tách triệt để dầu

- Có thể tách dầu cho những nguyên liệu chứa ít dầu