Quy trình sản xuất dầu hạt cà chua

Ta có thể tận dụng phế liệu này để sản xuất chất màu thực phẩm, dầu, thức ăn chăn nuôi Các nghiên cứu về hạt cà chua cho thấy trong hạt cà chua có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng, đặc b

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

*********

TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU

TỪ HẠT CÀ CHUA

Giáo viên hướng dẫn : Ts Nguyễn Thị Hoàng Lan Nhóm sinh viên thực hiện : N.10,Thứ 5- tiết 10 11 12

Hà Nội, 02/2017

Danh sánh thành viên nhóm

MỤC LỤC

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Cà chua là một loại quả rất dàu chất dinh dưỡng Cà chua gần như có mặt ở hầu hết khắp mọi nơi Loại quả này có thể sử dụng để ăn tươi, chế biến các món ăn trong gia đình hoặc cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất thực phẩm, nước ép cà chua, cà chua cô đặc ở quy mô công nghiệp Phế liệu trong sản xuất cà chua cô đặc, bột cà chua… trong quy mô công nghiệp là vỏ quả, hạt, thịt quả lẫn vào nhau, được thải ra ở dạng bã chà Trong bã chà này có 70% là nước, 22-24% hạt và 7% vỏ Ta có thể tận dụng phế liệu này để sản xuất chất màu thực phẩm, dầu, thức ăn chăn nuôi Các nghiên cứu về hạt cà chua cho thấy trong hạt cà chua có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng, đặc biệt là hàm lượng lipit cao, khoảng 24-25% Vì vậy, hạt cà chua

có tiềm năng rất lớn trong việc sản xuất dầu từ hạt cà chua

1.2 Nguyên liệu

1.2.1 Quả cà chua

Nguồn gốc: Cà chua Tên khoa học: Lycopersicon esculentum Mill, thuộc họ cà:

Solanaceae.Cà chua gốc ở Pêru, được nhập trồng vào nhiều xứ nhiệt đới Cà chua được đưa vào trồng ở nước ta cuối thế kỷ 19 Hiện nay cà chua được trồng ở khắp mọi nơi

Phân loại :Theo hình dáng cà chua người ta phân làm 3 loại:

• Cà chua bi

Là loại cà chua có quả nhỏ nhưng sai, hạt nhiều hàm lượng axit cao, dễ trồng nhưng kém giá trịu kinh tế Do thị trường tiêu thụ còn kém nên việc chọn tạo giống cà chua này còn hạn chế

• Cà chua múi

Phần lớn có thân sinh trưởng vô hạn, thời gian sinh trưởng dài, năng suất và khả năng chống chịu bệnh khá Cà chua múi là loại quả to có nhiều ngăn rõ rệt tạo thành múi sâu và nông Loại này hơi chua, kém ngọt, hạt nhiều

• Cà chua hồng

Là loại cà chua được trồng phổ biến nhất hiện nay, hình dạng như quả hồng, không

có múi Chất lượng ăn tươi cũng như chế biến cao do quả thịt đặc, nhiều bột và lượng đường cao

Đặc điểm sinh học: Cây thảo hằng năm, có khi sống dai, cao 1m hay hơn Thân

mọng nước, có lông mềm, dính Lá có cuống, mọc so le, xếp lông chim không đều hay kép lông chim 2 lần, dài 10-40cm; lá chét thay đổi, hình trứng hay hình trứng mũi mác, mép có răng Hoa thành chùm xim ở nách lá Quả mọng màu đỏ hay vàng, có kích thước và hình dạng thay đổi, trong chứa chất dịch chua ngọt và nhiều hạt dẹt

Thành phần dinh dưỡng: cà chua là 1 loại quả rất giàu dinh dưỡng

Bảng thành phần dinh dưỡng có trong 100g cà chua (Nguồn: Cơ sở dữ liệu dinh

dưỡng của USDA)

Công dụng:

 Chế biến: Dùng để ăn sống trong các món salad, trong chế biến các món ăn như nấu canh, làm nước sốt và sản xuất dầu từ hạt

 Dược lý: Quả Cà chua có vị chua ngọt, tính mát, có tác dụng tạo năng lượng, tiếp chất khoáng, tăng sức sống làm cân bằng tế bào, khai vị, giải nhiệt, chống hoại huyết, kháng khuẩn, chống độc, kiềm hoá máu có dư acid, lợi tiểu, hoà tan urê, thải urê, giúp tiêu hoá dễ các loại bột và tinh bột

Bảo quản: bảo quản cà chua ở nhiệt độ thường, để nơi râm mát, nếu cà chua đã

chín bạn nên cho vào túi ni lông sau đó bỏ vào ngăn lạnh của tủ lạnh

* Lưu ý khi dùng:

+ Cà chua chín tốt hơn cà chua sống, nếu cho thêm chút dầu thì màu đỏ của cà chua sẽ tăng gấp 5 lần so với cà chua sống

+ Khi nấu cà chua bạn nên cho thêm chút dấm để loại bỏ chất có hại trong cà chua

+ Khi chưa chín cà chua chứa nhiều chất lycopersicen, nếu ăn vào sẽ bị trúng độc,

do đó sẽ xuất hiện hiện tượng như đau đầu, chóng mặt, buồn nôn… vì thế cần phải đặc biệt chú ý không ăn sống cà chua khi còn xanh

1.2.2 Hạt cà chua

Hạt cà chua mang các tích chất của hạt ở thực vật hạt kín.Phôi được bao bọc bởi nội nhũ cứng Trong khi, nội nhũ có vai trò quan trọng trong việc cung cấp chấtdinh dưỡng cho sự phát triển của phôi sau khi nảy mầm

1.2.3 Thành phần dinh dưỡng

Hạt giống cà chua có trong thành phần các acid béo thiết yếu, vitamin (A, D, E, K), Phytosterol và các thành phần khác với một vai trò quan trọng trong các chất dinh dưỡng đóng một vai trò quan trọng trong sức khỏe con người và chế độăn

Hạt cà chua có độ ẩm khoảng 10%, 27,62% protein, 24-25% chất béo, 0.56%

Lecithin, 13- 14 % xơ và 40,2% tro Hạt cà chua, vỏ, là một phế phẩm trong công nghiệp thực phẩm Nhưng sau khi chế biết nước cà chua, nước xốt cà chua, pure cà chua, người ta thu lại các hạt từ bã cà chua.Cứ 1 triệu tấn cà chua thì ta thu được 2.000 tấn dầu từ hạt cà chua

1.2.4 Lợi ích từ hạt cà chua

Chất chống oxy hóa có trong hạt cà chua có thể tiêu diệt các gốc tự do, ngăn ngừa chúng gây tổn thương cho tế bào Sự gia tăng các gốc tự do có thể dẫn đến bệnh hen suyễn, tiểu đường, xơ vữa động mạch và ung thư ruột

Hạt cà chua và phần chất lỏng bao bên ngoài có tác dụng ngăn ngừa tụ máu, giúp làm giãn mạch máu, chống bệnh máu vón cục Tụ máu là một trong những nguyên nhân gây ra cơn đau tim và đột quỵ

Nhờ dưỡng chất vitamin A, hạt cà chua giúp tăng cường thị lực và ngăn ngừa thiếu vitamin A gây bệnh quáng gà

Cơ thể chúng ta có nồng độ pH khoảng 7.365 Tuy nhiên, do chế độ ăn uống không lành mạnh và không thường xuyên tập thể dục độ pH thường vượt quá mức quy định Độ pH cao là nguyên nhân dẫn đến sự nhiễm axit, sung huyết và trào ngược Nồng độ pH được trung hòa bởi canxi, kali, magie và natri Những dưỡng chất này đều

có trong hạt cà chua

1.3 Dầu hạt cà chua

1.3.1 Đặc điểm

Dầu hạt cà chua có màu đỏ cam tươi sáng, đây là dấu hiệu cho thấy nó rất giàu chất chống oxy hóa carotinoid bao gồm lycopene, lutein và zeaxanthin Nó cũng là một nguồn giàu các axit béo không bão hòa đa, phytosterol và khoáng chất hòa tan Đây còn là môt sản phẩm giàu các chất chống oxy hóa lipid Các nghiên cứu đã chỉ

ra rằng cả hai chất chống oxy hóa E carotenoid và vitamin là những thành phần quan trọng của hệ thống bảo vệ chống lại sự lão hóa da ở người

Dầu hạt cà chua có giá trị đặc biệt như một thành phần trong các sản phẩm chăm sóc da Nó có độ nhớt ánh sáng và hấp thụ da vượt trội Dầu có độ ổn định tốt và thời hạn sử dụng lâu

Dầu hạt giống cà chua có biến đổi về màu sắc và mùi hương của rất nhiều khác nhau, tùy thuộc vào loại giống cà chua Sản phẩm này dao động trong màu sắc từ tự do chảy tối màu hổ phách vàng màu dầu màu đỏ và cam Scent có thể đặc trưng, nhưng khác nhau về cường độ

1.3.2 Thành phần dinh dưỡng

Thành phần dinh dưỡng chủ yếu là lipit

Các thành phần hóa học của các axit béo của dầu hạt giống cà chua:

Mrystic (C14: 0), palmitic (C16: 0), stearic (C18: 0), arachidic (C20: 0), myristoleic (C14 : 1), palmitoleic (C16: 1), oleic (9c-C18: 1), linoleic (9c, 12c-C18: 2)

và 8 axit béo khác mà hiện nay với số lượng nhỏ đã được quan sát thấy trong các mẫu dầu

Axit béo không no như axit myristoleic, acid palmitoleic acid oleic, acid linoleic

và linolenic (9c, 12c, 15c-C18: 3)

Acid béo no chủ yếu là acid palmitic, chiếm khoảng 8 -12%

1.3.3 Chỉ tiêu chất lượng của dầu cà chua

Chỉ tiêu Tiêu chuẩn

không có mùi vị lạ

Chỉ số peoxide(mmol/kg) <=5

Chỉ số xà phòng hóa (mgKOH/Kg) 186-194

1.3.4 Giá trị dinh dưỡng

Chứa nhiều acid béo không no ) tốt cho sức khỏe

Dầu trong hạt cà chua có tính chất gần như dầu cây hướng dương nhưng với hàm lượng tocophrol thấp hơn, khoảng 636mg/kg, chủ yếu là -tocophrol chiếm khoảng 96%

Omega- 9 (oleic acid) Một loại acid béo không no đơn thể Loại omega này cơ thể

có thể tự sản xuất được Cũng như "họ hàng" nhà omega, omega-9 rất tốt cho tim mạch, giúp hạ huyết áp, giảm cholesterol và triglyceride trong máu, có thể đẩy lùi quá trình lão hóa của cơ thể Một số thực phẩm chứa nhiều omega-9 như dầu ô-liu, dầu đậu nành, các sản phẩm dầu từ thực vật Chứa nhiều omega-6, là một acid béo cần thiết cho cơ thể, rất có ích trong việc ngăn ngừa các bệnh tim mạch bằng cách làm giảm cholesterol và triglyceride trong máu

Tuy nhiên, hàm lượng cholesterol trong dầu hạt cà chua khá cao, có thể lên tới 27%, vì vậy, cần có sự điều chình phù hợp giống như chất béo động vật

1.3.5 Các phản ứng đặc trưng

• Phản ứng oxi hóa

Dầu do chứa nhiều axit béo không no nên dễ tác dụng với oxy trong điều kiện không khí.Phản ứng xảy ra ở những nối đôi của mạch cacbon.Tùy thuộc vào bản chất của chất oxy hóa và điều kiện phản ứng mà tạo ra các sản phẩm oxy hóa không hoàn toàn( peroxyde, cetoaxide, ) hoặc các sản phẩm đứt mạch có phân tử lượng bé

• Phản ứng thủy phân

Trong điều kiện thích hợp sẽ xảy ra sự thủy phân dưới sự tham gia của E lipase

• Phản ứng đồng phân hóa:

Dưới tác dụng của các base hòa tan trong rượu thì nó sẽ xảy ra đồng phân hóa ở các nối kép trên mạch cacbon, lúc đó làm tăng tính khô của dầu

PHẦN 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT

2.1 Quy trình sản xuất dầu thô

Hình 1: Quy trình sản xuất dầu thô

Thuyết minh quy trình

2.1.1 Tách hạt

Phương pháp tách hạt cà chua phụ thuộc vào đặc điểm, tính chất hạt, quy mô và điều kiện thiết bị, công nghệ chế biến

Máy tách hạt cà chua là một hệ thống phối hợp, vừa tách hạt cà chua, vùa chà mịn hạt Hệ thống máy gồm: máy nghiền hai trục quay, máy li tâm,máy chà, máy nghiền một trục quay Xử lí nước để tách hạt cà chua là dựa vào sự khác nhau về trọng lượng

riêng của hạt với vỏ và thịt quả Trong thùng có cánh khuấy, người ta tiến hành rửa bằng nước hai lần, hạt sẽ chìm xuống còn vỏ và thịt nổi lên trên

Có thể tách hạt cà chua bằng cách dùng natri carbonat (Na2CO3), dùng 100g cho 1kg dịch quả, khuấy đều, để 2 ngày rồi đãi sạch phơi khô, cũng cho kết quả tốt Hạt sau khi tách có thể được phơi cho bớt nước hoặc sấy vừa có mục đích sử dụng vừa có mục đích bảo quản

2.1.2 Xay nghiền

Mục đích: phá vỡ vách tế bào, tạo điều kiện thuận lợi cho túi dầu thoát ra và tiếp xúc với cơ chất dễ dàng hơn

Yêu cầu: bột nghiền phải đồng nhất, nếu hình dạng và kích thước bột không đều

sẽ ảnh hưởng tới hiệu suất tách dầu Trong các hạt có dầu, dầu chủ yếu tập trung ở nhân, phân bố trong các khe vách tế bào, trong các ống vi mô và vĩ mô Nó liên kết bền vững với thành phần kỵ nước Vì vậy, việc nghiền hạt thành bột nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệu chứa dầu giải phóng dầu ở dạng tự do và khi ép dầu dễ dàng thoát ra Kích thước các hạt bột nghiền càng nhỏ, chiều dài khuếch tán của nước và thời gian truyền nhiệt vào khối bột nghiền trong quá trình chưng sấy càng ngắn, bề mặt tiếp xúc giữa các phân tử bột nghiền với nước, hơi trực tiếp, hơi gián tiếp càng lớn, do

đó hiệu quả của quá trình chưng sấy sẽ tăng lên Kích thước hạt nghiền khoảng 1mm Trên thực tế hạt cà chua có kích thước rất nhỏ, vỏ dầy và cứng, lượng vỏ chiếm trên 50% Mặc dù lượng vỏ chiếm tỉ lệ cao nhưng vẫn chế biến cùng với vỏ quả vì hiện nay chuaq có phương pháp đặc biệt nào để tách vỏ hạt một cách hiệu quả

2.1.3 Chưng sấy

Khi ép dầu bằng phương pháp nguội, tức là dùng bột sống để ép, hiệu suất thu hồi dầu sẽ rất thấp, nhiều trường hợp ép không ra dầu, nhất là đối với các nguyên liệu ít dầu Chưng sấy là quá trình gia công nhiệt, cho bột tiếp xúc với nhiệt và hơi nước nhằm tạo sự biến đổi hóa lý làm biến đổi một số tính chất của dầu và phần háo nước, tạo điều kiện cho quá trình ép đạt hiệu suất cao Trong giai đoạn chưng (gia ẩm) bột sẽ hút nước và trương nở, tuy nhiên bột chưng không được làm cho trương nở hoàn toàn

mà chỉ được làm ẩm đến độ ẩm nhất định Khi đó lượng nước làm ẩm trong bột chưng đều ở trạng thái hấp thụ vỏ hydrat của một hệ keo có cực Điều này làm cho bột có sự kết dính với nhau và tạo sức hút dầu từ các ống vi mô ra ngoài, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép Trong quá trình sấy, dưới tác dụng của nhiệt độ cao và sự khuấy trộn

cơ học, hơi nước bốc lên làm thể tích hạt bột nghiền giảm, bột trở nên dẻo và xốp hơn, dầu thoát ra bề mặt bột nghiền trở nên linh động Để đạt được hiệu suất ép dầu cao cần lựa chọn thời gian chưng sao cho các hạt quá ẩm có đủ thời gian truyền nước của nó cho các hạt khô hơn, nước từ bề mặt các hạt được phân tán vào nội tâm của nó

• Nhiệt độ chưng sấy: 90 độ C

• Thời gian: 50 phút

2.1.4 Ép

Ép: là quá trình tách dầu khỏi bã nhờ vào ngoai lực

Hiện nay trên thế giới gần 90% sản lượng dầu thực thực vật được sản xuất bằng phương pháp ép do phương pháp này có ưu điểm vượt trội: thao tác đơn giản, chi phí thấp và độ an toàn cao Chế độ ép phụ thuộc vào kích thước hạt nghiền và nhiệt độ, thời gian chưng

Ngoài ra có thể sử dụng phương pháp trích ly hoặc dùng enym để tách dầu ra khỏi hạt

2.1.5 Li tâm

Trong tách chiết dầu bằng phương pháp việc li tâm giúp tách chiết dầu ra khỏi cặn

bã, loại bỏ cặn bã

Hiệu suất thu nhận dầu tăng nhẹ khi tăng tốc độ ly tâm Tốc độ ly tâm càng lớn thì thời gian ly tâm càng ngắn Điều này có ý nghĩa rất lớn trong thực tế sản xuất, vừa rút ngắn thời gian sản xuất vừa hạn chế tối đa các ảnh hưởng đến chất lượng dầu Tùy theo mục đích sử dụng của dầu có thể lựa chọn chế độ ly tâm phù hợp

2.2 Giai đoạn tinh chế dầu thô

Hình 2: Quy trình tinh chế dầu thô

Thuyết minh quy trình

2.2.1 Sử lí sơ bộ

 Mục đích : loại bỏ tạp chất cơ học tách sáp

 Cách tiến hành: sử lí bằng phương pháp lọc nguội, cho hỗn hợp dung dịch đi qua các

màng lọc , các tạp chất sẽ bám trên bề mặt màng lọc thành lớp bã lọc và lớp bã lọc cũng thành trở thành lớp màng lọc

 Nhiệt độ lọc ở 10-15 0C: phụ thuộc nhiệt độ kết tinh của sáp

 Thiết bị: Sử dụng máy lọc khung bản

2.2.2 Hidrat hóa

 Mục đích: dùng phương pháp thủy hóa để tách photpholipit (gôm) còn sót lại ra khỏi

dầu

 Nguyên tắc: dựa vào phản ứng hidrat hóa để tăng độ phân cực của các tạp chất keo ,

hòa tan trong dầu mỡ do đó làm giảm độ hòa tan của chúng trong dầu ngoài ra hidrat hóa còn có khả năng làm giảm chỉ số axit của dầu do tap chất keo có tính axit bị kết tủa sẽ kéo theo các tạp chât keo hòa tan khác làm giảm mức tiêu hao dầu trung tính khi luyện kiềm tách được một lượng sáp đáng kể

 Cách tiến hành: gia nhiệt dầu ở 60-70 0C cho dung dịch nước muối bão hòa, kéo các tạp chất ra và lắng xuống Khuấy trong 15-20p sau đó để lắng trong 1h , và xả cặn

2.2.3 Trung hòa

 Mục đích: loại trừ các axit béo tự do,ngoài ra do xà phòng xinh ra có khả năng hấp thụ

chúng có khả năng kéo theo các tạp chất như protit , chất nhựa, chất màu,tạp chất cơ học vào trong kết tủa nên dầu sau trung hòa không nhưng giảm tối đa axit mà còn giảm các tạp chất khác làm cho dầu có mà sáng hơn

 Nguyên tắc: dựa vào phản ứng trung hòa axit bằng bazo dưới tác dụng của dung dịch

kiềm các axit béo tự do và các tạp chất có tính axit sẽ tạo thành muối kiềm, chúng không tan trong dầu mỡ nhưng có thể tan trong nước nên có thể phân li trong dầu bằng cách lắng hoặc rửa nhiều lần Quá trình hình thành xà phòng từ axit béo tự do theo phản ứng

RCOOH + NaOH = RCOONa + H20

2.2.4 Rửa dầu

 Mục đích : loại bỏ hết xà phòng có trong dầu

 Nguyên tắc: Dựa vào tính chất xà phòng tan trong nước và dầu không tan trong nước

 Tiến hành: để loại trừ hết xà phòng có trong dầu cần tiến hành rửa dầu liên tục nhiều

lần, quá trình được thực hiện như sau: Khuấy nhẹ dầuvà đun nóng Phun dung dịch NaCl nồng độ 8-10 % để xà phòng kết lắng tốt sau đó để lắng Tiến hành rửa nhiều lần bằng nước thường, nước phải được đun nóng vì nước nguội gây hiện tượng keo làm nước khó tách ra khỏi dầu Dùng dung dịch phenolphtalein 1 % không có màu hồng nhạt là đã hết cặn xà phòng.( Cặn xà phòng sau tách có lẫn một phần dầu được xử lí như sau: cho cặn xà phòng vào thiết bị xử lý, đun lên đến nhiệt độ 80-90oC, rắc đều