Công nghệ sản xuất thịt, cá , trứng sữa và dầu mỡ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỊT, CÁ, TRỨNG, SỮA VÀ DẦU MỠ CHỦ ĐỀ: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU MỠ THỰC PHẨM BIÊN SOẠN: ThS LÊ THỊ TƯỞNG NHA TRANG, THÁNG 6/2018 NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1: Giới thiệu dầu mỡ thực phẩm Chương 2: Nguyên liệu sản xuất dầu mỡ thực phẩm Chương 3: Công nghệ sản xuất dầu mỡ thô Chương 4: Tinh chế dầu mỡ thực phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO Dầu mỡ sản xuất đời sống Chu Phạm Ngọc Sơn – NXB.TP.HCM Kỹ thuật sơ chế bảo quản hạt có dầu Nguyễn Mạnh Thân, Lại Đức Cận NXB Nông nghiệp Kỹ thuật ép dầu chế biến dầu mỡ thực phẩm Nguyễn Quang Lộc, Lê văn Thạch, Nguyễn Nam Vinh NXB Khoa học kỹ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO Những khái niệm tự oxy hoá dầu mỡ ăn NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội - Dịch nguyên từ tiếng Nga Chế biến hạt dầu NXB Nông nghiệp - Dịch nguyên từ tiếng Nga Lipid oxydation in seafood Edible oil processing Antioxidants BÀI MỞ ĐẦU - Theo số liệu Tổ chức Dầu giới 1998, có 17 loại dầu mỡ với sản lượng 100 triệu Trong đó, có loại mỡ có nguồn gốc từ động vật (21%); 13 loại dầu thực vật (79%) - Trong 100 triệu dầu mỡ, 14% dùng vào mục đích cơng nghiệp, chủ yếu sản xuất xà phòng chất hoạt động bề mặt; 81% phục vụ người (chủ yếu dầu nành, hướng dương, cọ cải); 5% phục vụ gia súc - Có dao động lớn sản lượng tiêu thụ dầu mỡ vùng khác giới, TQ Ấn độ: 10-12kg/người/năm Sudan Bangladesh: 5-7kg/người/năm, Mỹ Tây Âu 40-45kg/người/năm Chương Giới thiệu chung dầu mỡ thực phẩm I Vai trò dầu mỡ công nghiệp, đời sống cách phân loại dầu mỡ Tp Trong đời sống: - Là chất thiếu thể người - Có giá trị nhiệt lượng cao - Chứa nhiều axit béo không no - Chứa nhiều vitamin cần thiết cho thể - Ngồi ra, dầu mỡ tạo hương vị thơm ngon góp phần làm tăng giá trị dinh dưỡng cho TP Trong cơng nghiệp: Có nhiều ứng dụng ngành thực phẩm, như: - Bánh kẹo - Mì tơm - Đồ hộp - Cà phê - Magarine - Shortening - Mayonnaise ,……… Phân loại dầu mỡ thực phẩm: Có hai cách phân loại phổ biến nhất: Cách 1: Căn vào nguồn gốc dầu mỡ: + Dầu mỡ có nguồn gốc từ thực vật + Dầu mỡ có nguồn gốc từ động vật Cách 2: Căn vào trạng thái dầu mỡ: + Dầu thực vật thể lỏng mỡ động vật thể lỏng + Dầu thực vật thể đặc mỡ động vật thể đặc 10  I.2 Thành phần hoá học dầu mỡ thơ: CHẤT BÉO THÀNH PHẦN CHÍNH Triglyceride THÀNH PHẦN KHÁC acid béo tự mono- diglyceride phospholid vitamin tan dầu sáp sterol sắc tố: chlorophyll, carotene protein carbohydrate kim loại Enzyme, 11 Glyceride Gồm: mono, di triglyceride, - Thành phần chủ yếu triglyceride - Là este glyxerin axit béo - Chiếm 95% dầu mỡ thô - Công thức cấu tạo triglyceride: CH2 – OCOR1 | CH – OCOR2 | CH2 – OCOR3 12 ACYLGLYCEROL (Glyceride) ACYLGLYCEROL (GLYCERIDE) ESTER CỦA GLYCEROL VÀ ACID BÉO O O + HO R1 H2C HC OH + C O HO R2 H2C OH + C O HO C R3 C O R1 HC OH O C O R2 H2C O C OH R3 O acyl acid béo glycerol H2C OH acid 2béo acyl acid 3béo acyl 13 - Hàm lượng triglyceride dầu mỡ phụ thuộc: + Nguyên liệu sản xuất + Kỹ thuật sản xuất dầu - Căn vào gốc hydrocacbon axit béo, người ta phân loại triglyceride hỗn hợp triglyceride đồng - Trong phân tử triglyceride, axit béo chiếm 90% khối lượng phân tử glyxerin chiếm 10% Vì vậy, tính chất dầu mỡ phụ thuộc chủ yếu vào cấu tạo tính chất axit béo tạo nên dầu mỡ 14 Axit béo: ACID BÉO R–COOH ACID BÉO BÃO HỊA (saturated fatty acid) ACID BÉO KHƠNG BÃO HỊA (unsaturated fatty acid) CH3–(CH2)n–COOH ACID BÉO KHƠNG BÃO HÒA ĐƠN (monounsaturated fatty acid) Arachidonic acid C20:4, n=6 CH3–(CH2)x–CH=CH–(CH2)y–COOH Eicosapentaenoic acid) C20:3, n=3 ACID BÉO KHƠNG BÃO HỊA ĐA (polyunsaturated fatty acid) Docosahexaenoic acid C20:6, n=3 CH3–(CH2)x–CH=CH–CH3–CH=CH–(CH2)y–COOH 15 Formic acid Acetic acid Propionic acid Butyric acid Valeric acid Caproic acid Caprylic acid Capric acid Lauric acid Myristic acid Palmitic acid Stearic acid Oleic acid Linoleic acid Linolenic acid Arachidic acid Arachidonic acid Behenic acid Erucic acid Lignoceric acid Nervonic acid 1:0 2:0 3:0 4:0 5:0 6:0 8:0 10:0 12:0 14:0 16:0 18:0 18:1 18:2 18:3 20:0 20:4 22:0 22:1 24:0 24:1 9, 12 9, 12, 15 5, 8, 11, 14 13 15 16 17 18 Glyxerin - Trong dầu mỡ glyxerin tồn chủ yếu dạng liên kết glyceride phần tồn dạng tự - Glyxerin tồn dạng tự khơng có lợi cho dầu mỡ sức khỏe người tiêu dùng - Glyxerin tự tác động nhiệt độ cao thời gian dài, bị khử phân tử nước, tạo nên hợp chất aldehyt, thành phần không mong muốn dầu (CH2=CH-CHO) 19 phospholid - Là chất xà phòng hóa dầu - Là thành phần phụ dầu mỡ Hàm lượng dao động từ 0,5 – 3% tùy thuộc vào loại nguyên liệu Ví dụ: Dầu đậu nành 3.2%; dầu cải 2,5%; dầu hướng dương 1,5%; dầu cọ chứa khơng chứa phosphotid - Hai hợp chất điển hình phổ biến phospholid dầu mỡ leuxithin xephalin 20 10 I.3 Tính chất chủ yếu dầu mỡ Tính chất lý học dầu mỡ - Tỷ trọng - Độ nhớt - Độ hồ tan - Điểm nóng chảy (độ nóng chảy) - Độ đơng đặc - Điểm bốc khói - Điểm cháy 27 ĐIỂM NÓNG CHẢY chiều dài chuỗi carbon cấu hình nối đơi (cis / trans) ĐIỂM NĨNG CHẢY cấu trúc tinh thể α, β, β' độ bão hòa (số lượng nối đơi) TỶ LỆ PHA RẮN TRẠNG THÁI VÂT LÝ CỨNG / MỀM DẼO / LỎNG TÍNH CHẤT CƠNG NGHỆ TÍNH CHẤT CẢM QUAN 28 14 ĐIỂM BỐC KHĨI – ĐIỂM CHÁY Điểm bốc khói (smoke point): nhiệt độ chất béo bắt đầu phân hủy bốc khói (tạo thành acrolein) Điểm cháy (flash point): nhiệt độ lửa xuất bùng lên bề mặt chất béo) Điểm bốc khói (oC) Diểm cháy (oC) Dấu cải 218 317 Dầu đậu phọng 207 315 Dầu hạt 223 322 Dầu đậu nành 213 317 Dầu hướng dương 209 316 Dầu dừa 194 288 Dầu cọ 223 314 Loại dầu 29 Tính chất hố học dầu mỡ a Phản ứng hydro hóa - Cộng hydro vào nối đôi mạch cacbon a.béo không no, chuyển thành dạng no điều kiện nhiệt độ chất xúc tác thích hợp (nhiệt độ cao: 1950C niken) - Phản ứng ứng dụng để tạo nên chất béo có độ đơng đặc theo mong muốn điều kiện nhiệt độ thường - Phản ứng hydro hóa ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng làm giảm hàm lượng acid béo cần thiết tổn thất hàm lượng vitamin, chất màu carotenes có mặt dầu - Ngồi ra, sản phẩm phản ứng hydro hóa tạo nên acid béo dạng đồng phân trans tách triệt để chất xúc tác niken khỏi sản phẩm 30 15 31 Tính chất hố học dầu mỡ b Phản ứng xà phòng hóa - Dưới tác dụng ezyme lipaza, axit kiềm, liên kết este phân tử glyceride bị thủy phân tạo thành glyxerin, acid béo muối acid béo Các muối gọi xà phòng  CH2 – OCOR1  CH2 – OH  I  I  CH – OCOR2  CH – OH  I  I  CH2 – OCOR3  CH2 – OH  + NaOH R1 COONa  + R2 COONa R3 COONa 32 16 Tính chất hoá học dầu mỡ c Phản ứng thủy phân - Dưới tác dụng ezyme lipaza axit, glyceride bị thủy phân Phản ứng xảy mạnh mẽ có yếu tố nhiệt độ, ánh sáng, với tham gia nước - Trong thực tế trình thuỷ phân xảy khơng đến Vì vậy, sản phẩm thuỷ phân glyxerin a.béo tự có diglyceride monoglyceride - Q trình thuỷ phân làm giảm chất lượng dầu mỡ (tăng số acid) Vì vậy, trình chế biến bảo quản dầu mỡ cần hạn chế phản ứng thuỷ phân xảy 33  CH2 – OCOR1  CH2 – OH  I  I  CH – OCOR2  CH – OCOR2   I  I  CH2 – OCOR3  CH2 – OCOR3  + H20  CH2 – OH  CH2 – OH  I  I  CH – OCOR2  CH – OH  I  I  CH2 – OCOR3  CH2 – OCOR3  + H20  CH2 – OH  CH2 – OH  I  I  + H20  CH2 – OH I  I CH2 – OCOR3  CH2 – OH  CH – OH   + R1COOH (1) R1 COOH + R2 COOH (2) R1 COOH  + R2 COOH R3 COOH 34 17 Tính chất hoá học dầu mỡ d Phản ứng oxy hóa - Các điều kiện kích thích phản ứng oxy hóa xảy ra: Nhiệt độ, ánh sáng, chất vơ cơ, ẩm, men lipoxydaza có tham gia oxy - Các acid béo nhiều nối đôi, khả bị oxy hóa lớn, sản phẩm hợp chất mang mùi, có phân tử lượng thấp như: Aldehyt, xeto, xetoacid, rượu, alkocxyl,… - Q trình oxy hóa làm giảm chất lượng dầu mỡ (tăng số peroxyt tổn thất vitamin) Vì vậy, trình chế biến bquản dầu mỡ cần hạn chế phản ứng oxy hóa xảy 35 Tính chất hố học dầu mỡ e Phản ứng este hóa - Các gốc acid béo triglyceride triglyceride đổi chỗ cho điều kiện nhiệt độ mơi trường thích hợp (khơng có nước chất xúc tác alcolat kiềm: natri etylat natri metylat) - Ứng dụng phản ứng để loại bỏ glyceride kết tinh (nhiệt độ nóng chảy cao), tạo nên chất béo có nhiệt độ nóng chảy thấp dùng sản xuất bánh kem đá Hay tạo nên chất béo rắn chứa acid béo cần thiết acid linoleic để sản xuất margarin, 36 18 HOÁN ĐỔI ESTER interesterification O H2 C HC H2 C O O O O C O R1 C O R2 C R3 H2 C HC H2 C O O C O R1 C R2 H2 C OH O O C O R3 OH O C O R1 HC O C O R2 H2 C O C R1 O H2 C O O C O R1 HC O C O R2 HC O R2 H2 C O C R3 C O H2 C O C R3 O H2 C R1 C O O H2 C O C O R3 HC O C O R2 H2 C O C R3 37 •hay đổi vị trí acid béo triglyceride: triglyceride glyceride khác từ acid béo tự • khơng thay đổi IV • khơng đồng phân hóa • thay đổi điểm nóng chảy • thay đổi đặc tính kết tinh Áp dụng : - bánh kẹo (coating fat) - margarine - nấu ăn (cooking oil) - chiên rán (frying fat) - shortening 38 19 3.Cơ chế oxy hóa lipit 39 40 20 41 42 21 43 44 22 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT DẦU MỠ THỰC PHẨM 45 46 23 47 Nguyên liệu hướng dương (Sunflower) 48 24 DẦU HƯỚNG DƯƠNG (Sunflower) Helianthus annuus • Hạt hướng dương: 40 – 50% dầu chủ yếu linoleic oleic 20% palmitic 6% stearic 5% • Triglyceride: LLL, LLO, LLP • Tocopherol: 530 – 700 ppm chủ yếu α-tocopherol • Sterol: 0,26 to 0,30% (sterol tự 72%, sterol ester 28%) • Phospholipid: 0,72 to 0,86% • Carotenoid: 1,1 – 1,6 ppm • Sáp: 300 – 600 ppm (từ vỏ hạt) 49 Nguyên liệu cải canola/Rape 50 25 DẦU CẢI (Rapeseed/Canola) Brassica napus, B rapa, Brassica sp Dầu cải: oleic (>60%), linoleic (22%), linolenic (10%) (tỷ lệ ω6/ω3 cân đối) Triglyceride: LOO (22%), OOO (22%), LnOO (10%), LLO (9%), LnLO (8%), LOP (6%), POO (5%) Phospholipid: Trích ly dùng môi 529 mg/kg ép 242 mg/kg Sterol: 0,7 – 1,0% gồm β-sitosterol (52%), campesterol (28%), brassicasterol (14%) 51 Nguyên liệu lanh (Linseed) 52 26 DẦU LANH (Linseed/Flaxseed) Linum usitatissimum Thành phần palmitic 6,0% stearic 2,5% oleic 19,0% linoleic 24,1% linolenic 47,4% Tocopherol: 588mg/kg chủ yếu γ-tocopherol Sterol: 4200mg/kg gổm β-sitosterol (46%), campes-terol (29%), ∆5-avenasterol (13%), stigmasterol (9%) Sử dụng chủ yếu cho dầu sơn, véc-ni độ không bão hòa cao Ngày vai trò acid ω-3 nên dầu lanh dùng thực phẩm Và phối trộn với loại dầu khác 53 Nguyên liệu cọ (Palm kernel) 54 27 DẦU CỌ (Palm) Elaeis guinensis • Quả cọ: 20 – 24% dầu vỏ + 4% dầu nhân • Dầu vỏ palmitic 44% stearic 4% oleic 39% linoleic 11% • Màu đỏ sậm dầu thơ 500 – 700ppm carotenoid, chủ yếu β-carotene (~56%) α-carotene (~35%) • Phospholipid: to 130 ppm →tinh luyện pp vật lý 55 DẦU ĐẬU NÀNH (Soybean) • Hạt đậu nành cho 15-20% dầu (95 – 97% triglyceride) Cùng với 1,5 – 2,5% phospholipid 1,6% chất béo khơng xà phòng hóa • Thành phần chủ yếu: palmitic 11% stearic 4% oleic 22 – 25% linoleic 52 – 55% linolenic – 8% • Phospholipid: 1,5 – 2,5% • Sterol: 235 – 405 mg/100 g • Tocopherol: 1370 mg/kg α- (10%), β- (1%), γ- (64%), δ-tocopherol (25%) 56 28 ... cho dầu mỡ Tuy nhiên, có mặt phospholid làm cho dầu trở nên đục Vì vậy, tinh chế dầu m , loại bỏ nhiều phospholid khỏi dầu mỡ chất lượng dầu mỡ cao Vitamin: - Trong dầu mỡ tồn vitamin: A, E, K,... Mayonnaise , …… Phân loại dầu mỡ thực phẩm: Có hai cách phân loại phổ biến nhất: Cách 1: Căn vào nguồn gốc dầu mỡ: + Dầu mỡ có nguồn gốc từ thực vật + Dầu mỡ có nguồn gốc từ động vật Cách 2: Căn vào... 23 Chất gây mùi + Các chất gây mùi dầu m , chủ yếu hợp chất aldehyt (R-CHO ), xeton (R-CO-R,) , xetoacid (R-COCOOH ), acid béo, RCOOH ), … + Phần lớn chất gây mùi tồn dầu mỡ dầu mỡ xảy phản ứng thuỷ