Nghiên cứu quy trình tinh chế dầu cám gạo

Tình hình nghiên cứu về dầu cám gạo trong và ngoài nước 1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Chính vì vậy tại Nhật, ngoài việc sử dụng dầu gạo như một loại dầu ăn tốt cho sức khỏe, người ta còn dùng dầu gạo với hàm lượng cao gamma-oryzanol vào việc sản xuất các loại mỹ phẩm thiên nhiên, giúp làm đẹp da, chống nắng và chống lão hóa, bảo vệ da khỏi các hư tổn oxy hóa do những tác động của môi trường bên ngoài. Kết luận nghiên cứu cho thấy nguyên liệu thích hợp dùng để chiết xuất dầu cám là cám gạo có hàm lượng dầu không dưới 14%, được xử lý ở nhiệt độ 1000C trong 5 phút trước khi tách chiết, enzyme có thể dùng để chiết xuất dầu cám gạo đạt hiệu quả cao là protease, hemicellulase và carbonhydras, liều lượng enzyme là 0,1%, thời gian xử lý enzyme là từ 30 phút đến 2 giờ.

Nội dung nghiên cứu

Nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu này là cám gạo tươi được thu mua tại cơ sở xay xát ở phường Hương Hồ, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế. Cám gạo sau khi rây loại bỏ tạp chất, xay nhỏ thì được chứa trong hộp nhựa polyethylen kín và được bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, dùng làm nguyên liệu để nghiên cứu. Dầu cám gạo được sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình tinh chế sau này.

Phương pháp nghiên cứu

Cám gạo sau khi được đưa về phòng thí nghiệm thì tiến hành rây để loại bỏ tạp chất, nghiền thành bột mịn để tạo độ đồng đều cho nguyên liệu, sau đó sấy khô ở 700C trong vòng 3 giờ để đạt độ ẩm 5 – 6 % thích hợp cho quá trình trích ly dầu. - Sấy cốc đến khối lượng không đổi: Cốc được rửa sạch, úp khô, sấy ở nhiệt độ 100 – 1050C trong khoảng 1 giờ, lấy ra làm nguội trong bình hút ẩm, đem cân, sấy tiếp ở nhiệt độ trên, làm nguội trong bình hút ẩm, đem cân, đến khi nào giá trị giữa hai lần cân liên tiếp bằng nhau. Bước 2: Chuẩn bị bình cất NH3: Chuyển dung dịch đã vô cơ hóa vào bình cầu của máy cất đạm, thêm 5 giọt phenolphtalein và NaOH 50% vào cho đến khi dung dịch có màu hồng đậm, rồi lắp bình cầu vào hệ thống chưng cất.

Phương pháp định lượng cellulose dựa vào tính chất bền đối với tác dụng của acid mạnh và kiềm mạnh, không bị phân hủy dưới tác dụng của acid yếu, còn các chất khác thường đi kèm với cellulose như hemicellulose, lignin…. Cho cặn tác dụng trở lại với dung dịch NaOH 0,5% ở nhiệt độ 400C để yên trong 5 phút rồi lọc, nước lọc dồn lại với nhau, làm như thế vài lần tới khi thu được cenllulose thật trắng, rửa thật kỹ bằng nước sôi, sấy khô và cân.

Quy trình tinh chế dầu cám gạo ở quy mô phòng thí nghiệm

Sau đó bổ sung một lượng nước cho vào thủy hóa so với lượng dầu lần lượt với các mức là 4 %, 6%, 8% và 10% tiến hành thủy hóa với nhiệt độ đã xác định được ở thí nghiệm trên trong thời gian 20 phút. Trong thí nghiệm này khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thu hồi dầu ở các mức thời gian là 2 giờ, 4 giờ, 6 giờ và 8 giờ để tìm ra thời gian tách sáp thích hợp. Tiến hành: sau khi xác định chỉ số acid của dầu cám gạo sau thủy hóa để làm căn cứ lựa chọn nồng độ dung dịch kiềm và nhiệt độ sử dụng cho quá trình trung hòa, thì chúng tôi tiến hành trung hòa, cho 10g dầu sau thủy hóa vào bình tam giác 100 ml, rồi cho từ từ lượng dung dịch NaOH đã xác định nồng độ ở trên vào, vừa cho vừa khuấy đều liên tục và tiến hành khảo sát thời gian trung hòa với các mốc là 20 phút, 30 phút và 40 phút.

Ở thí nghiệm này, khảo sát ảnh hưởng của lượng than hoạt tính so với lượng dầu đưa vào tẩy màu đến chất lượng dầu ở các mức khác nhau là 0,6%, 0,8% và 1% để tìm ra lượng than hoạt tính phù hợp cho quá trình tẩy màu. Sau đó ly tâm tách than hoạt tính và thu hồi dầu, rồi so sánh màu sắc, độ trong, độ sáng của các mẫu dầu để lựa chọn ra lượng than hoạt tính tốt nhất cần đưa vào để tẩy màu.

Phương pháp xử lý số liệu Sử dụng phần mềm SPSS 20

Qua bảng kết quả nghiên cứu ở trên cho thấy rằng hàm lượng các thành phần húa học của cỏm gạo trước và sau khi sấy cú sự chuyển biến khỏ rừ ràng, cụ thể là cám sau khi sấy đạt độ ẩm 5,3 %, trong khi đó độ ẩm của cám tươi là khá cao 11,2%. Ẩm trong nguyên liệu trích ly sẽ tương tác với protein và các chất ưa nước khác, ngăn cản sự thấm sâu của dung môi vào bên trong nguyên liệu làm chậm quá trình khuếch tán phân tử và đối lưu [8]. Cám sấy sau khi được xử lý nhiệt để tiêu diệt men lipase và làm giảm độ ẩm xuống mức an toàn để bảo quản và thích hợp cho quá trình trích ly thì hàm lượng lipid khá cao (25,17 %) so với cám tươi là.

Điều này được lý giải là do sau khi sấy đã làm bốc hơi một lượng nước đáng kể, hàm lượng chất khô tăng lên nên các thành phần dinh dưỡng trong cám sấy cũng cao hơn so với trong cám tươi. Tuy nhiên, theo kết quả phân tích đã công bố cho thấy các chỉ tiêu này biến động rất lớn, theo báo cáo của Gene và cộng sự (2002) và Creswell (1987) qua phân tích nhiều mẫu cám gạo được thu thập từ các nước Đông Nam Á cho thấy hàm lượng chất béo biến động từ 12 – 19%.

Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của dầu cám thô

Sự khác nhau về một số chỉ tiêu hóa học này có thể do kỹ thuật xay xát gạo, do khác chủng loại hoặc điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng ở mỗi vùng miền là khác nhau. Việc xác định chỉ số acid cho biết hàm lượng acid béo tự do có trong dầu nhiều hay ít để đánh giá chất lượng dầu. Điều này cho thấy acid béo tự do trong dầu tương đối cao nên chất lượng dầu cám gạo thô tương đối kém, do đó việc ổn định chất lượng nguyên liệu là cần thiết và dầu sau khi tách chiết cần được xử lý hoặc tinh chế ngay để đảm bảo chất lượng của dầu cám gạo.

Chỉ số iod cũng đặc trưng cho chất lượng dầu cám, giá trị này cho biết tỷ lệ các acid béo không bão hòa có trong dầu. Khi giá trị iod thấp, có nghĩa là các liên kết đôi của các acid không bão hòa đa của dầu đã bị tấn công và quá trình oxy hóa dầu đã xảy ra, làm giảm giá trị dinh dưỡng của dầu, còn đối với dầu cám gạo có giá trị iod cao sẽ đảm bảo về mặt chất lượng.

Ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình tinh chế dầu

Điều kiện kỹ thuật cần thiết của quá trình thủy hóa là xác định lượng nước vừa đủ cho vào phản ứng, nếu quá ít thì kết tủa không hoàn toàn, nếu nhiều quá thì trong quá trình dãn nở của kết tủa phát sinh tác dụng keo hòa tan với nước tạo thành dung dịch keo phân bố đều trong dầu ở trạng thái nhũ tương rất khó phân ly. Qua kết quả nghiên cứu được thể hiện ở hình 3.2, chúng tôi thấy rằng khi tăng lượng nước bổ sung vào quá trình thủy hóa từ 4% đến 10 % thì nhìn chung hiệu suất giảm dần từ 85,53% xuống 79,95%, nhưng thay vào đó thì màu sắc của dầu được cải thiện, màu dầu chuyển từ nâu đậm sang màu vàng sáng hơn,. Khi tiến hành tách sáp với thời gian 2 giờ và 4 giờ là quá ít không đủ để các tinh thể sáp kết tinh hết, vẫn còn trong dầu một lượng sáp và các loại dầu no đáng kể, nhưng khi tăng lên 6 giờ đủ thời gian để chúng kết tinh và lắng xuống dưới đáy thuận lợi cho quá trình ly tâm tách sáp hoàn toàn.

Điều này được lý giải như sau: tác dụng của dung dịch kiềm không chỉ hạn chế ở mức độ trung hòa mà chính những xà phòng sinh ra còn có khả năng hấp phụ nên chúng còn kéo theo các tạp chất như protein, chất nhựa, các chất màu và thậm chí cả những tạp chất cơ học vào trong kết tủa, nên dầu sau khi trung hòa không những giảm được chỉ số acid mà còn loại trừ được một số tạp chất khác [3] [8]. Khi trung hòa trong thời gian 20 phút thì không đủ để trung hòa hết các acid béo tự do và kết lắng các tạp chất, chỉ số acid ở mức 12,11, nhưng khi nâng lên 30 phút thì quá trình trung hòa xảy ra gần như hoàn toàn khi chỉ số acid giảm xuống còn 9,51 và khi tăng thời gian lên 40 phút thì chỉ số acid cũng không giảm đáng kể.

Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của dầu cám sau khi tinh chế

Tuy nhiên, trong quá trình tầy màu cũng không nên sử dụng lượng than hoạt tính quá nhiều vì nó sẽ làm tổn thất dầu nên khi sử dụng lượng than hoạt tính 1% cho vào tẩy màu thì khả năng làm sáng màu dầu không tăng lên nhiều bên cạnh đó nó còn có thể làm hao hụt dầu. Từ những lý do trên, chúng tôi quyết định lựa chọn lượng than hoạt tính so với dầu bổ sung vào trong quá trình tẩy màu 0,8% là thích hợp nhất. Tóm lại, quá trình nghiên cứu đã xác lập được các điều kiện thích hợp nhất nhằm thu được dầu cám gạo sau khi tinh chế đạt hiệu quả và chất lượng nhất.

Màu sắc của dầu chuyển biến theo hướng tích cực, màu sáng hơn, nhạt hơn, trong hơn, đồng thời chỉ số acid giảm mạnh, đưa độ ẩm của dầu về độ ẩm an toàn, thích hợp cho quá trình bảo quản. - Tiến hành khảo sát với khối lượng mẫu lớn hơn để có kết quả khách quan hơn, chuẩn bị lượng mẫu nhiều để không bị gián đoạn trong quá trình nghiên cứu.