* Thuyết minh quy trình công nghệ trích ly ɤ- oryzanol từ cám gạo
a). Cám gạo nguyên liệu: Cám gạo nguyên liệu là một trong yếu tố quyết định đến chất lượng của chế phẩm ɤ- oryzanol và sản phẩm, do đó cần lựa chọn loại cám gạo sạch, không bị mốc, đạt chỉ tiêu an toàn về dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, Aflatoxin… cô Thu hồi cồn etylic Xử lý cám gạo nguyên liệu: - Sấy ở 100-1050/10 phút - Tiếp tục sấy cám gạo ở 600/ khoảng 2 giờ, hàm ẩm đạt khoảng 5 % Trích ly Gamma oryzanol Cám gạo/ethanol 960 =1/4 Trích ly ở 65-700 / 4 giờ Dịch trích ly Bã cám gạo đã trích ly
Gamma oryzanol thô Nguyên liệu cám
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 59
b). Xử lý nguyên liệu: Cám gạo nguyên liệu được xử lý diệt men lipase ở 100-1050C/10 phút, rồi tiếp tục sấy ở nhiệt độ 600C cho độẩm khoảng 5%.
c). Trích ly: Cám gạo nguyên liệu trích ly bằng cồn ethanol 960, tỷ lệ cám gạo/cồn ethanol 960 = 1/4, trích ly ở 65-700C/4 giờ, thu hồi dung môi cồn, được dịch trích ly ɤ- oryzanol thô.
3.2.7. Nghiên cứu tinh chế, tạo chế phẩm ɤ- oryzanol
3.2.7.1. Xác định lượng NaOH cho xà phòng hóa dịch trích ly cám gạo:
Để xà phòng hóa hoàn toàn lipit của dịch trích ly cám gạo chúng tôi sử dụng NaOH để xà phòng hóa ở nhiệt độ 900C/60 phút, bằng phương pháp định lượng NaOH dư trong dịch xà phòng hóa chúng tôi xác định được hàm lượng NaOH cho xà phòng hóa hoàn toàn lipit có trong dịch trích ly của cám gạo là 1,7% trong dịch trích ly cám gạo (dầu cám gạo thô).
3.2.7.2. Xác định thời gian xà phòng hóa dịch trích ly cám gạo
Thời gian xà phòng hóa ngắn thì lượng lipit không được xà phòng hóa hết, còn nếu thời gian dài quá thì tiêu tốn năng lượng cho quá trình xà phòng hóa. Vì vậy cần xác định thời gian xà phòng hóa lipit của dịch trích ly cám gạo thích hợp.
Bảng 3.8. Xác định thời gian xà phòng hóa dịch trích ly cám gạo ở 900C Thời gian xà phòng hóa dịch trích ly cám gạo ở 900C (phút) Hiệu suất xà phòng hóa (%) 30 86 c 40 91 b 50 98 a 60 100 a 70 100 a 80 100a LSD0,05% 4,30 CV% 3,6
Với 60 phút xà phòng hóa dịch trích ly cám gạo là khoảng thời gian đủđể phần lớn các lipit dịch trích ly cám gạo xà phòng hóa hết. Nếu kéo dài thời gian xà phòng hóa thì tiêu tốn năng lượng. Do đó, chúng tôi lựa chọn thời gian xà phòng hóa thích hợp là 60 phút (1 giờ).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 60
Hỗn hợp xà phòng hóa được sấy đối lưu ở thời gian xác định là 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140 phút/115oC
Bảng 3.9.Ảnh hưởng thời gian sấy đến độẩm của xà phòng sau khi sấy Thời gian sấy hỗn hợp xà phòng ở 1150C (phút) Độẩmxà phòng sau khi sấy (%) 80 8,3 c 90 6,1 d 100 5,4 e 110 5,1 e 120 5,0 e 130 5,0 e 140 4,9 e LSD0,05% 0,58 CV% 5,2
Thời gian sấy càng dài thì càng sấy khô xà phòng. Bảng trên cho thấy với thời gian sấy 120 phút cho độ ẩm của xà phòng đạt 5%, nếu tiếp tục sấy thì độ ẩm giảm không đáng kể. Vậy thời gian sấy hỗn hợp xà phòng khoảng 120 phút (2 giờ).
3.2.7.4. Xác định thời gian trích ly ɤ- oryzanol bằng ethanol từ xà phòng:
Xà phòng sau khi sấy ở 1150 /2 giờđược trích ly bằng cồn ethanol 960 theo tỷ lệ 3/1 ở 55-650C, khảo sát thời gian trích ly là: 180, 210, 240, 270 và 300 phút. Thời gian trích ly càng dài thì càng trích ly kiệt ɤ- oryzanol có trong xà phòng, song thời gian trích ly tăng đến một lúc nào đó thì ɤ- oryzanol trích ly tăng lên không đáng kể. Với 240 phút (4 giờ) trích ly là thích hợp cho trích ly ɤ- oryzanol từ hỗn hợp xà phòng.
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hiệu suất trích ly ɤ- oryzanol từ hỗn hợp xà phòng
Thời gian (giờ) Hàm lượng ɤ- oryzanol (g) Hiệu suất trích ly (%)
2 2,65 b 73,61 b 3 2,81 b 78,05 b 4 3,10 a 86,11 a 5 3,12 a 86,66 a 6 3,15a 87,50 a LSD0,05% 0,22 5,23 CV% 3,9 5,3
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 61
3.2.7.5. Tách sáp và thu ɤ- oryzanol từ dịch trích ly
Chúng tôi sử dụng phương pháp tách xáp của Xu và Godber. Dịch trích ly từ xà phòng được cho bay hơi dung môi để thu chất không xà phòng hóa, chất không xà phòng hóa tiếp tục hòa trở lại với dung môi ethyl acetate và methanol (tỷ lệ 1: 1) rồi hạ thấp nhiệt độ xuống 120C sau 24 giờ rồi lọc tách sáp, dịch lọc thu được dịch lọc thu được cô bay hơi dung môi thu được ɤ- oryzanol có độ tinh kiết đạt 61%.
3.2.7.6. Quy trình tinh chế ɤ- oryzanol .
Lọc
Xà phòng hóa
1,7 % NaOH ở 900C / 1 giờ
Sấy đối lưu 1150C / 2 giờ
Trích ly Ethanol 960 / xà phòng khô = 3 / 1ở 650C/ 4 giờ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thu hồi dung môi
Cô
Dịch trích ly
Xử lý
Bằng ethyl acetate và methanol
Sáp Xà phòng Dịch lọc Cô Gamma oryzanol Dịch cám gạo trích ly
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 62
Hình 3.2. Quy trình tinh chếɤ- oryzanol .
b, Thuyết minh quy trình tinh chếɤ- oryzanol
1.Dịch trích ly cám gạo (đã được loại dung môi ) đem xà phòng hóa bằng NaOH, tỷ lệ NaOH/ dịch trích ly cám gạo = 1,7/100, ở 900C/1 giờ.
2.Dịch xà phòng hóa đem sấy đối lưu tạo sợi xà phòng khô ở 1150C/2 giờ 3.Xà phòng khô thu được đem trích ly với ethanol 960/ xà phòng khô = 3/1, trích ly ở 650C trong khoảng 4 giờ,
4.Dịch trích ly được cô để thu phần không bị xà phòng hóa
5.Tách sáp ra khỏi phần không xà phòng hóa, thu ɤ- oryzanol. Phần không xà hòng hóa được hòa trở lại với dung môi ethyl acetate và methanol (tỷ lệ 1: 1) ở 120C với tỷ lệ dungmôi (acetate và methanol) /phần không xà phòng hóa = 3/1, để 24 giờ, lọc tách sáp và thu dịch lọc.
6.Dịch lọc được cô bay hơi dung môi để thu ɤ- oryzanol .
3.2.8. Ảnh hưởng của các yếu tố khác đến quá trình tinh chế tạo chế phẩm ɤ- oryzanol từ cám gạo phẩm ɤ- oryzanol từ cám gạo
Acetone đã được nghiên cứu rộng rãi và được công nhận là có độc tính cấp thấp và mãn tính thấp nếu ăn hoặc hít vào. Acetone hiện không được coi là một chất gây ung thư, gây đột biến hóa học hoặc các hiệu ứng độc thần kinh mãn tính. Acetone có thể được tìm thấy như một thành phần trong một loạt các sản phẩm tiêu dùng khác nhau, từ mỹ phẩm đến thực phẩm chế biến và chưa qua chế biến. Acetone được đánh giá là một chất khi hiện diện trong đồ uống, thực phẩm nướng, món tráng miệng, và tồn dưở nồng độ khác nhau, từ 5 đến 8 mg / lít. Mặt khác do acetone là dung môi có điểm nhiệt độ đông đặc thấp, nhiệt độ bay hơi thấp, acetone hoàn tan hoàn toàn ɤ- oryzanol ở nhiệt độ phòng. Vì vậy acetone được chọn làm dung môi cho kết tinh ɤ- oryzanol
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 63
3.2.8.1.Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất thu ɤ- oryzanol kết tinh trong acetone
Nhiệt độ là một trong những yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng kết tinh, thu hồi ɤ- oryzanol , kết tinh ở nhiệt độ ≤ 150C ở trong điều kiện dung môi hòa tan. Khi nhiệt độ càng thấp sẽ làm cho ɤ- oryzanol đông và kết tinh nhanh, nhưng khi nhiệt độ thấp cũng làm cho dung môi tiến tới độđông đặc và làm cho khả năng linh hoạt của tinh thểɤ- oryzanol tủa trong dung môi kém, khả năng lọc tách ɤ- oryzanol ra khỏi dung môi khó khăn hơn vì vậy ngoài dùng dung môi an toàn và có điểm đông đặc thấp còn cần xác định nhiệt độ phù hợp cho ɤ- oryzanol kết tinh và tách ra khỏi dung môi tốt (tủa), thuận lợi cho việc tách ɤ- oryzanol hơn và cho hiệu suất thu hồi ɤ- oryzanol kết tinh cao. Nội dung nghiên cứu này khảo sát điều kiện nhiệt độ: -10, -5, 0, 5 và 100C đến hiệu suất thu hồi ɤ- oryzanol kết tinh.
Bằng cách hòa tan 1gam ɤ- oryzanol trong 100 g aceton, để lạnh dung dịch này ở nhiệt độ xác định sau 12 giờđược lọc thu hồi ɤ- oryzanol, đem cân để xác định hiệu xuất thu hồi ɤ- oryzanol kết tinh.
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của nhiệt độ kết tinh ɤ- oryzanol đến hiệu xuất thu ɤ- oryzanol tinh thể.
Nhiệt độ
(0C)
Lượng ɤ- oryzanol (g) Hiệu suất thu ɤ- oryzanol tinh thể (%) -10 0,543a 89,12 b -5 0,601a 98,61 a 0 0,601a 98,61 a 5 0,494 a 81,01 c 10 0,416 a 68,23 d LSD0,05% 0,40 4,18 CV% 4,1 5,4
Từ kết quả ở bảng cho thấy giá trị hiệu suất tăng dần và tỷ lệ với nhiệt độ kết tinh ɤ- oryzanol hạ thấp từ 10 đến -50C, ở nhiệt độ kết tinh -100C cho hiệu suất thu hồi ɤ- oryzanol có giảm, đạt 89,12%, ở nhiệt độ kết tinh -50C và 00C đều
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 64
cho hiệu suất thu hồi tinh thểɤ- oryzanol đạt 98,61%, ở nhiệt độ 50C và 100C đạt hiệu suất thu hồi tinh thểɤ- oryzanol lần lượt là 81,01 và 68,23 %.
Căn cứ vào kết quả thí nghiệm cho thấy ởđiều kiện làm thí nghiệm ɤ- oryzanol kết tinh trong dung môi acetone ở 00C là nhiệt độ phù hợp cho kết tinh ɤ- oryzanol .
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 65
3.2.8.2. Nghiên cứu xác định thời gian làm lạnh kết tinh ɤ- oryzanol đến hiệu xuất thu ɤ- oryzanol kết tinh trong acetone xuất thu ɤ- oryzanol kết tinh trong acetone (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ɤ- oryzanol trong dung môi acetone kết tinh khi hạ nhiệt độ xuống 00C trong thời gian càng dài thì lượng ɤ- oryzanol sẽ kết tinh càng tăng lên, nhưng ở thời gian nhất định ɤ- oryzanol kết tinh đạt cân bằng. Nếu kéo dài thời gian kết tinh qua thời gian lượng ɤ- oryzanol kết tinh cân bằng sẽ tốn năng lượng cho làm lạnh. Vì vậy thời gian ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu ɤ- oryzanol kết tinh, cần tiến hành khảo sát khoảng thời gian thích hợp cho hiệu suất thu ɤ- oryzanol kết tinh.
Tiến hành: Hòa tan 1g ɤ- oryzanol /100g acetone, kết tinh ɤ- oryzanol ở 00. Xác định hiệu suất thu ɤ- oryzanol kết tinh ở các mốc thời gian làm lạnh cho kết tinh ɤ- oryzanol khác nhau: 3, 6, 9, 12, 15, 18 giờ
Bảng 3.12. Ảnh hưởng thời gian làm lạnh kết tinh ɤ- oryzanol đến hiệu xuất thu hồi ɤ- oryzanol kết tinh.
Thời gian làm kết tinh ɤ- oryzanol (giờ) Lượng ɤ- oryzanol (g) Hiệu suất thu ɤ- oryzanol tinh thể (%) 3 0,385 ab 63,21 d 6 0,439 ab 72,10 c 9 0,526 a 86,22 b 12 0,601a 98,61 a 15 0,601a 98,61 a 18 0,601 a 98,61 a LSD0,05% 0,13 4,84 CV% 3,5 5,1
Kết quả từ bảng trên cho thấy hiệu suất thu ɤ- oryzanol tăng dần theo thời gian trích ly thể hiện: Khi kết tinh ɤ- oryzanol ở thời gian 3, 6, 9 và 12 giờ thì hiệu suất thu ɤ- oryzanol tăng lần lượt là 63, 21; 72, 10; 86, 22 và 98,61%; khi tăng thời gian từ 12, 15, 18 giờ thì hiệu suất thu hồi ɤ- oryzanol vẫn ở mức 98,61%.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 66
acetone ở 00C với thời gian 12 giờ là thích hợp cho kết tinh ɤ- oryzanol .
3.2.8.3. Quy trình tạo chế phẩm ɤ- oryzanol a. Thuyết minh quy trình tao chế phẩm ɤ- oryzanol a. Thuyết minh quy trình tao chế phẩm ɤ- oryzanol
1. Chuẩn bị dung dịch cho kết tinh ɤ- oryzanol : ɤ- oryzanol thu được sau khi tinh chế được hòa tan trở lại trong dung môi acetone với tỷ lệ trọng lượng ɤ- oryzanol /dung môi acetone = 1/100
2. Kết tinh ɤ- oryzanol : Hạ nhiệt độ dung dịch ɤ- oryzanol – acetone xuống 00 C bằng để tủ lạnh 00C 12 giờ.
3. Lọc thu ɤ- oryzanol kết tinh: Sau 12 giờ làm lạnh dung dịch ɤ- oryzanol – acetone ở 00C, ɤ- oryzanol kết tinh trong dung dịch acetone, ɤ- oryzanol kết tinh được lọc ra khỏi dung dịch acetone lạnh 00C bằng giấy lọc để thu bột ɤ- oryzanol tinh thể.
4. Sấy bột ɤ- oryzanol tinh thể: Bột ɤ- oryzanol tinh thể được sấy ở điều kiện áp suất chân không – 0,6 atm, nhiệt độ 600C sau 60 phút thu được chế phẩm bột ɤ- oryzanol tinh thể (có độ tinh khiết đạt 68,5%).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 67
b. Sơđồ quy trình tao chế phẩm ɤ- oryzanol
Hình 3.3. Quy trình tạo chế phẩm ɤ- oryzanol
Sấy chân không
0,6 atm, 600C, 60 phút
Chuẩn bị dung dịch kết tinh Gamma oryzanol Gamma oryzanol hòa tan trong acetone,
tỷ lệ Gamma oryzanol /acetone = 1/100
Kết tinh Gamma oryzanol
ở 00C / 12 giờ
Thu hồi acetone Lọc ở 00C
Gamma oryzanol kết tinh
Gamma oryzanol đã
tinh chế
Chế phẩm Gamma oryzanol
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 68
3.2.9. Đánh giá chỉ tiêu an toàn thực phẩm ɤ- oryzanol theo TCVN
3.2.9.1. Các chỉ tiêu lý hóa
Bảng 3.13. Kết quả phân tích các chỉ tiêu lý hoá của sản phẩm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả Phương pháp thiết bị
Hàm lượng ɤ- oryzanol (g%) 68,5 % Xác định bằng phương pháp đo quang phổ ở bước sóng 280-400nm Độẩm (% g) 0,36 Theo ISO 662: 1998
Cảm quan Màu sắc Màu trắng Tiêu chuẩn nghành Hàm lượng tro
tổng số (% g) 0,41
Tiêu chuẩn nghành
3.2.9.2. Các chỉ tiêu vi sinh vật
Bảng 3.14 .Kết quả phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật trong sản phẩm
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả Giới hạn
nhiễm Phươthing pháp ết bị
1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí (Số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm) 101 102 TCVN 5165 - 90 2 Coliforms (370C/48 giờ) (Strong 1g số khuẩn lản ạc phẩm) KPH 10 TCVN 6848-01 3 E.Coli (370C/96 giờ) (số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm) KPH 0 TCVN 6846-01 4 S.aureus
(370C/48giờ (strong 1g số khuẩn lảạn c phẩm) KPH 3 TCVN 4830-89 5 Salmonella (370C/48 giờ) (số khuẩn lạc trong 25g sản phẩm) KPH 0 TCVN 4829-89
6 Tnấổm men – mng số bào tốc ử (strong 1g số khuẩn lảạn c phẩm)
KPH 102 TCVN 6265-1997
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 69
3.2.9.3. Hàm lượng kim loại nặng
Bảng 3.15. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong sản phẩm TT Tên chỉ tiêu Đơn vị
tính Kết quả Gicho phép ới hạn Phương pháp thibị ết
1
Hàm lượng Pb (mg/kg) 0,005 ≤ 10,0 AOAC 994,02; hoặc ISO 12193:2004 2
Hàm lượng Asen (mg/kg) 0,726 ≤ 5,0 AOAC 952,13 hoặc AOAC 986,15 3
Hàm lượng Cadimi (mg/kg) 0,010 ≤ 0,3 AOAC 2000(F- AA)
4
Hàm lượng Hg (mg/kg) 0,003 ≤ 0,5 AOAC - 1997
5
Hàm lượng Cu (mg/kg) 0,016 ≤ 5,0 ISO 8.294: 1994
3.2.9.4. Hàm lượng các chất không mong muốn
Bảng 3.16. Hàm lượng các chất không mong muốn TT Tên chỉ tiêu Đơn vị
tính Kết quả Giới hạn tối đa phương pháp thiết bị Aflatoxin µg/kg Không phát hiện TCVN 5164-90
Sau khi đánh giá chất lượng của sản phẩm, chúng tôi thấy sản phẩm đạt chất lượng tốt, các chỉ tiêu hoá lý, vi sinh đều phù hợp với tiêu chuẩn vệ sinh an
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});