Việt Nam
Các mẫu lúa lấy tại An Giang đã được định rõ tên giống lúa, thời gian thu hoạch vụ đông xuân 2015. Tất cả các mẫu được chuẩn bị như mục 2.1.1.Tiến hành xác định hàm ẩm, hàm lượng dầu, hàm lượng γ-oryzanol trong dầu, hàm lượng γ-oryzanol trong cám, hàm lượng dầu trong cám. Kết quả như sau:
Bảng 3.8. Kết quả đánh giá một số mẫu lúa ở Việt Nam
Tên Độ ẩm gạo nguyên cám (%) (x ± SD) Hàm lượng dầu/gạo nguyên cám(%) ( x ± SD) Hàm lượng γ-oryzanol/ dầu cám (%) (x ± SD) Hàm lượng γ- oryzanol /gạo nguyên cám (mg/100g) (x ± SD) Hàm lượng dầu/cám ước lượng(%) ( x ± SD) AG1 10,20±0,03 1,78±0,17 2,57±0,04 45,75±0,50 14,24±1,44 AG2 10,57±0,03 2,84±0,25 1,97±0,04 55,95±0,61 22,72±1,20 AG3 11,07±0,07 3,53±0,18 2,07±0,09 64,79±0,70 28,24±1,28 AG4 11,00±0,05 2,82±0,24 1,78±0,02 50,02±0,49 22,56±1,6 AG5 11.08±0,06 2,68±0,19 1,62±0,01 43,42±0,34 21,44±1,12 SL 11,50±0,05 1,08± 0,19 1,53±0,01 16.52±0,30 8,64±1,12 TT1 10,00±0,07 2.51±0,29 1,13±0,02 28,36±0,38 20,08±1,04 TT2 11,10±0,04 2,81±0,21 1,47±0,04 41,31 ±0,43 22,48±1,20
41
(Hàm lượng dầu/cám ước lượng dựa trên tỷ lệ trung bình giữa vỏ cám: gạo là 1:7. Do đó: hàm lượng dầu/cám = hàm lượng dầu/gạo nguyên cám X 8)
Từ kết quả trên ta thấy, AG3 (IR504) có hàm lượng dầu cũng như hàm lượng γ-oryzanol/dầu, hàm lượng γ-oryzanol/gạo nguyên cám là lớn nhất. Theo thống kể của Sở Nông nghiệp An Giang, giống IR504 có diện tích canh tác và sản lượng lớn (26%).
Hai mẫu SL và TT1 hiện được bán phố biến trên thị trường dưới dạng gạo nguyên cám gắn với nhiều công dụng tốt cho sức khỏe, tuy nhiên kết quả hàm lượng γ-oryzanol (chất có nhiều tác dụng sinh học, và chỉ được tìm thấy duy nhất trong cám gạo) trong 2 mẫu gạo nguyên hạt trên lại thấp đáng kế. Kết quả này phù hợp với các kết quả công bố trước đây về hàm lượng γ-oryzanol trong một số giống gạo tím và gạo đỏ ở Hàn Quốc.
Mẫu TT1 và TT2 thu mua tại chợ địa phương, trong tình trạng đã bóc vỏ trấu, và không xác định thời gian xay xát và điều kiện bảo quản. Mặc dù hàm lượng dầu là tương đương với các mẫu AG1†5, tuy nhiên hàm lượng γ-oryzanol lại thấp hơn đáng kể so với các mẫu trên. Kết quả này có thể liên quan đến việc gạo sau khi bóc trấu lâu ngày và bảo quản trong điều kiện không tốt làm giảm chất lượng của lớp vỏ cám.
3.3. Xây dựng chỉ tiêu chất lượng dầu cám gạo
Từ các kết quả đạt được, đề tài dự kiến tiêu chuẩn cho 2 loại dầu cám gạo: - Chỉ tiêu chất lượng dầu cám gạo thực phẩm
Bảng 3.9. Chỉ tiêu chất lƣợng dầu cám thực phẩm
Chỉ tiêu Phương pháp Yêu cầu
Màu sắc Cảm quan Vàng sáng
Mùi Cảm quan Dễ chịu
Tỷ trọng 0,0914-0,926
γ – oryzanol (min) UV-vis, λ=314nm 0,1%
42
Chỉ số acid (mgKOH/g) < 2
- Chỉ tiêu chất lượng dầu cám giàu γ-oryzanol làm nguyên liệu mỹ phẩm
Bảng 3.10.Chỉ tiêu chất lƣợng dầu cám giàu γ-oryzanol
Chỉ tiêu Phương pháp Yêu cầu
Màu sắc Cảm quan Vàng đậm
Mùi Cảm quan Dễ chịu
Tỷ trọng 0,0914-0,926
γ – oryzanol UV-vis, λ=314nm 1200mg
Thử đông 5,5h 150C Trong suốt
Chỉ số xà phòng hóa 165-189
Chƣơng 4. BÀN LUẬN
43
- Lựa chọn nguyên liệu :
Trong dây truyền xay xát lúa gạo tạo ra 2 loại cám : cám xát (cám bóc tách từ lớp vỏ ngoài hạt gạo, có màu vàng đậm, thành phần gồm có cám, vỏ trấu, và 1 phần tấm) cám xoa (là cám sinh ra trong quá trình đánh bóng gạo, thành phần gồm những hạt cám mịn màu vàng sáng, tấm và một phần mầm gạo). Tuy nhiên, qua tìm hiều nhóm thực hiện đề tài chưa thấy nghiên cứu nào đề cập đến 2 loại cám trong đối tượng nghiên cứu.Đề tài đã chỉ ra được sự khác biệt rõ rệt giữa 2 loại cám này : cám xát chứa hàm lượng dầu và γ-oryzanol cao gấp 3-4 lần so với cám xoa. Việc tách cám mịn ra khỏi cám xoa bằng cách rây qua rây 180µm và xác định được hàm lượng dầu trong cám mịn tương đương với cám xát, tuy nhiên hàm lượng γ-oryzanol vẫn chỉ bằng 1/3 so với cám xát. Do đó, nhóm thực hiện đưa ra dự đoán γ-oryzanol tập trung chủ yếu ở lớp vỏ quả và vỏ hạt gạo, dầu gạo phân bố đều trên toàn bộ các lớp vỏ cám. Vì vậy, có thể nghĩ tới phương pháp sử dụng cám xát làm nguyên liệu cho chiết xuất γ-oryzanol, cám xoa làm nguyên liệu chiết dầu sử dụng làm thực phẩm.
Cám gạo ngay sau khi xay xát đã có hàm lượng acid béo tự do từ 1-3%, và liên tục tăng trong quá trình bào quản do sự phân hủy của enzym lipase, dẫn tới hàm lượng acid béo tự do trong dầu thô cám gạo rất cao. Lượng acid béo tự do cao ảnh hưởng đến quá trình tinh chế dầu cám gạo, làm mất đi hầu hết γ- oryzanol trong dầu tinh chế (>95%). Vì vậy, cần có biện pháp xử lý hạt thóc saut hu hoạch để bất hoạt enzym lipaze, để giảm tối thiếu lượng acid béo tự do trong dầu thô, từ đó làm tăng hàm lượng γ-oryzanol trong dầu tinh chế, cũng như là chi phí trong quá trình tinh chế, hạ giá thành sản phẩm.
Nhóm thực hiện đề tài chưa tìm thông tin liên quan giữa hàm lượng acid béo tự to tăng cao ảnh hướng đến hàm lượng γ-oryzanol trong cám gạo. Kết quả thu được khi khảo sát mẫu TT2 (mẫu gạo trắng thông thường) cho thấy hàm lượng dầu trong TT2 là tương đương các mẫu lúa khác, tuy nhiên hàm lượng γ- oryzanol trong dầu chiết xuất từ mẫu này lại thấp. Do đó, cần tiến hành nghiên
44
cứu độ ổn định của γ-oryzanol trong cám gạo sau xay xát : bảo quản cám sau xay xát trong điều kiện lão hóa cấp tốc và điều kiện thường, chiết dầu, định lượng γ-oryzanol trong dầu thu được. Kết quả này sẽ góp phần quyết định đến thời điểm lấy cám, điều kiện bảo quản cám làm nguyên liệu chiết xuất γ- oryzanol. Trong trường hợp hàm lượng γ-oryzanol trong dầu thô ít chịu ảnh hưởng của điều kiện bảo quản cám nguyên liệu thì việc chiết xuất γ-oryzanol sẽ dễ dàng hơn, tiết kiệm chi phí, tận dụng được nguồn cám từ các nhà máy xay xát nhỏ, phân bố rải rác.
Phƣơng pháp chiết xuất :
Dầu cám gạo được chiết xuất ở quy mô công nghiệp chủ yếu bằng 2 phương pháp : ép trục vit và chiết bằng n-hexan. Phương pháp ép trục vít có hạn chế là lượng dầu chiết được thấp (khoảng 4-8%).Các khảo sát của trong đề tài này về phương pháp, điều kiện chiết xuất sử dụng dung môi hữu cơ thu được các kết quả tương tự như nhiều công bố trước đó, không có điểm đặc biệt. n-hexan được xem như dung môi hữu cơ phù hợp nhất cho việc chiết dầu cám gạo, sử dụng hỗn hợp dung môi n-hexan với ethanol giúp tăng khả năng chiết γ-oryzanol.
Đề tài đã thử nghiệm chiết xuất bằng dung môi CO2 siêu tới hạn (600 C, 300bar, dung tích bình 1lit, lưu lượng dòng 50g/phút, thời gian chiết 3h) cho kết quả khả quan : hàm lượng dầu và hàm lượng γ-oryzanol trong dầu cao. Chứng tỏ ưu điểm của chiết suất dung môi siêu tới hạn. Tuy nhiên, dầu thô chiết được còn lẫn nhiều tạp, gây khó khăn trong quá trình tinh chế. Chiết xuất bằng dung môi siêu tới hạn có ưu điểm là chi phí cho dung môi rẻ hơn, khả năng thu hồi cao, hạn chế là đầu tư công nghệ lớn. Hiên nay trên thế giới, công nghệ này được ứng dụng phổ biến trong chiết xuất các loại dầu thực vật. Vì vậy, nghiên cứu điều kiện chiết xuất dầu cám gạo bằng dung môi CO2 siêu tới hạn cũng nên có những nghiên cứu thêm tại Việt Nam.
45
Đề tài không đề cập đến vấn đề tối ưu hóa điều kiện chiết xuất là do cám gạo là nguồn nguyên liệu rẻ tiền và rất dồi dào ở Việt Nam, hàm lượng dầu cao, kĩ thuật chiết đơn giản nên việc chiết xuất không cần chú trọng đến điều kiện như : nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu. Sản phẩm của đề tài có tính ứng dụng cao, khả năng tiếp cận thị trường lớn, nên việc xem xét đến các vấn đề như : chi phí chiết xuất, khả năng tập trung nguyên liệu, lựa chọn nguyên liệu đầu vào, công nghệ tinh chế là các khía cạnh quan trọng, cần được làm rõ hơn.
Tinh chế dầu cám gạo:
Đây là công nghệ quan trọng nhất trong việc tạo ra sản phẩm dầu cám gạo chất lượng cao. Sản phẩm của đề tài là 2 loại dầu : dầu cám gạo làm thực phẩm và dầu cám gạo làm mỹ phẩm có một số chỉ tiêu kĩ thuật cơ bản như sau :
Chỉ tiêu chất lượng dầu cám gạo trong thực phẩm
Chỉ tiêu Phƣơng pháp Yêu cầu
Màu sắc Cảm quan Vàng sáng
Mùi Cảm quan Dễ chịu
Tỷ trọng 0,0914-0,926
γ – oryzanol (min) UV-vis, λ=314nm >0,1%
Thử đông 5,5h 150C Trong suốt
Chỉ số acid
(mgKOH/g) DĐVN IV < 2
Chỉ tiêu chất lượng dầu cám gạo giàu γ – oryzanol dùng trong mỹ phẩm
46
Màu sắc Cảm quan Vàng đậm
Mùi Cảm quan Dễ chịu
Tỷ trọng 0,0914-0,926
γ – oryzanol UV-vis, λ=314nm >1200mg
Thử đông 5,5h 150C Trong suốt
Chỉ số xà phòng hóa DĐVN IV 165-189
Sản phẩm dầu ăn cám gạo đạt được chỉ tiêu bắt buộc quan trong, có ảnh hưởng đến sức khỏe đó là độ acid <1, (tương đương chỉ số acid <2). Hạn chế của sản phẩm là chỉ tiêu thử đông, sản phẩm duy trì thể trạng lỏng, trong suốt ở 150C, trong khi các loại dầu ăn cám gạo trên thế giới duy trì thể trạng lỏng, trong suốt ở nhiệt độ 00C. Điều này là do điều kiện loại sáp thực hiện ở điều kiện thường. Hạn chế thứ 2 là hàm lượng γ – oryzanol thấp, sau quá trình tinh chế có hơn 95% γ – oryzanol bị tách ra khỏi dầu, chủ yếu là trong quá trình trung hòa acid tự do.
Để tạo ra dầu ăn cám gạo có hàm lượng γ – oryzanol vượt trội, căn cứ vào các kết quả bước đầu đạt được, đề tài đề xuất việc đánh giá mối liên quan giữa hàm lượng acid béo tự do trong dầu thô và lượng γ – oryzanol bị tách ra trong giai đoạn trung hòa acid béo tự do, từ đó sẽ có cơ sở để xử lý nguyên liệu đầu vào : có thể xử lý thóc sau thu hoạch để thu cám có hàm lượng acid béo tự do thấp nhất.
Độ ổn định γ – oryzanol trong dầu cám gạo sau tinh chế :
γ – oryzanol là hỗn hợp ester của acid trans-ferulic với các phytosterols và triterpen alcol, có nhiều hoạt tính sinh học. Do đó, khi γ – oryzanol được sử dụng như là yếu tố có tác động đến sức khỏe con người, γ – oryzanol cần phải được theo dõi sự thay đổi hoặc biến chất trong dầu cám gạo. Dầu ăn cám gạo
47
tinh chế giàu γ – oryzanol cần được theo dõi độ ổn định trong điều kiện lão hóa cấp tốc (400C, độ ẩm 75%), điều kiện thường, có thể sử dụng HPLC để xác định các cấu tử của γ – oryzanol, và acid ferulic (là chất xuất hiện khi γ – oryzanol bị thủy phân). Từ đó có căn cứ để xác định hạn sử dụng của sản phẩm.
Khảo sát các mẫu gạo trên thị trƣờng :
Đề tài phát hiện kết quả đáng quan tâm liên quan đến mẫu TT1 (thường gọi là gạo lức, có màu nâu đỏ, bán trên thị thường) mẫu TT2 (cũng gọi là gạo lức, bản chất là gạo còn nguyên cám của các giống lúa cho gạo trắng thông thường) và mẫu SL (gạo nếp cẩm thu tại Sơn La). Mẫu TT1 có hàm lượng dầu/cám tương đương với 1 mẫu gạo trắng thông thường (20,08% và 22,56%) nhưng hàm lượng γ – oryzanol trong dầu ít hơn khoảng 50% (1,13% và 1,78%) ; mẫu TT2 có hàm lượng dầu/cám tương đương với 1 mẫu gạo trắng thông thường (22,48% và 22,56%) nhưng hàm lượng γ – oryzanol trong dầu ít hơn khoảng 20% (1,47% và 1,78%). Mẫu TT1 có hàm lượng γ – oryzanol trong dầu ít hơn đáng kể so với các mẫu khác.
Điều này có thể là do bản chất giống gạo lức (nâu đỏ) và TT2 có hàm γ – oryzanol ít, nhưng giả thiết thiên về khả năng do ảnh hưởng của thời gian và điều kiện bảo quản làm giảm γ – oryzanol. Khi đó, vấn đề đáng nêu lên là nên ăn gạo lứt nói chung (gạo nguyên cám) thực sự tốt khi được dùng sau xay xát hoặc đã được xử lý ổn định chất lượng vì khi lớp vỏ trấu mất đi, sẽ có tác động của độ ẩm, ánh sáng và các enzym được kích hoạt làm giảm chất lượng gạo lứt.
Mẫu SL có hàm lượng dầu/cám ít nhất (8,64%). Kết quả này có thể do điều kiện canh tác dinh dưỡng, khí hậu.
48
Nghiên cứu gia tăng giá trị cho cám gạo nói chung và chiết xuất dầu cám gạo nói riêng là vấn đề lớn và cấp thiết. Đề tài thực trong thời gian ngắn, tuy nhiên, đề tài đã đóng góp những kết quả có ý nghĩa như : sự khác nhau giữa cám xát, cám xoa ở hàm lượng dầu ; khảo sát chất lượng của một số giống lúa ; đánh giá hàm lượng dầu và γ – oryzanol của 2 mẫu gạo lức trên thị trường. Những giả thiết liên quan hàm lượng acid béo tự do trong dầu thô và sự giảm lượng γ – oryzanol trong giai đoạn trung hòa acid béo tự do khi tinh chế dầu ; ảnh hưởng của quá trình xử lý hạt thóc sau thư hoạch đến hàm lượng acid béo tự do trong dầu thô có tính định hướng cho những nghiên cứu tiếp theo.
Nguồn nguyên liệu cám gạo rất phong phú, cho nên việc nghiên cứu gia tăng giá trị cho cám gạo phải thực hiện một cách toàn diện, ngoài việc chiết xuất dầu cám cần nghiên cứu chiết xuất các hoạt chất γ – oryzanol, acid amino gamma butyric, các quy trình lên men cám gạo làm mỹ phẩm, thực phẩm để đa dạng hóa sản phẩm, sử dụng tối đa nguồn cám gạo.
49
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN
Sau khi thực hiện đề tài : „Xây dựng quy trình chiết xuất cám gạo giàu γ-
oryzanol‟, các kết quả thu được như sau :
- Định lượng γ-oryzanol trong dầu cám gạo, cám gạo bằng phương pháp đo quang.
- Khảo sát được hàm lượng dầu cám gạo và γ-oryzanol của một số giống lúa phổ biến ở tỉnh An Giang.
- Xác định gạo nếp cẩm lấy mẫu tại Sơn La có hàm lượng dầu và γ- oryzanol thấp nhất.
- Xác định chất lượng gạo lật bày bán trên thị trường có hàm lượng γ- oryzanol thấp.
- Đánh giá sự khác biệt giữa cám xát và cám xoa về hàm lượng dầu và hàm lượng γ-oryzanol trong dầu.
- Sử dụng dung môi CO2 siêu tới hạn trong chiết xuất dầu cám gạo.
- Xây dựng quy trình chiết xuất, tinh chế dầu cám gạo giàu γ-oryzanol đi từ nguyên liệu chọn lọc :
+ Quy trình chiết xuất, tinh chế dầu cám gạo giàu γ-oryzanol đi từ nguyên liệu là cám xát dùng làm nguyên liệu trong mỹ phẩm
+ Quy trình chiết xuất, tinh chế dầu cám gạo dùng trong thực phẩm từ nguyên liệu cám xoa.
- Xác định một số chỉ tiêu chất lượng sơ bộ của dầu cám gạo : thử đông, hàm lượng γ-oryzanol, chỉ số acid, chỉ số xà phòng hóa, màu sắc, mùi vị.
50
KIẾN NGHỊ
- Nghiên cứu mối liên hệ giữa nồng độ acid béo tự do trong dầu thô và sự giảm hàm lượng γ-oryzanol trong giai đoạn trung hòa acid tự do khi tinh chế dầu. - Nghiên cứu xử lý hạt thóc sau thu hoạch để có cám gạo có hàm lượng acid béo tự do thấp nhất.
Nghiên cứu độ ổn định của γ-oryzanol trong cám nguyên liệu và trong dầu tinh chế.
- Dựa vào các kết quả đạt được, xây dựng mô hình chiết xuất, tinh chế dầu cám gạo giàu γ-oryzanol ở quy mô pilot.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
1. Bộ môn Dược liệu (2009), Dược liệu hoc, Tập 2. 2. Bộ Y tế (2009), Dược điển Việt Nam 4.
3. Nguyễn Văn Đàn, Nguyễn Viết Tựu (1985), Phương pháp nghiên cứu