Kết quả phân tích chỉ số PV và OD 420nm của dầu cá trong các mẫu nghiên cứu ở cùng chế độ nhiệt độ (80°C) và tỷ lệ bentonite (0.5%) trong các mức thời gian khác nhau đƣợc thể hiện trong hình 3.3
Hình 3.3. Sự thay đổi OD420nm, PV trong quá trình tẩy trắng kết hợp với sóng siêu âm ở 80 o
C, tỷ lệ bentonite 0.5%
Kết quả (hình 3.3) cho thấy khi kéo dài thời gian tẩy trắng từ 5 tới 15 phút giá trị OD 420nm giảm dần đạt cực tiểu là 0.2. Khi kéo dài thêm thời gian tẩy trắng (20, 25 phút) thì giá trị OD 420nm không giảm mà có xu hƣớng tăng lên. Kết quả trong nghiên cứu này tƣơng đồng với kết quả nghiên cứu của Sara Asgari cùng cộng sự, (2018) khi thực hiện quá trình tẩy trắng dầu ô liu có kết hợp sóng siêu âm và cho thấy rằng quá trình hấp phụ các hợp chất màu diễn ra nhanh chóng trong 10 phút đầu tiên và đạt tối ƣu khi ở 15 phút.
Sự thay đổi giá trị OD 420nm trong quá trình tẩy trắng có thể đƣợc giải thích nhƣ sau: trong khoảng thời gian tẩy trắng từ 5 đến 15 phút, quá trình hấp phụ các hợp chất màu của bentonite diễn ra đang diễn ra, giá trị OD 420nm giảm dần theo thời gian. Tại thời điểm 15 phút là thời điểm phù hợp nhất trong bố trí thí nghiệm này của chúng tôi, vì kết quả độ hấp thu màu đạt cực tiểu. Điều đó có nghĩa là với khoảng thời gian này quá trình hấp phụ
0.44 0.33 0.28 0.20 0.21 0.22 3.30 3.28 3.23 3.29 3.54 3.57 3.20 3.25 3.30 3.35 3.40 3.45 3.50 3.55 3.60 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0 5 10 15 20 25 30 P V (me q O 2 /kg ) Mậ t độ quang (O D 420nm ) Thời gian (phút) OD PV
51
các hợp chất màu cũng nhƣ các sản phẩm oxy hóa đạt hiệu quả nhất. Sự gia tăng của giá trị OD420nm khi tăng thêm thời gian tiếp xúc giữa chất hấp phụ và dầu lên 20 và 25 phút có thể là do sự oxy hóa chất béo tạo ra các hợp chất màu vì dầu tiếp xúc với nhiệt độ cao quá lâu. Điều này cũng đƣợc giải thích theo (Li et al., 2002), sự không đồng nhất trên bề mặt là do sự phá hủy của mạng bentonite, do đó các vị trí liên kết có thể liên kết với các sắc tố, từ đó làm giảm lƣợng bentonite sử dụng và dẫn đến quá trình tẩy trắng hiệu quả với thời gian ngắn hơn. Ở những phút đầu tiên, sóng siêu âm không mạnh để thay đổi cấu trúc của chất hấp phụ, tuy nhiên, việc áp dụng sóng siêu âm liên tục sẽ khiến chất hấp phụ bị phá hủy tạo ra nhiều vị trí liên kết hơn.
Quá trình hấp phụ diễn ra rất nhanh trong những phút đầu tiên. Khoảng thời gian hấp phụ tối ƣu sẽ nằm trong khoảng 15 - 30 phút của quá trình xử lý tùy theo loại dầu (Sara Asgari cùng cộng sự, 2017) . Tuy nhiên kết quả của chúng tôi đã cho thấy khoảng thời gian tẩy trắng dầu cá tra kết hợp với sóng siêu âm ở khoảng 15 phút là phù hợp nhất. Kết quả của chúng tôi tƣơng đồng với kết quả nghiên cứu của (Dan Su cùng cộng sự, 2013) khi thực hiện quá trình tẩy trắng dầu hạt cải kết hợp sóng siêu âm với 1g bentonite, ở các khoảng thời gian 5, 10, 15 phút giá trị OD420nm giảm dần.
Kết quả ở (hình 3.3) còn cho thấy giá trị PV giảm ở các khoảng thời gian: 5, 10 phút và tăng lên ở 15, 20, 25 phút. Cụ thể, PV của dầu thô là 3.30 (meq O2/kg) sau 5 phút tẩy trắng kết hợp với siêu âm giảm còn 3.28 (meq O2/kg), tiếp tục giảm còn 3.23 (meq O2/kg) sau 10 phút, ở khoảng thời gian 15, 20 và 25 phút giá trị PV tăng lần lƣợt là 3.29, 3.54, 3.57 (meq O2/kg). Điều này có thể giải thích là nhƣ sau: PV dầu tẩy trắng có xu hƣớng tăng lên sau 15 phút có thể là do sự suy giảm các hợp chất hoạt tính sinh học và nồng độ carotene. Ngoài ra, sự thay đổi này có thể là do tốc độ tạo thành các sản phẩm oxy hóa cao hơn tốc độ hấp phụ của bentonite sau 15 phút quá trình tẩy trắng.
Từ những phân tích về giá trị OD420nm và PV, chúng tôi chọn chế độ 80C, tỷ lệ bentonite là 0.5%, thời gian tẩy trắng là 15 phút là chế độ phù hợp để tẩy trắng dầu cá có sử dụng sóng siêu âm.
3.4. So sánh hiệu quả tẩy trắng dầu cá theo mẻ có và không có sử dụng sóng siêu âm
52
Kết quả phân tích chỉ số OD420nm, PV, FFA, hệ màu CIE của dầu cá trong các mẫu nghiên cứu ở cùng chế độ (80C, tỷ lệ bentonite 0.5%) trong quá trình tẩy trắng dầu cá theo mẻ có và không sử dụng sóng siêu âm đƣợc thể hiện trong bảng 3.5
Bảng 3.5. So sánh các chỉ tiêu chất lƣợng của dầu cá tại 80°C, tỷ lệ bentonite 0.5%, thời gian tẩy trắng 15 phút tẩy trắng theo mẻ có và không sử dụng sóng siêu âm
Kết quả phân tích ở bảng 3.5 cho thấy rằng tại cùng chế độ xử lý (nhiệt độ, thời gian tẩy trắng, tỷ lệ bentonite) ở cả 2 phƣơng pháp tẩy trắng cho chỉ tiêu chất lƣợng dầu khác nhau. Nhìn chung, phƣơng pháp tẩy trắng sử dụng sóng siêu âm cho hiệu quả tẩy trắng tốt hơn. Cụ thể là giá trị OD420nm ở phƣơng pháp tẩy trắng theo mẻ không sử dụng sóng siêu âm cho giá trị mật độ quang cao hơn so với tẩy trắng có sử dụng sóng siêu âm.
Kết quả phân tích bảng 3.5 còn cho thấy giá trị ở các mẫu dầu cá xử lý ở cả hai phƣơng pháp đều có giá trị lớn hơn 5, do đó ngƣời quan sát có thể phân biệt đƣợc sự khác biệt về màu sắc so với dầu thô, giá trị ∆E của phƣơng pháp tẩy trắng theo mẻ có và không sử dụng sóng siêu âm lần lƣợt là 8.82, 8.24. Bên cạnh đó, mẫu dầu tẩy trắng có sử dụng sóng siêu âm có màu sáng hơn, màu vàng nhạt hơn cụ thể là có giá trị L* tăng từ 49.95 (đối với dầu thô) lên 51.98, giá trị b* giảm từ 12.68 xuống còn 4.21, giá trị a tăng từ -4.47 lên -3.17.
Kết quả thu nhận giá trị OD420nm của chúng tôi ở hai phƣơng pháp tẩy trắng tƣơng đồng với kết quả nghiên cứu của (Dan Su cùng cộng sự, 2013) và (Sara Asgari cùng cộng sự, 2018). Ở nghiên cứu của Dan Su và cộng sự, 2013 khi thực hiện quá trình tẩy trắng dầu hạt cải ở 130oC với 1g bentonite trong 20 phút thì giá trị OD446nm ở phƣơng pháp có sử
Mẫu dầu cá OD420nm PV (meq O2/kg) FFA (%Oleic) CIE L* a* b* ∆E Dầu thô 0.44 3.30 0.77 49.95 -4.47 12.68 D80-0.5 0.20 3.29 0.73 51.98 -3.17 4.21 8.82 T80-0.5 0.27 3.13 0.71 47.01 -2.43 6.71 8.24
53
dụng sóng siêu âm là thấp hơn. Còn ở bài nghiên cứu của Sara Asari và cộng sự, 2018, sau khi thực hiện tẩy trắng dầu hạt cải trong vòng 15 phút với tỷ lệ chất hấp phụ là 0.5, 1.0 ,1.5 % tại các nhiệt độ 35, 45, 55, 65oC ở hai phƣơng pháp tẩy trắng có hoặc không sử dụng sóng siêu âm đã cho thấy phƣơng pháp tẩy trắng sử dụng sóng siêu âm có hiệu quả đối với việc loại bỏ các hợp chất màu.
Sự thay đổi về giá trị OD420nm có thể đƣợc giải thích nhƣ sau: ở hai phƣơng pháp đều quá trình xảy ra quá trình hấp phụ hợp chất màu, nhƣng ở phƣơng pháp tẩy trắng với sóng siêu âm, tốc độ hấp phụ diễn ra nhanh hơn nhƣng cơ chế hấp phụ vẫn giống nhƣ phƣơng pháp tẩy trắng không sử dụng sóng siêu âm (Sara Asgari cùng cộng sự, 2018). Do đó, ở cùng một điều kiện tẩy trắng mà giá trị OD420nm ở phƣơng pháp tẩy trắng theo mẻ kết hợp sóng siêu âm lại thấp hơn giá trị OD420nm ở phƣơng pháp tẩy trắng thông thƣờng. Lý do làm tăng tốc độ hấp thụ ở phƣơng pháp tẩy trắng theo kết hợp với sóng siêu âm là sóng siêu âm có tần số cao làm cho tăng quá trình chuyển động và khuếch tán. Bản thân sóng siêu âm cũng có thể tạo ra những phản ứng hóa học làm giảm giá trị OD420nm mà không cần có chất hấp phụ (Dan Su cùng cộng sự, 2013).
Khi sử dụng đồng thời nhiệt và sóng siêu âm trong tẩy trắng hấp phụ làm tăng tính di động (động học) của chất hấp phụ (Hamdaoui, 2009), giúp việc tẩy trắng hiệu quả hơn so với tẩy trắng chỉ dùng nhiệt hoặc sóng siêu âm (Sara Asgari cùng cộng sự, 2017). Ngoài ra, sự suy giảm của carotenoids dƣới tác dụng của sóng siêu âm giúp làm giảm cƣờng độ màu nhiều hơn (Su et al., 2013).
Ngoài ra, quá trình tẩy trắng siêu âm giúp làm giảm đáng kể hàm lƣợng các sắc tố diệp lục và carotenoid. Nguyên nhân có thể là do các phản ứng oxy hóa, đƣợc thúc đẩy bởi sự tƣơng tác của các gốc tự do đƣợc hình thành trong quá trình siêu âm (Tiwari et al., 2008). Sự nhiệt phân trong các bọt khí tạo bọt có thể là một lý do khác cho sự phá hủy sắc tố (Tiwari et al., 2008). Quá trình siêu âm có thể phá hủy và làm mất màu diệp lục và - carotene bằng cách tạo ra các gốc hydroxyl và các gốc tự do khác. Phản ứng này tƣơng tự nhƣ hoạt động của enzyme lipoxygenase, tạo ra hydroperoxide và các hợp chất gốc tự do kích thích quá trình tẩy trắng các hợp chất nhƣ -carotene và chlorophyll (Hildeberand & Hymowitz, 1982).
54
Hơn nữa, quá tẩy trắng kết hợp với sóng siêu âm cho hiệu quả tẩy trắng tốt hơn, sóng siêu âm tạo ra những bọt khí trong dung dịch. Có 2 dạng bọt khí trong quá trình siêu âm, bọt khí lớn và bọt khí li ti. Những bọt khí li ti va chạm với các hạt bentonite làm mòn bề mặt của bentonite giúp quá trình tẩy trắng hiệu quả hơn. Còn những bọt khí lớn, sẽ tạo bọt trên bề mặt các hạt cầu béo gây ra sóng xung kích, phân cắt chúng thành nhiều mảnh nhỏ tạo ra các gốc tự do (Elahe Abedi cùng cộng sự, 2015). Ngoài ra, do các tác động cơ học của sóng siêu âm làm phá hủy cấu trúc bentonite giúp cho việc hấp phụ các sắc tố đƣợc cải thiện trong bể siêu âm.
Dầu sau quá trình tẩy trắng ở phƣơng pháp tẩy trắng không sử dụng sóng siêu âm có giá trị PV là 3.13 (meq O2/kg) thấp hơn ở phƣơng pháp tẩy trắng sử dụng sóng siêu âm là 3.29 (meq O2/kg). Chỉ số PV giảm trong quá trình tẩy trắng không sử dụng sóng siêu âm có thể đƣợc giải thích theo Pohndorf, R. S. và cộng sự (2016) là do việc tăng hàm lƣợng đất tẩy trắng dẫn đến gia tăng tốc độ tẩy trắng, đồng thời sự sẵn có của các lỗ trong cấu trúc đất sét nên hàm lƣợng cao hơn của chất hấp phụ có trong dầu dẫn đến bề mặt của chất hấp phụ tiếp xúc với dầu nhiều hơn, hiệu quả hấp phụ các sản phẩm oxy hóa, các chất màu và phospholipid cao hơn.
Kết quả của chúng tôi tƣơng đồng với kết quả nghiên cứu của (Sara Asgari cùng cộng sự, 2017) khi thực hiện quá trình tẩy trắng dầu ô liu ở các điều kiện nhƣ nhau bằng hai phƣơng pháp tẩy trắng có sử dụng và không sử dụng sóng siêu âm. Giá trị PV lần lƣợt ở hai phƣơng pháp này là 6.49 và 3.19 (meq O2/kg); giá trị FFA lần lƣợt ở hai phƣơng pháp là 1.90 và 1.72%.
55
Tƣơng tự, giá trị FFA của dầu sau quá trình ở phƣơng pháp tẩy trắng không sử dụng sóng siêu âm là 0.71% thấp hơn ở phƣơng pháp tẩy trắng sử dụng sóng siêu âm.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});