chiết lipit tổng số (dầu thô) từ sinh khối tảo
Có nhiều phương pháp tách chiết dầu khác nhau như:
-Phương pháp ép dầu: Dưới tác động của lực nén cơ học, các phần tử chứa
dầu bắt đầu biến dạng. Các khoảng trống chứa dầu bị hẹp dần và đến khi lớp dầu dồn lại có chiều dày không đổi thì bắt đầu dầu thoát ra. Do vậy, quá trình ép dầu (hiệu suất ép) phụ thuộc vào các yếu tố chính sau:
+/ Phương thức ép: ép kiệt 1 lần hay ép kiệt 2 lần
+/ Đặc tính cơ học của nguyên liệu ép như: kích thước hạt, nhiệt độ, độ ẩm, tính dẻo, tính đàn hồi thích hợp cho quá trình thoát dầu.
-Phương pháp enzym: Một số enzym được sử dụng để tăng hiệu suất tách dầu
ra khỏi nguyên liệu có dầu như: amylase, glucanase, protease, pectinase. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý enzym để tách dầu ra khỏi nguyên liệu như nhiệt độ, pH, tỷ lệ enzym/nguyên liệu, thời gian,...
-Phương pháp hóa học: Sử dụng các dung môi hòa tan dầu để tách dầu ra khỏi
nguyên liệu.
Theo PGS.TS. Bùi Quang Thuật [6], nhiệt độ sấy và thời gian sấy có ảnh hưởng đáng kể tới chất lượng sản phẩm sau này. Vì vậy, cần xác định thời gian và nhiệt độ sấy thích hợp để tránh gây tổn thất cũng như tránh làm biến đổi các thành phần trong nguyên liệu. Để trích ly tốt sản phẩm dầu, cần phải lựa chọn dung môi thích hợp và phương pháp trích ly cũng như cần xác định được các yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới quá trình trích ly như nhiệt độ, thời gian, số lần trích ly, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi,...
Phương pháp trích ly được phân loại theo nhiều cách:
+ Trích ly tĩnh (ngâm chiết): ngâm nguyên liệu trong dung môi cho tới khi đạt nồng độ chất hoà tan bão hoà; trong suốt quá trình này, nguyên liệu và dung môi không được đảo trộn.
+ Trích ly động: nguyên liệu và dung môi được đảo trộn nhờ cánh khuấy làm tăng sự tiếp xúc giữa hai pha, để tăng hiệu suất và giảm thời gian trích ly.
Vấn đề lựa chọn dung môi thích hợp cho quá trình trích ly một loại nguyên liệu nhất định là công việc cần thiết và hết sức quan trọng. Tính chất căn bản và không thể thiếu được của dung môi trích ly là tính chất hoà tan chọn lọc, nghĩa là dung môi phải hoà tan tốt chất cần tách mà không hoà tan hoặc hoà tan rất ít các cấu tử khác không mong muốn [6].
1.6.2. Các phƣơng pháp tách chiết và các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tách chiết FFA từ dầu thô chiết FFA từ dầu thô
Công đoạn thuỷ phân dầu nhằm giải phóng các axít béo ra ở dạng tự do. Quá trình thuỷ phân dầu có thể được thực hiện theo phương pháp hoá học hoặc phương pháp enzym.
- Thủy phân dầu bằng phương pháp hóa học: Dầu thực vật được xà phòng hoá
với dung dịch kiềm trên thiết bị khuấy có gia nhiệt trong khoảng thời gian thích hợp. Thêm dung dịch muối vào hỗn hợp xà phòng hoá và các chất không xà phòng hóa được tách ra khỏi hỗn hợp bằng cách lọc hoặc li tâm hoặc chiết ra bằng dung môi n-hexan. Phần xà phòng được axít hoá sau đó các axít béo được tách ra bằng dung môi n-hexan. Lớp dung môi n-hexan có chứa các axít béo tự do được loại nước bằng muối Na2SO4 và dung môi n-hexan được thu hồi bằng cô quay chân không.
- Thủy phân dầu bằng phương pháp enzym: Cho dầu thực vật và dung dịch đệm photphat vào bình thuỷ tinh. Thêm vào enzim lipase cố định. Enzym lipase được trộn đều trong dung dịch đệm photphat. Đậy bình bằng nắp cao su, bọc
parafilm và để vào tủ ấm ở nhiệt độ 40º
C, trong quá trình ủ ấm phải có khuấy từ. Sau 24 giờ thuỷ phân hỗn hợp dịch được lọc tách enzym và chuyển đến phễu chiết và trích ly triệt để bằng n-hexan. Sau đó cô quay dung dịch để thu hồi dung môi. Phần tách ra được bảo quản cho đến khi tiến hành tinh chế hỗn hợp axít béo [22].
Thực tế sản xuất cho thấy phương pháp thủy phân dầu thực vật bằng phương pháp hóa học (xà phòng hóa) phù hợp với điều kiện sản xuất hơn và thường được sử dụng nhiều hơn. Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện, chi phí thấp hơn nhiều so với phương pháp thủy phân bằng enzym. Hiệu suất thủy phân của phương pháp này vẫn đạt yêu cầu của thực tế sản xuất [47].
1.6.3. Các phƣơng pháp tách chiết và các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tách chiết và làm giàu axit béo omega-3 và omega-6 từ hỗn hợp axit béo tự do chiết và làm giàu axit béo omega-3 và omega-6 từ hỗn hợp axit béo tự do
Công đoạn làm giàu hỗn hợp các axít béo omega-3 và omega-6 nhằm tạo sản phẩm có độ tinh khiết cao. Hiện tại, công đoạn này được tiến hành theo nhiều phương pháp khác nhau như: tách phân đoạn bằng li tâm phân tử, kết tinh phân
đoạn ở nhiệt độ thấp, chưng cất phân đoạn chân không và tạo phức với urê, nhưng trong thực tế sản xuất người ta thường sử dụng hai phương pháp chính như sau [76]:
- Phương pháp kết tinh phân đoạn ở nhiệt độ thấp dựa vào sự khác biệt về điểm đông đặc (kết tinh) của các axít béo khi hoà tan trong dung môi phù hợp. Phương pháp này thích hợp cho việc tách các axít béo no (saturated fatty acid- SFA) ra khỏi hỗn hợp axít béo không no. Tuy nhiên, phương pháp kết tinh phân đoạn ở nhiệt độ thấp không tách được triệt để các SFA cũng như không thể tách được axít béo không no một nối đôi (monounsaturated fatty acids - MUFA) (như axít béo oleic) ra khỏi hỗn hợp axít béo omega-3 và omega-6. Do vậy, hỗn hợp axít béo omega-3 và omega-6 thu được từ phương pháp này có độ tinh sạch không cao (thường chỉ đạt 60-70%).
- Phương pháp tạo phức với urê: Cơ sở của việc sử dụng urê để phân tách SFA và PUFAs là do các tinh thể urê có cấu trúc tứ giác kín với các rãnh có đường kính 5,67 angtron. Khi có mặt các phân tử axit béo không phân nhánh mạch dài, các rãnh của phân tử urê được tạo nên đủ lớn để khớp với chuỗi axit béo và kết tinh trong một cấu trúc lục giác với các rãnh có đường kính 8-12 angtron. Sự có mặt của các liên kết đôi trong chuỗi carbon làm tăng kích thước của phân tử và đồng thời lại làm giảm khả năng tạo phức của nó với urê. Chính vì vậy, các phân tử SFA hoặc MUFA có khả năng tạo phức một cách dễ dàng với phân tử urê hơn so với các phân tử axit béo có 2 hoặc 3 nối đôi trở lên. Do vậy trong phân đoạn không tạo phức với urê sẽ
chỉ chiếm phần lớn các axit béo không bão hòa có nhiều hơn một nối đôi [53].Đây
là phương pháp đơn giản sử dụng dung môi rẻ tiền (methanol hay ethanol) và chỉ cần thay đổi hàm lượng urê, lượng dung môi sử dụng hay nhiệt độ kết tinh là có thể điều chỉnh được chất lượng sản phẩm tạo thành. Dung môi sử dụng trong các phương pháp kết tinh phân đoạn axit béo phải có một số đặc tính nhất định như: phải hòa tan tốt các axit béo, phải có hiệu quả phân tách PUFA tốt và phải không độc hại. Đây là phương pháp đơn giản, rẻ tiền và phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm Việt Nam. Vì vậy, cần phải nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng sản phẩm tạo thành như: ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp axít béo tự do: urê, tỷ lệ urê: cồn và ảnh hưởng của nhiệt độ kết tinh…
Từ lipit tổng số thu được từ sinh khối tảo khô, tiến hành thủy phân dầu tảo là quá trình nhằm thu được hỗn hợp các FFA. Đây là 1 bước trung gian quan trọng để tách các SFA và MUFA ra khỏi hỗn hợp omega-3 và omega-6. Hiện nay, nhiều phương pháp khác nhau có thể áp dụng để làm giàu PUFA từ FFA, trong đó, phương pháp tạo phức với urê được sử dụng nhiều nhất.