Đặc tính của lipid trong hạt có chứa dầu

MỤC LỤC MỞ ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ LIPID 1.1. Khái niệm chung về lipit 1.2. Vai trò và chức năng và tác dụng của lipit 1.2.1. Vai trò và chức năng của lipid 1.2.2. Tác dụng của lipid 1.3. Thành phần hóa học của lipid Chương 2: NGUYÊN LIỆU HẠT CHỨA DẦU 2.1 Định nghĩa hạt có dầu 7 2.2. Quá trình tạo thành dầu trong hạt có dầu 2.3 Phân loại 2.3.1 Phân loại hạt có dầu theo hàm lượng acid béo 2.3.1.1 Nhóm acid lauric 2.3.1.2 Nhóm acid oleic và acid linoleic 2.3.1.3 Nhóm acid linolenic 2.3.1.4 Nhóm acid eruxic 2.3.1.5 Nhóm bơ thực vật 2.3.2 Phân loại hạt theo nguồn gốc thực vật 2.3.2.1 Hạt chứa dầu (seed oils) 2.3.2.2. Cây chứa dầu (oils from oil-bearing trees) Chương 3 ĐẶC TÍNH VẬT LÝ CỦA HẠT CÓ DẦU 3.1 Tính chất vật lý chung của lipid trong hạt có dầu 3.2 Tính chất vật lý của từng nhóm hạt có dầu 3.2.1. Nhóm acid lauric 3.2.2. Nhóm bơ thực vật 3.2.3.Nhóm acid Oleic và Linoleic 3.2.4. Nhóm acid Linolenic 3.2.5. Nhóm acid eruxic Chương 4: ĐẶC TÍNH HÓA HỌC CỦA LIPID TRONG HẠT CÓ DẦU 4.1. Phản ứng xà phòng hóa 4.2. Phản ứng thủy phân 4.3. Phản ứng rượu phân (phân giải alcol) 4.4. Phản ứng cộng hợp 4.5. Phản ứng đồng phân hóa 4.6. Phản ứng oxi hóa Kết luận Tài liệu tham khảo MỞ ĐẦU Công nghiệp sản xuất dầu thực vật rất quan trọng, sản lượng về dầu thực vật nói riêng và chất béo nói chung trên thế giới không ngừng tăng lên. Lipit là thành phần rất quan trọng trong cơ thể người, về mặt y học, nếu cơ thể thiếu chất béo thì nó sẽ sử dụng chất béo có trong các mô dự trữ làm cho cơ thể sút cân, gầy yếu. Dầu thực vật là một loại thức ăn cung cấp năng lượng lớn gấp hai lần so với gluxit, nó có thể sử dụng ở dạng nguyên chất hay chế biến. Dầu thực vật còn được ứng dụng trong các ngành công nghiệp như công nghiệp xà phòng, sơn, vecni, sản xuất glyxêrin . Ngoài ra, khô, bả dầu thải ra trong công nghiệp sản xuất dầu thực vật có thể sử dụng để làm nước chấm, thức ăn gia súc, phân bón. Nguyên liệu dầu thực vật là những loại thực vật mà ở một phần nào đó của nó có tích tụ một lượng dầu lớn đủ để khai thác được ở qui mô công nghiệp với hiệu quả kinh tế cao (lạc, dừa, đậu nành .). Các loại hạt có dầu đóng một vai trò rất quan trọng. Hơn thế nữa nước ta có khí hậu nhiệt đới thuận lợi cho việc trồng trọt và khai thác hạt có dầu phục vụ cho ngành công nghiệp chế biến dầu trong nước.

doc56 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 26/01/2013 | Lượt xem: 4231 | Lượt tải: 11download
Tóm tắt tài liệu Đặc tính của lipid trong hạt có chứa dầu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ký hiệu: Cx:0 với x: số nguyên tử C trong mạch 0: không có sự tồn tại của liên kết đôi (liên kết π). Acid béo không bão hòa: Các acid béo có chứa liên kết đôi trong mạch carbon được gọi là acid béo không bão hòa. Trong tự nhiên, lượng acid béo không bão hòa chiếm tỷ lệ rất lớn. Hầu hết các acid béo có xu hướng hình thành liên kết đôi ở vị trí C số 9 và số 10 trong mạch. Mặc dù vậy, sự hình thành các liên kết đôi không bão hòa này cũng có thể được tìm thấy ở tất cả các vị trí trên mạch C, điều này làm gia tăng đáng kể lượng đồng phân của acid béo không bão hòa. Thêm vào đó, sự xuất hiện của liên kết đôi cũng giúp cho việc hình thành cấu hình cis- và trans- của acid béo, ảnh hưởng đến đặc tính sinh học của chúng. Ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt, hầu hết các acid béo không bão hòa trong thực phẩm có cấu hình cis-; tuy nhiên quá trình tinh luyện dầu hay các quá trình tác động làm thay đổi đặc tính dầu mỡ (chế biến margarine, hydro hóa dầu) có thể làm chuyển đổi các acid béo không bão hòa có cấu hình cis- thành dạng đồng phân hình học trans-, đây cũng chính là mối nguy lớn cho việc gia tăng bệnh xơ vữa động mạch và bệnh tim. Ký hiệu: Các acid béo không bão hòa có thể được ký hiệu theo hai hệ thống: Hệ thống 1: Cx:y, zc (hoặc zt) với: x: số nguyên tử C trong mạch y: số liên kết đôi hiện diện z: vị trí của liên kết đôi trong mạch C (đánh số bắt đầu từ C kế cận nhóm COOH) c,t: cis- hay trans- Theo hệ thống EEC (End-of-Carbon-Chain): (Cx:y,ωm) hay (Cx:y,nm); khi đó ω hay n: vị trí của liên kết đôi trong mạch C (đánh số ngược lại hệ thống 1, C1 là C bắt đầu của mạch C- nhóm CH3). Thí dụ: CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-(CH2)6-COOH - Theo danh pháp IUPAC: 9,12,15-Octadecatrienoic acid - Tên thông thường: α-linolenic acid - Ký hiệu theo hệ thống 1: C18:3,9c,12c,15c - Ký hiệu hệ thống EEC: C18:3ω3 hay C18:3n3 Acid oleic (C18:1ω9) là acid béo có 1 nối đôi chiếm tỷ lệ lớn trong thành phần các acid béo (hơn 50%), acid này được tìm thấy trong hầu hết các loại dầu thực vật cũng như mỡ động vật. Bảng 1.1. Các acid béo chủ yếu trong thực phẩm - Acid béo không bão hòa mạch dài ω3 và ω6 Trong số các acid béo không bão hòa mạch dài, acid béo ω3 và ω6 là hai loại acid béo cần thiết và có giá trị dinh dưỡng cao nhất; các nghiên cứu cho thấy cơ thể người và động vật không thể tổng hợp các acid béo này, mà chủ yếu được cung cấp qua nguồn thức ăn - dầu thực vật. Acid linoleic (C18:2ω6) và acid α-linolenic (C18:3ω3) là hai acid quan trọng nhất đại diện cho nhóm này. Các acid béo thuộc nhóm ω3 và ω6 cũng có thể được hình thành nhờ vào quá trình biến đổi như kéo dài mạch carbon hay loại bão hòa (desaturation): acid arachidonic (AA, C20:4ω6), acid eicosapentaenoic (EPA, C20:5ω3), acid docosahexaenoic (DHA, C22:6ω3) (hình 1.1) Hình 1.1. Các biến đổi hình thành acid béo không bão hòa mạch dài (polyunsaturated fatty acid) Trong tự nhiên, AA cũng có thể tìm được trong thịt gà và một số động vật khác, EPA và DHA cũng tồn tại với lượng lớn trong cá và một số hải sản khác. Các nghiên cứu gần đây đã cho thấy các acid béo không bão hòa mạch dài này được xem là một trong những acid béo cần thiết và quan trọng nhất nhờ vào sự hình thành các hợp chất có đặc tính sinh học (eicosanoid) của chúng, giúp vô hoạt khả năng sinh cholesterol trong cơ thể người. Acid arachidonic được chuyển đổi nhờ enzyme thành các hợp chất như protaglandin, thromboxan, leukotrien giúp cơ thể người thực hiện một số chức năng sinh lý. Thêm vào đó, các acid béo này còn có vai trò cần thiết cho sự phát triển, là hợp chất căn bản cho việc thành lập thành tế bào cũng như hình thành hợp chất cấu trúc cần thiết của phospholipid. Các acid béo có cấu trúc không đặc trưng (cấu trúc hiếm): Bên cạnh các acid béo bão hòa và không bão hòa thường gặp, trong thực phẩm còn xuất hiện một lượng acid béo với cấu trúc ít gặp hơn. Các acid này thường không có vai trò quan trọng trong thực phẩm, và chỉ tìm thấy ở một số nguồn đặc biệt, chủ yếu trong các loại rau. Khác với các acid béo thông thường, các acid béo dạng này thường không có cấu trúc mạch thẳng, chuỗi hydrocarbon được hình thành từ một hay nhiều nhóm methyl và ethyl: acid béo mạch nhánh. Các acid béo mạch nhánh hiện diện chủ yếu trong vi sinh vật và một lượng nhỏ được tìm thấy trong sữa và mỡ của động vật nhai lại (trâu, bò…). Trong số này, acid ricinoleic (12-hydroxy-9-octadecenoic acid) là hydroxy acid quan trọng nhất, đây là thành phần chính của dầu hải ly (castor oil). (ii) Triglycerid Triglycerid là sản phẩm được tạo thành từ phản ứng của một phân tử glycerol với ba (3) phân tử acid béo (hình 1.2). Tùy thuộc vào acid béo gắn vào các vị trí trên mạch C của glycerol sẽ xác định đặc tính và tính chất của triglycerid: - Triglycerid đơn giản: tạo thành từ 3 acid béo giống nhau. - Triglycerid phức tạp: do acid béo khác nhau Trên thực tế, dầu và mỡ đều là sản phẩm chủ yếu của triglycerid phức tạp. Sự phân bố của acid béo trong cấu trúc triglycerid đã được khám phá và nghiên cứu trong một thời gian dài, rất nhiều học thuyết khác nhau về khả năng liên kết này đã được đề nghị: - “Thuyết phân bố ngẫu nhiên”: sự phân bố acid béo vào các vị trí khác nhau trong triglycerid hoàn toàn theo ngẫu nhiên. - “ Thuyết phân bố cân bằng”: các acid béo có khuynh hướng phân bố rộng rãi ở tất cả các triglycerid. - “Thuyết phân bố ngẫu nhiên có giới hạn”: sự phân bố acid béo vào các vị trí khác nhau trong triglycerid cũng theo quy luật ngẫu nhiên, tuy nhiên có một vài điểm giới hạn đặc biệt xảy ra trong dầu thực vật và mỡ động vật . Thí dụ: ở dầu thực vật, các acid béo bão hòa có xu hướng ester hóa ở vị trí số 1 và 3; trong khi sự gắn kết các acid này thường xảy ra ở vị trí số 2 trong mỡ động vật (iii) Các thành phần phụ Các acid béo tự do và mono- , diglycerid Trong dầu mỡ, ngoại trừ thành phần chính là triglycerid còn có sự hiện diện của một lượng nhất định acid béo tự do (không liên kết với glycerl) và mono- , diglycerid. Trong cấu tạo của các mono- và diglycerid vẫn còn sự hiện diện của hai hay một nhóm hydroxyl (-OH), chúng được xem như dấu hiệu nhằm xác định sự tổng hợp không hoàn toàn triglycerid sinh học (quả chưa chín, hạt) hay dấu hiệu của quá trình phân giải lipid (lipolysis) sau thu hoạch do hoạt động của enzyme. Tuy nhiên, ngoài vai trò như chất chỉ thị chất lượng, mono- và diglycerid còn có một vai trò quan trọng đặc biệt nhờ vào khả năng liên kết mạnh của nó với các phần tử thân dầu và thân nước; chính vì thế mono- và diglycerid được sử dụng như một chất nhũ hóa trong rất nhiều thực phẩm. Bên cạnh mono- và diglycerid, acid béo tự do là sản phẩm cuối trong quá trình phân giải lipid, là giảm chất lượng dầu cụng như sản phẩm thực phẩm. Phospholipid Cấu trúc của một phospholipid (phosphatidylcholine) Trong hạt dầu bao giờ cũng có mặt phospholipid là một trong những thành phần lipid phức tạp chủ yếu, bao gồm khung glycerophosphate kết hợp với hai chuỗi acid béo dài đã được ester hóa ở vị trí C1 và C2, đồng thời một alcohol base gắn vào nhóm phosphate (hình 1.3). Phospholipid được phân thành 5 nhóm chính theo sự thay thế tự nhiên (X) trên acid glycerophosphoric: Phospholipidic acid (PA): không có thành phần thay thế Phospholipidyl ethanolamine (cephalin): PE Phospholipidyl choline (lecithine): PC Phospholipidyl serine: PS Phospholipidyl inositol: PI Phospholipid là các hợp chất chứa dinh dưỡng dự trữ, cung cấp năng lượng cho các phản ứng trao đổi chất và tăng cường hô hấp của hạt. Trong công nghệ thực phẩm, phospholipid được sử dụng rộng rãi như một chất nhũ hóa , tác nhân kết dính (anti-spattering) và làm giảm độ nhớt trong nhiều thực phẩm. Nhiều hiệu quả đặc biệt của phospholipid đã được biết đến như ngăn cản hay chữa khỏi bệnh mất trí nhớ, viêm khớp và hàm lượng choloseterol trong máu cao. Tuy nhiên, cho đến ngày nay, các ích lợi của phospholipid về mặt dinh dưỡng đã không được khoa học chứng minh. Trong hạt dầu, phospholipid nằm ở dạng liên kết phức tạp với glucid, protid và chỉ có khoảng 30% ở dạng tự do. Do đặc tính tan trong chất béo, khi khai thác dầu thực vật, phospholipid sẽ có mặt trong dầu. Các hợp chất không có tính xà phòng hóa Các hợp chất không có tính xà phòng hóa thường có mặt trong dầu mỡ với vai trò quan trọng là: sterol, tocopherol, hợp chất màu, sáp, hydrocarbon và vitamin. Sterol: hợp chất hòa tan trong chất béo với cấu trúc căn bản từ steran (cyclopentanoperhydrophenantrene) (hình 1.4). Tùy theo nguồn gốc phát sinh, sterol được chia thành hai loại chính: sterol động vật (cholesterol) hay sterol thực vật (phytosterol: β-sitosterol). Hàm lượng sterol thay đổi trong khoảng từ 0,05-0,60%. Cholseterol được xem như một trong những nguyên nhân chính gây nên bệnh nhồi máu cơ tim. Chính vì thế, rất nhiều biện pháp làm giảm lượng cholesterol trong thực phẩm đã được nghiên cứu thành công trong những năm gần đây. Tuy vậy, cholesterol vẫn có một số chức năng cần thiết cho hoạt đống sống khi nó là thành phần chính của màng tế bào, chất dự đoán cho hoạt động của hormone steroid - hormone cần thiết cho quá trình lớn lên và phát triển của động vật hữu nhũ còn non. Tocopherol: Tocopherol là chất chống oxy hóa tự nhiên rất quan trọng thuộc họ phenolic. Tocopherol cũng có đặc tính tan trong dầu, thường tồn tại ở dạng tự do. Tùy thuộc vào cấu tạo khác nhau của tocopherol (hình 1.5) mà đặc tính tương ứng cũng thay đổi; phụ thuộc mạch C chính bão hòa hay chứa 3 liên kết đôi, và phụ thuộc vào số nhóm cũng như vị trí nhóm methyl gắn kết trên mạch nhánh; có 4 loại tocopherol khác nhau: α-tocopherol (5,7,8-trimethyl), β (5,7-dimethyl), γ (7,8-dimethyl) và δ (8-methyl). Hoạt tính chống oxy hóa của các tocopherol trong dầu và mỡ phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ và sự hiện diện của các hợp chất nhiễm vào hệ thống. Tuy nhiên, hoạt động chống oxy hóa của các tocopherol cũng tùy thuộc vào vị trí cấu tạo: δ > β = γ >α Các hợp chất màu (pigment): Sự khác nhau về màu sắc của các loại dầu và mỡ khác nhau phụ thuộc vào lượng hợp chất màu hòa tan trong dầu. Những hợp chất màu quan trọng nhất trong dầu mỡ là carotene, chlorophyll và gossypol. Carotene (hình 1.6) là nguồn cung cấp vitamine A - chất có hoạt tính chống oxy hóa và chống ung thư. Carotene hiện diện chủ yếu trong dầu cọ, đây chính là lý do chủ yếu làm cho dầu có màu vàng, cam hay đỏ. Chlorophyll cũng chính là nguyên nhân tạo cho dầu có màu xanh tối không mong muốn. Điều quan trọng là sự hiện diện của chlorophyll torng dầu là nguyên nhân chủ yếu làm cho dầu rất nhạy cảm với ánh sáng quang hợp, gây nên biến đổi chất lượng. Chính vì thế, trong quá trình tinh luyện các loại dầu có chứa nhiều chlorophyll (dầu olive), quá trình khử màu nhằm loại hợp chất này rất được quan tâm. Gossypol tạo màu đỏ nâu trong dầu hạt bông vải (cottonseed oil). Gossypol có cấu tạo là hợp chất phenol phức tạp, có mùi vị khó chịu, có tính độc. Do đó, cần tách loại hoàn toàn hợp chất này ra khỏi dầu và khô dầu. Hợp chất sáp: hiện diện chủ yếu trong dầu bắp và cải dầu. Về cấu tạo, sáp là ester của rược bậc một và ít thấy đối với rượu 2 chức. Sáp có nhiệt độ nóng chảy khá cao (tnc > 80oC), bền vững và rất khó tiêu hóa, sáp không có giá trị về mặt dinh dưỡng. Trong quá trình chế biến, sự tồn tại của hợp chất sáp trong dầu là nguyên nhân chủ yếu gây đục dầu. Ngay ở điều kiện nhiệt độ bình thường, chúng tồn tại ở các dạng tinh thể nhỏ li ti, trong một thời gian dài vẫn không lắng thành cặn, làm giảm giá trị cảm quan dầu. Các thông số đặc trưng của sáp được cho ở bảng 1.2. Việc tách sáp có thể được thực hiện bằng biện pháp đông hóa dầu ở nhiệt độ 5oC trước khi lọc. Hợp chất mùi gốc hydrocarbon: bao gồm các alkan, alken (squalene, hình 1.7) và các hydrocarbon đa vòng có mùi (polycyclic acromatic hydrocarbons – PAHs). Các hợp chất alkan (C31-C33) hiện diện trong dầu thô với hàm lượng từ 40-100 ppb, giảm dần sau quá trình tinh luyện. Một số hợp chất mùi như squalene có vai trò rất quan trọng trong công nghiệp mỹ phẩm. Squalene hiện diện chủ yếu trong dầu gan cá nhám góc (deep-sea dogfish, Squalus acanthus) và một số dầu cá khác; olive là dầu thực vật chủ yếu có sự hiện diện của squalene. Ngược lại, hầu hết các hydrocarbon đa vòng có mùi (PAHs) hiện diện ở hàm lượng lớn hơn 150 ppb trong hầu hết các dầu thực vật thô, chúng chỉ giảm nhẹ sau quá trình tinh luyện. Vitamin hòa tan trong dầu: bên cạnh vitamin A (retinol) - hiện diện nhiều nhất ở dầu cá, trong dầu còn tìm thấy một số các vitamin khác với lượng ít hơn như vitamin D, vitamin E (α-tocopherol) và vitamin K (phytoenzymeadion). Các vitamin này rất cần thiết cho quá trình hấp thu của cơ thể người CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU HẠT CHỨA DẦU 2.1 Định nghĩa hạt có dầu. Hạt của một số loại thực vật đặc biệt chứa nhiều dầu gọi là hạt có dầu. Ví dụ : lạc (đậu phộng), đậu tương (đậu nành), hạt bông, ngô (phôi ngô), lanh , thầu dầu...Hạt có dầu là nguyên liệu cho công nghiệp khai thác dầu. Trong hạt của một số loại khác chứa ít dầu hơn nhưng không có loài thực vật nào là không có dầu. Hàm lượng dầu trong hạt và quả của một số loại cây có dầu (%) HạtPhần trăm (%)Lạc40-45Vừng35-56Hạt bông17-29Thầu dầu58-70Lanh29-48Hạt cải36-40Đậu tương18-22 2.2. Quá trình tạo thành dầu trong hạt có dầu. Quá trình tạo thành hạt có dầu xảy ra khi hạt chín: Các hợp chất hữu cơ và vô cơ thiên nhiên chuyển vào hạt thông qua lá và hệ rễ. ở giai đoạn đầu của quá trình tổng hợp là tạo ra các chất gluxit, điển hình là tinh bột, sau đó hạt chín dần, các hạt tinh bột chuyển thành các lipit. Ban đầu khi hạt chín, dầu có nhiều acid béo tự do, sau đó lượng acd béo tự do giảm xuống và tryglycerit tăng lên. Quá trình tạo thành tryglycerit tạo thành qua 3 giai đoạn: Giai đoạn I: Giai đoạn II: Giai đoạn III: Khi bảo quản hạt già triglycerit sẽ bị thủy phân theo chiều ngược lại. 2.3 Phân loại 2.3.1 Phân loại hạt có dầu theo hàm lượng acid béo. Dầu và mỡ thực phẩm có thể được phân thành nhiều loại dựa vào thành phần và tính chất của các acid béo. 2.3.1.1 Nhóm acid lauric (dầu dừa và dầu hạt cọ) Nhóm chất béo này có tính chất rất khác biệt so với các loại dầu khác do sự hiện diện với mức độ cao của acid lauric (40-50% C12:0), kế đến là acid myristic và các acid béo bão hòa có 8,10 và 14 C. Điểm đặc trưng của nhóm này là sự hiện diện ở tỷ lệ rất thấp các acid béo không bão hòa, tương ứng với điểm nóng chảy rất thấp. Mặc dù vậy, nhóm dầu dừa và dầu cọ vẫn được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm và trong chế biến margarine. 2.3.1.2 Nhóm acid oleic và acid linoleic (dầu olive, dầu cọ, dầu bắp, dầu hướng dương) Đây là nhóm dầu hiện diện phổ biến nhất. Acid béo tạo nên dầu nhóm này chủ yếu là C18:1 và C18:2. Lượng acid béo bão hòa trong nhóm dầu này chỉ chiếm tối đa 20%. 2.3.1.3 Nhóm acid linolenic (dầu đậu nành, dầu hạt lanh) Đặc điểm quan trọng của dầu đậu nành và dầu hạt lanh là sự hiện diện ở hàm lượng cao acid linolenic (C18:3). Do mức độ không bão hòa cao, các dầu này rất nhạy cảm với các chất oxy hóa, điều này dẫn đến các biến đổi không mong muốn về mùi và vị. Ngoại trừ dầu đậu nành, dầu hạt lanh không được sử dụng phổ biến cho chế biến thực phẩm. 2.3.1.4 Nhóm acid eruxic (C22:1) Dầu thuộc nhóm này có hàm lượng cao (53%) acid eruxic (C22:1), hiện diện chủ yếu trong hạt cải dầu. Một số giả thiết cho rằng một số các biến đổi sinh lý không mong muốn trong cơ thể người do sự tham gia của acid eruxic. Chính vì thế, việc nghiên cứu tìm các loại nguyên liệu cho dầu có hàm lượng eruxic thấp vẫn được quan tâm. 2.3.1.5 Nhóm bơ thực vật Nhóm chất béo này có thành phần triglycerid và acid béo rất đặc biệt: chủ yếu từ các acid béo không no có 1 nối đôi như C18:1, C20:1, C24:3. Bơ thực vật có giá trị kinh tế cao, sử dụng chủ yếu trong chế biến chocolate và kẹo. 2.3.2 Phân loại theo nguồn gốc thực vật 2.3.2.1 Hạt chứa dầu (seed oils) Đặc điểm quan trọng của hạt dầu là độ ẩm thấp, ngăn cản sự biến đổi cơ học và sự phá hủy của côn trùng. Dựa vào ưu điểm này, dầu thường không được tách chiết sớm ra khỏi hạt dầu mà sẽ được bảo quản trong hạt nhằm ngăn cản các biến đổi không mong muốn của dầu thô. Hầu hết các hạt rau quả… đều chứa dầu nhưng chỉ những nguyên liệu có hàm lượng dầu cao mới được sử dụng trong quá trình sản xuất dầu. Tuy nhiên, một số các hạt lại có khả năng sử dụng cho trích ly dầu là thành phần loại ra của quá trình sản xuất một sản phẩm khác (hạt cà chua trong chế biến nước cà chua hay hạt nho trong sản xuất rượu vang). Nhược điểm của việc sản xuất dầu từ hạt dầu là: Dầu trong hạt dầu không nằm ở dạng tự do, bên ngoài mà được nhốt trong các khe vách bên trong tế bào, quá trình tách chiết dầu không thể tiến hành trực tiếp mà phải qua các khâu chuẩn bị phức tạp. Một số hạt có hàm lượng dầu cao nhưng quá trình trích ly dầu có thể kèm theo sự giải phóng một số hợp chất không mong muốn, khó phân tách khỏi dầu. 2.3.2.2 Một số nguyên liệu hạt chứa dầu thường gặp 1. Lạc ( đậu phộng) Được cấu tạo gồm ba phần: Vỏ ngoài: là lớp vỏ mỏng, nhám, khi khô dễ vỡ theo chiều dọc, thành phần chủ yếu là xenlulo 68 %, chứa dầu rất ít 1%, tinh bột 12%, tro 4%...lượng vỏ ngoài chiếm 24 đến 35% khối lượng toàn củ lạc. Vỏ lụa: màu vàng hay hồng, chủ yếu chứa hemixenlulo, chiếm 3 - 4% khối lượng hạt. Nhân: tròn hay bầu dục, màu trắng Thành phần hóa học (theo % chất khô) như sau: LIPITPROTEINXENLULOTRO40-60%20-37%1-5 %2-5% Thành phần acid béo (%) Palmitic8.2Stearic6.2Oleic52.9Linolic24.7Arachidic4 2. Đậu nành. Thuộc họ đậu, là một loại cây hàng năm, hạt đậu nành gồm: - Vỏ ngoài: chiếm 50 % khối lượng hạt, khối lượng 1000 hạt dao động từ 90 -200 g, dung trọng khoảng 600 - 780 kg/m3. Thành phần của hạt đỗ tương như sau: LIPIDPROTEINXENLULOTROTử Diệp2041154.3Phôi1039174Vỏ0.617213.8Thành phần acid béo (%) Palmitic10- 20Oleic và Linolenic80- 85 3. Cám gạo Cám gạo là phụ phẩm của công nghiệp xay xát, trong cám còn lẫn trấu, tấm vụn, muốn dùng cám để tách dầu cần phải tách riêng các chất ấy ra, tùy theo từng loại gạo mà hàm lượng dầu trong cám có thể khác nhau, dao động từ 20 - 23 %. Thành phần cám gạo (%) Hàm ẩm10.7Lipid16.1Protein37.5Gluxit14.3Cellulose6.3Tro8.2Thành phần acid béo (%): Oleic40- 50linolic26- 42panmitic13 - 18 4. Đào lộn hột (Điều) Là loại cây thân gỗ, trong hạt đào có hai loại dầu khác nhau: Dầu vỏ: hàm lượng dầu trong vỏ khoảng 37 - 61 %, thành phần chủ yếu là epoxy, được sử dụng trong công nghiệp sản xuất sơn, vecni. Dầu ở nhân: hàm lượng dầu trong nhân khoảng 47%, axit béo chủ yếu là axit oleic 74%, dầu nhân hạt điều được sử dụng làm thực phẩm 5. Vừng Tên khoa học là Sesamum Indicum (L) thuộc họ vừng. Cây vừng được trồng phổ biến ở nước ta và các nước nhiệt đới, sản lượng lớn nhất là ở Ấn Độ với các giống có màu sắc, vỏ hạt khác nhau: nâu, đen, trắng xám. Nhân hạt chứa 42 ÷ 75 % dầu, có màu vàng nhạt đến vàng r ơm. Thành phần acid béo (%): Oleic35- 49.4Linoleic37.7- 48.4Stearic3.6- 5.7 6. Hướng dương Hướng dương là cây thân cỏ một năm, cao 1,5 ÷ 3 mét, đài hoa khi nở và khi thụ phấn luôn hướng về phía mặt trời, quả chín là hạt màu đen hay trắng xám. Vỏ quả là vỏ trấu mềm chứa 20 % khối lượng hạt, vỏ lụa chiếm 1 ÷ 4%. Thành phần của hạt hướng dương tính theo % chất khô: LipidProteinCelluloseTroFitinToàn hạt52,4 ÷ 54,915,6 ÷ 1712,9 ÷ 143 ÷ 3,30,9 ÷ 0,99Vỏ trấu1,8 ÷ 2,85,1 ÷ 5,756 ÷ 59,42,7 ÷ 3,10,06 ÷ 0,07Nhân và vỏ lụa64,3 ÷ 66,513,9 ÷ 18,91,7 ÷ 2,12,8 ÷ 3,71,18 ÷ 1,27 Thành phần acid béo: Oleic25 - 30Linoleic55 - 60Palmitic3.5 - 6.4Stearic1.6 - 4.67. Thầu dầu Vỏ cây có nhiều màu sắc tùy theo giống cây (tía, đỏ, trắng ...). Quả nang, vỏ có gai mềm, khi chín nứt thành 3 mảnh chứa 3 hạt nhẵn bóng, có râu màu trắng, đỏ, nâu đen, phía đỉnh có mồng. Hình dạng giống như một loài ve kí sinh trên gia súc (nên gọi là hạt ve), hoặc bọ chét (ricinus) - tiếng latinh có nghĩa là bọ chét, nhân hạt chứa 75 % khối lượng hạt. Thành phần hóa học của nhân hạt thầu dầu tính theo % chât khô Lipid66 ÷ 68.2Protein25.3 ÷ 26.9Xenluloza0.6 ÷ 0.9Tro2.4 ÷ 2.7 Thành phần axit béo của thầu dầu ( % ) Rixinoleic80- 95Linolenic3-5Oleic3-9Stearic3 8. Bông Cây bông trồng một năm, thân gỗ, quả có 3 ÷ 5 múi, mỗi múi có 5 ÷ 11 hạt nằm trong mạng sợi bông, khi chế biến bông người ta cán để loại hạt ra. Thành phần của hạt tính theo % chất khô: Các phần của hạtLipidProteinCelluloseTroToàn hạt23 - 25.225.5 - 29.412.4 - 18.74.2 - 4.5Nhân37.3 - 40.234.1 - 37.51.2 - 2.14.4 - 5.2Vỏ0.4 - 0.63.4 - 3.639.4 - 51.41.2 - 1.9Thành phần acid béo có trong hạt (%): Linolenic40-48Oleic30-35Palmitic20-22 Hình ảnh một số hạt tiêu biểu Hạt đậu phộng Hạt hướng dương Hạt cọ dầu Hạt oliu Hạt cải dầu Một số loại dầu được sản xuất từ hạt phổ biến nhất: 2.1.1. Dầu dừa Thu được từ cơm dừa khô (Cocos nucifera, họ Palmae.). Cây dừa có thể trồng và phát triển ở vùng vành đai từ 20o vĩ Bắc đến 20o vĩ Nam của xích đạo, nhiệt độ thích hợp cho quá trình phát triển là 30oC. Chính nhờ vào nhiệt độ cao của những vùng trồng dừa, người ta có thể sử dụng ánh nắng mặt trời cho quá trình làm khô cơm dừa, ngoài ra, nguồn nhiên liệu từ vỏ dừa cũng được tận dụng- đây chính là nguyên nhân làm cho dầu dừa thường chứa các hợp chất hydrocarbon đa vòng. Dầu dừa thuộc nhóm acid lauric. Nhờ vào khối lượng phân tử của triglycerid ở mức trung bình, dầu dừa có nhiệt độ nóng chảy thấp (24-27oC). Ngoài ra, mức độ không bão hòa trong dầu dừa thấp (80%), đây là nguồn quan trọng cho việc cung cấp acid linoleic tinh khiết. Tuy nhiên, phần khô và bã dầu rum hầu như không có giá trị dinh dưỡng. 2.1.8. Dầu hạt bông vải Chế biến từ sản phẩm phụ (phần thải) của quá trình sản xuất bông. Trữ lượng sản xuất bông trên thế giới rất lớn, kèm theo đó một lượng lớn hạt bông chứa tỷ lệ dầu cao được loại ra. Ai Cập, Hoa Kỳ, Trung Quốc và Nga là những nước đã và đang chế biến dầu từ hạt bông vải. Ở Châu Âu, dầu hạt bông chiếm tỷ lệ lớn nhất. Tuy nhiên, do tính chất của dầu bông vải có chứa gossypol (hình 2.1) - hợp chất đa vòng tạo mùi vị khó chịu, khi kết hợp với protein hình thành hợp chất không thể tiêu hóa, gây độc. Do đó, việc tiền xử lý và tinh luyện dầu bông luôn được quan tâm. Dầu bông vải thuộc nhóm acid oleic-linoleic; mặc dù thành phần dầu có chứa một tỷ lệ tương đối cao các acid béo không bão hòa có nhiều nối đôi, dầu bông cũng chứa lượng acid béo bão hòa cao nhất trong nhóm hạt dầu. Dầu bông vải có thể được sử dụng trong nấu nướng hàng ngày (cooking oil, salad oil) hay trong công nghiệp chế biến margarine, shortening. Hình 2.1. Cấu tạo của gossypol 2.1.9. Dầu thuộc họ cải dầu (rapeseed, colza) Thu được từ hạt của cây cải dầu Brassica napus L. và B. campestis L. (họ Cruciferae.). Cây cải dầu phát triển chủ yếu ở những vùng khí hậu ôn đới hay khí hậu lạnh: Đông và Tây Âu, Canada, Ấn Độ và Trung Quốc. Cải dầu chứa hàm lượng cao acid erulic, mặc dù hợp chất này không có tác hại về dinh dưỡng, tuy nhiên các nghiên cứu tìm các loại dầu thuộc họ này với lượng acid erulic thấp vẫn được quan tâm. Dầu “Canola” là loại dầu từ hạt cải dầu phổ biến nhất hiện nay. Có 3 kiểu phổ biến của dầu loại này: (i) Dầu có hàm lượng acid erulic cao: 20-55% acid erulic (ii) Dầu có hàm lượng acid erulic thấp: 0-5% acid erulic (iii) Dầu không chứa acid erulic Một đặc điểm quan trọng của dầu nhóm này là mức độ chuyển hóa đường thấp. Bã dầu là nguồn thích hợp cho việc chế biến thức ăn gia súc, tuy nhiên loại có hàm lượng acid erulic cao không thích hợp cho cừu và gia cầm. Hàm lượng chất xơ cao cũng là một điểm đặc biệt của họ cải dầu. 2.1.10. Dầu bắp (corn oil) Được chiết tách từ phần phôi (hạt bắp) của Zea mays. Dầu bắp thô có màu đỏ sậm do sự hiện diện của hợp chất carotene và xantophyllic. Dầu bắp chứa một lượng tương đối cao (1-3%) phospholipid và những hợp chất không có đặc tính của dầu khác, chủ yếu là sterol (≥ 1%). Dầu bắp cũng thuộc nhóm acid oleic-linoliec với mức độ acid béo không bão hòa cao, được sử dụng chủ yếu trong chế biến dầu ăn. 2.1.11. Dầu đậu nành (soybean oil) Đây là sản phẩm của quá trình ép hay trích ly hạt đậu nành Glycine max (L.) merill (họ Leguminosae). Đậu nành là nguồn cung cấp dầu thực vật chủ yếu cho việc chế biến thực phẩm của con người. Đậu nành có nguồn gốc từ Trung Quốc, nhưng ngày nay, nguồn cung cấp đậu nành và dầu đậu nành chủ yếu từ Mỹ và các nước thuộc Châu Mỹ. Chỉ bắt đầu trồng đậu nành từ khoảng năm 1970, hiện nay Nam Mỹ đã cung cấp khoảng 25% sản lượng đậu nành trên thế giới. Mặc dù quá trình ép dầu thu được hiệu suất vẫn khá cao, tuy nhiên quá trình này thường đi kèm với các biến đổi không mong muốn về chất lượng: một số thành phần độc hại thu được cùng với dầu trong quá trình ép… Chính vì thế, chiết tách dầu bằng biện pháp trích ly hiện đang được sử dụng rộng rãi, quá trình ép chỉ được tiến hành ở quy mô nhỏ. Dầu đậu nành thuộc nhóm acid linilenic; trong thành phần chứa hàm lượng acid linolenic rất cao khi so sánh với các loại dầu khác. Thêm vào đó, quá trình hydrogen hóa dầu đậu nành cũng thường được áp dụng trong chế biến margarine và shortening. Bã đậu nành sau trích ly là nguồn cung cấp protein và các chất dinh dưỡng cần thiết cho gia súc. 2.1.12. Dầu đậu phộng (peanut oil) Dầu phộng là một trong 5 loại dầu ăn quan trọng nhất trên thế giới. Dầu phộng thu được nhờ vào quá trình tách chiết dầu từ nhân hạt cây đậu phộng Arachis hypogea- đây là loài cây trồng phổ biến ở Châu Phi, Ấn Độ và Trung Quốc. Dầu đậu nành được sử dụng chủ yếu cho nhu cầu thực phẩm: dầu chiên nấu, shortening, margarine, dầu trộn (salad oil). Đặc tính quan trọng của dầu phộng là sự hiện diện ở hàm lượng thấp acid béo bão hoà, trong khi đó lại rất giàu acid béo không no chứa 1 nối đôi (chủ yếu là acid oleic). Do các triglycreid này có độ nóng chảy cao, khi nhiệt độ dầu giảm xuống 5oC, dầu phộng bị vẩn đục do sự tạo gel trong dầu; tuy nhiên quá trình đông hóa có thể được áp dụng để làm trong dầu. Một vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng đến chất lượng và giá trị dinh dưỡng của dầu là sự nhiễm độc tố aflatoxin B1, B2, G1 và G2 (hình 2.2) do điều kiện môi trường làm phát sinh nấm mốc. Việc di chuyển độc tố từ bột đậu phộng nghiền rất khó thực hiện do chúng có khả năng chịu đến nhiệt độ 300oC; tuy nhiên sự hiện diện của các độc tố này trong dầu có thể loại bỏ dễ dàng trong quá trình tinh luyện. Hình 2.2. Aflatoxin 2.1.13. Dầu hạt lanh (linseed oil) Thu được từ hạt cây lanh Linium usisitatissimum, có thể phát triển ở hầu hết các vùng nhiệt độ khác nhau trên thế giới, tập trung nhiều nhất ở Mỹ, Argentina, Ấn độ và Nga. Khi giá nhập khẩu sợi cotton vào thị trường châu Âu ngày càng giảm dần và giống cây trồng phải du nhập từ Mỹ, giá trị kinh tế của sợi lanh cũng suy giảm nhanh chóng. Chính vì thế, việc khai thác giá trị của hạt lanh được quan tâm. Dầu thô từ hạt lanh có thể thu được bằng cả hai biện pháp: ép và trích ly bằng dung môi. Do sự hiện diện của acid linolenic trong dầu lanh ở hàm lượng cao (>50%), dầu hạt lanh được sử dụng chủ yếu như nguồn nguyên liệu trong sản xuất sơn, vecni cũng như các sản phẩm công nghiệp khác. Tuy nhiên, ở một số quốc gia, đặc biệt là Ấn Độ, hơn 40% dầu lanh được sản xuất nhằm phục vụ cho nhu cầu tiêu thụ của con người. 2.1.14. Dầu hạt vừng (mè, sesame oil) Đây là loại dầu có giá trị dinh dưỡng cao do sự hiện diện của hơn 75% acid béo không bão hòa trong dầu, đặc biệt là tỷ lệ cân bằng của acid oleic và acid linoleic (Omega 6) . Dầu vừng thu được chủ yếu nhờ vào quá trình ép hạt vừng Sesamum indicum, được trồng và phát triển nhiều ở Ấn Độ và Trung Quốc; một số nơi khác như Châu Âu, Châu Mỹ cũng sử dụng hạt vừng và dầu vừng với số lượng ít. Đây là nguyên nhân chính làm cho giá dầu vừng thường rất đắt. 2.1.15. Một số dầu từ hạt cho dầu không phổ biến Bên cạnh các loại hạt dầu phổ biến, một số nguyên liệu khác cũng được sử dụng trong công nghệ chế biến dầu với số lượng ít: - Dầu hạt nho (Vitis vinifera (L.), họ Vilaceae): chứa hàm lượng acid linoleic khá cao, tính chất tương tự dầu hạt hướng dương. - Dầu từ hạt phỉ (Hazel-nut – Corylus avellana (L.) Gaertn, họ Betulaceae) và dầu hạnh (Prunus dulcis (Mill.) D.A. Webb. họ Rosaceae): thuộc nhóm acid oleic – linoleic. - Dầu bông gạo (kapok – Ceiba pentandra (L.) Gaertn, họ Bombacaceae): tính chất gần như tương đồng với dầu hạt bông (cottonseed oil). - Dầu cây óc chó (walnut-tree, Juglans regia (L.), họ Juglandaceae): thành viên của nhóm acid linolenic. Dầu cây óc chó chỉ được sản xuất và tiêu thụ rất ít, chủ yếu ở môt số gia đình thượng lưu. - Một số loại dầu khác vẫn được sản xuất tùy vào tập quán từng quốc gia như dầu mustard, dầu gạo, dầu hạt olive… 2.1.16. Các nguồn dầu mới Đây chính là các nhóm dầu có tầm quan trọng ở mỗi địa phương hay khu vực, quốc gia, nhưng không được sản xuất và tiêu thụ phổ biến trên thế giới: - “ Crambe oil” (Crambe abyssinica Hochst. ex R.E. Fries và C. hispanica, họ Brassicaceae) với hàm lượng cao acid erucic, sử dụng chủ yếu cho mục đích kỹ thuật. - Dầu cây anh thảo (evening primrose oil – Oenothera biennis họ Onagraceae): chứa hàm lượng cao Omega 6 (6,9,12 – octatrienic acid). - Chất béo có nguồn gốc vi sinh: chứa các thành phần đặc biệt, được sử dụng cho thực phẩm và ứng dụng kỹ thuật. 2.3.2.2. Cây chứa dầu (oils from oil-bearing trees) Dầu thô thuộc nhóm này có nguồn gốc chủ yếu từ phần thịt quả của các cây chứa dầu. Quá trình chiết tách dầu từ thịt quả cần đáp ứng các yêu cầu đặc biệt: chất lượng dầu thu được càng cao khi dầu được chiết tách từ quả tươi, ngay sau thu hoạch. Các tác động cơ học lên bề mặt quả sau thu hoạch là nguyên nhân chính làm phá hủy màng tế bào, điều này làm gia tăng hoạt động của enzyme, thúc đẩy quá trình thủy phân lipid hay các hư hỏng khác xảy ra nhanh chóng. 2.2.1. Dầu olive (olive oil) Đây là loại dầu được sản xuất và tiêu thụ rất phổ biến trên thế giới, đặc biệt là các quốc gia vùng Địa Trung Hải. Dầu olive thu được do quá trình tách ép phần thịt quả olive Olea europaea (L.) (họ Oleaceaei). Trong thành phần dầu olive chứa hơn 80% acid oleic, tuy nhiên tỷ lệ acid béo không bão hòa mạch dài rất thấp. Điểm đặc biệt của dầu olive là sự thay đổi lớn thành phần acid béo trong dầu theo vùng trồng nguyên liệu. Một số dầu olive từ giống nguyên liệu tốt có thể sử dụng trực tiếp mà không cần qua công đoạn tinh luyện (virgin state). Ngoài ra, tùy thuộc vào quá trình tách ép, chất lượng dầu olive thay đổi khác nhau, có thể chia làm 3 nhóm: (i) Hàm lượng acid béo tối đa 1% (ii) Hàm lượng acid béo tối đa 1,5 % (iii) Hàm lượng acid béo tối đa 3,5 % 2.2.2. Dầu cọ (palm oil) Sản phẩm từ quả của cây cọ (Elaeis guineensis), một trong hai loại cây trồng cho dầu quan trọng nhất trên thế giới (cùng với dừa). Cọ có nguồn gốc từ Guinea, Tây Phi nhưng ngày nay, cọ được trồng và phát triển chủ yếu ở các nước nhiệt đới ở gần đường xích đạo (Đông Nam Á, Châu Phi, Trung và Nam Mỹ). Việc trồng cọ và chế biến dầu cọ gia tăng mạnh mẽ trong 3 thập niên gần đây Malaysia và Indonesia là 2 quốc gia sản xuất dầu cọ hàng đầu thế giới. Sản lượng sản xuất dầu cọ hiện nay là: 6 tấn dầu cọ/ 30 tấn buồng cọ tươi/ hectar/ năm. Quả cọ là nguồn nguyên liệu đặc biệt trong chế biến dầu cọ do tính chất rất đặc trưng của nó: dầu có thể được tách chiết từ cả hạt cọ và phần thịt quả (pulp, mesocarp). Một vấn đề cần quan tâm là lượng dầu tách chiết cần di chuyển ra ngay, nhằm tránh hiện tượng hút dầu lại vào trong nguyên liệu. Lượng dầu cọ thu được trên thực tế chủ yếu từ phần thịt quả, dầu từ hạt cọ chỉ chiếm từ 10-12% tổng lượng dầu cọ thu được. Thành phần acid béo chủ yếu trong dầu cọ là acid palmitic và acid oleic (khoảng 80% tổng acid béo trong dầu). Chính vì thành phần đặc biệt này, dầu cọ thường bị phân tách thành 2 phần riêng biệt: lỏng và rắn ở nhiệt độ phòng. Ngoài ra, dầu cọ còn rất dễ bị biến đổi do họat động của các enzyme thủy phân trong suốt thời gian sau thu hoạch và chế biến, nguyên nhân chủ yếu là do sự hiện diện ở nồng độ cao các acid béo tự do (20-25%) trong dầu; việc chiết tách dầu với kỹ thuật hiện đại có thể làm giảm bớt lượng acid béo tự do này, tuy nhiên sự hiện diện của chúng trong dầu cọ vẫn cao hơn các loại dầu khác. Do hàm lượng carotene cao (0,05-0,2%) nên dầu cọ thường có màu đỏ cam đậm. Chính vì lý do này, quá trình tẩy trắng và trung hòa nhằm làm giảm lượng acid béo tự do là hai tham số chất lượng quan trọng nhất trong quá trình tinh luyện dầu cọ: - Đối với dầu cọ có nguồn gốc Châu Phi: + Tẩy trắng hoàn toàn: hàm lượng acid béo tự do ≤ 2,5% + Tẩy trắng thông thường: hàm lượng acid béo tự do = 4-5% - Đối với dầu cọ có nguồn gốc từ Đông Nam Á: + Chất lượng đặc biệt: hàm lượng acid béo tự do = 1-2 % + Hạn chế quá trình oxy hóa ở mức thấp nhất: hàm lượng acid béo tự do ≤ 2,5% + Tiêu chuẩn: hàm lượng acid béo tự do = 3-5 % Dầu cọ có tính chất vật lý đặc biệt là trong khoảng nhiệt độ gần 20oC, dầu cọ sẽ tồn tại ở trạng thái bán rắn (semi-solid). Chính vì nguyên nhân này, dầu cọ thường được sử dụng trong chế biến shortening, margarine thực vật – được dùng làm môi trường truyền nhiệt tốt cho quá trình chiên một số loại thực phẩm bằng biện pháp nhúng trong dầu, đồng thời tạo giá trị cảm quan cho sản phẩm (giúp bề mặt sản phẩm khô ráo sau khi chiên). Ngoài ra, dầu cọ còn được sử dụng trong công nghiệp chế biến bánh kẹo. Mặc dù màu nhạt thường được người tiêu dụng ưa chuộng, tuy nhiên ở một số nơi màu đỏ đặc trưng của dầu cọ do sự hiện diện của caroten và tocopherol vẫn được duy trì. 2.2.3. Dầu bơ Dầu bơ nhận được từ phần thịt quả của cây bơ (Persea gratissima gaertueri), được trồng chủ yếu ở vùng Địa Trung Hải và vùng phía Nam Hoa Kỳ. Giống như dầu cọ, thành phần acid béo chủ yếu của dầu bơ là acid palmitic và acid oleic, trong đó acid oleic chiếm ưu thế. Tuy vậy, dầu bơ không có tầm quan trọng trong công nghệ thực phẩm, nó được ứng dụng chủ yếu trong công nghệ mỹ phẩm. CHƯƠNG 3 TÍNH CHẤT CỦA LIPID TRONG HẠT CÓ DẦU 3.1. TÍNH CHẤT VẬT LÝ CHUNG CỦA LIPID TRONG HẠT CÓ DẦU Dựa vào một số tính chất cơ lý, chúng ta có thể nhanh chóng đánh giá sơ bộ chất lượng của hạt. Đồng thời, nhiều biện pháp kỹ thuật xử lý, chế biến hạt phải dựa vào những tính chất cơ lý để tính toán. Một số tính chất quan trọng là: Hình dạng và kích thước của hạt. Khối lượng của hạt. Trọng lượng riêng của hạt. Tỷ trọng : tỷ trọng của dầu mỡ nhẹ hơn nước, vào khoảng 0.91-0.976, mức độ không no của dầu càng lớn thì tỷ trọng càng lớn. Chỉ số khúc xạ vào khoảng 1.418-1.474, nếu mức độ không no của dầu càng lớn thì chỉ số khúc xạ càng cao. Các loại dầu đều có tính nhớt, nhiệt độ càng cao thì độ nhớt càng giảm, những loại dầu mà có chứa oxy axit đều có độ nhớt cao. Thông thường dầu không tan trong nước, cồn lạnh, nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ như ete, bezen, etxang, CS2, CCl4... Điểm nóng chảy không rõ ràng nên khó xác định, thường người ta xác định điểm đông đặc của hỗn hợp axit béo tách ra từ dầu, điểm đông đặc càng cao chứng tỏ chứa nhiều axit béo no và ngược lại, nếu axit béo có phân tử lượng càng thấp điểm đông đặc sẽ càng thấp, mỗi loại dầu thường có một phạm vi điểm đông đặc riêng. Tỷ nhiệt của dầu vào khoảng 0.4-0.5 3.2 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA TỪNG NHÓM HẠT CÓ DẦU 1. Nhóm acid lauric (dầu dừa và dầu hạt cọ) 1.1. Dầu dừa Thành phần acid béo: Acid oleic: <10% Acid lauric:45 - 51% Acid Myristic: 16 - 20% Cảm quan: Là dầu ép từ cùi dừa, có màu vàng nhạt, ở nhiệt độ thấp đông đặc như mỡ, có mùi thơm đặc trưng của dừa. Độ nhớt động học: Ở 37,8oC là 29.79. Ở 98.9oC là 6.06 Nhiệt độ nóng chảy: tương đối thấp thấp 24 - 29oC. Nhiệt độ đông đặc:đông đặc ở nhiệt độ thường (23oC) Tỷ trọng ở 15oC: 0.920 - 0.938 Chỉ số khúc xạ 40oC: 1.445 - 1.448 Điểm nóng chảy: 26.5 Điểm đông đặc của axit béo: 23 - 28oC Trạng thái: ở trạng thái đông đặc ngay ở nhiệt độ phòng Chỉ số cơ bản: chỉ số xà phòng hóa :240 - 268; Chỉ số iốt :7 - 10; Chỉ số acid: dầu virgin (4.0mgKOH dầu/ g ), refined oil (0.6mgKOH/ g dầu) chỉ số PoV: virgin dầu (15me/kg), tinh dầu (10me/kg) 1.2. Dầu hạt cọ. Thành phần acid béo: A. lauric: 44.5 - 55 A. panmitic: 6 - 10.4 A. stearic: 1 - 4 A. oleic: 10 - 18.5 Cảm quan: có màu trắng, Độ nhớt động học: ở 37.8oC( 30.92);ở 98.9oC(6.50) Nhiệt độ nóng chảy:26.8 - 29.8 Tỷ trọng ở 40oC: 0.9190 Chỉ số khúc xạ 40oC: 1.45 - 1.452 Điểm nóng chảy: 28.3 Điểm đông đặc của axit béo: Trạng thái: là chất béo rắn ở nhiệt độ phòng nhưng tan chảy mạnh và hoàn toàn dưới nhiệt độ trong miệng. Chỉ số cơ bản:chỉ số acid(2 - 9); chỉ số iốt(10.3 - 20); chỉ số xà phòng hóa(242 - 254) 2. Nhóm bơ thực vật Dầu bơ: Là dầu nhận được thịt quả của cây bơ (Persea Gratissima Gaertueri), được trồng chủ yếu ở vùng Địa Trung Hải và phía Nam Hoa Kỳ, giống như dầu cọ, thành phần acid béo của dầu bơ là acid béo Panmitic và Oleic, trong đó Oleic chiếm ưu thế. Tuy vậy dầu bơ không có tầm quan trọng trong công nghệ thực phẩm, nó được ứng dụng chủ yếu trong công nghệ mỹ phẩm 3. Nhóm acid oleic và acid linoleic (dầu olive, dầu cọ, dầu bắp, dầu hướng dương, dầu cám gạo, bông vải) 3.1 Dầu bông: ép từ hạt bông, dầu chưa tinh luyện có màu đen, khi tinh luyện có màu hơi xanh. Chỉ số xà phòng hóa: 190 - 199 Chỉ số iot : 100 - 1200 Điểm đông đặc của acid béo: 33 - 37oC Tỷ trọng 15oC: 0.918 - 0.932 Chỉ số khúc xạ 40oC: 1.463 - 1.468oC Thành phần acid béo Các acid béo no (chủ yếu palmitic: 20 - 25%) Acid oleic : 30 – 35% Acid linoleic: 41 – 45% 3.2 Dầu lạc Protein trong khô dầu lạc gồm các axit amin không thay thế như acginin, lizin, histidin, triptophan, ngoài ra trong nhân lạc còn có các vitamin như B1, B2, PP. Dầu Lạc có màu vàng nhạt đến đỏ thẫm, có mùi thơm đặc trưng của lạc. Tỉ trọng (150C): 0,910-0.929 Chỉ số xà phòng hoá: 185-194. Chỉ số Iod : 86-105 Điểm đông đặc axit béo 27-32oC Chỉ số khúc xạ (200C): 1.463-1.472 3.3 Dầu vừng Dầu vừng có màu vàng nhạt đến màu vàng nâu, có mùi thơm đặc trưng của vừng. Các chỉ số: Tỉ trọng (200C): 0,917-0.922 Chỉ số xà phòng hoá: 187-194. Chỉ số Iod : 103-116 Điểm đông đặc axit béo: 20-24oC Chỉ số khúc xạ (200C): 1.473-1.474 3.4 Dầu cám Dầu của gạo tập trung chủ yếu trong phôi, hàm lượng có thể lên tới 20-28%. Vì vậy nguyên liệu sản xuất dầu là cám. Lớp cám chứa chất béo rất nhiều khoảng 12-17%. Thành phần acid béo chiếm đa số khoảng 80%. Trong phôi cám chứa nhiều men phân huỷ và oxy hoá. Do dó, cám khó bảo quản lâu. Dầu cám là loại dầu thực phẩm tốt nhất nhưng giá thành rất cao, có màu vàng nhạt. Khi làm lạnh, dầu tạo ra 2 lớp rõ rệt: lớp trên lỏng, lớp dưới đặc. Lớp lỏng dùng để làm thực phẩm, lớp đặc dùng để tạo sản phẩm Tripalmitine. Dầu cám có tỉ lệ sáp cao nên dễ bị vẩn đục, phẩm chất nhanh chóng giảm sút do sự hoạt động của men phân huỷ chất béo làm cho chỉ số axit tăng nhanh, dầu từ màu vàng sang xanh thẫm rồi đen, có mùi cám. Thành phần axit béo: Các axit béo no( chủ yếu là Panmitic) 30% Các axit béo không no (chủ yếu là Oleic và isolinolic): 70%. Các chỉ số: Tỉ trọng (200C): 0,913-0.923 Chỉ số xà phòng hoá: 180-195. Chỉ số Iod : 91-110. Điểm đông đặc axit béo 25-28oC 3.5 Dầu oliu Hàm lượng dầu của quả lên tới 40-70%. Trong số các loại dầu thực vật, dầu oliu chứa tỷ lệ axit Oleic cao nhất. Dầu oliu có màu vàng nhạt hoặc hơi có màu lục, có mùi thơm đặc trưng dễ chịu. Thành phần axit béo: Các axit béo no (chủ yếu là panmitic): 9-18%. Axit Oleic: 64-85%.7 Axit Linolic: 4-12%. Các chỉ số: Tỉ trọng (150C): 0,914-0.929 Chỉ số xà phòng hoá: 188-196. Chỉ số Iod : 80-88. Điểm đông đặc axit béo 17-26oC Chỉ số khúc xạ (200C): 1.467-1.471. 3.6 Dầu hướng dương Dầu có ở hạt cây hướng dương, màu vàng sáng có mùi thơm đặc trưng. Các chỉ số: Chỉ số xà phòng hóa: 185-194 Chỉ số iod: 119-144 Điểm đông đặc acid béo: 12-160C Tỷ trọng 150C: 0,92-0927 Chỉ số khúc xạ 200C: 1,4736-1,4762 Thành phần acid béo: Acid béo no (chủ yếu parmitic): 8-12% Acid oleic 25-35% Acid linoleic < 65% 3.7 Dầu bắp Có trong phôi của bắp có màu vàng đến vàng thẩm Các chỉ số: Chỉ số xà phòng hóa: 189 – 193 Chỉ số iod: 111-130 Điểm đông đặc acid béo: 14-200C Tỷ trọng 150C: 0,92-0,928 Chỉ số khúc xạ 250C: 1,4745 Thành phần acid béo: Các acid béo no (chủ yếu là acid parmitic): 10% Acid béo linolic: 40-50% Acid Oleic: 42-45% 3.8 Dầu cọ Có trong quả cọ, dầu có màu vàng đến đỏ do nhiều carotene Dầu phân làm 2 lớp: lớp lỏng ở trên (Palm Olein) còn lớp đặc ở dưới (Palm Stearin) Các chỉ số: Chỉ số xà phòng hóa: 196-210 Chỉ số iod: 44-59 Điểm đông đặc acid béo: 14-200C Tỷ trọng 150C: 0,92-0,928 Chỉ số khúc xạ 250C: 1,4745 Thành phần acid béo: Các acid béo no (chủ yếu là acid parmitic): 37,5 - 43,8% Acid Oleic: 38,4 – 49,5 Acid Stearic: 2,2 – 5,9 3.9 Dầu sở Dầu ép từ hạt cây sở là một đặc sản nhiệt đới, dầu có màu vàng sáng như dầu lạc Các chỉ số: Chỉ số xà phòng hóa: 190-195 Chỉ số iod: 85-105 Điểm đông đặc acid béo: 22-290C Tỷ trọng 200C: 0,9202 Chỉ số khúc xạ 200C: 1,4691 Thành phần acid béo: Các Acid béo no (chủ yếu là parmitic) 8-10% Các Acid béo không no (chủ yếu là Oleic): 90-92% Chú ý: trong dầu sở có độc tố saponin 4. Nhóm acid linolenic (dầu đậu nành, dầu hạt lanh) 4.1 Hạt đậu nành Hàm lượng lipid trong tử diệp là 20%, trong phôi là 10% và trong vỏ là 0.6 % Cảm quan: Dầu ép từ hạt đậu nành có màu vàng đến thẫm, có mùi đặc trưng của đậu nành, có hàm lượng acid béo hoàn chỉnh. Nhiệt độ nóng chảy: phụ thuộc vào sự có mặt của acid béo mạch ngắn hoặc acid béo không no thường làm giảm nhiệt độ nóng chảy. Nhiệt độ đông đặc: Tỷ trọng: ở 20oC là 0.918 - 0.924 Khúc xạ ở 25oC: 1.475 - 1.476 Điểm nóng chảy:các tryglycerid có điểm nóng chảy tương đối cao, ở nhiệt độ thường tồn tại trạng thái tinh thể rắn lơ lửng trong các tryglycerid lỏng. Điểm đông đặc: 20 - 25oC Trạng thái: lỏng đây là loại dầu bán khô để ngoài không khí dưới tác dụng của oxy phân tử bị khô chậm, màng oxin tạo ra mềm dính dễ hòa tan trong ete dietyl. Chỉ số cơ bản: Chỉ số xà phòng hóa (189 - 195), chỉ số Iôt (105 - 130), chỉ số acid (0.6 - 1.5) 4.2 Hạt lanh Cảm quan: Nhiệt độ nóng chảy: Nhiệt độ đông đặc: Tỷ trọng : (20 ◦ C) 0,927-0,932 Khúc xạ ở 20oC:1.478 – 1.482 Điểm nóng chảy: Điểm đông đặc: Trạng thái: Đây là loại dầu khô chứa nhiều acid béo chưa no 3 nối đôi, khi đổ thành lớp mỏng ngoài không khí, dưới tác dụng của oxy phân tử bị khô sau vài ngày, màng oxin tạo thành sẽ rắn, không hòa tan trong dung môi hữu cơ thông thường, còn trong dung môi ete dietyl chỉ bị trương ra, màng không bị nóng chảy mà chỉ bị mềm ra khi nhiệt độ đạt 230 - 250oC rồi bị phá hủy. Chỉ số cơ bản: chỉ số Iôt ( 170- 203), chỉ số xà phòng hóa (188 - 196) 5. Nhóm acid eruxic (C22:1) (hạt cải dầu) Hạt cải dầu Cảm quan: Độ nhớt: Nhiệt độ nóng chảy: Nhiệt độ đông đặc: Tỷ trọng : (20 ◦ C) Khúc xạ ở 20oC: Điểm nóng chảy: Điểm đông đặc: Trạng thái: 3.2 . TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA LIPID TRONG HẠT CÓ DẦU 3.2.1. Phản ứng xà phòng hóa Dưới tác dụng của enzym lipase, axit hoặc kiềm, liên hết este trong phân tử glixerit bị thùy phân tạo thành glyxerin và axit béo hoặc muối của axit béo. Các muối này được gọi là xà phòng. to, p, xt R1COOH + R2COOH R3COOH + H2O RCOOH + NaOH RCOONa +H2O Phương trình tổng quát: R1COONa + R2COONa R3COONa to, p, xt +3NaOH Xà phòng bình thường là hỗn hợpcác muối natri của các axit béo. Muối kali của axit béo tạo ra xà phòng mềm. xà phòng làm từ dấu oliu thường nổi trong nước vì bão hòa khí. Người ta thường thêm vào xà phòng các chất thơm và chất diệt khuẩn. Đây là phản ứng cơ bản trong quá trình sản xuất xà phòng và glyxerin đi từ dầu mỡ. 3.2.2. Phản ứng thủy phân. Với sự hiện diện của nước và hơi nước, dầu mỡ thủy phân để giải phóng axít béo và glycerin. Phản ứng có xúc tác axit vô cơ hoặc enzym. Thực chất quá trình thủy phân xảy ra qua 3 giai đoạn, trong đó mỗi giai đoạn là một phản ứng thuận nghịch, cụ thể là: Giai đoạn 1: Xt, to + H2O CH2 OH CH OCOR2 CH2 OCOR3 + R1COOH Giai đoạn 2: + H2O Xt,to + R3COOH Giai đoạn 3: CH2 OH CH OCOR2 CH2 OH Xt, to + H2O + R3COOH 3.2.3. Phản ứng rượu phân (phân giải alcol) Glycerit khi đun nóng (đến 80oC) với rượu metylic hoặc etylic có xúc tác axit vô cơ như (H2SO4, HCl) có thể tiến hành este hóa trao đổi với các rượu bậc một (như rượu metylic, rượu etylic ) tạo thành các este của axit béo và rượu đơn chức. Ví dụ : este trao đổi với rượu etylic. Glycerit khi đun nóng và có mặt chất xúc tác bởi KOH có thể bị phân giải thành glycerin và metyleste hoặc etyleste. CH2 OCOR CH OCOR CH2 OCOR + 3CH3OH + 3RCOOCH3 xt Khi có chất xúc tác thích hợp ( NaOH, Ca(OH)2, PbO) tryglycerit phản ứng với glycerin để tạo ra monoglycerit hay diglycerit. Đây là phản ứng căn bản để điều chế nhựa Ankit hay vecni uretan dầu béo. CH2OCOR CH OH CH2OH CH2OH CHOCOR + CH2OCOR xt 3.2.4. Phản ứng cộng hợp Phản ứng này có tác dụng cộng hợp hydro vào các nối đôi trên dây cacbon của acid béo với sự hiện diện của chất xúc tác thích hợp nhằm làm giảm số nối đôi trên dây cacbon, làm cho dầu mỡ ổn định hơn, hạn chế được các quá trình như oxy hóa, trùng hợp của dầu mỡ. Ngoài ra, phản ứng này còn có tác dụng giữ cho dầu không bị trở mùi khi bảo quản lâu. Phản ứng quan trọng là phản ứng hidro hóa là phản ứng gắn hydro vào nối đôi của acid béo không no trong các glyceride. Phản ứng này có ý nghĩa thực tiễn rất quan trọng: đây chính là cơ sở lý thuyết cho quá trình chuyển đổi từ thể lỏng sang thể rắn để sử dụng trong một số trường hợp đặc biệt trong sản xuất shortening, magarin, thay thế mỡ động vật trong nhiều lĩnh vực. Nó làm giảm khả năng oxy hóa của dầu, giữ dầu không bị ôi. Được dung để chế biến dầu thành phẩm. - C = C- + H2 tO, p, xt - CH – CH - Ngoài ra, thành phần acid béo của dầu thường chứa đồng thời acid oleic, acid linoleic, acid linolenic. Mặc dù acid linolenic có vai trò sinh học quan trọng, nhưng cũng là nguyên nhân quan trọng gây lên sự trở mùi thực phẩm. Vì thế quá trình hydro hóa chọn lọc để giảm bớt hàm lượng acid linolenic thường được tiến hành trong công nghệ chế biến dầu. Trong điều kiện thích hợp dầu mỡ chứa acid béo không no có thể cộng hợp với nhóm halogen. Người ta ứng dụng một số phản ứng cộng hợp halogen vào phân tích kiểm nghiệm dầu mỡ. Dầu mỡ cũng có thể bị sunfua hóa với acid sulfuric đậm đặc tạo thành sản phẩm có tính tan trong nước. 3.2.5. Phản ứng đồng phân hóa. Dưới tác dụng của bazơ hòa tan trong rượu thích hợp có sự chuyển đổi đồng phân nối đôi từ vị trí cũ không liên hợp đến vị trí mới liên hợp. Phản ứng tăng tính khô của dầu. Sự đồng phân hóa còn cò thể thực hiện đượcvới chất xúc tác thích hợp (Ni, to=170oC). Vì vậy nên sau khi hydrohóa dầu tự nhiên ở trạng thái đồng phân cis sẽ chuyển sang dạng đồng phân trans có cấu trúc chặt chẽ và bền vững hơn. C C C C (Al2O3, to=250oC) Trans có tác dụng tăng độ nóng chảy 3.2.6. Phản ứng oxy hóa. Những dầu mỡ có chứa nhiều acid béo không no sẽ dễ bị oxy hóa của oxy không khí. Đa số các phản ứng xảy ra trên các nối đôi của cacbon. Dầu mỡ chứa nhiều acid béo no có ưu điểm là dễ bảo quản, ít bị biến đổi nhưng lại có hệ số đồng hóa thấp.Oxy hóa glycerit bằng oxy phân tử : khái niệm về quá trình này thường dựa trên cơ sở nghiên cứu sự oxy hóa dầu mỡ có chứa khoảng 97% glycerit. Khi tiếp xúc với oxy không khí, glycerit, acid béo có thể tác dụng với oxy chủ yếu theo mạch cacbon. Kết quả của quá trình oxy hóa này làm xuất hiện những chất mới có tính chất mới. Các sản phẩm thường là peroxyt, cetoacid... Nếu quá trình oxy hóa không sâu, sự thay đổi chủ yếu là tính chất cảm quan như mùi, vị của dầu mỡ. Những thay đổi này gọi là sự ôi hỏng của dầu mỡ thường xảy ra khi bảo quản ở các điều kiện thích hợp cho quá trình oxy hóa. R C C R` H H +O2 O O R C C R` H H Trong một số trường hợp khác, quá trình oxy hóa sâu thì trong dầu mỡ xuất hiện những tính chất hóa, lý mới. Từ dầu oxy hóa mạnh có thể nhận được các vật liệu quý. Ví dụ oxi hóa dầu để thu nhận sản phẩm dầu mau khô dùng cho chống ăn mòn kim loại và các vật liệu xây dựng. Sản phẩm của oxy hóa có thể chia làm 3 nhóm: Sản phẩm của sự phân hủy gốc cacbuahydro của acid béo chưa no. Sản phẩm có các nhóm chức chứa oxy. Sản phẩm chứa các axit béo đã bị polyme hóa hoặc trùng hợp, trong phần tử của chúng có chứa cácnhóm chức chứa oxy. Từ đặc tính lý hóa của dầu mỡ nói chung, các nghiên cứu về hiện tượng trở mùi của dầu mỡ khi chúng được tồn trữ trong thời gian dài đã đưa ra hai nguyên nhân chủ yếu cho sự biến đổi này: Sự thủy phân giải phóng chất béo từ tryglycerit: sự thủy phân này có thể xảy ra khi mạch cacbon của tryglycerit ngắn hay dưới tác dụng của enzym lipase. Sự ôi dầu do phản ứng oxy hóa hóa học: phản ứng này xảy ra dễ dàng với dây triglycerid có chứa nhiều nối kép nó thường bắt nguồn từ phản ứng cộng oxy vào các nối kép hay xen vào cacbon alpha đối với các nối kép để tạo hydroperoxyt. Các hydroperoxyt tiếp tục bị phân hủy cho ra các sản phẩm sau cùng như các hợp chất carbonyl, andehit, alcohol, aceton Tổng quát: Việc tìm ra nguyên nhân biến đổi mùi trong quá trình bảo quản có ý nghĩa thực tế rất quan trọng, đây chính là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm làmthay đổi đặc tính dầu mỡ như ester hóa nội phân tử, hydrohóa... KẾT LUẬN Tìm hiểu về lipit - đây là một đề tài rất thú vị, giúp chúng ta hiểu thêm về tính chất của dầu mỡ nói riêng và của toàn thể lipit nói chung. Chúng ta có thể gặp lipit bất cứ đâu trong tự nhiên cũng như trong cuộc sống đặc biệt chúng góp phần cấu tạo nên cơ thể của chính chúng ta. Tìm hiểu về tính chất hóa học và vật lý của lipit trong hạt có dầu bổ sung thêm một lượng kiến thức về thành phần cơ bản của lipit tồn tại và có thể biến đổi trong quá trình bảo quản và sản xuất hạt có dầu. Lipid là hợp chất rất quan trọng cho cơ thể của con người, nhưng nếu không biết sử dụng hợp lý nó cũng mang lại cho chúng ta nhiều hậu quả nghiêm trọng cho sức khỏe. Nên chúng ta cần phải biết cân bằng hàm lượng lipid cùng những chất khác trong bữa ăn để có được sức khỏe tốt nhất. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. 2. Hóa sinh công nghiệp . Lê Ngọc Tú. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật . Năm 2002. 3. Giáo trình công nghệ sản xuất dầu thực vật. Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Mai Hương. Năm 2005. 4. 5.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docĐặc tính của lipid trong hạt có chứa dầu.doc