Đánh giá chất lượng của dầu đầu cá ngừthu được bằng phương pháp thủy phân và sựbiến đổi của dầu trong quá trình bảo quản

vòng/phút trong thời gian 25 phút. Để sản xuất 1 lít dầu gan cá cần 3,7 kg nguyên liệu. [5] Các nghiên cứu chế biến và tinh chế mỡ cá tra, cá basa cũng được thực hiện. Nghiên cứu chế biến phế liệu mỡ cá trên thành dầu biodiesel. 1.2.2 Nguyên liệu sản xuất dầu cá Nguyên liệu sản xuất dầu cá bao gồm các loại cá nguyên con nhiều dầu, gan cá, nội tạng cá, đầu cá hoặc các loại động vật biển như hà mã, hải cẩu… trong đó, gan và nội tạng là nguyên liệu có giá trị để sản xuất dầu cá y học vì có hàm lượng vitamin A cao. 1.2.3 Lipit của cá Thành phần chủ yếu của lipit (chất béo) trong cá là triglyxerit, do axit béo bậc cao hợp với glycerin mà thành. Ngoài ra, còn có thành phần không phải là glycerin gọi là chất không xà phòng. Ở nhiệt độ thường phần lớn chất béo này ở thể lỏng nên còn gọi là dầu cá. [2] Lipit trong các loài cá xương được chia làm 2 nhóm chính: • Lipit cấu trúc (phospholipid): tham gia vào cấu thành nên một tế bào (màng tế bào, nguyên sinh chất, nhân tế bào). Ở màng tế bào, lipit liên kết với protein (lipoprotein). Lipit cấu trúc có mặt trong mọi tế bào nhưng chỉ chiếm khoảng 2÷3% khối lượng cơ thể cá. Hàm lượng của nó ổn định đặc trưng cho loài và cho tuổi. • Lipid dự trữ (triglycerid): là những lipit thường tồn tại trong các tế bào mỡ đặc biệt được bao quanh bằng một màng phospholipid và màng lưới collagen mỏng hơn. Ở cá, lipit này tập trung ở thành ổ bụng, bao quanh các cơ quan nội tạng, trong cơ lưng và cơ bụng, ở gốc vây, trong các hốc xương. Dạng này chiếm khoảng từ 0,1÷30% thay đổi tùy theo trạng thái sinh lý của cá, tùy theo từng giai đoạn phát triển và tùy từng loại cá. 16 Khi gặp điều kiện không thuận lợi, lipit dự trữ chuyển hóa, cung cấp năng lượng cho cơ thể. Nhìn chung, hàm lượng lipit của cá thay đổi theo mùa vụ, giống loài, lứa tuổi, môi trường sống, trạng thái sinh lý, nguồn thức ăn… Lipit của cá khác với lipit của động vật có vú, chủ yếu do lipit của cá có tới 40% axit béo mạch dài (14÷22 nguyên tử cacbon) và mức độ không no cao. Trong lipit của động vật có vú, ít khi có axit béo với 2 nối kép trở lên trong khi lipit của cá có nhiều axit béo với 5 hoặc 6 nối kép (Stansby và Hall, 1967). 1.2.4 Các phương pháp sản xuất dầu cá [3] Đi đôi với quá trình sử dụng dầu mỡ, công nghệ chế biến dầu cũng rất phát triển: từ khâu tách chiết thu dầu mỡ đến kỹ thuật tinh luyện giúp dầu mỡ có chất lượng cao hơn. Tuy nhiên bước ngoặt lớn giúp nền công nghiệp chế biến dầu mỡ phát triển gắn liền với việc ứng dụng máy nghiền ép dầu dạng con lăn của Smeaton vào năm 1752. Tiếp theo đó công nghệ tách chiết dầu có kết hợp chưng sấy cũng bước đầu được nghiên cứu trong những năm 1795 (Brahma), 1800 (Neubauer), 1891 (Montgolfier). Năm 1855 Deiss đã thử nghiệm trích ly thành công dầu từ dung môi là CS2, sau đó Irvine, Richardson và Lundy (1864) đã đưa ra phát minh cho việc sử dụng dung môi trích ly dầu là hydrocarbon và hiện nay vẫn còn được áp dụng. Cùng với công nghệ tách chiết dầu, công nghệ tinh luyện dầu mỡ cũng được phát triển song song. Thêm vào đó, các phương pháp kiểm định và đánh giá chất lượng của dầu mỡ cũng được nghiên cứu và ứng dụng: Khái niệm về chỉ số acid (Merz, 1879), chỉ số xà phòng hóa (Koettstorfer, 1879), chỉ số iod (Huebl, 1879); việc ứng dụng phương pháp sắc ký trong xác định giá trị dầu mỡ cũng đã được ứng dụng từ năm 1906 (Tswett, sắc ký cột) và phát triển dần. [13] 1.2.4.1 Phương pháp thủy phân bằng enzyme Nguyên liệu được thủy phân chuyển protein thành acid min và các peptid ngắn, mạch trên cơ sở đó phá vỡ các tế bào chứa dầu và cắt đứt các liên kết giữa protein-lipit , protein-vitamin. Toàn bộ quá trình thủy phân diễn ra trong điều kiện nhẹ nhàng ở nhiệt độ thấp (40÷60oC) làm cho các chất có hoạt tính sinh học gần như không bị thay đổi. 17 • Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme. Tốc độ thủy phân bằng enzyme chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố sau [1]: - Ảnh hưởng của nồng độ enzym: khi nồng độ enzyme thấp, lượng cơ chất lớn, vận tốc thủy phân phụ thuộc tuyến tín vào nồng độ enzyme. Khi nồng độ enzyme tăng, tốc độ phản ứng thủy phân tăng đến một giá trị giới hạn v = vmax thì nếu nồng độ enzyme tiếp tục tăng, tốc độ phản ứng thủy phân bởi enzyme tăng không đáng kể, thậm chí không tăng. - Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất: Nồng độ cơ chất có ảnh hưởng lớn tới tốc độ thủy phân, khi càng tăng nồng độ cơ chất, tốc độ phản ứng thủy phân càng tăng, nhưng khi tốc độ phản ứng thủy phân đạt đến giới hạn v = vmax, nếu tiếp tục tăng nồng độ cơ chất, vận tốc phản ứng hầu như không tăng nữa. - Ảnh hưởng của các chất kìm hãm: chất kìm hãm (hay chất ức chế) là những chất vô cơ hay hữu cơ mà khi có sự hiện diện của chúng, enzyme có thể bị giảm hoặc mất hoạt tính. Với mỗi enzyme ta có các chất kĩm hãm khác nhau, vì vậy khi sử dụng enzyme ta phải biết rõ các chất kìm hãm của nó để điều chỉnh phản ứng. - Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa: chất hoạt hóa là những chất khi có mặt trong phản ứng có tác dụng làm tăng hoạt tính enzyme, các chất này có bản chất hóa học khác nhau, có thể là ion kim loại, anion hoặc các chất hữu cơ. Tuy nhiên các chất hoạt hóa chỉ có tác dụng giới hạn nồng độ xác định. Khi dùng quá nồng độ cho phép, hoạt độ enzyme sẽ giảm. - Ảnh hưởng của nhiệt độ: enzyme là protein có hoạt tính xúc tác nên kém bền với nhiệt, chúng chỉ có hoạt tính trong khoảng nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ làm chúng biến tính. Trong khoảng nhiệt độ đó, khi nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng thủy phân tăng. Vùng nhiệt độ tạo cho enzyme có hoạt độ cao nhất gọi là vùng nhiệt độ thích hợp của enzyme, trong đó có một giá trị nhiệt độ mà ở đó tốc độ enzyme đạt cực đại gọi là nhiệt độ tối thích. Với đa số enzyme, vùng nhiệt độ thích hợp trong khoảng 40 – 50oC. Nhiệt độ làm cho enzyme mất hoàn toàn hoạt tính gọi là nhiệt độ tới hạn, đa số enzyme có nhiệt độ tới hạn khoảng 70oC; với các enzyme bền nhiệt (bromelin, papain…), nhiệt độ tới hạn có thể cao hơn. Nhiệt độ thích hợp đối với một enzyme có sự thay đổi khi có sự thay đổi về pH, nồng độ cơ chất,… 18 - Ảnh hưởng của pH: pH có ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoạt tính của enzyme vì ph ảnh hưởng đến mức độ ion hóa cơ chất. Đa số enzyme có khoảng ph thích hợp từ 5 – 9. Với nhiều proteaza, pH thích hợp ở vùng trung tính nhưng cũng có một số proteaza có ph thích hợp trong vùng axit (pepsin,…) hoặc nằm trong vùng kiềm (trypsin, subtilin,…). Với từng enzyme, giá trị pH thích hợp có thể thay đổi khi nhiệt độ, loại cơ chất,… thay đổi. - Ảnh hưởng của thời gian thủy phân: thời gian thủy phân cần thích hợp để enzyme phân cắt các liên kết trong cơ chất, tạo thành các sản phẩm cần thiết của quá trình thủy phân nhằm đảm bảo hiệu suất thủy phân cao, chất lượng sản phẩm tốt. Thời gian thủy phân dài, ngắn khác nhau tùy thuộc vào loại enzyme, nồng độ cơ chất, pH, nhiệt độ, sự có mặt của chất hoạt hóa, ức chế… Trong thực tế, thời gian thủy phân phải xác định bằng thực nghiệm và kinh nghiệm thực tế cho từng quá trình thủy phân cụ thể. - Ảnh hưởng của lượng nước: Nước vừa là môi trường để phân tán enzyme và cơ chất lại vừa trực tiếp tham gia phản ứng nên tỷ lệ nước có ảnh hưởng lớn đến tốc độ thủy phân . 1.2.4.2 Phương pháp dùng nhiệt Dùng nhiệt độ cao để phá vỡ các tổ chức tế bào của nguyên liệu, dầu từ các mô sẽ chảy ra. 1.2.4.3 Phương pháp dùng lực cơ học bằng cách xay, nghiền, ép, ly tâm Đây là phương pháp cơ giới (tăng áp lực), phá hủy tổ chức của tế bào nguyên liệu rồi từ đó mà phân ly lấy dầu. 1.2.4.4 Phương pháp lạnh đông, tan giá Nguyên lý của phương pháp này là hạ nhiệt độ của nguyên liệu thấp xuống làm lạnh đông chậm nguyên liệu các tinh thể nước đá hình thành sẽ số lượng ít nhưng kích thước to gây hủy hoại cấu trúc tế bào và mô chứa dầu tạo ra nhiều chỗ rách khi tan giá dầu sẽ theo các khe hở này thoát ra ngoài. 1.2.4.5 Phương pháp chiết dầu bằng dung môi hữu cơ Nguyên lý của phương pháp này là dùng dung môi hữu cơ không phân cực như benzene, xăng nhẹ, cồn… để chiết dầu ra khỏi nguyên liệu sau đó làm bay hơi hết dung môi thu được dầu thô. 19 1.2.4.6 Phương pháp thủy phân bằng dung dịch xút loãng Dùng dung dịch xút loãng kết hợp với nhiệt độ cao để thủy phân nguyên liệu trên cơ sở đó phá vỡ cấu trúc tế bào và mô, cắt đứt được liên kết giữa lipit với protein thu được cả dầu và vitamin ở cả trạng thái tự do. 1.3 Chỉ tiêu chất lượng của dầu cá ( theo TCVN) - Chỉ tiêu chất lượng của dầu cá được đánh giá dựa vào tiêu chuẩn Việt Nam về dầu mỡ động thực vật. - Chỉ số axit theo TCVN 6127: 2010 Bảng 1.6 Chỉ số axit của một số dầu thực phẩm [7] Mẫu Dầu hạt cải tinh luyện Mỡ Dầu hạt hướng dương thô Dầu oliu nguyên chất Dầu mầm lúa mì ép lạnh Axit béo kỹ thuật Chỉ số axit (mgKOH/g) 0,080 0,381 1,39 5,48 7,48 128,1 - Chỉ số xà phòng TCVN 6126:2007 Bảng 1.7 Chỉ số xà phòng của một số dầu thực phẩm [7] Mẫu Dầu cải Dầu cọ Dầu dừa Dầu MCT Chỉ số xà phòng(mgKOH/g) 190,2 199,5 256,8 334,1 - Chỉ số iot theo TCVN 6122:2010 - Chỉ số peroxit theo TCVN 6121:2010 Chỉ số peroxit của một số loại dầu thực phẩm A: Dầu hạt cải/hạt hướng dương tinh luyện (1 : 1) G: Mỡ động vật B: Dầu oliu (hỗn hợp của dầu oliu nguyên chất và tinh luyện) H: Mỡ lợn 20 C: Dầu oliu nguyên chất ngoại hạng I: Dầu cọ D: Dầu oliu nguyên chất ngoại hạng J: Stearin cọ E: Dầu hạt cải dầu để lâu K: Dầu dừa F: Dầu oliu lampante Phép thử này do Viện Tiêu chuẩn Đức (DIN) tổ chức thực hiện năm 2004-2005. Các kết quả thu được đã được phân tích thống kê theo TCVN 6910-1 (ISO 5725-1) và TCVN 6910-2 (ISO 5725-2) để cho dữ liệu như bảng 1.8 Bảng 1.8 Chỉ số peroxit của một số dầu thực phẩm [7] Mẫu A B C D E F G H I J K Chỉ số peroxit (meq/kg) 1,63 3,21 8,34 12,04 19,02 26,92 1,6 3,67 2,99 4,77 0,55 Bảng 1.9 Chỉ tiêu chất lượng dầu cá ngừ thô [12] Crude Yellowfin Tuna oil specification Sản phẩm Dầu cá ngừ Chỉ số Axit béo tự do Max 0.02% Chỉ số Axit Max 4% Chỉ số Peroxide Max 5 meq 02/kg Chỉ số P-Anisidine Max 40 Chỉ số Iốt Min 175 gl2/100g Hàm lượng chất không thể xà phòng hóa Max 2.5% DHA/EPA Min 30% Tạp chất 0.02% Độ ẩm Max 0.35% 21 1.4 Những biến đổi của dầu cá trong quá trình bảo quản 1.4.1 Sự thủy phân của dầu cá Tính chất hóa học của dầu mỡ chủ yếu do phản ứng của triglycerid, có tác động đáng kể đến sự thay đổi chất lượng sản phẩm. Trong điều kiện thích hợp, dầu mỡ dễ bị thủy phân theo phản ứng C3H5(COOR)3 + 3H2O → 3RCOOH + C3H5(OH)3 Nếu có mặt một lượng kiềm (KOH, NaOH) thì sau phản ứng thủy phân, acid béo tác dụng với chất kiềm để tạo thành muối kiềm (xà phòng). RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O Phương trình tổng quát: C3H5(COOR)3 +3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3 1.4.2 Sự oxi hóa của dầu cá Dầu mỡ có chứa nhiều acid béo không no dễ bị oxy hóa bởi oxy không khí. Phản ứng xảy ra trên các nối đôi của carbon. Lipid bị oxy hóa sinh ra hợp chất hydroperoxit. Các hydroperoxit này tiếp tục bị phân hủy để cho ra các sản phẩm sau cùng như các hợp chất aldehyt, axeton, rượu, axit,... làm cho dầu có mùi ôi khét khó chịu. Sự ôi khét là do các phản ứng sau đây. • Ôi khét do sinh aldehyd - Hiện tượng oxy hoá hình thành aldehyd có thể xảy ra với sự có mặt hay không có enzyme, do sự khử acid béo mà thành. - Khi acid béo biến thành aldehyd thì có mùi ôi khét rất khó chịu. • Ôi khét do sinh ceton - Đây là trường hợp ôi khét của các chất béo có acid béo bão hoà và hydro tham gia phản ứng là do sự oxy hoá glycerin. - Hiện tượng oxy hoá hình thành ceton được kích thích bởi một số kim loại (như chì, sắt, mangan, đồng) - Glycerin bị oxy hóa và giải phóng dần dần ra thể tự do rồi thành epiadehyd (epihydrin aldehyd) làm cho dầu mỡ có mùi ôi khét. 22 • Ôi khét do sinh oxy acid - Đây là trường hợp oxy hoá các acid béo chưa bão hoà. - “Oxy hoạt động” gắn vào dây nối đôi của acid béo không no, hình thành peroxyd, rồi oxy acid, cuối cùng bị phân huỷ thành aldehyd. - Phản ứng không đồng thời, vì vậy trong sản phẩm có lẫn acid, peroxyd & aldehyd. -Chì, coban, sắt & nhất là đồng làm xúc tác cho phản ứng oxy hoá rất nhanh. - Trong thực tế dầu mỡ bị ôi khét, khó phân biệt ở dạng nào vì các chất acid, acid aldehyd, ceton, peroxyd … đều có lẫn lộn trong sản phẩm. - Dầu mỡ bị oxy hoá thì lan từ phân tử này sang phân tử khác & không ngăn chặn được. - Dầu mỡ đun ở nhiệt độ cao hình thành acrolein C3H4O (Acrylaldehyde) là một aldehyd độc. 23 Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.1.1 Dầu đầu cá ngừ Dầu cá được tách chiết từ đầu cá ngừ mắt to được thu nhận tại công ty TNHH Thịnh Hưng – Suối Dầu với khối lượng mỗi đầu khoảng 4 – 6,5 kg. Đầu cá đã được cấp đông sau đó vận chuyển về phòng thí nghiệm công nghệ chế biến, khoa chế biến của trường. Tại đây đầu cá ngừ được rã đông chặt nhỏ và xay nhỏ bằng máy xay, sau đó được bao gói thành gói nhỏ 200g. Các túi nguyên liệu được bảo quản trong tủ đông trong phòng thí nghiệm công nghệ thực phẩm ở -18oC ± 2 cho đến khi sử dụng. Dầu cá ngừ được tách chiết bằng phương pháp thủy phân bằng enzyme Flavourzyme ở điều kiện : nhiệt độ 50oC, pH tự nhiên của nguyên liệu, thời gian thủy phân:2h, tỷ lệ nước/nguyên liệu:1:2. Sau quá trình tách chiết, dầu cá được đem bảo quản đông ở nhiệt độ -18oC ± 2. 2.1.2 Enzyme Flavourzyme Flavourzyme là một protease có nguồn gốc từ chủng nấm Aspergillus oryzae của hãng Novozyme ( Đan Mạch) được tổ chức FAO/ WHO cho phép sử dụng. Enzyme Flavourzyme hoạt động thích hợp ở PH = 5÷7; nhiệt độ tối ưu thích hợp là khoảng 50oC . 2.1.3 Vitamin E ( tocopherol) Trong các dạng vitamin E thì α-tocopherol có hoạt tính sinh học mạnh nhất và nó được sử dụng làm chất chống oxi hóa cho lipid. Công thức phân tử của α-tocopherol R1=R2=R3=CH3 Công thức cấu tạo thể hiện ở hình 2.2 Hình 2.1 Viên vitamin E 24 Vitamin E có tác dụng như những chất chống oxi hóa(antioxidant) do đó có tác dụng bảo vệ các chất dễ bị oxi hóa như carotene, vitamin A, axit béo không no. Vì vậy, vitamin E có tác dụng bảo vệ các màng sinh học có chứa lipid không no. Vitamin E là chất lỏng không màu, hòa tan tốt trong dầu thực vật, dung môi hữu cơ. Vitamin E bền với nhiệt, có thể chịu được 170oC, nhưng bị phá hủy nhanh dưới tác dụng của tia cực tím. Vitamin E được lấy từ công ty cổ phần SPM lô 51, đường số 2, khu Công Nghiệp Tân Tạo, Quận Bình Tân, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam 2.2 Địa điểm nghiên cứu - Xác định các thành phần hóa học của đầu cá ngừ, dầu cá tại phòng thí nghiệm Hóa Sinh, khoa chế biến, Viện Công nghệ Sinh học và môi trường, trường Đại học Nha Trang. - Thủy phân đầu cá ngừ tách dầu tại phòng thí công nghệ thực phẩm, khoa chế biến, Trường Đại học Nha Trang. 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Xác định thành phần hóa học của đầu cá ngừ Quá trình xác định thành phần hóa học của nguyên liệu đầu cá ngừ mắt to được thực hiện theo sơ đồ sau: Hình 2.2 α-tocopherol 25 2.3.2 Quy trình tách dầu đầu cá ngừ bằng phương pháp thủy phân a. Sơ đồ quy trình: Xương Nguyên liệu Rã đông Thủy phân Bất hoạt enzyme Phân ly Ly tâm lần 1 Tách riêng các phần Dầu cá Dịch thủy phân Cặn ly tâm Ly tâm lần 2 Dầu cá Dịch thủy phân Hình 2.3 Sơ đồ xác định thành phần hóa học cá ngừ mắt to Đầu cá ngừ mắt to Xay nhỏ Xác định hàm lượng nước, protein, lipit và tro Kết quả Hình 2.4 Sơ đồ quy trình tách dầu cá bằng phương pháp thuỷ phân 26 b. Thuyết minh quy trình • Nguyên liệu: Nguyên liệu ở đây là đầu cá ngừ mắt to đã được xay nhỏ, và đông lạnh ở -18oC ± 2 • Rã đông: Các túi nguyên liệu 200g được lấy ra khỏi tủ đông và được rã đông ở nhiệt độ 0-4oC qua đêm trong tủ lạnh. • Thuỷ phân: Sau khi đã rã đông nguyên liệu, ta tiến hành quá trình thuỷ phân. Cho toàn bộ lượng đầu cá đã được đóng sẵn trong các túi ra cốc thủy tinh, cho thêm nước vào cốc theo tỷ lệ nước: nguyên liệu là 1:2. Lấy đũa thủy tinh khuấy trộn đều hỗn hợp. Nâng nhiệt hỗn hợp lên 50oC thì cho enzyme vào. Quá trình thủy phân được thực hiện ở 50oC, pH tự nhiên của nguyên liệu, lượng enzyme bổ sung vào là 0,3% so với nguyên liệu. Nhiệt độ thủy phân được duy trì ổn định bằng bể ổn nhiệt. Trong quá trình thủy phân có khuấy đảo định kỳ và phải thường xuyên theo dõi nhiệt độ của mẫu, chỉ cho phép nhiệt độ dao động là 0,5oC. • Bất hoạt enzym: Sau khi kết thúc quá trình thủy phân lấy cốc thủy tinh ra khỏi bể ổn nhiệt và cho ngay vào nồi nước 95oC để bất hoạt enzyme, thời gian bất hoạt là 15 phút. • Phân ly: Dùng rây để lọc hỗn hợp sau thuỷ phân, thu được dịch lỏng và loại phần rắn (chủ yếu là xương). • Ly tâm lần 1: Ly tâm phần lỏng bằng máy ly tâm với tốc độ 5000 vòng/phút trong 30 phút, sau khi ly tâm có sự tách riêng của 3 phần: lipit, dịch thủy phân, cặn ly tâm. • Tách dầu cá thuỷ phân: Sau khi ly tâm ta thu được 3 phần: dầu cá ở lớp trên cùng, dịch thủy phân ở giữa và cặn thủy phân ở lớp dưới cùng. 27 • Li tâm lần 2: Dầu cá thu được được đem li tâm lần 2 để đảm bảo tạp chất còn lại trong dầu là ít nhất. Li tâm xong ta thu được dầu cá và dịch thủy phân phía dưới. dầu này được đem bảo quản đông ở nhiệt độ -18oC. 2.3.3 Xác định hiệu suất thu hồi lipid Ta tiến hành thủy phân thu được dầu cá, xác định hàm lượng lipid có trong dầu, từ đó tính hiệu suất thu hồi lipid. 2.3.4 Đánh giá chất lượng của dầu đầu cá ngừ 2.3.4.1 Chất lượng cảm quan Dầu cá được đánh giá cảm quan thông qua các chỉ tiêu màu sắc, mùi vị, độ trong. 2.3.4.2 Xác định các chỉ tiêu hóa học của dầu đầu cá ngừ Dầu đầu cá ngừ xác định thành phần hóa học theo sơ đồ hình 2.6 Thủy phân đầu cá ngừ Thu dầu cá Xác định hàm lương lipid trong dầu Tính hiệu suất thu hồi lipid Hình 2.5 Sơ đồ xác định hiệu suất thu hồi lipid 28 2.3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản và thời gian bảo quản tới chất lượng của dầu đầu cá ngừ Dầu cá sau khi thu được từ các lần tách chiết được nhập chung lại với nhau cho đồng nhất sau đó chia ra các hũ nhỏ bằng thủy tinh, mỗi hũ 50g và bố trí thí nghiệm như sơ đồ hình 2.7. Sau 15 ngày kiểm tra chất lượng của dầu cá. Hình 2.6 Sơ đồ xác định thành phần hóa học của dầu cá Dầu cá Xác định: Hàm lượng lipid Hàm lượng nước Chỉ số axit Chỉ số xà phòng Chỉ số este Chỉ số iot Chỉ số peroxit Thành phần axit béo Kết quả 29 2.3.6 Phương pháp phân tích 2.3.6.1 Phân tích cảm quan theo phương pháp mô tả 2.3.6.2 Phương pháp phân tích hóa học Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ, tỷ lệ vitamin E tới chất lượng của dầu cá Mẫu 9 T(-18oC) VTM E 0.05% Dầu đầu cá ngừ Mẫu 1 T thường VTM E 0% Mẫu 3 T(0–4oC) VTM E 0.01% Mẫu 4 T(0-4oC) VTM E 0.03% Định kỳ 15 ngày xác định các chỉ tiêu Chỉ số axit Chỉ số peroxit Mẫu 6 T(-18oC) VTM E 0% Đánh giá chất lượng của dầu cá trong quá trình bảo quản Mẫu 5 T(0-4oC) VTM E 0.05% Mẫu 8 T(-18oC) VTM E 0.03% Mẫu 7 T(-18oC) VTM E 0.01% Mẫu 2 T(0-4oC) VTM E 0% Bảo quản 30 • Xác định hàm lượng nước theo phương pháp sấy ở nhiêt độ 105o C theo TCVN 3700-1990. • Xác định hàm lượng lipid theo phương pháp Folch • Xác định chỉ số xà phòng theo TCVN 6126:2007 • Xác định chỉ số axit bằng phương pháp chuẩn độ theo TCVN 6127: 2010 • Xác định chỉ số ester bằng cách tính hiệu chỉ số xà phòng và chỉ số axit • Xác định chỉ số peroxit bằng phương pháp chuẩn độ theo TCVN 6121:2010 • Xác định chỉ số iôt bằng phương pháp chuẩn độ theo TCVN 6122:2010 • Phân tích thành phần các axit béo bằng phương pháp sắc ký khí. 2.3.6.3 Tính tỷ lệ thu hồi lipit từ quá trình thuỷ phân đầu cá ngừ mắt to Tỷ lệ thu hồi lipid(%) = x 100 2.4 Phương pháp xử lý số liệu Số liệu được xử lý trên phần mềm Excel. Tất cả các số liệu được lấy từ kết quả trung bình cộng của 3 lần thí nghiệm song song. Lượng lipid tách chiết được Lượng lipid có trong nguyên liệu 31 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả xác định thành phần hóa học của đầu cá ngừ mắt to Tiến hành giã đông mẫu để phân tích các thành phần hóa học cơ bản, kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.1. Bảng 3.1 Thành phần hóa học của đầu cá ngừ mắt to Thành phần của nguyên liệu ban đầu( tính theo %) Protein Lipid Nước Tro 18,31 7,34 63.09 8.13 Từ kết quả ở bảng 3.1 cho thấy: Hàm lượng lipit ở đầu cá ngừ khá cao lượng khối lượng phế liệu lớn. Vì thế việc tách dầu cá từ nguồn phế liệu này là khả thi. Hàm lượng protein trong đầu cá ngừ cao, ở đầu cá ngừ hàm lượng này tới 18,31%. Do đó, bên cạnh việc tách dầu cá, ta có thể tận thu nguồn protein này để sản xuất dịch đạm làm nước mắm công nghiệp hoặc sản xuất bột đạm được bổ sung vào thức ăn chăn nuôi. Nhờ đó, hiệu quả kinh tế cho qúa trình tách dầu sẽ được nâng cao. 3.2 Hiệu suất thu hồi lipid Sau khi thủy phân đầu cá ngừ, thu được lượng dầu cá. Đem dầu cá đi xác định hàm lượng lipid từ đó tính ra hiệu suất thu hồi. Lượng dầu cá thu được từ 3kg đầu cá: 150g Hàm lượng lipid trong dầu thu được: 99,58% Lượng lipid thu được từ 3kg đầu cá: 150 * 99,58/100 = 149,37g Hàm lượng lipid trong nguyên liệu: 7,34% Lượng lipid có trong 3kg nguyên liệu: 3000 * 7,34/100 = 220,2g Hiệu suất thu hồi lipid: 149,37/220,2 * 100 = 67,83% 32 Khi thủy phân 100g đầu cá ngừ mắt to thì thu được lượng dầu 5 g/100g nguyên liệu. Hiệu suất thu hồi lipid khá cao 67,83%, điều này chứng tỏ quá trình tách dầu đạt hiệu quả tốt. 3.3 Kết quả đánh giá chất lượng của dầu thu được 3.3.1 Chất lượng cảm quan Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan của dầu đầu cá ngừ thể hiện ở bảng 3.2 Một số hình ảnh của dầu cá sau khi tách chiết Chỉ tiêu Dầu đầu cá ngừ sau khi tách chiết Màu sắc Vàng Độ trong Hơi trong Mùi Mùi đặc trưng của dầu cá thô Hình 3.1 Dầu đầu cá sau khi tách chiết Bảng 3.2 Chất lượng cảm quan của dầu thu được từ đầu cá ngừ 33 3.3.2 Kết quả xác định thành phần hóa học của dầu đầu cá ngừ mắt to Lấy dầu cá ngừ ra khỏi tủ đông để bên ngoài vài phút cho dầu chảy ra sau đó khuấy đảo cho dầu đồng nhất và tiến hành lấy mẫu đi kiểm tra các chỉ tiêu hóa học. Kết quả kiểm tra hóa học của dầu cá thể hiện ở bảng 3.3. Nhận xét và thảo luận: Từ kết quả thí nghiệm thể hiện trên bảng ta thấy dầu đầu cá ngừ mắt to có hàm lượng lipid cao. Hàm lượng nước thấp vì thế quá trình bảo quản dầu ít bị biến đổi do tác động của các loại tạp chất và nước. Chỉ số axit là số mg KOH cần thiết để trung hòa lượng axit béo có trong 1g dầu mỡ. Chỉ số axit của dầu cá sau khi tách chiết thấp hơn so với mức giới hạn cho phép. Chỉ số axit của dầu thu được là 3,6. Theo TCVN 6127:2010 và tiêu chuẩn dầu cá ngừ vây vàng ở bảng 1.5 thì chỉ số axit tối đa là 4. Như vậy chỉ số axit của dầu thu được đạt yêu cầu chất lượng. Chỉ số xà phòng là số mg KOH cần thiết để trung hòa lượng axit béo tự do và axit béo có trong liên kết glyxerit có trong 1g dầu mỡ. So với một số dầu cá khác ở bảng 3.4 thì chỉ số xà phòng của dầu đầu cá ngừ cao hơn. Chỉ số ester của dầu cá ngừ cao tới 212,68. Hàm lượng lipid % Hàm lượng nước (%) Chỉ số axit (mgKOH/g) Chỉ số xà phòng mg KOH/g Chỉ số ester mgKOH/g Chỉ số iôt g I2/100g Chỉ số peroxit meq/kg 99,58 0,35 3,6 216,28 212,68 195 1 Bảng 3.3 Thành phần hóa học của dầu đầu cá ngừ 34 Chỉ số iôt: là số gam iôt kết hợp với nối đôi của các axit béo có trong 100g chất béo. Nó phản ánh mức độ không no của các axit béo. Dầu có chứa càng nhiều axit béo không no thì chỉ số này càng lớn. Chỉ số iốt của dầu cá sau khi tách chiết là 195gI2/100g. Theo tiêu chuẩn dầu cá ngừ vây vàng thô thì chỉ số iốt sau khi tách chiết có giá trị tối thiểu là 175. So sánh chỉ số iốt của dầu đầu cá ngừ với một số loại dầu cá khác ở bảng 3.5 thì ta thấy chỉ số iốt của dầu cá ngừ cao hơn hẳn so với các loại dầu cá khác. Như vậy chứng tỏ dầu đầu cá ngừ chứa nhiều axit béo không no vì thế trong quá trình bảo quản phải chú ý tới điều kiện bảo quản của dầu cá. Chỉ số peroxit thể hiện mức độ oxy hóa của dầu, chỉ số peroxit của dầu đầu cá ngừ là 1 thấp hơn so với mức giới hạn cho phép. Theo TCVN 6121:2010 và tiêu chuẩn dầu cá ngừ vây vàng ở bảng 1.5 thì chỉ số peroxit là 5. Từ đây cho thấy trong quá trình tách dầu mức Loại dầu cá Chỉ số xà phòng hóa Cá trích 189-194 Cá mòi 190-196 Cá voi 180-195 Loại dầu cá Chỉ số iod Cá trích 135-140 Cá mòi 170-190 Cá voi 105-120 Bảng 3.5 Chỉ số iod của một số loại dầu cá [15] Bảng 3.4 Chỉ số xà phòng hóa của một số loại dầu cá [14] 35 độ oxy hóa của dầu rất thấp. Như vậy, so với các tiêu chuẩn chất lượng thì dầu đầu cá ngừ thu được đạt yêu cầu chất lượng. 3.3.3 Thành phần axit béo của dầu đầu cá ngừ Dầu cá ngừ được đem phân tích bằng phương pháp sắc ký khí. Kết quả được thể hiện trong bảng 3.6 Thành phần axit béo Hàm lượng axit béo có trong dầu từ đầu cá ngừ (% so với tổng lượng Lipid) Axit béo no (SFA) C14:0 C16:0 C18:0 Σ SFA 0,88 0,58 1,42 2,88 Axit béo không no 1 nối đôi (MUFA) C14:1ω5 C16:1ω7 C18:1ω9 C20:1ω9 C24:1ω9 Σ MUFA 3,14 3,58 4,67 6,27 2,65 25,56 Axit béo không no nhiều nối đôi (PUFA C18:2ω6 C18:3ω3 C20:2ω6 C20:3ω3 6,23 5,25 4,52 5,78 Bảng 3.6 Thành phần axit béo của dầu đầu cá ngừ 36 C20:3ω6 Σ PUFA 3,78 25,56 Axit bậc cao không no (HUFA) C20:4ω6 C20:5ω3 C22:63ω3 Σ HUFA W3 W6 6,27 7,47 9,62 23,36 28,12 20,8 Nhận xét và thảo luận: Nhóm axit béo no (SFA) Hàm lượng axit béo no trong dầu đầu cá ngừ (2,88%) như vậy chứng tỏ dầu đầu cá ngừ chứa ít axit béo no. Nhóm axit béo không no một nối đôi (MUFA) Hàm lượng acid béo không no có một nối đôi ở dầu đầu cá ngừ tương đối cao (20,31%) Nhóm axit béo không no có nhiều nối đôi (PUFA) Hàm lượng PUFA trong dầu đầu cá ngừ là (25,56%), hàm lượng HUFA của dầu đầu cá ngừ là 23,36%, như vậy tổng hàm lượng axit béo không no có nhiều nối đôi là (48,92%). Nhìn chung dầu cá ngừ có chứa các axit béo quan trọng, đang được con người rất quan tâm như axit linoleic, axit linolenic, DHA, EPA… Axit linoleic (C18:2ω6) chiếm 6,23% và axit linolenic (C18:3ω3) chiếm 5,25%. Đây là một trong những acid béo thiết yếu vì cơ thể con người không thể tự tổng hợp được mà phải cung cấp qua nguồn thực phẩm. Nó tham gia vào cấu thành nên màng tế bào của cơ thể. So với một số loại dầu cá khác thì hàm lượng axit béo linoleic ở dầu đầu cá ngừ cao hơn, gấp khoảng 3 lần so với ở dầu gan cá thu và dầu cá trích, tương đương với dầu đầu cá hồi (salmo salar). Axit linolenic ở dầu đầu cá ngừ cao hơn so với dầu của các loại cá thu, cá trích, gan cá mập, cá hồi (bảng 3.7) 37 Đặc biệt, dầu đầu cá ngừ còn chứa DHA (C22:6ω3) và EPA (C20:5ω3). Đây là hai axit béo rất tốt trong nhóm omega 3. EPA góp phần làm giảm tỷ lệ cholesterol trong máu và có tác dụng phòng ngừa bệnh tim mạch. DHA có vai trò quan trọng trong việc phát triển mô thần kinh của não. Hàm lượng hai axit này trong dầu đầu cá ngừ so sánh với một số dầu cá trong bảng 3.9, thấy rằng hàm lượng EPA trong dầu đầu cá ngừ (7,47%) cao hơn trong dầu gan cá mập (5,1%), nhưng thấp hơn trong dầu cá thu(9,5%), dầu cá trích(14,5%), dầu cá cơm(9,8%) và dầu đầu cá hồi (8,43%). Hàm lượng DHA trong dầu đầu cá ngừ là (9,26%) cao hơn so với dầu cá cơm (9,1%) nhưng thấp hơn so với các loại dầu cá còn lại. Những phân tích trên, chứng tỏ dầu đầu cá ngừ tách từ đầu cá ngừ rất có triển vọng ứng dụng. dầu đầu cá ngừ cũng chứa nhiều axit béo không no có lợi cho sức khỏe. những axit béo này dễ bị tác động của điều kiện bảo quản dễ bị oxy hóa nên cần có chế độ bảo quản thích hợp để hạn chế sự oxy hóa của dầu. 38 Bảng 3.7 Thành phần axit béo ở một số loài cá khác nhau(%) [10] Axit béo Dầu gan cá thu Dầu cá trích Dầu cá cơm Dầu gan cá mập Dầu đầu cá hồi (Salmo salar) C14:0 4,7 9,8 2,7 3,0 5,33 C16:0 13,7 20,5 12,5 22,7 15,82 C16 :1ω7 8,0 10,3 6,1 3,4 7,00 C18:0 2,5 3,8 2,3 8,4 3,50 C18:1ω9 16,9 12,4 7,3 10,9 17,35 C18:1ω7 4,6 - 2,7 2,8 3,85 C18:2ω6 2,2 2,1 0,7 1,3 6,46 C18:3ω3 1,0 1,0 0,4 3,1 0,37 C18:4ω3 2,2 2,1 1,1 - 1,84 C20:1ω9 10,4 0,4 1,4 - 6,52 C20:4ω6 0,6 0,8 0,8 2,2 0,59 C20:4ω3 1,0 0,5 1,71 C20:5ω3 9,5 14,5 9,8 5,1 8,43 C22:5ω3 1,7 1,2 1,7 - 3,09 C22:6ω3 10,3 12,5 9,1 25,0 12,10 3.4 Kết quả biến đổi của dầu cá trong quá trình bảo quản Dầu cá trong quá trình bảo quản có thể bị hư hỏng do bị chua hoặc bị ôi khét. Dầu cá bị chua thường do chất béo bị thủy phân sinh ra các axit béo tự do và glyxerin. Dầu cá bị ôi khét do bị oxy hóa dầu bởi oxy của không khí. Các oxy này kết hợp với các mạch cacbon không bão hòa của dầu mỡ và cho các peroxit không bền vững. Các peroxit này bị phân hủy thành các aldehyt và xeton làm cho dầu mỡ có mùi ôi, khét,… 39 Để đánh giá mức độ thủy phân và oxy hóa của dầu cá cần xác định chỉ số axit và chỉ số peroxit… Thông qua các chỉ số này đánh giá chất lượng của dầu cá trong quá trình bảo quản. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 15 30 45 Thời gian bảo quản( ngày) ch ỉ s ố a xi t ( m g K O H /g ) điều kiện thường T:0-4oC, VTM E 0% T:0-4oC, VTM E 0.01% T:0-4oC, VTM E 0.03% T:0-4oC, VTM E 0.05% T:-18oC, VTM E 0% T:-18oC,VTM E 0.01% T:-18oC, VTM E 0.03% T:-18oC, VTM E 0.05% Nhận xét kết quả và thảo luận: Theo thời gian bảo quản thì chỉ số axit tăng dần. Dựa vào đồ thị hình 3.2 ta thấy chỉ số axit của các mẫu sau 15 ngày bảo quản tăng nhanh trong đó mẫu bảo quản điều kiện thường là tăng cao nhất đạt mức 7,37 tăng gần 2 lần so với mẫu ban đầu. Chỉ số axit của tất cả các mẫu sau 15 ngày bảo quản đều vượt mức giới hạn cho phép. Sau 30 ngày bảo quản thì chỉ số axit của mẫu bảo quản điều kiện thường vẫn tăng đạt mức 8,44, chỉ số axit của các mẫu còn lại tăng rất ít. Sau 45 ngày bảo quản thì chỉ số axit của mẫu ở điều kiện thường vẫn tăng nhanh đạt mức 9,51. Những mẫu còn lại chỉ số axit tăng không đáng kể, Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn chỉ số axit theo thời gian 40 các mẫu bảo quản điều kiện nhiệt độ:-18oC thì chỉ số axit là thấp nhất. Chỉ số axit sau 15 ngày bảo quản của tất cả các mẫu đều vượt mức quy định là do chỉ số axit của mẫu dầu ban đầu cao (3,6 mgKOH/g). Vì thế trong quá trình tách chiết dầu cá cần rút ngắn thời gian tách chiết để hạn chế quá trình thủy phân của dầu. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 15 30 45 thời gian bảo quản (ngày) ch ỉ s ố p er ox it (m eq /k g) điều kiện thường T:0-4oC, VTM E 0% T:0-4oC, VTM E 0,01% T:0-4oC, VTM E 0,03% T:0-4oC, VTM E 0,05% T:-18oC, VTM E 0% T:-18oC, VTM E 0,01% T:-18oC, VTM E 0,03% T:-18oC, VTM E 0,05% Nhận xét và thảo luận: Hình 3.3 thể hiện chỉ số peroxit của dầu đầu cá ngừ trong vòng 45 ngày bảo quản, kết quả cho thấy chỉ số peroxit tăng theo thời gian bảo quản. Sau 15 ngày bảo quản thì chỉ số peroxit tăng không đáng kể. Đối với tất cả các mẫu thí nghiệm thì chỉ số peroxit chưa vượt mức quy định. Sau 30 ngày bảo quản thì chỉ số peroxit của mẫu bảo quản điều kiện thường tăng nhanh tới 5,58 và vượt mức cho phép là 5. Ở các mẫu còn lại cũng tăng dưới giới hạn cho phép. Đối với các mẫu nhiệt độ thấp -18oC thì chỉ số peroxit thấp hơn so với mẫu có nhiệt độ 0- 4oC và nhiệt độ thường Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn chỉ số peroxit theo thời gian 41 Sau 45 ngày bảo quản chỉ số peroxit của mẫu dầu ở điều kiện thường vẫn tăng nhưng tăng nhẹ hơn so với từ 15 ngày đến 30 ngày bảo quản… Chỉ số peroxit của mẫu bảo quản điều kiện T:-18oC, VTM E 0.05% thì chỉ số peroxit là thấp nhất gần với chỉ số peroxit của mẫu bảo quản điều kiện T:-18oC, VTM E 0.03%. Sau 45 ngày bảo quản , chỉ số peroxit của dầu ở mẫu 1( điều kiện thường), mẫu 2( ở nhiệt độ: 0-4oC, VTM E 0%) và mẫu 3 ( nhiệt độ:0-4oC, VTM E 0,01%) vượt mức giới hạn cho phép 5, các mẫu còn lại có chỉ số peroxit dưới giới hạn cho phép. Đối với các mẫu có bổ sung vitamin E thì chỉ số peroxit thấp hơn không bổ sung vitamin E ở cùng điều kiện nhiệt độ. Như vậy: nhiệt độ bảo quản thấp và vitamin E có tác dụng hạn chế sự oxy hóa của dầu. 42 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Từ những kết quả nghiên cứu ở trên cho phép rút ra một số kết luận như sau: • Thành phần hóa học của đầu cá ngừ: protein 18,31%; lipid 7,34%; nước 63,09%; tro 8,13%. • Hiệu suất thu hồi lipid 67,83% • Thành phần hóa học của dầu đầu cá ngừ: hàm lượng lipid 99,58%; hàm lượng nước 0,35%; chỉ số axit 3,6 mg KOH/g; chỉ số xà phòng 216,28 mg KOH/g; chỉ số ester 212,68 mg KOH/g; chỉ số iôt 195 gI2/100g; chỉ số peroxit 1 meq/kg. • Dầu đầu cá ngừ có chứa nhiều axit béo thiết yếu đối với con người đặc biệt là DHA và EPA. • Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và tỷ lệ vitamin E tới chất lượng của dầu trong quá trình bảo quản. Nhiệt độ thấp có tác dụng hạn chế sự thủy phân và oxy hóa lipid. Vitamin E có tác dụng chống oxy hóa lipid. Qua quá trình nghiên cứu cho phép đề xuất một số ý kiến sau: • Dầu thô sau tách chiết có thể lưu trữ ở nhiệt độ thấp và bổ sung vitamin E để hạn chế sự oxy hóa của dầu. • Dầu cần được tinh chế để hạn chế biến đổi của dầu cá. 43 Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần Thị Luyến, (1998), Công nghệ enzyme. Nhà xuất bản nông nghiệp TP.Hồ Chí Minh. 2. Hans H. Huss (2004), Cá tươi chất lượng và các biến đổi về chất lượng, NXB Nông nghiệp. 3. Trần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng (1996), Công nghệ chế biến bột cá-dầu cá, Trường Đại học thủy sản Nha Trang. 4. Trần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng, Nguyễn Anh Tuấn, (2006), Sản xuất các chế phẩm kỹ thuật và y dược từ phế liệu thuỷ sản, Nhà xuất bản nông nghiệp. 5. Một số luận văn khoa học 6. Tạp chí thuỷ sản 03/1996, 9-11 7. Tiêu chuẩn Việt Nam 8. Mary Lack, Traffic pub fisheries 9. B. Liaset et al, Chemical composition and theoretical nutritional evaluation of the produced fractions from enzymic hydrolysis of salmon frames with ProtamexTM, Process Biochemistry 38 (2003) 1747_/175 10. Michel Linder, Jacques Fanni, Michel Parmentier, 2006, Fractions lipidiques obtenues à partir des co-produits de la filière halieutique, v.13,n.1,12-5. 11. 12. 122/ 13. 14. 15. ’iode 16. 2010.htm) 17. Phụ lục PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ CỦA DẦU ĐẦU CÁ NGỪ 1.1 Chỉ số axit của dầu đầu cá ngừ trong quá trình bảo quản 1.2 Chỉ số peroxit của dầu đầu cá ngừ trong quá trình bảo quản Phụ lục 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KIỂM NGHIỆM HÓA HỌC 2.1. Xác định hàm lượng nước theo phương pháp sấy khô • Nguyên lý Dùng sức nóng làm bay hơi hết hơi nước trong thực phẩm. Cân trọng lượng thực phẩm trước và sau khi sấy khô. Từ đó tính ra phần trăm (%) nước có trong thực phẩm. • Dụng cụ, thiết bị: Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ (100÷105oC) Cân phân tích chính xác 10-4 g Chỉ số axit theo thời gian bảo quản (mg KOH/g) Ngày bảo quản Điều kiện thường T: 0-4oC VTM E 0% T:0-4oC, VTM E 0.01% T:0-4oC, VTM E 0.03% T:0-4oC, VTM E 0.05% T:- 18oC, VTM E 0% T: -18oC, VTM E 0.01% T:-18oC, VTM E 0.03 % T: -18oC, VTM E 0.05% 0 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 15 7,37 6,7 6,59 6,51 6,48 6,61 6,58 6,27 6,24 30 8,44 6,8 6,75 6,7 6,64 6,69 6,67 6,52 6,5 45 9,51 7 6,92 6,86 6,79 6.9 6,8 6,7 6,6 Chỉ số peroxit (meq/kg) Ngày bảo quản Điều kiện thường T: 0- 4oC, VTM E 0% T:0-4oC, VTM E 0.01% T:0-4oC, VTM E 0.03% T:0-4oC, VTM E 0.05% T: - 18oC, VTM E 0% T: -18oC, VTM E 0.01% T:-18oC, VTM E 0.03 % T: -18oC, VTM E 0.05% 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 15 2,43 2,4 1,76 1,58 1,51 2,22 1,75 1,58 1,5 30 5,58 3,9 3,64 3,03 2.91 3,32 3,28 2,96 2,95 45 6,13 5,8 5,2 3,57 3,56 3,8 3,5 3 2,98 Bảng 3.9 Chỉ số axit của dầu cá theo thời gian bảo quản Bảng 3.10 Chỉ số peroxit của dầu cá theo thời gian bảo quản Bình hút ẩm Cốc cân (cốc sấy) Đũa thủy tinh • Tiến hành Lấy cốc sấy, đem sấy ở 100÷105oC cho đến khối lượng không đổi. Để nguội trong bình hút ẩm và đem cân ở cân phân tích chính xác 10-4 g. Sau đó cho vào cốc này 4- 5g mẫu thử đã chuẩn bị sẵn . Cân tất cả ở cân phân tích với độ chính xác như trên. Cho cốc chứa mẫu vào tủ sấy, sấy ở 100÷105oC, sấy khô đến khối lượng không đổi. Thời gian sấy, cứ sau 1 giờ lại dùng đũa thủy tinh đánh tơi các phần vón cục, sau đó lại dàn đều và tiếp tục sấy. Sau khoảng 6 giờ (tùy mẫu), làm nguội cốc sấy trong bình hút ẩm, rồi đem cân ở cân phân tích. Cho lại vào tủ sấy, sấy ở 100÷105oC trong 30 phút rồi lấy ra làm nguội trong bình hút ẩm và cân. Cứ lặp lại như trên cho tới khối lượng không đổi. Kết quả giữa 2 lần cân không cách nhau quá 0,5 mg cho mỗi mẫu thử. • Tính kết quả Độ ẩm tính theo công thức: ( ) ( )%100 1 21 GG GGX − ×− = Trong đó: X: Độ ẩm của mẫu thử (%) G:Trọng lượng cốc cân ( g) G1: Trọng lượng cốc cân + mẫu trước khi sấy (g) G2: Trọng lượng cốc cân + mẫu sau khi sấy (g) Sai lệch kết quả 2 lần xác định song song không được lớn hơn 0,5%. Kết quả cuối cùng là kết quả của 2 lần xác định song song. Tính chính xác đến 0,01%. 2.2 Xác định hàm lượng lipid theo phương pháp Folch ( dựa theo TCVN 4331:2001) • Nguyên lý Dùng hỗn hợp dung môi Chloform/Methanol với tỷ lệ 2:1 để hòa tan tất cả chất béo trong thực phẩm. Tách chiết hỗn hợp dung môi và chất béo. Sau đó làm bay hơi hết dung môi, cân chất béo còn lại và tính ra hàm lượng chất béo có trong thực phẩm. • Dụng cụ, thiết bị: Máy đồng hóa mẫu Máy cô quay chân không Tủ sấy chân không Bộ thổi khí N2 Phễu chiết lipid • Hóa chất: Dung môi Chloroform/Methanol tỷ lệ 2:1 Dung dịch nacl 0,9%. • Tiến hành Cân 1 g mẫu thực phẩm cho vào bình tam giác 250ml, dùng hỗn hợp dung môi Chloroform/Methanol tỷ lệ 2:1, với thể tích gấp 20 lần (V/W) so với khối lượng mẫu. Dùng đũa thủy tinh nghiền nhỏ sau đó lắc trong 45÷60 phút. Tiến hành lọc và cho dịch lọc vào phễu chiết rồi cho vào 1/5 thể tích dung dịch nacl 0,9% sau đó lắc đều. Sau khi để lắng khoảng 3 giờ hỗn hợp dung môi phân làm 2 lớp, tiến hành chiết phần dung môi hòa tan lipit vào bình cầu (đã sấy khô và cân trọng lượng). Tiến hành cô quay chân không cho đến khi bay hết dung môi, sau đó thổi khí Nitơ để đuổi hết dung môi. Cân khối lượng bình cầu có chứa lipit và tính ra hàm lượng lipit trong mẫu thử. • Tính kết quả Hàm lượng lipit được tính theo công thức sau: ( ) ( )%100 0 12 M MMX L ×− = Trong đó: M0: Trọng lượng mẫu thử (g) M1: Trọng lượng bình cầu trống (g) M2: Trọng lượng bình cầu có chứa lipit sau khi cô quay và thổi khí Nitơ (g). 2.3 Xác định hàm lượng tro toàn phần theo phương pháp nung. • Nguyên lý Dùng sức nóng 550÷600oc nung cháy hoàn toàn các chất hữu cơ. Phần còn lại đem cân và tính ra hàm lượng khoáng có trong thực phẩm. • Dụng cụ, hóa chất Dụng cụ: tủ nung, cốc nung, bếp điện, bình hút ẩm, kẹp, khay inox. Hóa chất: H2O2 hoặc HNO3 đậm đặc. • Tiến hành Nung chén sứ đã rửa sạch trong lò nung ở nhiệt độ 550oc đến trọng lượng không đổi sau đó lấy ra, để nguội trong bình hút ẩm và cân ở cân phân tích chính xác đến 104g. Cho vào chén khoảng 5g mẫu thử. Cân tất cả ở cân phân tích với độ chính xác như trên. Cho tất cả vào lò nung và tăng nhiệt độ từ từ cho đến 550÷600oc. Nung đến tro trắng nghĩa là đã loại bỏ hết các chất hữu cơ, thường tốn 6÷7 giờ. Trường hợp tro còn đen, lấy ra để nguội, cho thêm vài giọt H2O2 hoặc HNO3 đậm đặc và nung lại cho đến tro trắng. Để nguội trong bình hút ẩm và cân đến độ chính xác như trên. Tiếp tục nung thêm ở nhiệt độ trên trong 30 phút rồi để nguội trong bình hút ẩm và cân cho đến trọng lượng không đổi. • Tính kết quả Hàm lượng tro tính theo %. X1 = GG GG − − 1 2 100).( % Trong đó: X1: Hàm lượng tro (%). G: Trọng lượng cốc mung (g). G1: Trọng lượng cốc nung + mẫu (g) G2: trọng lượng cốc nung + tro (g) Chú ý: − Với loại thực phẩm dễ bốc cháy nên đốt trên bếp điện thành tro đen, không bốc cháy nữa mới cho vào lò nung. − Nếu thực phẩm lỏng, cô cạn trên ngọn lửa bếp điện trước khi nung. 2.4 Định lượng axit béo bằng phương pháp ester hóa và phân tích bởi sắc ký khí (GC) • Nguyên lý Các acid béo có trong lipit được cho phản ứng ester hóa với acetyl chloride với chất xúc tác MeOH: Toluen (3:2) ở 100oC trong 1 giờ. Các acid béo sau phản ứng ester hóa được tách ra bằng dung môi n-Hexan và định lượng trên sắc ký khí bằng phương pháp nội chuẩn là C21. • Dụng cụ và thiết bị Tủ hút, bộ thổi khí N2, máy gia nhiệt, vortex, máy ly tâm, máy sắc kí (GC). Ống nghiệm có nắp 20 ml, ống thủy tinh có nắp Vial 2 ml, giấy lọc GF/C. • Hóa chất Meoh : Toluen (tỉ lệ 3:2) Acetyl chloride: Methanol (tỉ lệ 1:20) Hexane Axit Methyl Heneicosanoic (Me C21:0) là chất chuẩn nội nồng độ 5 mg/ml Na2SO4 khan • Tiến hành - Chuẩn bị mẫu Mẫu thử được lấy từ dụng dịch mẫu lipit trong Chloroform, đã được tách chiết từ phương pháp Folch. Mẫu được phân tích cung cấp cho máy sắc ký GC, do vậy cần phải tách chiết các axit béo với độ tinh khiết cao. - Kiểm tra thiết bị - Tiến hành ester hóa Chuyển một lượng dung dịch lipit khoảng 6 mg vào ống li tâm thể tích 20 ml có nắp chịu nhiệt tốt.Làm khô bằng khí N2.Thêm 1 ml meoh: Toluen ( 3:2) và 1 ml Acetyl chloride: Methanol (1:20). Đuổi oxy trong ống cho bay lên bằng Nitơ, đậy kín nắp và đem đi Vortex. Ly tâm 1500 rpm / 5 phút Dùng pipette pasture hút lớp trên. Lặp lại sự chiết rút trên. Lọc qua Na2SO4 khan xuống bình định mức 5ml. Định mức 5ml, lắc trộn Hút 500μl vào ống thủy tinh 2ml. Thổi N2. Hòa tan bằng 300 μl n-Hexan. Tiêm vào máy GC. - Xác định hàm lượng axit béo bằng máy sắc kí khí (GC) • Xử lý kết quả Nhận dạng các peak của axit béo có trong mẫu. Tính kết quả: ( ) cS SCmgC 00:21 ×= ( ) m FCgmgX ×=/ Trong đó: X: Hàm lượng axit béo cần tìm (mg/g) C: Lượng axit béo trong mẫu (mg) F: Hệ số pha loãng S0: Diện tích peak của axit béo cần xác định C20:0: Lượng chuẩn nội (mg) Sc: Diện tích peak của chuẩn nội 2.5 Xác định chỉ số axit ( dựa theo TCVN 6127:2010) Chỉ số axit là số mg KOH dùng để trung hòa các axit béo tự do có trong 1g chất béo. Chỉ số axit càng cao, tức là lượng axit tự do càng nhiều chứng tỏ chất béo đó đã thủy phân nhiều và chất lượng chất béo càng giảm. • Nguyên lý Mẫu thử được hòa tan trong dung môi thích hợp và các axit béo có mặt được chuẩn độ bằng dung dịch kali hoặc natri hydroxit trong etanol hoặc metanol, với chất chỉ thị phenolphtalein. • Dụng cụ và thiết bị Buret dung tích 25 ml,được chia vạch đến 0.05 ml; cân phân tích có thể đọc chính xác đến 0.001g; bình định mức 1000ml; bình tam giác 250 ml; pipet 10ml; tủ host. • Hóa chất Dietyl ete Etanol ϕ ≈ 96% thể tích Etanol ϕ ≈ 95% thể tích KOH 0.1N Dung dịch Phenolphtalein trong etanol, nồng độ khối lượng ρ = 1g/100ml. Nước cất. • Tiến hành Cân chính xác 2-3 g mẫu cho vào bình tam giác 250 ml. Sau đó cho vào 15 ml etanol 96% thể tích và 15 ml dietyl ete.lắc nhẹ cho dầu tan hết sau đó cho vài giọt phenolphtalein rồi đem chuẩn độ bằng KOH 0.1 N trong cồn 950 đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng bền trong 30s thì kết thúc chuẩn độ. • Tính toán kết quả Trị số axit, WAV, được tính theo công thức sau: WAV = m xCxV61.5 Trong đó: C là nồng độ của dung dịch chuẩn KOH, tính bằng mol trên lít ( mol/l) V là thể tích dung dịch chuẩn KOH 0.1N đã sử dụng, tính bằng mililit ( ml) m là khối lượng phần mấu thử tính bằng gam (g) 2.6 Xác định chỉ số xà phòng ( dựa theo TCVN 6126: 2007) Chỉ số xà phòng là số mg KOH cần thiết để trung hòa các axit béo tự do và xà phòng hóa các este chứa trong 1g chất béo. • Nguyên lý Dùng một lượng kiềm tiêu chuẩn đủ để thủy phân triglyxerit, trung hòa hết lượng axit béo tự do và axit béo được giải phóng khỏi glyxerit thủy phân, sau đó dùng dung dịch axit tiêu chuẩn để chuẩn độ lượng kiềm dư còn lại, với chỉ thị phenolphtalein. • Dụng cụ và thiết bị Dụng cụ, vật liệu thông thường của phòng thí nghiệm Máy cất có ống sinh hàn hồi lưu, có mối nối nhám. Bình định mức 1000ml, pipet10ml, buret 25ml, bình tam giác 250 ml, cân điện tử. • Hóa chất Dung dịch KOH 0.5N trong cồn 95o Dung dịch HCl 0.5N trong nước Dung dịch phenolphtalein 1% trong nước • Tiến hành Cân chính xác 2g mẫu thử cho vào bình cầu của máy cất với 25ml dung dịch KOH 0.5N trong cồn. lắp ống sinh hàn hồi lưu vào bình cầuvà đun cách thủy nhẹ trong khoảng 30 phút đến 1h cho đến khi phản ứng xà phòng kết thúc( xác định được khi thấy dung dịch trong bình trong suốt và đồng đều không biến đổi khi pha loãng với nước). Đối với mẫu khó xà phòng hóa thêm 5-10ml vylol và đun lâu hơn tùy theo trường hợp. Song song làm một mẫu trắng không có chất thử với 25ml KOH 0.5N trong cồn và tiến hành cùng một điều kiện. Ngay sau khi xà phòng hóa hoàn toàn, pha loãng mỗi bình với 25ml nước mới đun sôi để nguội thêm vào mỗi bình 1ml dung dịch phenolphtalein 1% và định lượng bằng dunh dịch HCl 0.5N cho đến mất màu. • Tính toán kết quả Chỉ số xà phòng, ls được tính theo công thức sau: Ls = m xCxVV 1.56)( 10 − Trong đó: V0 là thể tích của dung dich axit clohydric đã sử dụng cho phép thử trắng, tính bằng mililit(ml) V1 là thể tích của dung dịch axit clohydric dã sử dụng cho phép xác định tính bằng mililit(ml) C là nồng độ chính xác của dụng dịch axit clohydric tính bằng mol trên lít (mol/l) m là khối lượng phần mẫu thử tính bằng gam (g) 2.7 Xác định chỉ số iot (dựa theo TCVN 6122:2010) Những dây nối không bão hòa của các axit béo không nốc khả năng gắn iôt hoặc các halogen khác, do đó chỉ số iôt xác định tổng quát các axit béo không no trong chất béo. Chỉ số iôt là số gam iôt kết hợp với 100g chất béo. • Nguyên lý Cho chất béo hòa tan trong dung môi nước, tiếp xúc với thuốc thử ở chỗ tối. phần thuốc thử thừa cho kết hợp với kali iôdua sẽ giải phóng iôt ra thể tự do. Định lượng iôt bằng dung dịch natri thiosufat chuấn Các phản ứng xảy ra như sau: I2 + HOH ↔ HI + HOI HOI + -CH=CH- ↔ -CHOH-CHI- Lượng I2 dư được chuẩn độ trực tiếp bằng Na2S2O3 tiêu chuẩn I2 + 2 Na2S2O3 = 2NaI + Na2SO6 • Dụng cụ và thiết bị Sử dụng dụng cụ thiết bị thông thường của phòng thí nghiệm, cụ thể như sau: Bình nón dung tích 500ml có nút thủy tinh, bình định mức 1000ml, cân phân tích có độ chính xác ± 0.001g, pipet 10ml, buret 25ml, cốc thủy tinh 250ml • Hóa chất Tetra clorua cacbon tinh khiết hoặc clorofoc tinh Dung dịch Na2S2O3 0.1N Dung dịch kali iodua 15%( pha khi dùng và pha với KI tinh khiết không màu, không chứa iodat) Dung dịch hồ tinh bột 1% • Tiến hành Theo phương pháp Wijs cho vào bình nón khô và sạch dung tích 250ml. Chất cần thử, lượng tùy theo chỉ số iôt; ete có chứa 5% cồn 3ml; dung dịch clorua iot( thuốc thử Wijs) 25ml. Lắc trong 1 phút. Để yên trong tối, nhiệt độ 20oC t, thời gian tùy theo chỉ số iôt dự kiến có trong mẫu thử, sau đó thêm lần lượt theo thứ tự: Dung dịch kali iodua 15% 10ml Nước cất 50ml Chuẩn độ bằng dung dịch natri thiosunlfat 0.1N, gần cuối cho thêm 2ml dung dịch hồ tinh bột và 2-3ml clorofoc, tiếp tục chuẩn độ đến khi mất màu hoàn toàn. Song song làm một mẫu trắng với những thuốc thử trong cùng diều kiện như trên nhưng không cho mẫu thử. • Tính toán kết quả Chỉ số iôt, Wi tính bằng gam trên 100g chất béo, theo công thức sau đây: Wi = m VVxC )(69.12 21 − Trong đó: C là nồng độ dung dịch chuẩn natri thiosunlfat đã dùng, tính bằng mol trên lít ( mol/l) V1 là thể tích dung dịch chuẩn natri thiosunlfat đã dùng trong phếp thử trắng, tính bằng mililit (ml) V2 là thể tích dung dịch chuẩn natri thiosunlfat dã dùng trong phép thử xác định, tính bằng mililit( ml) m là khối lượng phần mẫu thử, tính bằng gam (g). 2.8 Xác định chỉ số peroxit (dựa theo TCVN 6121:2010) Chỉ số peroxit (PV) là lượng chất có trong mẫu thử tính bằng đơn vị hoạt hóa, làm oxi hóa kali iodua • Nguyên lý Phần mẫu thử dược hòa tan trong cloroform và axit axetic băng rồi bổ sung kali iodua, iôt được giải phóng bởi các peroxit được xác định bằng chuẩn độ iôt ( quan sát bằng mắt thường) với chất chỉ thị là hồ tinh bột và dung dịch chuẩn natri thiosunlfat. Điểm kết thúc chuẩn độ được xác định bằng phương pháp chuẩn độ iôt ( quan sat bằng mắt thường). • Dụng cụ và thiết bị Ống đong dung tích 50ml và 100ml, Bình định mức 1000ml, Bình định mức 250 ml, Pipet 10ml và 2ml, Buret 25 ml, Bình tam giác 250 ml, cân phân tích có độ chính xác ± 0.001g, tủ host. • Hóa chất Cloroform : axit acetic băng (1:2) KI bão hòa Hồ tinh bột Nước cất Natri thiosunfat 0.01N • Tiến hành Cân chính xác 2-3g mẫu thử cho vào bình tam giác sau đó cho vào 10ml dung dịch cloroform: axit acetic tỷ lệ 1:2, thêm vào 1 ml KI bão hòa. Đem lắc nhẹ và để trong tối thời gian 10 phút. Lấy ra cho thêm 20 ml nước cất, nhỏ vào 3-4 giọt hồ tinh bột dung dịch chuyển thành màu xanh. Sau đó đem chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 0.01N đến khi dung dịch hết màu xanh thì dừng lại. quá trình chuẩn độ kết thúc. Song song với mẫu thử ta tiến hành đối với mẫu trắng(nước) • Tính toán kết quả Chỉ số peroxit (PV) biểu thị bằng mili đương lượng oxy hoạt hóa trên kilogam, tính bằng công thức sau: PV = m xxCxCVV chuânthio 1000)( 01 − Trong đó: V1 là thể tích dung dịch chuẩn Natri thiosunfat 0.01N dùng để xác định, tính bằng mililit (ml) V0 là thể tích dung dịch chuẩn Natri thiosunfat 0.01N dùng trong phép thử trắng, tính bằng mililit (ml) Cthio là nồng độ xấp xỉ của dung dịch chuẩn Natri thiosunfat 0.01N, tính bằng mol/l (=0.01) Cchuẩn là nồng độ chính xác của dung dịch chuẩn Natri thiosunfat 0.01N, tính bằng mol/l m khối lượng mẫu thử, tính bằng gam (g) 2.9 Xác định chỉ số este Chỉ số este là số mg KOH cần thiết để xà phòng hóa các este chứa trong 1g chất thử. Chỉ số este là hiệu giữa chỉ số xà phòng và chỉ số axit.