MỞ ĐẦU Mè được trồng phổ biến ở nước ta và một số nước khác trên thế giới nhất là Ấn Độ. Hạt mè chứa khoảng 42 – 55% dầu mà rất giàu axit béo đa không bão hòa (PUFA) và chất chống oxy hóa tự nhiên, sesamin, sesamolin và tocopherol. Dầu ép ra từ hạt có màu vàng nhạt đến vàng (đối với mè vàng), có mùi thơm đặc trưng của mè. Dầu mè có tính ổn định oxy hóa vượt trội so với một số loại dầu thực vật khác, cả ở nhiệt độ lưu trữ và trong khi chiên.
Các thành phần hoạt tính sinh học tăng cường sự ổn định và giữ chất lượng của dầu mè. Hoạt động chống oxy hóa như vậy cho thấy có liên quan chặt chẽ đến việc ngăn ngừa các bệnh thoái hóa như ung thư, bệnh tim mạch, xơ vữa động mạch và quá trình lão hóa. Tuy nhiên trong quá trình sản xuất, khi chế biến hạt, chúng chịu nhiều tác động công nghệ khác nhau: nghiền, đun nóng, gia nhiệt, gia ẩm, áp lực khi nén, tác dụng của dung môi hữu cơ khi trích li. Vì vậy, hoạt tính kháng oxy hóa, một đặc điểm quan trọng của dầu mè, dự kiến sẽ bị ảnh hưởng bởi các phương pháp khai thác cũng như xử lý hạt trước khi khai thác.
Các yếu tố chống oxy hóa, cần cho sự ổn định của dầu mè, dường như bị ảnh hưởng nhiều bởi các phương pháp xử lý khác nhau, và mỗi sản phẩm dầu có phương pháp thu nhận khác nhau dường như có yếu tố đặc trưng của chất chống oxy hóa, mà vẫn chưa được xác định cụ thể. Ngoài ra, trong quá trình sử dụng và bảo quản dầu mè hằng ngày cũng xảy ra sự tự oxy hóa tạo ra những sản phẩm không mong muốn có hại cho sức khỏe. Do đó để tìm hiểu về công nghệ sản xuất cũng như quá trình sử dụng và bảo quản ảnh hưởng như thế nào đến hoạt tính chống oxy hóa của dầu mè, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của một số loại dầu mè”. Mục đích - yêu cầu: - Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa trong dầu mè nguyên chất, dầu mè rang, dầu mè tinh luyện không bổ sung chất bảo quản và dầu mè tinh luyện có bổ sung BHA, BHT, Acid citric.
vi do an - Khảo sát sự biến đổi dầu trong quá trình tồn trữ thông qua các chỉ số peroxide, chỉ số acid và hoạt tính chống oxy hóa trong thời gian bảo quản 8 tuần từ khi mở nắp, với điều kiện bảo quản nhiệt độ phòng, không có ánh sáng trực tiếp chiếu vào. Đối tƣợng, phạm vi và nội dung nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Dầu mè nguyên chất, dầu mè rang, dầu mè tinh luyện không bổ sung chất bảo quản và dầu mè tinh luyện có bổ sung BHA, BHT, Acid citric. Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu này được thực hiện với quy mô phòng thí nghiệm. Nội dung nghiên cứu: - Tìm hiểu công nghệ sản xuất dầu thực vật hiện nay.
- Tìm hiểu các thành phần hóa học có trong mè. - Tìm hiểu về sự oxy hóa dầu, các chất chống oxy hóa tự nhiên trong dầu và cơ chế chống oxy hóa của chúng. - Khảo sát khả năng chống oxy hóa của các loại dầu mè: dầu mè nguyên chất, dầu mè rang, dầu mè tinh luyện không bổ sung chất bảo quản và dầu mè tinh luyện có bổ sung BHA, BHT, Acid citric theo thời gian từ khi mở nắp đến tuần thứ 8 bằng phương pháp DPPH. - Khảo sát sự ôi hóa của dầu theo thời gian từ khi mở nắp đến tuần thứ 8 thông qua chỉ số acid và chỉ số peroxide.
vii do an TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, các loại dầu mè là dầu mè nguyên chất, dầu mè rang, dầu mè tinh luyện Tường An và dầu mè tinh luyện Tân bình đã được bảo quản ở nhiệt độ phòng, không có ánh sáng trực tiếp chiếu vào, được theo dõi hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp DPPH và sự biến đổi chất lượng trong quá trình tồn trữ. Các giá trị được đo hàng tuần, kết quả là giá trị trung bình của ba lần đo và được xử lý ANOVA cho thấy dầu mè rang có hoạt tính chống oxy hóa cao (45.863mM), chỉ số peroxide thấp nhất (0.833 Meq/Kg dầu) và là loại dầu ổn định nhất (19.49% hay 4mM ở tuần thứ 8). Dầu mè nguyên chất mặc dù ban đầu có hoạt tính chống oxy hóa cao (43.61mM) nhưng ở tuần thứ 8 lại còn rất ít (4. Điều này chứng tỏ dầu mè tươi dễ bị oxy hóa và biến đổi trong quá trình sử dụng hơn dầu mè rang mặc dù đều chỉ qua quá trình lọc sau khi ép.
Quá trình rang đã tạo ra tác dụng hiệp đồng của sesamol, sesamin, sesamolin và melanoidin với α- và γ-tocopherol làm tăng khả năng chống oxy hóa của chúng. Dầu mè tinh luyện làm mất đi các tạp chất, các acid béo tự do, các chất màu, mùi không tốt cho sức khỏe con người nhưng cũng làm mất đi đáng kể các chất chống oxy hóa tự nhiên trong dầu (21.348mM ở tuần đầu tiên đối với dầu mè tinh luyện Tường An). Việc bổ sung các chất chống oxy hóa (BHA, BHT và Acid citric) làm tăng hoạt tính chống oxy hóa của dầu mè tinh luyện Tân Bình lên tương tự như dầu mè nguyên chất và dầu mè rang (40.914mM) và ổn định hơn. Nhưng việc hấp thu các chất chống oxy hóa tổng hợp vào cơ thể được cho là độc hại nên cần hạn chế sử dụng, thay vào đó là nên bảo vệ các chất chống oxy hóa tự nhiên vốn có trong nguyên liệu cũng như thêm vào trong quá trình sản xuất.
viii do an CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Công nghệ sản xuất dầu thô Trong công nghiệp sản xuất dầu béo để thu nhận dầu thô từ nguyên liệu, thường sử dụng hai phương pháp chủ yếu là phương pháp ép và phương pháp trích ly bằng dung môi hữu cơ. Tùy hàm lượng dầu trong nguyên liệu và mục đích sử dụng dầu mà áp dụng công nghệ khác nhau. Đối với nguyên liệu nhiều dầu thì dùng công nghệ ép hai lần, lần đầu ép lạnh thu được dầu chất lượng tốt, lần sau ép nóng hoặc trích ly để tận thu triệt để lượng dầu còn lại trong bã dầu.
Đối với các nhà máy nhỏ và vừa thường áp dụng công nghệ ép lạnh – ép nóng, ép lạnh (dưới 40oC) lần thứ nhất lấy được 70 – 75% dầu, lần thứ hai ép nóng 40 – 100oC. Bã dầu sau ép nóng còn dưới 6% dầu. Cả hai lần ép đều trên một máy, có thể là máy ép thủy lực gián đoạn hay máy ép xoắn ốc liên tục. Trường hợp này không phải áp dụng công nghệ trích ly, tức là không phải đầu tư thêm xưởng trích ly.
Giải pháp này rất thích hợp đối với các xí nghiệp ép dầu đậu nành và dầu lạc, là hai loại dầu ăn rất tốt, bã dầu dùng làm thức ăn quan trọng cho gia súc mà không phải qua giai đoạn loại trừ dung môi, thậm chí các chất độc từ dung môi, như công nghệ trích ly. Dầu lấy từ ép lạnh, lọc hay ly tâm sạch làm dầu ăn. Bã dầu sau ép lạnh, nghiền nhỏ, làm ẩm, nâng nhiệt đưa ép lần thứ hai, gọi là ép nóng, tùy theo loại hạt, nhưng nhiệt thường áp dụng là 70 – 80oC. Để lấy được nhiều dầu, cần điều chỉnh độ ẩm thích hợp đối với từng loại nguyên liệu và loại máy ép, có thể gia ẩm đến 15%.
Dầu lấy từ ép nóng phải qua công đoạn tinh luyện. Đối với các nhà máy lớn, thường áp dụng công nghệ tiên tiến trong công nghiệp dầu hiện nay là ép lạnh lần thứ nhất lấy trên 60% lượng dầu. Bã dầu sau ép lạnh chuyển sang trích ly nóng hay nguội. Sau trích ly còn lại 0.5 – 2% dầu trong khô dầu.
Áp dụng công nghệ ép kết hợp với trích ly có hiệu quả nhưng chỉ đối với các xí nghiệp có công suất lớn. 1 do an Đối với nguyên liệu ít dầu có thể dùng sơ đồ ép một lần hoặc trích ly. Ngoài ra còn có phương pháp trích ly dầu bằng nước và một phương pháp được xem là mới trong công nghiệp khai thác dầu béo là tách chiết dầu bằng enzyme. Phương pháp trích ly dầu bằng dung môi Trích ly dầu bằng dung môi là quá trình hòa tan dầu béo trong dung môi.
Sau đó tách dầu ra khỏi dung môi và dung môi quay trở lại tiếp tục trích ly. Ngày nay, phương pháp trích ly đã được áp dụng rộng rãi vì nó mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn phương pháp ép và có khả năng tự động hóa cao. Phương pháp trích ly có thể lấy được triệt để hàm lượng dầu có trong nguyên liệu, hàm lượng dầu còn lại trong bả trích ly chỉ khoảng từ 1 ÷ 1,8 %, ít hơn nhiều so với phương pháp ép thủ công (còn tới 5 ÷ 6%). Trong thực tế sản xuất, người ta thường kết hợp cả hai phương pháp: ép và trích ly.
Ngoài ra, phương pháp trích ly có thể khai thác được những loại dầu có hàm lượng bé trong nguyên liệu và có thể khai thác dầu với năng suất lớn. Tuy nhiên, do dung môi còn khá đắt tiền, các vùng nguyên liệu nằm rải rác không tập trung và hệ thống trích ly- chưng cất phức tạp, nên phương pháp này chưa được ứng dụng rộng rãi ở nước ta. Cơ sở lý thuyết của phương pháp trích ly dầu bằng dung môi: Độ hòa tan vào nhau của hai chất lỏng phụ thuộc vào hằng số điện môi, hai chất lỏng có hằng số điện môi càng gần nhau thì khả năng tan lẫn vào nhau càng lớn. Dầu có hằng số điện môi khoảng 3 ÷ 3,2, các dung môi hữu cơ có hằng số điện môi khoảng 2 ÷ 10, do đó có thể dùng các dung môi hữu cơ để hòa tan dầu chứa trong nguyên liệu.
Như vậy, trích ly dầu là phương pháp dùng dung môi hữu cơ để hòa tan dầu có trong nguyên liệu rắn ở điều kiện xác định. Vì vậy, bản chất của quá trình trích ly là quá trình khuếch tán, bao gồm khuếch tán đối lưu và khuếch tán phân tử. Dung môi dùng để trích ly dầu thực vật phải đạt các yêu cầu sau: Có khả năng hòa tan dầu theo bất cứ tỷ lệ nào và không hòa tan các tạp chất khác có trong nguyên liệu chứa dầu Có nhiệt độ sôi thấp để dễ dàng tách ra khỏi dầu triệt để, 2 do an Không độc, không ăn mòn thiết bị, không gây cháy nổ vơi không khí, phổ biến và rẻ tiền.