Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Dầu dừa Dầu dừa chứa các loại acid béo có độ dài mạch trung bình (từ C8 đến C18), acid béo no chiếm tỷ lệ cao (khoảng 90%). Acid lauric chiếm tỷ lệ cao nhất (khoảng 48%), đứng thứ hai là acid myristic (khoảng 16%). Ở Việt Nam, dầu dừa thường được thu nhận từ cơm dừa của giống dừa Bến Tre.1 Giới thiệu chung về dầu dừa Dầu dừa là loại dầu ăn được (edible oil) được chiết xuất từ cơm dừa của trái dừa trưởng thành. Dầu dừa có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như chế biến thực phẩm, sản xuất dược phẩm.
Do có hàm lượng acid béo no cao nên dầu dừa có thời gian bảo quản khá dài (khoảng 6 tháng ở 24oC) [3]. Tuy nhiên tỷ lệ acid béo no cao lại sẽ ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của dầu dừa vì thiếu những acid béo không no thiết yếu. Dầu dừa thô 1.1 Phân loại Có thể phân dầu dừa thành 2 nhóm: dầu dừa thô và dầu dừa tinh luyện Dầu dừa thô Dầu dừa thô hay dầu dừa nguyên chất là loại dầu ít trải qua quá trình xử lí nhất. Do vậy, dầu dừa thô chứa khá nhiều tạp chất bên cạnh thành phần triglyceride như 12 monoglyceride, digglyceride, các chất màu, chất thơm,…Chỉ số acid của dầu thô nằm trong khoảng 6 – 10 [1].
Phương pháp khô: Cùi dừa khô được tách khỏi vỏ bằng nhiệt độ cao của lò lửa, lò nung [4]. Những miếng dừa khô sau đó được ép hay được trích ly bằng dung môi. Sản phẩm thu được là dầu dừa và phần bã giàu protein và chất xơ. Tỷ lệ thu hồi dầu khi sử dụng phương pháp này khá cao (khoảng 90%), chất lượng dầu khá ổn định, tuy nhiên màu dầu vàng sậm.
Phương pháp ướt: Sử dụng cơm dừa nạo tươi thay cho dừa sấy khô. Người ta sử dụng protein trong dừa để tạo ra một hệ nhũ tương dầu và nước [5] sau đó là phá vỡ hệ nhũ để thu hồi dầu. Trước đây, phương pháp phổ biến là đun hệ nhũ trong thời gian dài, điều này làm cho dầu bị đổi màu và không có hiệu quả kinh tế cao. Ngày nay, người ta thường sử dụng phương pháp ly tâm kết hợp một số phương pháp tiền xử lý như xử lý lạnh, gia nhiệt, xử lý acid,….
Phương pháp ướt cho hiệu quả kém hơn so với phương pháp khô do năng suất thấp hơn 10 – 15%, tỷ lệ hư hỏng cao hơn. Phương pháp ướt cũng đòi hỏi chi phí về trang thiết bị, năng lượng và chi phí vận hành cao [6]. Dầu dừa nguyên chất là loại dầu dừa thô được sản xuất bằng phương pháp khô và qua quá trình khử màu, mùi, nên sản phẩm có màu sáng và trong suốt. Dầu dừa tinh luyện Dầu dừa tinh luyện hay còn gọi là dầu dừa RBD (Refined, Bleached, Deodorized) là loại dầu thu được từ quá trình tinh luyện dầu thô.
Quy trình tinh luyện dầu bao gồm: thủy giải để trung hòa acid béo tự do, gia nhiệt để vô hoạt enzyme và sấy khô dầu, khử mùi bằng hơi quá nhiệt, khử màu bằng than hoạt tính. Dầu tinh luyện gần như không chứa tạp chất gì khác ngoài triglyceride. Chỉ số AV của dầu tinh luyện phải dưới 0,3 [1]. Ngoài hai loại dầu dừa đã trình bày trên, dầu dừa còn có thể qua quá trình hydro hóa hoặc tách phân đoạn.
Dầu dừa hydro hoá: Trong quá trình hydro hóa, các acid béo không no sẽ được cộng hợp với hydro, giảm hoàn toàn hay một phần số nối đôi có sẵn, dẫn đến làm tăng nhiệt độ nóng chảy. Nguyên liệu của quá trình hydro hóa dầu thường là dầu tinh luyện có nhiệt độ nóng chảy 24oC. Dầu dừa hydro hóa có nhiệt độ nóng chảy 36 – 40oC. Nhược điểm của loại dầu này là chứa một lượng acid béo dạng trans không có lợi cho sức khỏe.
13 Dầu dừa tách phân đoạn: Quá trình tách phân đoạn dựa vào nhiệt độ nóng chảy sẽ tạo ra nhiều phân đoạn dầu dừa giàu các loại acid béo khác nhau và sẽ được sử dụng cho những mục đích khác nhau.2 Thành phần của dầu dừa và so sánh với các loại dầu thực vật khác Thành phần acid béo của dầu dừa theo TCVN 7597:2013 được trình bày trong bảng 1.1: Thành phần acid béo có trong dầu dừa Tên Chiều dài mạch carbon Hàm lượng Acid Caprylic C8 4,6% Acid Decanoic C10 5% Acid Lauric C12 45% Acid Myrictic C14 16,8% Acid Palmitic C16 7,5% Acid Oleic C18:1 5% Các acid béo khác 16,1% Dầu dừa chứa trên 91% acid béo no. Hầu hết các acid này có mạch C ngắn và trung bình từ C8 đến C18, đặc biệt là acid lauric C12 chiếm 51% tổng lượng chất béo. Acid oleic là acid béo không no có tỷ lệ khá cao trong thành phần của dầu dừa (5%). Acid này tạo cho dầu dừa mùi thơm đặc trưng của bơ.
Tỷ lệ acid béo no cao (91%) sẽ có lợi cho chế biến vì chậm bị oxy hóa, tuy nhiên các acid béo mạch ngắn sẽ tạo nên một mùi ôi khó chịu khi dầu dừa bị thủy phân khi bảo quản hoặc chế biến. So sánh thành phần của dầu dừa với các loại dầu thực vật khác Hàm lượng acid Hàm lượng acid béo Hàm lượng acid béo Loại dầu béo no, % tổng không no một nối không no nhiều nối chất béo đôi, % tổng chất béo đôi, % tổng chất béo Dừa 91,0 6,0 3,0 Hạt lanh hydro hóa 93,6 1,6 0,6 Cọ 49,3 37,0 9,3 Cọ hydro hóa 47,5 40,6 7,5 Hạt bông 25,9 17,8 79,0 Đậu phộng 16,9 46,2 32,0 Bảng 1.2 so sánh thành phần acid béo của dầu dừa với các loại dầu khác. Theo bảng này, dầu dừa có tỷ lệ acid béo no cao nhất, sau đó là dầu cọ và dầu hạt bông. Các loại dầu thường dùng để chế biến thực phẩm như dầu đậu phộng, dầu đậu nành, cọ, bắp đều có tỷ lệ acid béo no trong khoảng 10 – 20% [1].1 Tính chất vật lý của dầu dừa Theo TCVN 7597:2013 về dầu thực vật thì dầu dừa dùng làm thực phẩm cần có những tính chất vật lý và chỉ số chất lượng như trong bảng 1.3: Đặc tính lý và hóa của dầu dừa thô [7] Đặc tính Đơn vị Giá trị Tỉ trọng tương đối (40oC/nước ở 20oC) 0,908 – 0,921 Chỉ số khúc xạ 1,448 – 1,450 Trị số xà phòng hóa (mg KOH/g dầu) 248 – 265 Chỉ số iod 6,3 – 10,6 Các chất không xà phòng hóa (g/kg) < 15 Tỉ lệ đồng vị carbon ổn định -3,71 – -6,36 1.3 Ứng dụng của dầu dừa trong công nghệ thực phẩm Do hương vị thơm ngọt đặc trưng, dầu dừa thường được đưa vào một số sản phẩm đặc biệt như càri vùng Nam Á, bánh nướng, bánh ngọt, sauce trái cây [8], tạo mùi thơm cho bắp rang [9].
Một số ứng dụng khác của dầu dừa có thể kể đến là việc thay thế dầu đã được hydro hóa để sản xuất bánh nướng và bánh kẹo [10]. Dầu dừa được hydro hóa được sử dụng trong bột kem tách béo hay các sản phẩm thức ăn nhẹ như bắp rang. Dầu dừa đã hydro hóa được bán tại Đức bởi công ty Copha. Tại Úc, dầu dừa còn là thành phần chính trong các món ăn nhẹ.
Năng lượng cung cấp bởi 100g dầu dừa là 862kcal, ngoài ra còn có vitamin E 0,09mg, vitamin C 0,05mg và sắt 0,04mg [1].2 Enzyme lipase Enzyme lipase (triacylglycerol acylhydrolase, EC 3.3) là một enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân chất béo [11]. Lipase là một loại enzyme esterase. Lipase đảm nhận vai trò thiết yếu trong quá trình tiêu hóa, vận chuyển và xử lý chất béo có trong chế độ ăn hằng ngày (triglyceride, chất béo, dầu) trong hầu hết các sinh vật sống. Một số loại virus cũng có khả năng tổng hợp lipase [12], [13].
Hầu hết lipase chỉ xúc tác thủy phân tại một số vị trí nhất định trên mạch glycerol của lipid (A1, A2 hay A3), điển hình là lipase trong tụy tạng của người là loại enzyme giúp phân cắt chất béo trong chế độ ăn uống, chuyển đổi các triglyceride thành monoglyceride và 2 acid béo [14]. 15 Trong môi trường tự nhiên cũng tồn tại một số loại lipase như phospholipase [15] hay sphingomyelinases [16]. Một số lipase được tiết ra bởi các vi sinh vật gây nhiễm trùng. Đặc biệt, Candida albicans có một lượng lớn các loại lipase khác nhau giúp duy trì độc lực của C.albicans trong mô của con người [17].1 Phân loại lipase Lipase từ thực vật: Ở thực vật, lipase được tìm thấy ở mô dự trữ hạt dầu, hạt ngũ cốc trong quá trình nảy mầm của hạt.
Hầu hết các lipase không hoạt động trong thời kỳ ngủ đông, ngoại trừ lipase được tìm thấy ở hạt đậu caston [18]. Lipase thực vật ít được tách chiết dạng thương phẩm vì hoạt độ yếu và không ổn định. Lipase từ động vật: Động vật là một nguồn phong phú của enzyme lipase. Nguồn lipase động vật quan trọng nhất là từ tụy tạng của bò, cừu và lợn.
Lipase từ tụy tạng lợn là một trong những lipase được biết đến sớm nhất và khá thông dụng. Lipase tụy lợn ưu tiên xúc tác thủy phân liên kết ester của các acid béo với hơn 12 nguyên tử carbon và chủ yếu tác động vào vị trí C-1 của glycerol. Lipase từ tụy lợn bao gồm một chuỗi duy nhất 450 acid amin và trọng lượng phân tử của protein là vào khoảng 50. Lipase chiết từ dạ dày cừu cũng là một loại lipase động vật phổ biến.
Loại lipase này ưu tiên xúc tác thủy phân acid béo chuỗi ngắn trong chất béo từ sữa và đặc biệt được sử dụng trong việc tạo thành hương thơm của phomat [18]. Lipase từ vi sinh vật: Vi khuẩn: Lipase ngoại bào của Streptomyces rimous R6554 W được tách từ dịch lọc canh trường bằng sắc ký cột. Streptomyces là vi khuẩn đất Gram (+) thể hiện khả năng đặc biệt đối với sự tổng hợp các chất trao đổi thứ cấp và sử dụng lipase thuỷ phân ngoại bào để phá huỷ nguyên liệu hữu cơ trong môi trường sống tự nhiên. Tuy nhiên cho đến nay, chỉ có một vài lipase Streptomyces đă được xác định hoạt độ.
Ngoài ra, người ta cũng đã tìm thấy lipase có trong một số loài vi khuẩn khác như Pseudomonas cepacia có hoạt độ ngay ở nhiệt độ cao, trong môi trường kiềm và kỵ nước [18]. Nấm mốc: Lipase được tìm thấy ở một số loài như Aspergillus, Rhizopus (tách từ quả dừa), Rhizopus oryzae (phân lập từ dầu dừa), Pythiumnltimum (trong dung dịch hữu cơ, không có nhũ tương) và Mucor sp humicola lamuginosa [18]. Nấm men: Candida rugosa là một nguồn sản xuất lipase quan trọng. Các đặc tính xúc tác cấu trúc hoá sinh của lipase trong loài nấm men Candida rugosa đă được công bố trên nhiều tài liệu.