MỞ ĐẦU Phôi lúa mì là nguồn cung cấp hầu hết các chất dinh dưỡng thiết yếu như các vitamin nhóm B, folate, phốt-pho, kẽm, ma-giê, cũng như các axit béo không no. Nó cũng là nguồn cung cấp protein và chất xơ rất tốt. Đặc biệt, phôi lúa mì chứa lượng lớn vitamin E, chất chống ô-xi hóa tốt cho da và chống lão hóa.Wheat germ cũng chứa axit béo omega-3 có tác dụng giảm cholesterol và huyết áp, nên tốt cho hệ tim mạch. Vì vậy phôi lúa mì được sử dụng như là một loại thực phẩm rất tốt cho sức khỏe (Kahlon, 1989; Tong và Lawrence, 2001).
Trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ ngành công nghiệp thực phẩm, phôi lúa mì được nghiên cứu nhiều trên thế giới. Tuy nhiên nguồn phôi lúa mì quý chưa được nghiên cứu đầy đủ, chưa được sử dụng hợp lý và hiệu quả. Vì phôi lúa mì rất dễ bị oxy hóa nên chúng thường được sử dụng chủ yếu cho thức ăn gia súc và sản xuất dầu. Do đó, khai thác dầu từ phôi lúa mì có thể cải thiện việc sử dụng không hiệu quả của phôi lúa mì (Appett, 1986).
Việc sử dụng enzyme để xử lý phôi lúa mì được nhiều tác giả nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm để làm tăng hiệu suất trích ly, tăng hàm lượng chất rắn hòa tan hoặc cải thiện tính năng kỹ thuật của sản phẩm như dầu phôi lúa mì có hàm lượng vitamin E cao, thành phần acid béo không no trong dầu cao, protein phôi lúa mì có thành phần acid amin thiết yếu cao… Hiện nay, chưa có các công bố khoa học về sử dụng kết hợp tiền xử lý enzyme với n-hexane để thu nhận chất béo từ phôi lúa mì. Hầu hết phôi lúa mì ở Việt Nam được sử dụng làm thức ăn cho gia súc. Do đó, đề tài ―Nghiên cứu thu hồi chất béo từ phôi lúa mì‖có sử dụng enzyme được thực hiện nhằm tận dụng nguồn liệu sẵn có ở Việt Nam để tạo ra sản phẩm có giá trị sử dụng cao. 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.
Lúa mì Lúa mì (Wheat) là một loại hạt ngũ cốc. Tên khoa học Triticum spp. Tên khác: Tiểu mạch.Lúa mì là một trong ba loại ngũ cốc quan trọng của thế giới sau ngô và lúa gạo. Cấu tạo lúa mì Hạt lúa mìcó chiều dài khoảng 5-8 mm và chiều rộng khoảng 2.
Các hạt lúa mì có một nếp gấp dọc theo hạt kéo dài gần đến trung tâm của hạt. Cấu tạo lúa mì gồm 3 phần chính: cám (14-16%), nội nhũ (81-84%), phôi (2-3%). Hạt lúa mì (a) và cấu tạo hạt lúa mì (b) - Cám (Bran): Cám là lớp vỏ ngoài chiếm khoảng 14-16% khối lượng hạt. Nó chứa các chất xơ và bảo vệ các bộ phận bên trong của hạt lúa mì.Chú ý, phân biệt vỏ cám và vỏ trấu.
Vỏ cám của lúa mì khá dày so với lúa gạo. Vỏ trấu của hạt lúa mì hầu như đã bị bóc hết trong quá trình thu hoạch và bảo quản. Cám lúa mì còn chứa nhiềucác chất quan trọng như chất chống oxy hóa, sắt, kẽm, đồng, magiê, vitamin B,… - Nội nhũ (Endosperm): Nội nhũ này chiếm khoảng 81-84% khối lượng hạt và là phần chủ yếu để sản xuất ra bột mì. Nội nhũ là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt, nó 2 chứa phần lớn nhất của protein, carbohydrates và sắt, và các loại vitamin B chính như riboflavin, niacin, thiamin.
Nó cũng là nguồn cung cấp chất xơ. - Phôi (Germ): Phôi chiếm khoảng 2-3% khối lượng của hạt. Phôi là một phần của hạt mà có thể nảy mầm thành cây lúa mì. Phần lớn các chất béo của hạt được chứa trong phôi lúa mì.
Phôi chứa hầu hết các chất dinh dưỡng của lúa mì, đồng thời chứa đựng các enzyme và kháng thể tự nhiên, nhằm đảm bảo cho hạt có khả năng nảy mầm khi rơi vào môi trường thích hợp. Phôi lúa mì chứa nhiều các chất quan trọng như chất chống oxy hóa, vitamin E, vitamin B, axit béo không no,…Do phôi lúa mì chứa nhiều các chất dinh dưỡng nên nó được chiết xuất từ hạt lúa mì và được sử dụng như là một chất dinh dưỡng bổ sung vào thực phẩm. Thành phần hóa học của lúa mì Thành phần dinh dưỡng của lúa mì phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loài, điều kiện gieo trồng và chăm sóc, thời điểm thu hoạch, phương pháp tồn trữ.1: Thành phần hóa học của lúa mì (Alka, 2001) Thành phần Tỷ lệ (%) Nước 12 – 14 Protein 10 – 13 Chất béo 2.5 Tinh bột 60 – 70 Cellulose 2.3 Thành phần vitamin và muối khoáng trong lúa mì Bảng 1.2: Thành phần vitamin và muối khoáng trong lúa mì (Cordain, 1999) Vitamin Hàm lượng (mg/100g) Vitamin B1 ( thiamine) 0.95 Muối khoáng Hàm lượng (mg/100g) Kali (potassium) 363 Natri (sodium) 2 Canxi (calcium) 29 Photpho (phosphorus) 288 Magie (magnesium) 126 Sắt (iron) 3.043 Thành phần amino acid trong lúa mì Bảng 1.3: Thành phần amino acid trong lúa mì (Cordain, 1999) Amino acid Hàm lượng (mg/100g) Tryptophan 160 Threonine 366 Isoleucine 458 Leucine 854 Lysine 335 Methionine 201 Cystine 322 4 Phenylaline 593 Tyrosine 387 Valine 556 Histidine 285 Thành phần acid béo trong lúa mì Bảng 1.4: Thành phần acid béo trong lúa mì (Cordain, 1999) Acid béo Hàm lƣợng (g/100g) 16:0 (palmitic acid) 0.1 Các hợp chất chống oxy hóa Theo Dykes và Rooney (2007) hàm lượng và các hợp chất chống oxy hóa trong lúa mì gồm: các hợp chất phenolic (1342 µg/g nguyên liệu khô). Các hợp chất flavonoid (anthocyanin 93 – 152 µg/g nguyên liệu khô).
Theo nghiên cứu của Morrison, W. (1978) hàm lượng vitamin E (4. Phôi lúa mì Phôi lúa mì là phần nhỏ của hạt lúa mì (khoảng 3%), được xay xát từ hạt lúa mì. Phôi lúa mì tập trung hầu hết các chất dinh dưỡng thiết yếu như các vitamin nhóm B, folate, phốt-pho, kẽm, ma-giê, cũng như các axit béo không no.
Nó cũng là nguồn cung cấp protein và chất xơ rất tốt. Đặc biệt, phôi lúa mì chứa lượng lớn vitamin E, chất chống ô-xi hóa tốt cho da và chống lão hóa. Phôi lúa mì (WG) được công nhận rộng rãi như là một nguồn nguyên liệu bổ dưỡng để đưa vào các công thức sản phẩm thực phẩm. Ứng dụng điển hình là trong sản xuất bánh mì giàu phôi, các loại thực phẩm ăn nhanh và bổ sung vào ngũ cốc bữa sáng và để sản xuất dầu phôi lúa mì (Zhu, 2006).2: Phôi lúa mì Thành phần hóa học của phôi lúa mì Thành phần dinh dưỡng của phôi lúa mì phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại lúa mì, điều kiện xay xát và phương pháp bảo quản.5: Thành phần hóa học của phôi lúa mì (Mahmoud và cộng sự, 2015) Thành phần Tỷ lệ (%) Nước 12.18 Thành phần vitamin và muối khoáng trong phôi lúa mì Bảng 1.6: Thành phần vitamin và muối khoáng trong phôi lúa mì (mg/ 100g phôi lúa mì) (S.Haripriya, 2010) Vitamin Hàm lượng (mg/100g) Vitamin C(Ascorbic Acid) 9.023 Muối khoáng Hàm lượng (mg/100g) Kali (potassium) 892 Natri (sodium) 12 Canxi (calcium) 39 Photpho (phosphorus) 842 Magiê (magnesium) 239 Sắt (iron) 6.0792 Thành phần aminoacid trong phôi lúa mì Bảng 1.7: Thành phần amino acid trong phôi lúa mì (mg/100g lúa mì) (Cordain, 1999) Acid amin Hàm lượng (mg/100g) Tryptophan 317 Threonine 968 Isoleucine 847 Leucine 1571 Lysine 1468 Methionine 456 Cystine 458 Phenylaline 928 Tyrosine 704 Valine 1198 Arginine 1867 Histidine 643 Alanine 1477 Aspartic acid 2070 Glutamic acid 3995 Glycine 1424 Proline 1231 Serine 1102 8 Các hợp chất chống oxy hóa TheoEl Bedawey và cộng sự (2010) hàm lượng và các hợp chất chống oxy hóa trong phôi lúa mì gồm: các hợp chất phenolic (18.66 mg tanic/g nguyên liệu khô).
Các hợp chất flavonoid(1.23 mg quercetin/g nguyên liệu khô). Dầu từ phôi lúa mì Dầu chiếm khoảng 8 – 14% phôi lúa mì,dầu phôi lúa mì chủ yếu được sử dụng trong thực phẩm, các ngành công nghiệp y tế và mỹ phẩm (Zhu, 2006). Dầu phôi lúa mì có một số lợi ích về dinh dưỡng và sức khỏe, chẳng hạn như giảm nồng độ cholesterol, cải thiện thể chất và chống lão hóa (Kahlon, 1989). Các lợi ích này được cho là do nồng độ các hợp chất có hoạt tính sinh học chứa trong phôi lúa mì cao.
Dầu phôi lúa mì là một trong những nguồn tự nhiên giàu α-tocopherol nhất. Thành phần tocopherols (vitamin E) trong dầu phôi lúa mì bao gồm: α-tocopherol 1179 mg/kg, β-tocopherol 398 mg/kg, γ-tocopherol 493 mg/kg, δ-tocopherol 118 mg/kg (Megahad, 2002). Đặc tích hóa lý của dầu phôi lúa mì Chỉ số iod đánh giá mức độ bão hòa của acid béo và chỉ số khúc xạ. Dầu phôi lúa mì có chỉ số iod cao (115.22 gI2/100g dầu) cho thấy hàm lượng acid béo không bão hòavà chỉ số khúc xạ cao.
Đặc tích lý hóa của dầu phôi lúa mì được trình bày ở bảng 1.8: Đặc tích hóa lý của dầu phôi lúa mì (Mahmoud và cộng sự, 2015) Thông số Giá trị Chỉ số khúc xạ 1.44 Chỉ số Acid (mg/g dầu) 13.19 Chỉ số xà phòng (mg/g dầu) 191.15 Chỉ số Ester (mg/g dầu) 177.18 Chỉ số iod (gI2/100g dầu) 115.22 Chỉ số peroxide (meq O2/kg dầu) 16.13 Chất không xà phòng hóa (%) 4.33 9 Thành phần acid béo của dầu phôi lúa mì Bảng 1.9: Thành phần acid béo của dầu phôi lúa mì ( Mahmoud và cộng sự, 2015) Acid béo Tỷ lệ (%) Myristic (C14:0) 0.25 Tổng acid béo no 19.07 Tổng acid béo không no 80.93 Tổng acid béo một nối đôi 17.22 Tổng acid béo nhiều nối đôi 63.92 Ngoài ra trong dầu phôi lúa mì còn có một lượng khá lớn các hợp chất quan trọng khác. Theo nghiên cứu của Veronica Isabela Crăciun (2011) đã công bố một số hợp chất quan trọng sau: β-carotene 1.9 mg/g dầu, Vitamin A 268.6mg/kg dầu và Vitamin D3 9. Công dụng của dầu phôi lúa mì - Dầu phôi lúa mì là một nguồn cung cấp dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe. Đặc biệt là vitamin E.
Vitamin E là chất ổn định nhất cho màng tế bào bằng cách bảo vệ sự chống lại peroxidase tách các axit béo không no. Các acid béo không no này cấu thành một phần không thể thiếu của các phospholipid tìm thấy trong màng tế bào. Vitamin E tác dụng chống oxy hóa của LDL (low-density lipoprotein), theo đó nó ngăn chặn sự kết tủa của chúng trên thành động mạch làm ngăn ngừa xơ vữa động mạch (Barnes, 1983). Ngoài tocopherols, dầu có chứa một tỷ lệ đáng kể của các axit béo không bão 10 hòa đa nối đôi.
Hàm lượng acid linoleic khoảng 44-65% và hàm lượng acid linolenic khoảng 4-10%. Ngoài các thành phần trên, dầu có chứa một số hợp chất tự nhiên khác được chứng minh là có giá trị cho khả năng miễn dịch, tính toàn vẹn của mạch máu và phục hồi các tế bào (Megahad, 2002). - Làm giảm cholesterol trong máu, do đó ngăn ngừa được các cơn đau tim, nhờ thành phần acid béo không no của dầu phôi lúa mì rất cao.
