Đặt vấn đề Tại Việt Nam, gấc là loại thực vật được sử dụng nhiều trong ẩm thực và y học nhờ vào giá trị dinh dưỡng đặc biệt là giàu tiền vitamin A. Gấc không chỉ là loại thực vật quen thuộc với cuộc sống hàng ngày, gấc còn có rất nhiều công dụng tốt cho sức khỏe. Loại quả này hiện được chế biến thành nhiều sản phẩm như thực phẩm chức năng xuất khẩu sang các nước trên thế giới. Trong quá trình chế biến các sản phẩm từ gấc, phần hạt và vỏ được loại bỏ hay chỉ được sử dụng như phương thuốc trong y học cổ truyền.
Hạt gấc chiếm khoảng 16% trọng lượng quả và là một nguồn nguyên liệu giàu lipid với hàm lượng hơn 50% và được xem như một trong những nguyên liệu quan trọng để sản xuất dầu thực vật. Vì vậy, việc tìm ra phương pháp trích ly thích hợp nhằm tận dụng tối đa các thành phần trong hạt gấc là cần thiết để tạo ra một sản phẩm dầu thực vật mới bên cạnh các loại có mặt trên thị trường. Đã có nhiều nghiên cứu và công bố khoa học trên thế giới cũng như trong nước liên quan đến gấc chủ yếu đi từ phần thịt quả và lớp màng hạt. Song song đó là một số ít những nghiên cứu được thực hiện trên hạt gấc nhưng chủ yếu là về các hoạt chất hóa thực vật của nó.
Tuy nhiên, hiện tại Việt Nam cũng như trên thế giới chưa quan tâm nhiều đến việc thu nhận dầu từ nguồn phụ phẩm tiềm năng như hạt gấc. Có nhiều phương pháp trích ly dầu từ các nguồn dầu tự nhiên như sử dụng dung môi hữu cơ, chất lỏng siêu tới hạn, hoặc phương pháp trích ly có sự hỗ trợ của enzyme. Mỗi phương pháp đều có những thách thức riêng và đòi hỏi yêu cầu kĩ thuật đặc thù. Trong đó, phương pháp thu nhận dầu có sự hỗ trợ của emzyme và dung môi ethanol là một trong những giải pháp tiềm năng để ứng dụng ở các nước đang phát triển và đã được sử dụng rộng rãi để khai thác dầu của nhiều loại hạt.
Do đó, “Nghiên cứu trích ly dầu hạt gấc (Momordica Cochinchinensis) bằng ethanol và bước đầu nghiên cứu tiền xử lý nhiệt kết hợp enzyme để trích ly bằng dung môi nước” được thực hiện với mục tiêu vừa tận dụng được nguồn phụ liệu giàu tiềm năng, giảm thiểu các vấn đề về môi trường, đa dạng hóa sản phẩm cũng như nâng cao giá trị kinh tế của cây trồng. Mục tiêu của đề tài Khảo sát phương pháp trích ly dầu hạt gấc bằng ethanol và phương pháp enzyme kết hợp với dung môi nước khi có và không có tiền xử lý nhiệt nguyên liệu ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dầu hạt gấc. Từ đó, so sánh được phương pháp trích ly dầu hạt gấc phù hợp. Nội dung nghiên cứu Nội dung luận văn tập trung vào các nghiên cứu sau: - Tổng quan về nguyên liệu, các phương pháp trích ly dầu bằng dung môi, enzyme và các nghiên cứu liên quan.
- Khảo sát các tính chất hóa lý của nguyên liệu. - Khảo sát các yếu tố của quá trình trích ly có và không có tiền xử lý nhiệt nguyên liệu ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dầu hạt gấc bằng ethanol. - Khảo sát các yếu tố của quá trình trích ly có và không có tiền xử lý nhiệt nguyên liệu ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dầu hạt gấc bằng phương pháp enzyme kết hợp dung môi nước. - Phân tích tính chất hóa lý của sản phẩm dầu hạt gấc.
3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2. Tổng quan về nguyên liệu gấc 2. Phân loại khoa học và nguồn gốc của gấc Phân loại khoa học: Giới (Kingdom) : Plantae Bộ (Order) : Cucurbitales Họ (Familia) : Cucurbitaceae Chi (Genus) : Momordica Loài (Species) : Momordica cochinchinensis Nguồn gốc: Gấc có tên khoa học Momordica cochinchinensis, là một loại cây thân thảo, dây leo được trồng ở khắp các quốc gia trong khu vực Đông Nam Á và Đông Bắc Úc, bao gồm: Thái Lan, Lào, Myanmar, Campuchia và Việt Nam. Hiện nay, cây gấc được gọi với nhiều tên gọi khác nhau theo các ngôn ngữ ở bảng sau: [1] Bảng 2.
Tên gọi của gấc theo các ngôn ngữ khác nhau Ngôn ngữ Tên gọi của gấc Latin Momordeca cochinchinensis Spreng Muricia cochinchinensis Luor Muricia mixta Roxb Anh Spiny bitter gourd Sweet gourd Cochinchin gourd Trung Quốc Mộc miết tử Nhật Bản Kushika Mokubetsushi Thái Lan Fak Khaao Việt Nam Gấc Ở Việt Nam cây gấc thường được trồng bằng hạt hoặc bằng đoạn dây bánh tẻ vào tháng 2 đến tháng 3 âm lịch, ra hoa vào tháng 6 đến tháng 8, kết quả từ tháng 8 4 đến tháng 11. Người ta trồng loại cây này có thể một lần nhưng thu hoạch trong nhiều năm, sản phẩm thu hoạch là quả chín, màng bao quanh hạt dùng để ép dầu và hạt dùng để làm thuốc. Gần đây Gấc được quan tâm và bắt đầu trồng nhiều ở các khu vực như Thái Bình, Hòa Bình, Cần Thơ, An Giang, Hậu Giang, Vĩnh Long, Kiên Giang, Tiền Giang, Đồng Nai, Tây Ninh và Đăk Nông. Đặc điểm sinh thái và phân loại của gấc Đặc điểm sinh thái: Cây gấc là một loài cây thân leo lâu năm, chiều dài của cây có thể dài đến 15m.
Cây được chia làm cây đực và cây cái riêng biệt. Thân cây có tiết diện góc, nhờ các tua cuốn ở nách lá mà cây bám vào các cọc cây hoặc thân cây khác để leo rất ra. Lá cây mọc so le, to khoảng bằng bàn tay và có màu xanh. Lá mọc so le, có 3- 5 thuỳ màu lục sẫm, gốc hình tim, lúc đầu có lông ở mặt trên, sau nhẵn; gân 5 hình chân vịt, mép lá nguyên hoặc có răng thưa không đều; cuống lá dài 2-3 cm, có tuyến ở phần giáp với gốc lá; tua cuốn to, đơn.
Hoa đực và hoa cái riêng trên cùng một cây; hoa đực mọc ở kẽ lá, lá bắc hình thận to và rộng; đài có ống ngắn, các thùy hình tam giác nhọn, màu lam sẫm; tràng 5 cánh, màu trắng hoặc ngà vàng, hình trứng thuôn, có lông dày ở mặt trong; nhị 5; hoa cái có lá bắc nhỏ, bầu xù xì. Quả hình bầu dục hoặc hình trứng, có cuống mập, đầu tù hoặc hơi nhọn, dài 12-17cm, mặt ngoài có rất nhiều gai nhọn, khi chín màu đỏ; hạt dẹt, màu đen hoặc xám đen, vỏ ngoài rất cứng có răng tù ở mép, dày 5 - 6 mm. Mùa hoa quả tháng 7 – 12. Quả gấc sẽ chín sau khoảng 5 tháng cỡ từ khi cây ra hoa.
Lúc còn non quả gấc sẽ có màu xanh, khi chín sẽ dần chuyển sang màu vàng, màu cam rồi màu đỏ. Quả gấc có vị nhẹ, phần thịt gấc có màu đỏ cam. Bên trong quả gấc có cùi quả màu vàng và màng hạt màu đỏ. Vào mùa gấc, mỗi cây gấc có thể cho ra từ 30 – 60 quả và mùa thu hoạch thường kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12.
Cấu tạo quả gấc (1) Vỏ quả; (2) Thịt quả; (3) Múi quả; (4) Lõi; (5) Màng hạt; (6) Hạt Hạt gấc có màu nâu thẫm, dẹp, có cạnh. Hạt gấc Phân loại: Ở Việt Nam, gấc được trồng từ rất lâu đời và được phân ra làm 02 loại chủ yếu: gấc nếp và gấc tẻ. Đặc điểm chính của 2 loại này được thể hiện ở bảng sau: 6 Bảng 2.2: Đặc điểm của gấc nếp và gấc tẻ Đặc điểm Gấc nếp Gấc tẻ Kích thước quả Quả thường to Trung bình hoặc nhỏ Số lượng hạt Nhiều Tương đối ít Vỏ quả Ít gai, dai to Nhiều gai, gai nhỏ và nhọn Khi chín có màu đỏ cam, Bên trong thịt gấc có màu Đặc điểm quả khi bổ ra bên trong vàng tươi, vàng nhạt, lớp màng bao chín hạt được bao bọc một lớp bọc hạt mỏng và đỏ nhạt màng dày có màu đỏ. Thành phần hóa học của gấc Trong thành phần hóa học của thịt gấc giàu thành phần dinh dưỡng như: carotenoid, acid béo thiết yếu và các hợp chất khác như vitamin tan trong chất béo như α - tocopherol (vitamin E), hợp chất phenolic, flavonoid và vitamin C.
[2] Gấc chứa hàm lượng carotenoid cao đặc biệt là lycopen và β-caroten ở tất cả các bộ phận (màng hạt, cùi và vỏ) lên đến 500 mg/100 g. Bảng bên dưới tổng hợp các nghiên cứu liên quan đến thành phần carotenoid có trong gấc: Bảng 2.3: Thành phần carotenoid có trong màng gấc (mg/100g) Thành phần carotenoid Tổng hàm lượng Nguồn tham khảo β - carotene Lycopene carotenoid Aoki et al., 2002 10,10 38,00 48,10 Ishida et al., 2004 71,80 222,70 294,50 Vuong et al., 2006 8,30 40,80 49,70 Nhung et al., 2010 37,90 372,80 410,70 Kubola and Siriamornpun, 2011 800,00 702,00 1502,00 Tran et al., 2016 33,00 45,00 78,00 Ngoài ra, trong gấc còn chứa cả acid béo bão hòa và acid béo không bão hòa. Thành phần acid béo có trong màng gấc được thể hiện ở bảng sau: 7 Bảng 2.4: Hàm lượng các acid béo có trong màng gấc (tính theo % so với hàm lượng tổng acid béo) Hàm lượng (%) theo các nguồn Kha Thành phần acid béo Vuong Ishida Mai Bruno et có trong màng gấc et al. Công dụng của gấc ➢ Trong thực phẩm: - Dùng làm chất tạo màu cho thực phẩm.
- Sản xuất dầu màng gấc. - Chất phụ gia cho thực phẩm. ➢ Tác dụng dược lý: [3] - Chất béo có trong hạt gấc chứa carotenoid và các chất dinh dưỡng tan trong chất béo lợi ích cho cơ thể. - Nhờ hàm lượng các chống oxy hóa cao mà gấc có khả năng tăng cường hệ miễn dịch và có tác dụng tốt với những bệnh nhân bị các bệnh về tim mạch, ung thư, đục thủy tinh thể, thoái hóa điểm vàng.
+ Đối với mắt: gấc chứa các chất dinh dưỡng tốt cho mắt như vitamin E, β- carotene và lycopene, vitamin C, kẽm. Ngoài ra, Lutein và Zeaxanthin có trong gấc 8 là hai chất tạo nên sắc tố màu vàng trong hoàng điểm võng mạc của con người, giúp giảm nguy cơ bị đục thủy tinh thể. + Bổ sung vitamin A: nhờ có nồng độ β-carotene (tiền vitamin A) cao mà dầu gấc giúp hỗ trợ ngăn ngừa và điều trị thiếu vitamin A. Ngăn chặn tình trạng quáng gà, chống lại các bệnh truyền nhiễm.
+ Chống lão hóa: các chất chống oxy hóa trong gấc có khả năng làm giảm sự mất cân bằng oxy hóa, chống lại quá trình lão hóa của cơ thể. + Chăm sóc da: beta-carotene và lycopene giúp da khỏe mạnh và đẹp hơn, làm sáng da, cải thiện nếp nhăn, bảo vệ da khỏi quá trình lão hóa. Hạt gấc Hạt gấc chiếm khoảng 16,8% trọng lượng của quả, là sản phẩm phụ của ngành chế biến gấc. Hạt gấc có hình hơi dẹt, màu đen, mép có răng cưa, nhiều đường vân lõm, vỏ cứng, nhìn giống con ba ba nên còn gọi là con ba ba gỗ.
