BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
----- -----
VŨ ĐỨC CHIẾN
“NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT HỖN HỢP AXÍT BÉO OMEGA 3 VÀ
OMEGA 6, VITAMIN E, PHYTOSTEROL TỪ
CẶN KHỬ MÙI DẦU ĐẬU TƯƠNG”
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội - 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
----- -----
VŨ ĐỨC CHIẾN
““NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN
XUẤT HỖN HỢP AXÍT BÉO OMEGA 3 VÀ OMEGA 6,
VITAMIN E, PHYTOSTEROL TỪ CẶN KHỬ MÙI DẦU
ĐẬU TƯƠNG”
Chuyên ngành: Chế biến thực phẩm và đồ uống
Mã số: 62.54.02.01
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS. TS. BÙI QUANG THUẬT
2. GS. TS. PHẠM QUỐC LONG
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội - 2016
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
Đây là công trình nghiên cứu của tôi và một số kết quả cùng cộng tác với
các cộng sự khác;
Các số liệu và kết quả trình bày trong luận án là trung thực, một phần đã
được công bố trên các tạp chí khoa học chuyên ngành với sự đồng ý và cho phép
của các đồng tác giả;
Phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2016
Tác giả
Vũ Đức Chiến
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới
PGS. TS. Bùi Quang Thuật, Viện Công nghiệp thực phẩm; GS. TS. Phạm Quốc
Long, Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam - là những người thầy đã định hướng, truyền dạy những kiến
thức khoa học và giúp đỡ tôi vượt qua những trở ngại và khó khăn trong suốt
thời gian thực hiện luận án.
Tôi trân trọng cảm ơn Đảng ủy, Lãnh đạo Viện Công nghiệp thực phẩm,
các Trung tâm, Bộ môn nghiên cứu, các phòng ban đơn vị trong Viện, đã tạo
điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất và giúp tôi hoàn thành mọi thủ tục cần thiết
trong quá trình làm nghiên cứu.
Bên cạnh đó, tôi cũng đã nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của các
cô chú, anh chị, các bạn đồng nghiệp đã và đang làm việc tại Trung tâm Dầu,
Hương liệu và Phụ gia thực phẩm. Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn tất
cả sự giúp đỡ quý báu đó.
Luận án được thực hiện trong khuôn khổ đề tài cấp Nhà nước “Nghiên
cứu quy trình công nghệ sản xuất các axit béo không thay thế và vitamin E từ
phụ phẩm chế biến dầu thực vật”, mã số: CNHD.ĐT.027/11-13 thuộc chương
trình KH&CN trọng điểm Quốc gia phát triển công nghệ hóa dược đến năm
2020.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân đã
luôn ở bên cạnh chia sẻ, động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi học
tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án của mình.
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2016
Tác giả
Vũ Đức Chiến
MỤC LỤC
1.
2.
3.
4.
5.
5.1.
5.2.
6.
KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC SƠ ĐỒ
DANH MỤC ĐỒ THỊ
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của luận án
Mục tiêu của luận án
Phạm vi nghiên cứu
Nội dung của luận án
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Ý nghĩa khoa học
Ý nghĩa thực tế
Tính mới của luận án
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.
1.2.
1.3.
1.3.1.
1.3.2.
1.3.3.
1.3.3.1.
1.3.3.2.
1.3.3.3.
1.3.3.4.
1.3.3.5.
1.3.3.6.
1.4.
1.4.1.
1.4.2.
Tình hình sản xuất, tiêu thụ dầu đậu tương trong nước và
thế giới
Phụ phẩm chế biến dầu thực vật
Axít béo omega 3 và omega 6
Giới thiệu chung
Tác dụng của axit béo omega-3 và omega-6
Một số axit béo omega-3 và omega 6 điển hình
Axit -linoleic
Axit Eicosapentanoic
Axit Docosapentanoic
Axit Linoleic
Axit gamma linolenic
Axit Arachidonic
Vitamin E
Giới thiệu về vitamin E
Tác dụng của vitamin E
Trang
i
ii
vi
vii
ix
1
1
3
3
3
3
3
4
4
5
5
7
11
11
12
14
14
15
17
18
19
21
22
22
25
1.5.
1.5.1.
1.5.2.
1.6.
1.6.1.
1.6.2.
1.6.2.1.
1.6.2.2.
1.6.2.3.
1.6.2.4.
1.6.3.
1.6.4.
1.6.5.
1.6.5.1.
1.6.5.2.
2.1.
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
2.2.
2.2.1.
2.2.1.1.
2.2.1.2.
2.2.1.3.
2.2.1.4.
Phytosterol
Giới thiệu về phytosterol
Vai trò của các phytosterol
Phương pháp thu nhận hỗn hợp axít béo omega 3 và omega
6, vitamin E và phytosterol từ cặn khử mùi dầu thực vật
Giới thiệu chung về cặn khử mùi dầu đậu tương
Phương pháp thu nhận hỗn hợp axít béo omega 3 và omega 6
Phương pháp tạo phức với urê
Phương pháp kết tinh phân đoạn ở nhiệt độ thấp
Phương pháp chưng cất phân tử
Các phương pháp khác và phương pháp kết hợp
Phương pháp thu nhận phytosterol từ cặn khử mùi dầu đậu
tương
Phương pháp thu nhận vitamin E từ cặn khử mùi dầu đậu
tương
Tình hình nghiên cứu trong nước liên quan đến luận án và
định hướng nghiên cứu của luận án nghiên cứu sinh
Tình hình nghiên cứu trong nước liên quan đến luận án
Định hướng nghiên cứu của luận án nghiên cứu sinh
CHƯƠNG II. NGUYÊN VẬT LIỆU, NỘI DUNG
VÀ PHƯƠNG PHÁP
Nguyên liệu, hoá chất và thiết bị
Nguyên liệu
Hóa chất
Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp phân tích
Xác định độ ẩm của nguyên liệu bằng phương pháp cất cuốn (theo
DĐVN IV 4–2009)
Xác định chỉ số axit theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
6127:2010
Xác định chỉ số este theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
8453:2010
Xác định chỉ số peroxyt theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
6121:2010
28
28
30
32
32
34
35
39
40
40
41
44
49
49
51
54
54
54
54
55
55
55
55
56
56
56
2.2.1.5.
2.2.1.6.
2.2.1.7.
2.2.1.8.
2.2.1.9.
2.2.1.10
2.2.1.11
2.2.1.12
2.2.1.13
2.3.2.
2.3.2.1.
2.3.2.2.
2.3.2.3.
2.3.2.4.
2.3.2.5.
2.3.3.
2.3.4.
3.1.
3.1.1.
3.1.2.
3.2.
Xác định thành phần axít béo theo phương pháp AOCS Ce1e91
Xác định hàm lượng vitamin E tổng bằng phương pháp so màu
Phân tích hàm lượng vitamin E theo Dược điển Việt Nam
Phân tích phytosterol bằng GC-MS
Phân tích xác định mùi, màu sắc và độ trong dầu thực vật theo
TCVN 2627:1993
Phân tích chỉ tiêu vi sinh theo TCVN
Phương pháp định tính urê trong sản phẩm hỗn hợp omega-3 và
omega-6 (28 TCN 184 : 2003)
Phân tích kim loại nặng
Phân tích dư lượng n-hexan theo TCVN 6760:2000
56
Phương pháp công nghệ
Nghiên cứu xử lý cặn khử mùi dầu đậu tương
Nghiên cứu công nghệ thu nhận hỗn hợp axit béo từ cặn khử
mùi dầu đậu tương
Nghiên cứu công nghệ làm giàu hỗn hợp axit béo omega 3 &
omega 6
Nghiên cứu công nghệ tách phytosterol
Nghiên cứu công nghệ tinh chế vitamin E
Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm các sản phẩm
hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6, phytosterol, vitamin E
trên dây chuyền thiết bị pilot quy mô 80kg nguyên liệu/mẻ
Phương pháp xử lý số liệu
59
59
59
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Nghiên cứu lựa chọn và xử lý nguồn phụ phẩm chế biến dầu
thực vật cho mục đích thu nhận hỗn hợp các axít béo
omega-3 & omega-6, phytosterol và vitamin E
Nghiên cứu lựa chọn nguồn phụ phẩm chế biến dầu thực vật
cho mục đích thu nhận hỗn hợp các axít béo omega-3 &
omega-6, phytosterol và vitamin E
Nghiên cứu xử lý cặn khử mùi dầu đậu tương cho mục đích
thu nhận hỗn hợp các axít béo omega-3 & omega-6,
phytosterol và vitamin E
Nghiên cứu công nghệ thu nhận hỗn hợp axit béo từ cặn
khử mùi dầu đậu tương
56
56
57
58
58
58
58
59
64
65
66
67
70
71
71
71
73
77
3.2.1.
3.2.2.
3.2.3.
3.2.4.
3.2.4.1.
3.2.4.2.
3.2.4.3.
3.2.5.
3.2.5.1.
3.2.5.2.
3.2.6.
3.2.6.1.
3.2.6.2.
3.3.
3.3.1.
3.3.2.
3.3.3.
3.3.4.
3.4.
Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thu nhận hỗn hợp axit
béo từ cặn khử mùi dầu đậu tương
Nghiên cứu lựa chọn chất xúc tác cho quá trình etyl este hoá
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ H2SO4 đến quá trình etyl
este hoá
Nghiên cứu xác định các điều kiện thích hợp cho phản ứng
etyl este hoá các axit béo trong cặn khử mùi dầu đậu tương
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ etanol/các axit béo đến quá
trình etyl este hoá
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình etyl este hoá
Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến quá trình etyl este hoá
Nghiên cứu công nghệ chưng cất phân đoạn chân không các
etyl este của các axit béo
Nghiên cứu ảnh hưởng của số đĩa lý thuyết của cột phân đoạn
đến quá trình chưng cất các etyl este của các axit béo
Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất chân không đến quá trình
chưng cất các etyl este của các axit béo
77
Nghiên cứu công nghệ thuỷ phân hỗn hợp etyl este của các
axit béo
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch NaOH 2N/hỗn hợp
etyl este đến quá trình thuỷ phân hỗn hợp etyl este của các axit
béo
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thuỷ phân đến
quá trình thuỷ phân hỗn hợp etyl este của các axit béo
Nghiên cứu công nghệ làm giàu hỗn hợp axit béo omega 3 &
omega 6
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ urê/hỗn hợp axít béo thích
hợp cho quá trình làm giàu hỗn hợp omega 3 và omega 6
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ etanol/hỗn hợp axít béo đến
quá trình làm giàu hỗn hợp omega 3 và omega 6
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tạo phức đến quá trình
làm giàu hỗn hợp omega 3 và omega 6
Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian tạo phức đến quá trình
làm giàu hỗn hợp omega 3 và omega 6
Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất hỗn hợp axit béo
omega 3 và omega 6 từ cặn khử mùi dầu đậu tương
88
78
80
81
81
82
83
85
85
87
89
90
91
93
94
95
97
99
3.5.
3.5.1.
3.5.2.
3.5.3.
3.5.4.
3.5.5.
3.6.
3.6.1.
3.6.1.1.
3.6.1.2.
3.6.1.3.
3.6.2.
3.6.3.
3.7.
3.8.
3.8.1.
3.8.2.
3.8.3.
3.9.
3.9.1.
3.9.1.1.
3.9.1.2.
3.9.1.3.
3.9.2.
Nghiên cứu công nghệ tách phytosterol
Nghiên cứu lựa chọn dung môi kết tinh phytosterol
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/hỗn hợp sản phẩm
đến quá trình tách phytosterol
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ kết tinh đến quá trình
tách phytosterol
Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian kết tinh đến quá trình
tách phytosterol
Nghiên cứu ảnh hưởng của số lần kết tinh đến quá trình tách
phytosterol
Nghiên cứu công nghệ tinh chế vitamin E
Tinh chế vitamin E bằng phương pháp trích ly lỏng - lỏng với
hệ dung môi chọn lọc
Nghiên cứu lựa chọn hệ dung môi để tinh chế vitamin E thô
Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ dung môi/vitamin E thô
Nghiên cứu xác định số lần trích ly thích hợp
103
103
104
Nghiên cứu xác định nhiệt độ kết tinh lạnh
Nghiên cứu lựa chọn hệ dung môi rửa giải cho quá trình tinh
chế viatamin E bằng phương pháp sắc ký cột
Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất phytosterol và
vitamin E từ cặn khử mùi dầu đậu tương
Nghiên cứu phân tích và đánh giá chất lượng các sản phẩm
Phân tích và đánh giá chất lượng sản phẩm hỗn hợp axít béo
omega 3 và omega 6
Phân tích và đánh giá chất lượng sản phẩm vitamin E
Phân tích và đánh giá chất lượng sản phẩm phytosterol
Nghiên cứu phương pháp bảo quản các sản phẩm
Nghiên cứu phương pháp bảo quản sản phẩm hỗn hợp axit
béo omega 3 và omega 6
Nghiên cứu lựa chọn chất chống ôxi hoá để bảo quản sản phẩm
hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6
Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ sử dụng vitamin E cho việc bảo quản
sản phẩm hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đến chất lượng
hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6
112
114
Nghiên cứu phương pháp bảo quản sản phẩm phytosterol và
131
105
106
107
109
109
109
110
111
117
121
121
123
125
127
127
128
129
131
3.10.
3.10.1
3.10.2
3.10.3
3.11.
vitamin E
Thử độ ổn định của các sản phẩm hỗn hợp axit béo omega-3
và omega-6
Các chỉ tiêu cảm quan
Các chỉ tiêu hóa lý
Các chỉ tiêu vi sinh
Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm
các sản phẩm hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6,
phytosterol, vitamin E trên dây chuyền thiết bị pilot, ứng
dụng chúng để sản xuất thực phẩm chức năng và dược phẩm
3.11.1.
132
133
133
136
138
Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm các
sản phẩm hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6, phytosterol,
vitamin E trên dây chuyền thiết bị pilot quy mô 80kg nguyên
liệu/mẻ
3.11.1.1. Hiệu chỉnh các điều kiện công nghệ và thông số kỹ thuật
3.11.1.2. Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất đồng thời hỗn hợp axit
béo omega 3 và omega 6, phytosterol, vitamin E từ cặn khử mùi
dầu đậu tương ở quy mô pilot (80kg nguyên liệu/mẻ)
3.11.1.3. Kết quả sản xuất thử nghiệm hỗn hợp axit béo omega 3 và
omega 6, phytosterol, vitamin E từ cặn khử mùi dầu đậu tương
138
3.11.2
Ứng dụng các sản phẩm của luận án vào thực tế sản xuất
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Kiến nghị
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
147
149
149
150
151
TÀI LIỆU THAM KHẢO
152
PHỤ LỤC
165
4.1
4.2
139
140
146
i
KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
AOAC: Association of Official Agricultural Chemists
BHA: Butylated Hydroxyanisole
BHT: Butylated hydroxytoluene
DM: Dung môi
FAO: Tổ Chức Lương Nông thế giới
GC: Sắc ký khí
GC-MS: Sắc ký khí khối phổ
HDM: Hệ dung môi
HIV: là loại virus làm suy giảm miễn dịch ở người
HPLC: Sắc ký lỏng cao áp
KPH: Không phát hiện
NL: Nguyên liệu
PG: propylene glycol
PP: Phương pháp
TBHQ: Tertiary butylhydroquinone
TCN: Tiêu chuẩn ngành
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TK: độ tinh khiết
TL: Trích ly
TLC: Sắc ký bản mỏng
TPCN: Thực phẩm chức năng
TT: Thứ tự
SP: Sản phẩm
SX: Sản xuất
SXTN: Sản xuất thử nghiệm
USD: đô la Mỹ
USDA: Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ
VN: Việt Nam
VSV: Vi sinh vật
VTM E: Vitamin E
ii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Dự báo cung cầu dầu đậu tương thế giới niên vụ 2015 - 2016 ..... 5
Bảng 1.2. Sản lượng dầu đậu tương trong nước ............................................. 6
Bảng 1.3. Xuất khẩu dầu đậu tương thô của Việt Nam vào các quốc gia ...... 6
Bảng 1.4. Tình hình xuất khẩu dầu đậu tương tinh chế của Việt Nam........... 7
Bảng 1.5. Thành phần cặn xà phòng của quá trình tinh chế một số loại dầu
thực vật ........................................................................................................... 10
Bảng 1.6. Thành phần cặn khử mùi của quá trình tinh chế một số loại dầu thực
vật .................................................................................................................... 11
Bảng 1.7. Hàm lượng vitamin E trong một số loại dầu thực vật .................... 24
Bảng 2.1. Danh sách các thiết bị của dây chuyền thiết bị pilot sản xuất hỗn
hợp axit béo omega 3 & omega 6, phytosterol và vitamin E từ cặn khử mùi
dầu đậu tương quy mô 80kg nguyên liệu/mẻ.................................................. 68
Bảng 3.1. Các thành phần chính trong cặn xà phòng trong quá trình tinh
chế một số loại dầu thực vật ở Việt Nam........................................................ 71
Bảng 3.2. Các thành phần chính trong cặn khử mùi trong quá trình tinh chế
một số loại dầu thực vật ở Việt Nam .............................................................. 72
Bảng 3.3. Kết quả xử lý cặn khử mùi dầu đậu tương ..................................... 73
Bảng 3.4. Chỉ số hóa lý và thành phần hóa học của cặn khử mùi dầu đậu
tương sau khi xử lý.......................................................................................... 74
Bảng 3.5. Thành phần các axit béo của cặn khử mùi dầu đậu tương sau khi
xử lý................................................................................................................. 75
Bảng 3.6. Các dạng tocopherol (VTM E) trong cặn khử mùi dầu đậu tương
sau khi xử lý .................................................................................................... 75
Bảng 3.7. Các dạng phytosterol trong cặn khử mùi dầu đậu tương sau khi xử
lý...................................................................................................................... 76
Bảng 3.8. Kết quả lựa chọn phương pháp thu nhận hỗn hợp axit béo từ cặn
khử mùi dầu đậu tương.................................................................................... 78
iii
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của chất xúc tác đến quá trình etyl este hoá cặn khử
Mùi dầu đậu tương .......................................................................................... 79
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ H2SO4 đến quá trình etyl este hoá............... 80
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ etanol/các axit béo đến quá trình etyl este
hoá ................................................................................................................... 82
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến quá trình etyl este hoá .... 83
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến quá trình etyl este hoá... 84
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của số đĩa lý thuyết của cột phân đoạn đến quá trình
chưng cất các etyl este của các axit béo.......................................................... 86
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của áp suất chân không đến quá trình chưng cất các
etyl este của các axit béo ................................................................................. 87
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch NaOH 2N/hỗn hợp etyl este đến
quá trình thuỷ phân.......................................................................................... 89
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thủy phân đến quá trình thuỷ
phân ................................................................................................................. 90
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của tỷ lệ urê/hỗn hợp axít béo đến quá trình làm giàu
hỗn hợp omega 3 và omega 6.......................................................................... 93
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của tỷ lệ etanol 85%/hỗn hợp axít béo đến quá trình
làm giàu hỗn hợp omega 3 và omega 6........................................................... 95
Bảng 3.20. Ảnh hưởng của nhiệt độ tạo phức đến quá trình làm giàu hỗn hợp
omega 3 và omega 6........................................................................................ 96
Bảng 3.21. Ảnh hưởng của thời gian tạo phức đến quá trình làm giàu hỗn hợp
omega 3 và omega 6........................................................................................ 97
Bảng 3.22. Kết quả lựa chọn dung môi kết tinh phytosterol .......................... 104
Bảng 3.23. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/hỗn hợp sản phẩm đến quá trình
tách phytosterol ............................................................................................... 104
Bảng 3.24. Ảnh hưởng của nhiệt độ kết tinh đến quá trình tách phytosterol . 106
Bảng 3.25. Ảnh hưởng của thời gian kết tinh hiệu suất kết tinh phytosterol . 107
Bảng 3.26. Ảnh hưởng số lần kết tinh đến quá trình tách phytosterol............ 108
iv
Bảng 3.27. Kết quả lựa chọn hệ dung môi cho tinh chế vitamin E thô .......... 110
Bảng 3.28. Kết quả lựa chọn tỷ lệ dung môi/vitamin E thô............................ 111
Bảng 3.29. Kết quả xác định số lần trích ly thích hợp.................................... 112
Bảng 3.30. Kết quả xác định nhiệt độ kết tinh lạnh phytosterol..................... 113
Bảng 3.31. Kết quả lựa chọn hệ dung môi rửa giải tinh chế vitamin E bằng
sắc ký cột ......................................................................................................... 116
Bảng 3.32. Kết quả phân tích các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và an toàn thực
phẩm của sản phẩm hỗn hợp axit béo omega-3 & omega-6........................... 121
Bảng 3.33. Kết quả phân tích thành phần axit béo của sản phẩm hỗn hợp axit
béo omega 3 và omega 6 ................................................................................. 122
Bảng 3.34. Kết quả phân tích các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và an toàn thực
phẩm của sản phẩm vitamin E ........................................................................ 123
Bảng 3.35. Kết quả phân tích hàm lượng và thành phần tocopherol.............. 124
Bảng 3.36. Kết quả phân tích các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và an toàn thực
phẩm của sản phẩm phytosterol ...................................................................... 125
Bảng 3.37. Kết quả phân tích hàm lượng và thành phần phytosterol............. 126
Bảng 3.38. Ảnh hưởng của các chất chống ôxi hoá đến chất lượng sản phẩm hỗn
hợp axit béo omega 3 và omega 6................................................................... 128
Bảng 3.39. Ảnh hưởng của tỷ lệ sử dụng vitamin E đến chất lượng hỗn hợp axit
béo omega 3 và omega 6 ................................................................................. 130
Bảng 3.40. Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đến chất lượng hỗn hợp axit béo
omega 3 và omega 6........................................................................................ 131
Bảng 3.41. Yêu cầu chất lượng của hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6 .. 133
Bảng 3.42. Kết quả phân tích độ ẩm của sản phẩm hỗn hợp axit béo omega 3 và
omega 6 ........................................................................................................... 134
Bảng 3.43. Kết quả phân tích chỉ số peroxyt của sản phẩm hỗn hợp axit béo
omega 3 và omega 6........................................................................................ 135
Bảng 3.44. Hàm lượng các axít béo omega 3 và omega 6 trong sản phẩm hỗn
hợp axít béo không thay thế ............................................................................ 135
v
Bảng 3.45. Kết quả phân tích các chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm hỗn hợp axit béo
omega 3 và omega 6........................................................................................ 136
Bảng 3.46. Kết quả tổng hợp các mẻ sản xuất thử nghiệm sản phẩm hỗn hợp axit
béo omega-3 & omega-6, phytosterol và vitamin E ....................................... 146
vi
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Sơ đồ qui trình tổng quát tinh chế dầu thực vật............................. 8
Sơ đồ 1.2. Sự chuyển hóa của axít béo omega-3 đơn giản -linolenic thành
các axít béo omega-3 giá trị hơn DHA và DPA trong cơ thể con người........ 14
Sơ đồ 1.3. Sơ đồ công nghệ làm giàu hỗn hợp axit béo không no đa nối đôi từ
một số dầu thực vật bằng phương pháp tạo phức với urê ............................... 39
Sơ đồ 1.4. Lược đồ tóm tắt các phương pháp chiết tách vitamin E............... 45
Sơ đồ 1.5. Giản đồ thu nhận đồng thời hỗn hợp axit béo omega 3 & omega 6,
phytosterol và vitamin E từ cặn khử mùi dầu đậu tương................................ 53
Sơ đồ 2.1. Quy trình công nghệ thu nhận hỗn hợp axit béo, phytosterol và
vitamin E bằng phương pháp etyl este hóa ..................................................... 61
Sơ đồ 2.2. Quy trình công nghệ thu nhận hỗn hợp axit béo, phytosterol và
vitamin E bằng phương pháp xà phòng hóa.................................................... 62
Sơ đồ 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất hỗn hợp axit béo omega 3
và omega 6 từ cặn khử mùi dầu đậu tương ..................................................... 102
Sơ đồ 3.2. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất phytosterol và vitamin E từ
cặn khử mùi dầu đậu tương............................................................................. 120
Sơ đồ 3.3. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất thử nghiệm hỗn hợp axit
béo omega 3 và omega 6, phytosterol, vitamin E từ cặn khử mùi dầu đậu
tương ở quy mô pilot (80kg nguyên liệu/mẻ) ................................................. 145
vii
DANH MỤC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1. Ảnh hưởng của chất xúc tác đến quá trình etyl este hóa cặn
khử mùi dầu đậu tương.................................................................................... 79
Đồ thị 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ H2SO4 đến quá trình etyl este hóa............... 81
Đồ thị 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ EtOH/axit béo đến quá trình etyl este hóa .. 82
Đồ thị 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến quá trình etyl este hóa..... 83
Đồ thị 3.5. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến quá trình etyl este hóa ... 84
Đồ thị 3.6. Ảnh hưởng của số đĩa lý thuyết của cột phân đoạn đến quá trình
chưng cất các etyl este của axit béo ................................................................ 87
Đồ thị 3.7. Ảnh hưởng của áp suất chân không đến quá trình chưng cất các
etyl este của axit béo ....................................................................................... 88
Đồ thị 3.8. Ảnh hưởng của tỷ lệ NaOH 2N/hỗn hợp etyl este của các axit béo
đến quá trình thủy phân................................................................................... 90
Đồ thị 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ urê/hỗn hợp axit béo đến quá trình làm giàu
hỗn hợp omega -3 và omega -6....................................................................... 93
Đồ thị 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ EtOH/hỗn hợp axit béo đến quá trình làm
giàu hỗn hợp omega -3 và omega -6 ............................................................... 95
Đồ thị 3.11. Ảnh hưởng của nhiệt độ tạo phức đến quá trình làm giàu hỗn hợp
omega -3 và omega -6 ..................................................................................... 97
Đồ thị 3.12. Ảnh hưởng của thời gian tạo phức đến quá trình làm giàu hỗn hợp
omega -3 và omega -6 ..................................................................................... 98
Đồ thị 3.13. Ảnh hưởng của tỷ lệ DM/hỗn hợp sản phẩm đến quá trình tách
phytosterol ....................................................................................................... 105
Đồ thị 3.14. Ảnh hưởng nhiệt độ kết tinh đến quá trình tách phytosterol ...... 106
Đồ thị 3.15. Ảnh hưởng thời gian kết tinh đến hiệu suất tách phytosterol ..... 107
Đồ thị 3.16. Ảnh hưởng số lần kết tinh đến quá trình tách phytosterol.......... 108
Đồ thị 3.17. Lựa chọn hệ dung môi cho tinh chế vitamin E ........................... 110
Đồ thị 3.18. Kết quả lựa chọn tỷ lệ DM/vitamin E thô................................... 111
viii
Đồ thị 3.19. Kết quả xác định số lần trích ly thích hợp .................................. 112
Đồ thị 3.20. Kết quả xác định nhiệt độ kết tinh lạnh phytosterol ................... 113
ix
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Axit -linolenic............................................................................... 15
Hình 1.2. Axit eicosapentanoic ....................................................................... 16
Hình 1.3. Axit docosahexaenoic ..................................................................... 18
Hình 1.4. Axit linoleic..................................................................................... 19
Hình 1.5. Axit gamma linolenic...................................................................... 20
Hình 1.6. Axit arachidonic .............................................................................. 21
Hình 1.7. Công thức cấu tạo của các dạng đồng phân Vitamin E .................. 23
Hình 1.8. Cấu trúc của một số phytosterol tiêu biểu....................................... 28
Hình 1.9. Tạo phức urê với hỗn hợp axit béo ................................................. 37
Hình 1.10. Thiết bị chưng cất phân tử với wipe-film ..................................... 46
Hình 1.11. Thiết bị chưng cất short-path distillation ...................................... 47
Hình 3.1. TLC lựa chọn hệ dung môi rửa giải cho tinh chế vitamin E........... 115
Hình 3.2. Sắc ký đồ phân tích sản phẩm vitamin E .............................................. 124
Hình 3.3. Sắc ký đồ phân tích sản phẩm phytosterol...................................... 126
Hình 3.4. Sắc ký đồ phân tích sản phẩm hỗn hợp axít béo không thay thế sau
22 tháng lưu giữ .............................................................................................. 136
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Trong nhiều thập niên gần đây, ngành sản xuất dầu thực vật là một trong
những ngành có xu hướng phát triển cao nhất của nông nghiệp toàn cầu với
tốc độ tăng trưởng sản lượng trung bình hàng năm đạt 2,6% đối với dầu và
2,3% đối với khô dầu. Dầu thô thu nhận được từ thực vật bằng phương pháp
ép hoặc trích ly vẫn chưa sử dụng được trong công nghiệp thực phẩm vì nó
còn lẫn nhiều tạp chất. Mặc dù, lượng tạp chất này có trong dầu không nhiều
nhưng nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng và quá trình bảo quản dầu. Do vậy,
dầu thô cần được tinh chế trước khi sử dụng. Trong quá trình tinh chế dầu
chúng ta sẽ thu được hai loại phụ phẩm chính là cặn xà phòng (trong công
đoạn trung hòa) và cặn khử mùi (trong công đoạn khử mùi bằng phương pháp
chưng cất chân không). Các quá trình tinh chế này không chỉ loại đi các tạp
chất không mong muốn còn mất đi một lượng không nhỏ các thành phần dinh
dưỡng như: các axit béo, vitamin E, phytosterol,... đã bị kéo theo trong cặn
khử mùi, cặn xà phòng. Theo thống kê, tổng sản lượng dầu thực vật chính của
thế giới trong năm 2013 khoảng 160 triệu tấn thì chỉ tính riêng cặn khử mùi
(thải ra trong quá trình tinh chế) khoảng 0,5 triệu tấn. Với một khối lượng quá
lớn và có nhiều thành phần có giá trị như vậy nên trong thời gian gần đây,
nguồn phụ phẩm chế biến dầu đã trở thành đối tượng nghiên cứu của hàng
loạt các công trình nghiên cứu trên thế giới và trở thành nguồn nguyên liệu
quý cho sản xuất nhiều loại sản phẩm. Một trong những hướng nghiên cứu và
sản xuất chính hiện nay về nguồn nguyên liệu này là tạo ra các hoạt chất sinh
học tự nhiên để ứng dụng trong sản xuất sản phẩm thực phẩm chức năng, mỹ
phẩm và dược phẩm bởi vì việc sử dụng cặn khử mùi làm nguyên liệu sản
xuất vitamin E, hỗn hợp axit béo omega 3 & omega 6 và phytosterol không
những làm giảm giá thành các sản phẩm này mà còn giảm được giá thành dầu
thực vật tinh chế, đồng thời giải quyết được vấn đề môi trường.
- Xem thêm -