Nghiên cứu phương pháp xác định các axit béo trong một số loại dầu mỡ động, thực vật Việt Nam bằng kỹ thuật sắc ký

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
  




VÕ THỊ VIỆT DUNG




NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
CÁC AXIT BÉO TRONG MỘT SỐ LOẠI DẦU MỠ
ĐỘNG, THỰC VẬT VIỆT NAM
BẰNG KỸ THUẬT SẮC KÝ





LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội – 2012


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
  



VÕ THỊ VIỆT DUNG



NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
CÁC AXIT BÉO TRONG MỘT SỐ LOẠI DẦU MỠ
ĐỘNG, THỰC VẬT VIỆT NAM
BẰNG KỸ THUẬT SẮC KÝ


Chuyên ngành: HÓA PHÂN TÍCH
Mã số: 62 44 29 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC



Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN XUÂN TRUNG
PGS.TSKH. LƢU VĂN BÔI

Hà Nội – 2012



MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CÁM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v
DANH MỤC CÁC BẢNG viii
DANH MỤC CÁC HÌNH xi
MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 3
1.1. Đại cƣơng về chất béo và axit béo 3
1.1.1. Khái niệm 3
1.1.2. Phân loại 3
1.1.3. Tính chất lý, hóa học 8
1.1.4. Vai trò của chất béo và axit béo 10
1.1.5. Thành phần và nguồn chất béo 13
1.2. Các phƣơng pháp định lƣợng chất béo và axit béo 15
1.2.1. Phương pháp chuẩn độ 15
1.2.2. Phương pháp quang phổ hồng ngoại chuyển đổi Fourier 15
1.2.3. Phương pháp sắc ký 17
1.3. Điều chế metyl este axit béo 27
1.3.1. Các phương pháp điều chế FAME 27

1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng điều chế FAME 30
1.4. Quy hoạch hóa thực nghiệm tìm điều kiện tối ƣu xác định các
axit béo 32
CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34
2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 34
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu 34
2.1.2. Nội dung nghiên cứu 34
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 34
2.2.1. Khảo sát tìm điều kiện tối ưu của phương pháp GC/FID 35
2.2.2. Chuyển đổi DMĐTV thành FAME 38
2.2.3. Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp phân tích 43
2.2.4. Xác định axit béo trong các mẫu DMĐTV Việt Nam 47
2.2.5. Xử lý số liệu thực nghiệm 48




2.3. Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị, dụng cụ 51
2.3.1. Nguyên liệu 51
2.3.2. Hóa chất 53
2.3.3. Thiết bị 55
2.3.4. Dụng cụ 56
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 57
3.1. Nghiên cứu tối ƣu hóa điều kiện GC/FID xác định các FAME 57
3.1.1. Tối ưu hóa điều kiện GC/FID theo phương pháp đơn biến 57
3.1.2. Tối ưu hóa điều kiện GC/FID theo phương pháp đa biến 65
3.2. Nghiên cứu chuyển đổi DMĐTV thành FAME 73
3.2.1. Kiểm tra hàm lượng axit béo tự do, lựa chọn quy trình
chuyển đổi 73
3.2.2. Nghiên cứu quá trình chuyển đổi este DMĐTV với xúc tác

kiềm 75
3.2.3. Nghiên cứu quá trình este hóa DMĐTV với xúc tác axit 84
3.2.4. Kết luận về điều kiện tối ưu quá trình chuyển đổi DMĐTV
thành FAME 92
3.3. Xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp phân tích 93
3.3.1. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện và giới
hạn định lượng 93
3.3.2. Khảo sát độ lặp lại 97
3.3.3. Xác định độ đúng và hiệu suất thu hồi 103
3.3.4. Kiểm tra đối chứng kết quả phân tích 112
3.4. Phân tích mẫu thực tế 113
3.4.1. Chuyển đổi DMĐTV thành FAME 113
3.4.2. Xác định axit béo trong các mẫu DMĐTV Việt Nam 118
KẾT LUẬN 131
KIẾN NGHỊ 132
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 133
TÀI LIỆU THAM KHẢO 134
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

A
:
Acid index – chỉ số axit
AA
:
Arachidonic Acid
Ace

:
Acetone
ACN
:
Acetonitril
ADAM
:
9-Anthryldiazomethane
AKD
:
Ankyl Leten Dimer
ALA
:
α-Linolenic Acid
AOAC
International
:
Association of Official Analytical Chemist International – Hiệp
hội các nhà Hóa học phân tích quốc tế
APCI
:
Atmospheric pressure chemicals ionization – ion hóa hóa học ở áp
suất thường
BDF
:
Biodiesel fuel - nhiên liệu sinh học
BrMAC
:
4-Bromomethyl-7-acetoxy-coumarin
BrMMC

:
4-Bromo-7-methoxy-coumarin
CETT
:
Catalyzed end-point thermometric titrimetry – chuẩn độ nhiệt kế
tự động
dđ
:
Dự đoán
DGLA
:
Dihomo-γ-linolenic Acid
DHA
:
Docosahexaenoic Acid
DMĐTV
:
Dầu mỡ động, thực vật
DME
:
Dimethyl ete
ĐV
:
Động vật
ECD
:
Electrochemical detector – detector điện hóa
EFA
:
Essential Fatty Acid – axit béo thiết yếu

ELSD
:
Eaporative light-scattering detector – detector tán xạ ánh sáng bay
hơi
EPA
:
Eicosapentaenoic Acid
ESI
:
Electrospray ionization – ion hóa phun điện
EU
:
European – Châu Âu
FA
:
Fatty acid – axit béo


FAME
:
Fatty acid methyl ester – metyl este axit béo
FAOSTAT
:
Food and agriculture organization of the united nations – tổ chức
nông lương Liên Hiệp Quốc
FD
:
Fluorescence detector – detector huỳnh quang
FFA
:

Free fatty acid – axit béo tự do
FID
:
Flame ionization detector – detector ion hóa ngọn lửa
FTIR
:
Fourier transformation infrared spectroscopy – quang phổ hồng
ngoại chuyển đổi Fourier
FT-MIR
:
Fourier transformation mid infrared spectroscopy – quang phổ
trung hồng ngoại chuyển đổi Fourier
FT-NIR
:
Fourier transformation near infrared spectroscopy – quang phổ
hồng ngoại gần chuyển đổi Fourier
GC
:
Gas chromatography – sắc ký khí
GC/FID
:
Gas chromatography flame ionization detector – sắc ký khí
detertor ion hóa ngọn lửa
GC/MS
:
Gas chromatography mass spectrometry – sắc ký khí khối phổ
GLA
:
–Linolenic Acid
HC

:
Hydrocacbon
HPLC
:
High performance liquid chromatography – sắc ký lỏng hiệu năng
cao
HSHQ
:
Hệ số hồi quy
IS
:
Internal standard – nội chuẩn
ISO
:
International Organization for Standardization – Tổ chức tiêu
chuẩn quốc tế
LA
:
Linoleic Acid
LC
:
Liquid chromatography – sắc ký lỏng
MAX
:
Maximum – giá trị cực đại
MG
:
Monoglyxerit
MIN
:

Minimum – giá trị cực tiểu
MS
:
Mass spectrometry – phổ khối lượng
MUFA
:
Monounsaturated Fatty Acid – axit béo không no 1 nối đôi
NEFA
:
Non-Essential Fatty Acid – axit béo không thiết yếu


NNFCC
:
The UK’s National Center for Biorenewable Energy, Fuels and
Materials – Trung tâm năng lượng, nhiên liệu và vật liệu Vương
Quốc Anh
PDAM
:
1-Pyrenyldiazomethane
PS-NB
:
Poly (4-nitrobenzyl-p-styrenesulfonate)
PS-PE
:
Poly (2-phthalimino-ethyl-p-styrenesulfonate)
PTHQ

:
Phương trình hồi quy

PTSA
:
p-Toluensunfonic acid
PUFA
:
Polyunsaturated Fatty Acid – axit béo không no nhiều nối đôi
R
:
Resolution – Hệ số phân giải
RID
:
Refractive index detector – detector chỉ số khúc xạ
rpm
:
Round per minute – Vòng/phút
RSD
:
Relative standard deviation – Độ lệch chuẩn tương đối

RSM
:
Response surface method

–
phương pháp bề mặt đáp ứng (
phương
pháp mặt mục tiêu)
SFA
:

Saturated Fatty Acid – axit béo no
TAG
:
Triaxylglyxerol
TFA
:
Trans Fatty Acid – axit béo có cấu hình trans
TG
:
Triglyxerit
THF
:
Tetrahydrofuran
tn
:
Thực nghiệm
tu
:
Tối ưu
UFLC
:
Ultra fast liquid chromatography –sắc ký lỏng hiệu năng cao siêu
nhanh
UV–VIS
:
Ultraviolet - visible absorption detector Ultraviolet visible
spectrophotometry – quang phổ tử ngoại khả kiến
v/v
:
Volume/volume – Thể tích/thể tích

Vilas
:
Vietnamese Laboratory Accreditation Scheme – Hệ thống công
nhận phòng thí nghiệm Việt Nam
w/w
:
Weight/weight – Khối lượng/khối lượng


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Các SFA thường gặp trong DMĐTV 5
Bảng 1.2. Các USFA thường gặp trong DMĐTV 6
Bảng 1.3. Tiềm năng của một số cây có dầu dùng cho sản xuất biodiesel 12
Bảng 1.4. Hàm lượng chất béo tổng số (% khối lượng khô) trong một số sản
phẩm động, thực vật Việt Nam 14
Bảng 1.5. Tình hình sản xuất các loại cây trồng, động vật nuôi cho dầu mỡ
của Việt Nam 14
Bảng 1.6. Một số pha tĩnh thông dụng dùng để
phân tích FAME bằng GC 20
Bảng 1.7. Các điều kiện GC/FID phân tích FAME trong một số đối tượng 22
Bảng 2.1. Cách pha các dung dịch chuẩn làm việc 44
Bảng 2.2. Thành phần các FAME trong chuẩn hỗn hợp 37 FAME 10 mg/ml 53
Bảng 2.3. Thành phần các FAME trong chuẩn hỗn hợp 25 FAME 10 mg/ml 55
Bảng 3.1. Mức cơ sở và khoảng biến thiên các nhân tố khảo sát của GC/FID
theo mô hình hồi quy bậc hai tâm trực giao 65
Bảng 3.2. Kết quả thực nghiệm tìm điều kiện GC/FID tách và xác định các
FAME theo mô hình hồi quy bậc hai tâm trực giao 66
Bảng 3.3. Kết quả phân tích ảnh hưởng của các nhân tố khảo sát đến khả
năng tách các FAME (I) và độ lệch chuẩn tương đối của tỉ lệ diện tich pic

FAME/IS (II) của GC/FID theo mô hình hồi quy bậc hai tâm trực giao 67
Bảng 3.4. Điều kiện tối ưu của GC/FID và kết quả tách và xác định các
FAME 72
Bảng 3.5. Kết quả xác định hàm lượng FFA trong nguyên liệu DMĐTV 74
Bảng 3.6. Mức cơ sở và khoảng biến thiên các nhân tố khảo sát của quá trình
điều chế FAME một giai đoạn 76
Bảng 3.7. Thực nghiệm khảo sát các điều kiện chuyển hóa một giai đoạn
điều chế FAME từ mỡ cá basa theo mô hình tối ưu hóa bậc hai tâm trực giao 77


Bảng 3.8. Kết quả phân tích ảnh hưởng của các nhân tố khảo sát đến hiệu
suất chuyển hóa FAME từ mỡ cá basa theo mô hình hồi quy bậc hai tâm trực
giao 78
Bảng 3.9. Điều kiện tối ưu và hiệu suất của quá trình chuyển đổi este xúc tác
kiềm điều chế FAME từ mỡ cá basa 81
Bảng 3.10. Một số kết quả chuyển đổi DMĐTV thành FAME qua phản ứng
transeste hóa xúc tác kiềm 83
Bảng 3.11. Mức cơ sở và khoảng biến thiên các nhân tố khảo sát của quá
trình este hóa xúc tác axit dầu hạt cao su 85
Bảng 3.12. Thực nghiệm khảo sát các điều kiện phản ứng este hóa xúc tác
axit dầu hạt cao su theo mô hình hồi quy bậc hai tâm trực giao 86
Bảng 3.13. Kết quả phân tích ảnh hưởng của các nhân tố khảo sát đến hiệu
suất phản ứng este hóa xúc tác axit dầu hạt cao su theo mô hình hồi quy bậc
hai tâm trực giao 87
Bảng 3.14. Điều kiện tối ưu và hiệu suất của phản ứng este hóa xúc tác axit
dầu hạt cao su 90
Bảng 3.15. Một số kết quả nghiên cứu phản ứng este hóa xúc tác axit
DMĐTV 92
Bảng 3.16. Phương trình hồi quy, khoảng tuyến tính, giới hạn phát hiện, giới
hạn định lượng các FAME của phương pháp phân tích 95

Bảng 3.17. Độ lặp lại thời gian lưu của mẫu chuẩn hỗn hợp 37 FAME 20-40-
60 ppm 98
Bảng 3.18. Độ lặp lại tỉ lệ diện tích pic FAME/IS của mẫu chuẩn hỗn hợp 37
FAME 20-40-60 ppm 100
Bảng 3.19. Độ lặp lại về hàm lượng FAME điều chế từ mỡ lợn (mg/g) 102
Bảng 3.20. Độ đúng và hiệu suất thu hồi của phương pháp phân tích với mẫu
mỡ cá basa 103
Bảng 3.21. Độ đúng và hiệu suất thu hồi của phương pháp phân tích với mẫu
mỡ lợn 105


Bảng 3.22. Độ đúng và hiệu suất thu hồi của phương pháp phân tích với mẫu
dầu đậu nành 106
Bảng 3.23. Độ đúng và hiệu suất thu hồi của phương pháp phân tích với mẫu
dầu mè 107
Bảng 3.24. Độ đúng và hiệu suất thu hồi của phương pháp phân tích với mẫu
dầu lạc 108
Bảng 3.25. Độ đúng và hiệu suất thu hồi của phương pháp phân tích với mẫu
dầu dừa 109
Bảng 3.26. Độ đúng và hiệu suất thu hồi của phương pháp phân tích với mẫu
dầu hạt cao su 110
Bảng 3.27. Độ đúng và hiệu suất thu hồi của phương pháp phân tích với mẫu
dầu hạt jatropha 111
Bảng 3.28. So sánh kết quả phân tích và kết quả kiểm nghiệm một số axit
béo của mẫu mỡ cá basa và mẫu dầu mè Việt Nam 112
Bảng 3.29. Độ chuyển hóa thành FAME của các mẫu DMĐTV 114
Bảng 3.30. Kết quả tách và xác định axit béo của mẫu mỡ cá basa và mỡ lợn
(n=6) 120
Bảng 3.31. Kết quả tách và xác định axit béo của mẫu dầu đậu nành, dầu mè,
dầu lạc, dầu dừa (n=6) 122

Bảng 3.32. Kết quả tách và xác định axit béo của mẫu dầu hạt cao su và dầu
hạt jatropha (n=6) 126


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Sinh tổng hợp các axit béo từ EFA trên người và động vật 7
Hình 1.2. Sinh tổng hợp các axit béo NEFA trên người và động vật 7
Hình 1.3. Phổ IR của diesel sinh học và diesel dầu mỏ 16
Hình 2.1. Quy trình chế biến dầu thực vật từ các loại hạt đậu đỗ và cơm dừa 52
Hình 3.1. Sắc đồ GC/FID mẫu chuẩn hỗn hợp 37 FAME 20-40-60 ppm khi
phân tích bằng cột Equity-5 (30m × 0,25mm × 0,25 m) 58
Hình 3.2. Sắc đồ GC/FID mẫu chuẩn hỗn hợp 37 FAME 20-40-60 ppm khi
phân tích bằng cột SP
TM
-2560 (100m × 0,25mm × 0,2 m) 58
Hình 3.3. Sắc đồ GC/FID mẫu chuẩn hỗn hợp 37 FAME 20-40-60 ppm khi
sử dụng khí mang N
2
, tốc độ 20 cm/s 59
Hình 3.4. Sắc đồ GC/FID mẫu chuẩn hỗn hợp 37 FAME 20-40-60 ppm khi
sử dụng khí mang He, tốc độ 20 cm/s 60
Hình 3.5. Ảnh hưởng của tốc độ pha động đến khả năng tách các FAME 61
Hình 3.6. Ảnh hưởng của tốc độ tăng nhiệt của cột tách đến khả năng tách
các FAME 62
Hình 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ ban đầu của cột tách đến khả năng tách
các FAME 63
Hình 3.8. Ảnh hưởng của tỉ lệ bơm chia dòng đến độ lặp lại tương đối của tỉ
lệ diện tích pic FAME/IS 64
Hình 3.9. Ảnh hưởng của các nhân tố khảo sát của GC/FID đến khả năng

tách các FAME (Y
1
) và độ lệch chuẩn tương đối của tỉ lệ diện tích pic
FAME/IS (Y
2
) 69
Hình 3.10. Sự biến thiên khả năng tách các FAME theo tốc độ pha động (18
– 25 cm/s) và tốc độ tăng nhiệt của cột tách (2 – 4
0
C/phút) khi cố định nhiệt
độ ban đầu của cột tách (60
0
C) và tỉ lệ bơm chia dòng (10:1) 70
Hình 3.11. Sự biến thiên độ lệch chuẩn tương đối của tỉ lệ diện tích pic
FAME/IS theo tốc độ pha động (18 – 25 cm/s) và nhiệt độ ban đầu của cột
tách (60 – 140
0
C) khi cố định tốc độ tăng nhiệt của cột tách (4
0
C/phút) và tỉ
lệ bơm chia dòng (200:1) 70


Hình 3.12. Tương quan giữa giá trị thực nghiệm khả năng tách các FAME và
giá trị dự đoán từ mô hình 71
Hình 3.13. Tương quan giữa giá trị thực nghiệm độ lệch chuẩn tương đối của
tỉ lệ diện tích pic FAME/IS và giá trị dự đoán từ mô hình 71
Hình 3.14. Ảnh hưởng của các nhân tố khảo sát đến hiệu suất phản ứng
chuyển đổi este xúc tác kiềm mỡ cá basa 80
Hình 3.15. Tương quan giữa giá trị thực nghiệm hiệu suất phản ứng chuyển

hóa este xúc tác kiềm mỡ cá basa và giá trị dự đoán từ mô hình 81
Hình 3.16. Ảnh hưởng của các nhân tố khảo sát đến hiệu suất phản ứng este
hóa xúc tác axit dầu hạt cao su 88
Hình 3.17. Sự biến thiên hiệu suất phản ứng este hóa xúc tác axit dầu hạt cao
su theo tỉ lệ mol metanol/dầu (3/1–9/1) và hàm lượng dung môi (10–50%)
khi cố định hàm lượng xúc tác (1,25%) và thời gian phản ứng (3,5 giờ) 89
Hình 3.18. Tương quan giữa giá trị thực nghiệm của hiệu suất phản ứng este
hóa xúc tác axit dầu hạt cao su và giá trị dự đoán từ mô hình 90
Hình 3.19. Đường chuẩn định lượng C16:0 từ 6 đến 150 ppm 94
Hình 3.20. Đường chuẩn định lượng C18:2n6c từ 2 đến 50 ppm 94
Hình 3.21. Quy trình transeste hóa xúc tác kiềm DMĐTV 113
Hình 3.22. Quy trình este hóa xúc tác axit DMĐTV 114
Hình 3.23. Sắc đồ UFLC của mẫu nội chuẩn 115
Hình 3.24. Sắc đồ UFLC của mẫu nguyên liệu mỡ cá basa 116
Hình 3.25. Sắc đồ UFLC của mẫu FAME chuyển đổi từ mỡ cá basa 117
Hình 3.26. Sắc đồ GC/FID của mẫu FAME điều chế từ mỡ cá basa 119
Hình 3.27. Sắc đồ GC/FID của mẫu FAME điều chế từ mỡ lợn 119
Hình 3.28. Sắc đồ GC/FID của mẫu FAME điều chế từ dầu đậu nành 123
Hình 3.29. Sắc đồ GC/FID của mẫu FAME điều chế từ dầu mè 123
Hình 3.30. Sắc đồ GC/FID của mẫu FAME điều chế từ dầu lạc 124
Hình 3.31. Sắc đồ GC/FID của mẫu FAME điều chế từ dầu dừa 124
Hình 3.32. Sắc đồ GC/FID của mẫu FAME điều chế từ dầu hạt cao su 127
Hình 3.33. Sắc đồ GC/FID của mẫu FAME điều chế từ dầu hạt jatropha 127


MỞ ĐẦU

Dầu mỡ động, thực vật đóng vai trò to lớn trong việc cung cấp dinh dưỡng
thiết yếu cho cơ thể sống dưới dạng thức ăn, thực phẩm chức năng, làm nguyên liệu
chế biến thức ăn gia súc, nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học (biodiesel), …

Dưới dạng thực phẩm thiết yếu, nếu sử dụng và tiêu thụ dầu mỡ động, thực
vật đúng cách, đúng hàm lượng chất béo sẽ cân bằng được dinh dưỡng và kiểm soát
bệnh tật. Với các loại dầu mỡ động, thực vật có hàm lượng dinh dưỡng thấp, dầu
mỡ thải hoặc đã qua sử dụng, dầu mỡ động, thực vật không ăn được như dầu hạt
jatropha, cao su, thầu dầu, tảo,… có thể sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất
biodiesel. Đây được xem là nguồn năng lượng thay thế đầy tiềm năng. Tuy nhiên
một trong những nhược điểm của biodiesel là sản xuất theo mẻ nên chất lượng
không đồng đều và vì vậy cần kiểm soát chặt chất lượng nguyên liệu đầu vào và sản
phẩm đầu ra trong đó có phân tích hàm lượng các axit béo. Việc phân tích thành
phần nguyên liệu và kiểm định chất lượng của các loại nhiên liệu biodiesel, xác
định mối tương quan giữa thành phần nhiên liệu với khí thải từ động cơ còn giúp
cho việc đánh giá hiệu quả kinh tế, bảo vệ môi trường và lựa chọn nguồn nguyên
liệu sản xuất thích hợp.
Trên cả hai phương diện là thực phẩm dinh dưỡng và nhiên liệu sinh học thì
tại Việt Nam hiện chưa có cơ sở dữ liệu đầy đủ về hàm lượng các axit béo trong dầu
mỡ động, thực vật. Các quy trình phân tích đã công bố và áp dụng chủ yếu từ tài
liệu tham khảo của nước ngoài để phân tích một vài axit béo và tối ưu điều kiện
phân tích theo phương pháp đơn biến nên không thể phân tích đầy đủ các axit béo
trong dầu mỡ động, thực vật. Vì vậy việc nghiên cứu xây dựng phương pháp tiêu
chuẩn để phân tích thành phần axit béo trong dầu mỡ động, thực vật sẽ giúp cho
việc hoàn thiện quy trình phân tích, đáp ứng được yêu cầu phân tích cho các phòng
thí nghiệm đầu ngành tại Việt Nam.


Xuất phát từ những vấn đề nêu trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu phương pháp xác định các axit béo trong một số loại dầu mỡ động,
thực vật Việt Nam bằng kỹ thuật sắc ký” với những đóng góp mới như sau:
- Đề tài áp dụng phương pháp quy hoạch hóa thực nghiệm - xây dựng mô
hình hồi quy bậc hai tâm trực giao để tìm điều kiện tối ưu cho quá trình xác định
các axit béo trong dầu mỡ động thực vật. Kết quả nghiên cứu thu được tối ưu hơn

nhiều so với các nghiên cứu phân tích axit béo trước đây.
- Đề tài sử dụng các kỹ thuật sắc ký hiện đại: sắc ký khí ion hóa ngọn lửa
(GC/FID) và sắc ký lỏng siêu nhanh (UFLC) để phân tích đồng thời 37 metyl este
axit béo trong hỗn hợp. Các nghiên cứu được tiến hành một cách có hệ thống từ
khảo sát đơn lẻ đến mô hình hóa các yếu tố có ảnh hưởng tương hỗ. Quá trình xử lý
thống kê và xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp nghiên cứu được tiến hành
đầy đủ, đáp ứng yêu cầu khi xây dựng phương pháp phân tích.
- Ứng dụng phương pháp nghiên cứu xác định các axit béo trong 8 mẫu dầu
mỡ động thực vật thông dụng của Việt Nam gồm: mỡ cá basa, mỡ lợn, dầu mè, dầu
đậu nành, dầu lạc, dầu dừa, dầu hạt cao su và dầu hạt jatropha.
- Phương pháp phân tích đề xuất có khả năng xây dụng thành phương pháp
tiêu chuẩn để xác định thành phần các axit béo trong dầu mỡ động thực vật, phục vụ
nghiên cứu về dinh dưỡng, kiểm nghiệm thực phẩm, chế tạo nhiên liệu sinh học và
các nghiên cứu khác.


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Đại cƣơng về chất béo và axit béo
1.1.1. Khái niệm
Chất béo (dầu mỡ) là những hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phổ biến trong tế
bào các cơ thể sống, trong động vật, thực vật và vi sinh vật. Chúng chỉ khác nhau về
thành phần axit béo nhưng giống nhau về bản chất hoá học, đó là là các hợp chất
hữu cơ đa chức không tan hoặc tan rất ít trong nước, nhưng tan trong các dung môi
hữu cơ không phân cực như n-hexan, ete, benzen, axeton, clorofom,… Ở nhiệt độ
thường chất béo dạng lỏng gọi là dầu, dạng rắn gọi là mỡ.
Axit béo là những axit hữu cơ có một nhóm cacboxyl với chuỗi hydrocacbon
dài ngắn khác nhau. Trong tự nhiên, các axit béo thường có số cacbon chẵn và
không phân nhánh, phần lớn có từ 14 đến 22 cacbon, thường gặp nhất là các axit
béo có 16, 18 và 20 cacbon. Axit béo có rất nhiều trong DMĐTV ở dạng triglyxerit

(TG) của axit béo.
1.1.2. Phân loại
1.1.2.1. Phân loại chất béo
– Tùy thuộc vào cấu trúc, chất béo được phân làm 2 loại: chất béo đơn giản
(simple lipid) và chất béo dạng phức tạp (complex lipid).
Chất béo đơn giản: là este của các axit béo với ancol, thành phần bao gồm
cacbon, hyđro và oxy. Dầu mỡ thuộc loại chất béo đơn giản, là este của axit béo với
glyxerol. Khi cả ba nhóm rượu của glyxerol được este hóa với axit béo thì tạo thành
hợp chất TG hay triaxylglyxerol (TAG). Chúng có công thức chung là:
R
1
, R
2
, R
3
là gốc hidrocacbon của axit béo, không phân
nhánh, no hoặc không no, có thể giống nhau hoặc khác nhau,
tạo nên các glyxerit thuần khiết (như triolein, tristearin, ) hoặc
glyxerit hỗn tạp (oleodistearin, oleopalmitostearin, ).
Hầu hết các loại dầu mỡ tự nhiên đều chứa khoảng 98 –
CH
2
CH
CH
2
O
O
O
C R
C R

C R
O
O
O
1
2
3


99% TG, phần còn lại rất nhỏ bao gồm monoglyxerit (MG), axit béo tự do,
photpholipit và các chất không xà phòng hóa.
Chất béo phức tạp: có cấu trúc phức tạp hơn nhiều so với chất béo đơn giản,
ngoài các axit béo và ancol còn chứa các nhóm chức khác như bazơ có nitơ, axit
photphoric, gluxit. Photpholipit, glycolipit, sphingolipit, cerebrosit, steroit thuộc
loại chất béo phức tạp.
– Căn cứ vào hoạt tính sinh học và giá trị về hàm lượng các axit béo thiết yếu
(axit béo cần thiết mà con người không thể tổng hợp được và phải bổ sung thông
qua chế độ ăn uống), chất béo được phân làm 3 nhóm:
Nhóm thứ nhất: có hoạt tính sinh học cao và hàm lượng các axit béo thiết yếu
khoảng 50–80% và với lượng cung cấp 15–30 gam/ngày có thể thỏa mãn nhu cầu
cơ thể. Thuộc về nhóm này có các chất béo của dầu thực vật: hướng dương, đậu
nành, ngô, mè,…
Nhóm thứ hai: có hoạt tính sinh học trung bình và hàm lượng các axit béo
thiết yếu khoảng 15–22%. Thuộc nhóm này có mỡ lợn, mỡ ngỗng, mỡ gà và dầu
ôliu.
Nhóm thứ ba: có hàm lượng axit béo không no thiết yếu không quá 5–6% và
thực tế là không đáp ứng đủ nhu cầu cơ thể về các axit béo không no. Thuộc nhóm
này có mỡ cừu, mỡ bò, một số loại margarin,…
1.1.2.2. Phân loại axit béo
– Căn cứ vào số lượng nối đôi trong phân tử, axit béo được phân chia:

Axit béo no (Saturated Fatty Acid – SFA)
Hầu hết các SFA trong tự nhiên có mạch cấu trúc không nhánh, không có liên
kết đôi trong phân tử và số lượng nguyên tử cacbon là số chẵn, thường có từ 4 đến
24 nguyên tử cacbon. Chúng được gọi là axit ankanoic và có thể mang thêm tiền tố
n-, ví dụ n-hexanoic, n-octadecanoic. Công thức chung của chúng là: R-COOH
trong đó R là nhóm hydrocacbon mạch dài CH
3
(CH
2
)
x
hoặc C
n
H
2n+1
. Các SFA chủ
yếu nằm trong thành phần của mỡ động vật và trong một số dầu thực vật như dầu
cọ, dừa, bông,…


Bảng 1.1. Các SFA thường gặp trong DMĐTV [117]
Tên khoa
học
Tên thƣờng
K hiệu
Công thức
t
nc
(
0

C)
t
s
(
0
C)
Nguồn hiện
diện
Butanoic
Butyric
C4:0
C
3
H
7
COOH
–7,9
163,5
Bơ mỡ
Hexanoic
Caproic
C6:0
C
5
H
11
COOH
–3,4
205
Bơ mỡ

Octanoic
Caprylic
C8:0
C
7
H
15
COOH
16,7
239,7
Dầu dừa
Decanoic
Capric
C10:0
C
9
H
19
COOH
31,6
269
Dầu dừa
Dodecanoic
Lauric
C12:0
C
11
H
23
COOH

43,2
304
Dầu dừa
Tetradecanoic
Myristic
C14:0
C
13
H
27
COOH
58
332
Dầu hạt cọ
Hexadecanoic
Palmitic
C16:0
C
15
H
31
COOH
62,9
349
Dầu bông
Octadecanoic
Stearic
C18:0
C
17

H
35
COOH
69,6
371
Mỡ động vật
Eicosanoic
Arachidic
C20:0
C
19
H
39
COOH
75,5
328
Dầu lạc
Docosanoic
Behenic
C22:0
C
21
H
43
COOH
80
306
Dầu hạt cải
Tetracosanoic
Lignoceric

C24:0
C
23
H
47
COOH
84,2

Mỡ động vật
Axit béo không no (Unsaturated Fatty Acid – USFA)
Các USFA có nhiều trong chất béo có nguồn gốc thực vật như đậu nành, lạc,
mè, lanh, hạnh nhân, hướng dương, cải, ngô, gấc, ôliu,… hoặc trong động vật biển
như cá voi, cá hồi, cá trích, cá tuyết,… Đây là các axit béo có một nối đôi (MUFA -
Monounsaturated Fatty Acid) hay nhiều nối đôi (PUFA - Polyunsaturated Fatty
Acid) trong thành phần cấu trúc.
MUFA có thể có hai cấu hình cis hay trans, tùy theo vị trí tương đối của các
nhóm ankyl R. Trong tự nhiên hầu hết các MUFA có cấu hình cis. Dạng cis làm
chuỗi hydrocacbon bị cong lại nên các MUFA không sắp xếp liền nhau như axit béo
no, do đó có điểm nóng chảy thấp và thường lỏng ở nhiệt độ phòng. Các axit béo có
cấu hình trans (Trans Fatty Acid – TFA) không tìm thấy trong tự nhiên mà là kết
quả của sự chế biến của con người (ví dụ, hyđro hóa). Cấu hình trans không la
̀
m cho
chuô
̃
i hydrocacbon của axit béo bi
̣
uốn cong nhiều nên hình dạng TFA cng tương
tư
̣

như axit be
́
o ba
̃
o ho
̀
a ma
̣
ch thă
̉
ng.
Vị trí nối đôi C=C trong chuỗi cacbon của USFA là yếu tố rất quan trọng.
Nếu nối đôi đầu tiên nằm cách 3 cacbon so với đầu metyl (đầu omega) của axit béo,
nó là axit béo omega 3, kí hiệu ω-3 hay n-3. Tương tự ta có omega 6 (ω-6 hay n-6),
omega 9 (ω-9 hay n-9). Trong thực phẩm, axit α–linolenic (ALA, C18:3n-3) là axit


béo ω-3, axit linoleic (LA, C18:2n-6) là axit béo ω-6 và axit oleic (18:1n-9) là axit
ω-9 chủ yếu. Chúng là các USFA có giá trị sinh học cao.
Bảng 1.2. Các USFA thường gặp trong DMĐTV [117]
Tên khoa học
Tên thƣờng
K hiệu
Công thức
t
nc
(
0
C)
Nguồn hiện

diện
cis–9–
Hexadecenoic
Palmitoleic
C16:1n-7
C
15
H
29
COOH
–0,1
Mỡ động vật
cis–9–
Octadecenoic
Oleic
C18:1n-9
C
17
H
33
COOH
13
Dầu ôliu,
lạc, mè
all–cis–9,12–
Octadecadienoic
Linoleic (LA)
C18:2n-6
C
17

H
31
COOH
–5
Dầu mè,
nành
all–cis–9,12,15–
Octadecatrienoic
α–Linolenic
(ALA)
C18:3n-3
C
17
H
29
COOH
–14,5
Dầu lanh,
hạt cải
all–cis–6,9,12–
Octadecatrienoic
–Linolenic
(GLA)
C18:3n-6
C
17
H
29
COOH
–14,5

Dầu cá, dầu
cây anh thảo
cis–11–
Eicosenoic
Eicosenoic
C20:1n-9
C
19
H
37
COOH
23
Dầu cá
tuyết, cá voi
all–cis–11,14–
Eicosadienoic
Eicosadienoic
C20:2n-6
C
19
H
35
COOH

Dầu cá trích,
cá mòi
all–cis–
11,14,17–
Eicosatrienoic
Eicosatrienoic

C20:3n-3
C
19
H
33
COOH
–49,5
Dầu cá trích
all–cis–8,11,14–
Eicosatrienoic
Dihomo–γ–
linolenic
(DGLA)
C20:3n-6
C
19
H
33
COOH
–49,5
Dầu hạt
hướng
dương
all–cis–
5,8,11,14–
Eicosatetraenoic
Arachidonic
(AA)
C20:4n-6
C

19
H
31
COOH
–50
Dầu gan cá
tuyết
all–cis–
5,8,11,14,17–
Eicosapentaenoic
Eicosapentaenoic
(EPA)
C20:5n-3
C
19
H
29
COOH
–54
Dầu cá, gan
động vật
cis–13–
Docosenoic
Erucic
C22:1n-9
C
21
H
41
COOH

33,8
Dầu hạt cải
all–cis–
4,7,10,13,16,19–
Docosahexaenoic
Docosahexaenoic
(DHA)
C22:6n-3
C
21
H
33
COOH
–44
Dầu cá, mỡ
động vật
cis–15–
Tetracosenoic
Nervonic
C24:1n-9
C
23
H
45
COOH
42
Dầu gan cá
mập
Ghi chú: Trong cách viết kí hiệu của axit béo, số thứ nhất biểu thị số cacbon, số thứ
hai biểu thị số nối đôi và số thứ ba đi sau n chỉ vị trí của nối đôi đầu tiên tính từ nhóm

metyl (–CH
3
) đầu mạch.


– Căn cứ vào giá trị sinh học, axit béo được phân chia:
Axit béo thiết yếu (Essential Fatty Acid – EFA): là axit béo cần thiết mà con
người không thể tổng hợp được và phải bổ sung thông qua chế độ ăn uống. EFA là
axit béo chuỗi dài không bão hòa gồm axit oleic, axit linoleic và axit α–linolenic.
Chúng là các tiền chất để tạo ra các axit béo trong họ có chuỗi cacbon dài hơn như
C20:2n-6, C22:4n-3, C22:3n-6, C22:6n-3,… (Hình 1.1).

C18:1n-9
C20:1n-9 C18:2n-9
C20:2n-9
C20:3n-9
Axit Oleic
C18:2n-6
C20:2n-6 C18:3n-6
C20:3n-6
C22:5n-6
Axit Linoleic
C22:3n-6 C20:4n-6
C22:4n-6
C18:3n-3
C20:3n-3 C18:4n-3
C20:4n-3
C22:6n-3
Axit
C22:4n-3 C20:5n-3

C22:5n-3
-Linolenic

Hình 1.1. Sinh tổng hợp các axit béo từ EFA trên người và động vật
Axit béo không thiết yếu (Non-Essential Fatty Acid – NEFA): Là những axit
béo cơ thể tự tổng hợp được. Tất cả người và động vật đều tổng hợp được các axit
béo no chuỗi dài từ axetat:
n CH
3
COO
–
 CH
3
CH
2
CH
2
COO
–
 CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
COO

–
 …
Quá trình sinh tổng hợp các axit béo trên người và động vật như sau:





Axetat
C14:0
C14:1n-5
C16:1n-5
C16:0
C16:1n-7
C18:1n-7
C18:0
C18:1n-9
C20:1n-9
C20:0
C20:1n-11
C22:1n-11

Hình 1.2. Sinh tổng hợp các axit béo NEFA trên người và động vật
Như vậy các axit béo họ n-5, n-7, n-9, n-11 có thể được sinh tổng hợp từ các
tiền chất là các axit béo no.


1.1.3. Tính chất l, hóa học
1.1.3.1. Tính chất vật l
Tính chất vật lý của chất béo: Chất béo (dầu mỡ) có độ nhớt cao, nhẹ hơn

nước, không tan trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như ete,
benzen, hexan, axeton, clorofom, Khối lượng riêng của dầu mỡ ở 15
0
C là 910 
970 kg/m
3
, chỉ số khúc xạ: 1,448  1,474; mức độ không no càng lớn thì có tỉ trọng,
chỉ số khúc xạ càng cao. Nhiệt độ đông đặc của dầu thực vật thường là ở độ âm, còn
mỡ có nhiệt độ đông đặc gần 40
0
C. Nhiệt độ nóng chảy của dầu mỡ phụ thuộc vào
thành phần của axit béo tạo nên dầu mỡ. Nếu trong thành phần dầu mỡ có nhiều axit
béo no thì chúng có nhiệt độ nóng chảy cao hơn và thường ở trạng thái rắn, ngược
lại có nhiều axit béo không no thì có nhiệt độ nóng chảy thấp, thường ở trạng thái
lỏng. Đa số dầu thực vật ở trạng thái lỏng trong điều kiện nhiệt độ bình thường.
Tính chất vật lý của axit béo: Đối với axit béo, khi mạch cacbon trong phân
tử càng tăng thì nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi càng tăng (xem bảng 1.1, bảng
1.2). Ngoài ra, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi còn phụ thuộc vào số nối đôi
trong phân tử axit béo, axit béo có càng nhiều nối đôi thì nhiệt độ nóng chảy càng
thấp, nhiệt độ sôi càng cao (bảng 1.2). Để tách các axit béo ra khỏi nhau người ta
dựa vào nhiệt độ sôi của chúng. Axit béo dễ tan trong dung môi không phân cực và
khó hòa tan trong dung môi phân cực. Axit béo chuỗi ngắn C4, C6, C8 dễ tan trong
nước, C10 khó tan, C12 không tan.
1.1.3.2. Tính chất hóa học
Tính chất hóa học của chất béo: Chủ yếu do phản ứng của TG, TG tham gia
các phản ứng sau:
– Phản ứng thủy phân: Chất béo có thể bị thủy phân trong dung dịch axit
hoặc dung dịch kiềm hay nhờ enzim lipaza trong quá trình tiêu hóa của người và
động vật. Với xúc tác là axit hoặc enzim lipaza, chất béo bị thủy phân cho glyxerol
và axit béo. Với xúc tác kiềm, chất béo bị thủy phân thành glyxerol và các muối của

axit béo (phản ứng xà phòng hóa).
– Phản ứng hidro hóa: Để biến DMĐTV dạng lỏng có các gốc axit béo không
no thành gốc axit béo no, người ta cho lipit dạng lỏng tác dụng với hiđro ở nhiệt độ


và áp suất cao có Ni xúc tác. Phản ứng hiđro hóa chất béo làm tăng nhiệt độ nóng
chảy của chất béo. Ứng dụng phản ứng này để biến lipit lỏng thành lipit rắn trong
sản xuất xà phòng và bơ.
– Phản ứng oxi hóa: Nối đôi C=C ở gốc axit không no của chất béo bị oxi hóa
chậm bởi oxi không khí tạo thành peoxit, hidropeoxit, chất này bị phân hủy thành
anđehit, xeton, axit cacboxylic có mùi khó chịu. Đó là nguyên nhân của hiện tượng
dầu mỡ bị ôi thiu.
– Phản ứng với rượu: Đây là phản ứng cơ bản để biến TG thành metyl este
của axit béo (fatty acid methyl ester - FAME) dùng trong phân tích thành phần hóa
học chất béo bằng sắc ký khí.
– Các chỉ số đặc trưng cho chất béo: Để xác định chất lượng của chất béo
người ta thường dựa vào một số chỉ số sau:
+ Chỉ số axit: là số miligam KOH để trung hòa hoàn toàn các axit tự do có
trong 1 gam chất béo. Chỉ số axit càng cao, chứng tỏ dầu mỡ càng chứa nhiều axit
béo tự do. Trong quá trình bảo quản dầu mỡ và quá trình hạt nảy mầm, hàm lượng
axit béo tự do có thể tăng.
+ Chỉ số xà phòng hóa: là tổng số miligam KOH để xà phòng hóa chất béo và
axit tự do có trong 1 gam chất béo. Chỉ số này mô tả đại lượng trung bình của khối
lượng phân tử của các axylglyxerol có trong dầu mỡ. Nếu dầu mỡ có trọng lượng
phân tử thấp thì chỉ số xà phòng hoá càng cao và ngược lại.
+ Chỉ số este: là số miligam KOH cần để trung hòa lượng axit béo liên kết
với glyxerol được giải phóng khi xà phòng hóa 1 gam chất béo. Chỉ số este là hiệu
của chỉ số xà phòng hóa và chỉ số axit.
+ Chỉ số iốt: là số gam iốt tác dụng với 100g chất béo. Chỉ số iốt cho biết
mức độ không no của các axit béo trong dầu mỡ, chỉ số iốt càng cao thì mức độ

không no càng lớn và ngược lại. Mỡ động vật có chỉ số iốt dao động trong khoảng
30 – 70, còn các loại dầu thực vật khoảng 120 – 160.
Tính chất hóa học của axit béo: Dựa vào đặc điểm cấu tạo của axit béo, ta
thấy axit béo có bốn trung tâm phản ứng:


1. Phản ứng làm đứt liên kết O–H.
2. Phản ứng vào nhóm cacbonyl.
3. Phản ứng đecacboxyl hóa.
4. Phản ứng ở gốc hydrocacbon (HC).
Do đó axit béo tham gia các phản ứng sau:
– Phản ứng làm đứt liên kết O–H, thể hiện tính axit: Axit béo là những axit
cacboxylic yếu, mang đầy đủ tính chất của một axit như làm đỏ quỳ tím, tác dụng
với kim loại đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học, tác dụng với oxit bazơ,
bazơ kiềm và với muối của axit hoạt động kém hơn.
– Phản ứng vào nhóm cacbonyl: axit béo tham gia phản ứng este hóa, phản
ứng tạo halogenua axit, phản ứng tạo anhiđrit axit, phản ứng tạo amit và phản ứng
khử với Liti Nhôm hiđrua.
– Phản ứng đecacboxyl hóa: Axit béo và muối cacboxylat có thể bị loại nhóm
CO
2
bằng cách nhiệt phân hoặc điện phân, khả năng phản ứng phụ thuộc vào gốc
HC gắn với nhóm cacbonyl.
– Phản ứng ở gốc HC: Gốc HC gắn với nhóm cacboxyl cng có nhiều phản
ứng khác nhau phụ thuộc vào cấu tạo của gốc HC, tác nhân phản ứng và điều kiện
phản ứng như phản ứng thế ở gốc HC no, phản ứng cộng vào gốc HC không no,
phản ứng oxi hóa gốc ankyl.
1.1.4. Vai trò của chất béo và axit béo
Chất béo đối với cơ thể sinh vật và sức khỏe dinh dưỡng có nhiều ý nghĩa
quan trọng. Chất béo là hợp phần cấu tạo của các màng sinh học, là nguồn dự trữ và

cung cấp năng lượng (9 Kcal/g), nguồn cung cấp các vitamin A, D, E, F, K cho cơ
thể sống, có tác dụng gối đệm và giữ ấm cho cơ thể người và động vật, cung cấp
nước nội sinh cho động vật ngủ đông và góp phần tạo ra kết cấu cng như tính cảm
vị đặc trưng của rất nhiều thực phẩm. Chất béo tuy cần thiết nhưng nếu ta sử dụng
quá mức sẽ rất có hại. Chất béo sẽ là kẻ thù nguy hiểm nếu ăn nhiều hoặc ăn không
hợp lý dẫn đến tình trạng tăng hàm lượng TG, cholesterol làm tăng cơn đau thắt
ngực, xơ vữa động mạch, nhồi máu cơ tim, suy tim, [52, 113].
R C
O
O H



Y
.
.


1
2
4
3


Vai trò của axit béo đối với sức khỏe dinh dưỡng rất đa dạng. Các SFA có
khả năng chuyển hóa thấp, giá trị sinh học thường kém hơn các USFA do chúng có
một số tác dụng xấu đối với chuyển hóa mỡ, chức năng gan và dễ gây nên tắc nghẽn
mạch máu, động mạch vành tim [52, 113]. Ngược lại các PUFA có hoạt tính sinh
học cao, chuyển hóa tốt và có tác dụng tốt đối với sức khỏe như điều hòa thành
mạch máu, bảo vệ tim mạch, làm giảm lượng TG máu, giảm loạn nhịp tim, giảm tỉ

lệ bị bệnh suy động mạch vành, giảm chứng nhồi máu cơ tim [51, 54, 139]. Thiếu
các EFA, hoạt tính men xito–cromoxidaza ở gan tăng lên rõ rệt, xuất hiện các tổn
thương ở da và có liên quan đến bệnh eczema [113]. Vai trò của USFA đối với sự
tạo thành cấu trúc bộ não của trẻ sơ sinh cng đã được nhiều nghiên cứu chứng
minh [25, 61, 113]. Thành phần của não là chất béo trong đó DHA chiếm khoảng
1/4 lượng chất béo, do đó não cần một lượng axit béo omega 3 (nhất là DHA) để
duy trì hoạt động. Người ta còn thấy rằng DHA kìm hãm sự lão hóa não, ngăn ngừa
sự suy giảm trí nhớ [52]. Các USFA còn là tác nhân chống ung thư vì theo De
Deckere E.A. [62], sự phát sinh các u ác tính có liên quan đến sự thiếu USFA. Một
số nghiên cứu báo cáo có hiệu ứng chống ung thư của axit béo omega 3, omega 6,
đặc biệt là ung thư vú [55, 62, 94], ung thư đại tràng [55, 62] và ung thư tuyến tiền
liệt [39, 131]. Ngoài ra, chúng còn có tác dụng làm giảm nguy cơ tiểu đường, bệnh
suyễn, viêm khớp, giúp giảm đau bụng kinh ở phụ nữ và tiền sản giật, giúp cho mắt
được tinh nhanh, giúp người bệnh nhanh chóng thoát khỏi chứng trầm uất, tránh đột
quỵ, làm cho da mềm mại và tươi trẻ,… [99, 100, 153]. Các axit béo omega 9 có thể
giúp giảm ung thư và bệnh tim mạch, tuy nhiên tác dụng của omega 9 không rõ
ràng bằng omega 3 và omega 6 [113]. Việc tiêu thụ quá mức axit béo omega 6,
omega 9 có thể tăng khả năng phát triển bệnh ung thư vú ở phụ nữ [74].
Như vậy giá trị dinh dưỡng của chất béo và axit béo là rất cao. Tuy nhiên,
phải đảm bảo sự cân đối giữa chất béo với các thành phần khác, giữa các SFA và
USFA trong chất béo. Tỉ lệ đó trong khẩu phần nên là 10% PUFA, 60% MUFA và
30% SFA [113]. Không có một chất béo nào có thể thỏa mãn đầy đủ các nhu cầu về
hàm lượng các axit béo no và không no cân đối. Do đó cần thiết phải biết hàm
lượng chất béo và các axit béo trong thực phẩm để xây dựng được thực đơn hàng
ngày có thành phần chất béo phù hợp, đảm bảo nhu cầu của cơ thể.


Bên cạnh tác dụng đối với cơ thể người, các axit béo còn có vai trò rất lớn đối
với động vật sống. Các PUFA dạng chế phẩm thức ăn bổ sung có tác dụng như các
vitamin nguồn gốc tự nhiên, đối với chăn nuôi gia súc, gia cầm và thủy sản có tác

dụng làm tăng tỷ lệ sống sót, đặc biệt ở giai đoạn non của vật nuôi, tăng tỷ lệ ấu
trùng khỏe mạnh, tăng khả năng hấp thụ thức ăn, tốc độ lớn nhanh, tăng khả năng
miễn dịch, khỏe mạnh, không có dấu hiệu bệnh tật, … [14, 15, 24].
Ngoài vai trò với sức khoẻ dinh dưỡng thì hiện nay chất béo còn được nghiên
cứu để chuyển hóa thành biodiesel thay thế cho diesel từ dầu mỏ. Dầu mỡ sử dụng
làm nguyên liệu tổng hợp biodiesel gồm có dầu thực vật ăn được, dầu mỡ thải hoặc
đã qua sử dụng, mỡ động vật và dầu thực vật không ăn được [135]. Hơn 95%
biodiesel hiện nay được sản xuất từ dầu thực vật ăn được. Trước vấn đề an ninh
lương thực, khuynh hướng đang chuyển sang nguồn nguyên liệu dầu mỡ thải hoặc
dầu thực vật không ăn được như jatropha, thầu dầu, hạt cao su, tảo,… Giá thấp, sẵn
có hay trữ lượng cao là các yếu tố quyết định việc lựa chọn nguồn nguyên liệu sản
xuất biodiesel [42]. Bảng 1.3 cho biết tiềm năng sản xuất biodiesel từ một số cây
cho dầu hiện nay.
Bảng 1.3. Tiềm năng của một số cây có dầu dùng cho sản xuất biodiesel [135]
Loại cây có dầu
Sản lƣợng biodiesel (lít/ha/năm)
Bông vải (Cotton)
239
Đậu nành (Soybean)
339
Mè (Sesame)
504
Rum (Safflower)
566
Cây dầu tùng) (Tung oil tree)
682
Hướng dương (Sunflower)
696
Đậu lạc (Peanuts)
771

Cải dầu (Rapseed)
866
Ôliu (Olives)
879
Jojoba
1323
Jatropha
1378
Dừa (Coconut)
1957
Cọ dầu (Oil palm)
4329
Diesel sinh học có nhiều ưu điểm đối với môi trường so với diesel thông
thường: diesel sinh học phát sinh khí thải ít hơn rất nhiều so với nhiên liệu hóa


thạch, bụi trong khí thải được giảm một nửa, các hợp chất HC được giảm thiểu đến
40%, diesel sinh học gần như không chứa đựng lưu huỳnh, không độc và có thể
được dễ dàng phân hủy bằng sinh học [41, 87]. Giá trị năng lượng của biodiesel là
37,27 MJ/kg [42], có điểm sôi cao và áp suất hơi thấp, điểm chớp cháy từ dầu diesel
sinh học (> 130°C, 266°F) cao hơn đáng kể hơn so với dầu diesel (64°C, 147°F)
hoặc xăng (-45°C, -52°F) [83]. Biodiesel có tỉ khối (0,88g/cm³) cao hơn so với
petrodiesel (~ 0,85g/cm³). Khả năng bôi trơn của diesel sinh học cao gấp 30 lần so
với nhiên liệu hóa thạch. Diesel sinh học có độ nhớt ít hơn dầu thực vật và mỡ động
vật rất nhiều và có thể được dùng làm nhiên liệu thay thế cho dầu diesel mà không
cần phải cải biến động cơ cho phù hợp [42]. Biodiesel hiện nay được coi là một
trong những nhiên liệu thân thiện nhất với môi trường trên thị trường. NNFCC (The
UK’s National Center for Biorenewable Energy, Fuels and Materials - Trung tâm
năng lượng, nhiên liệu và vật liệu Vương Quốc Anh) ước tính rằng tổng khí nhà
kính giảm từ 18 đến 100% khi sử dụng nhiên liệu sinh học thay thế nhiên liệu hóa

thạch [65]. Quy trình sản xuất biodiesel từ DMĐTV không có chất thải vì tất cả các
sản phẩm phụ đều có thể được tiếp tục sử dụng. Bã cây, hạt ép dầu được dùng làm
thức ăn gia súc, phân bón và sản phẩm glyxerin được tách riêng để tiếp tục dùng
trong công nghiệp hóa [41].
1.1.5. Thành phần và nguồn chất béo
Thành phần, hàm lượng chất béo hoàn toàn khác nhau trong các sản
phẩm có nguồn gốc động vật và thực vật [18]. Trong các sản phẩm từ thực vật, chỉ
có hạt và quả các loại cây lấy dầu là có hàm lượng chất béo cao, trong đó phải
kể đến cùi dừa, đậu lạc, mè, đậu nành, jatropha, cao su. Trong các sản phẩm từ
động vật, mỡ lợn và mỡ cá basa có hàm lượng chất béo cao hơn cả (bảng 1.4). Có
thể nói những sản phẩm này là nguồn chất béo vô cùng quý giá có thể dùng làm
thức ăn trực tiếp cho con người, làm nguyên liệu sản xuất dầu thực vật, mỡ động
vật, nguyên liệu chế biến thức ăn gia súc, gia cầm, thủy hải sản và sản xuất nhiên
liệu sinh học. Hiện nay, nguồn nguyên liệu sản xuất dầu mỡ của nước ta nhìn chung
ngày càng tăng, phần nào đáp ứng nhu cầu tiêu dùng và xuất khẩu. Bảng 1.5 cho
biết tình hình sản xuất các loại cây trồng, động vật nuôi cho dầu mỡ của nước ta
trong thời gian gần đây [4, 78].