Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của các loại dầu mè

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHẢO SÁT HOẠT TÍNH
CHỐNG OXY HÓA CỦA CÁC LOẠI DẦU MÈ

GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀNG DUNG
MSSV: 11116015

SKL 0 0 3 9 3 7

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015


ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
MÃ SỐ: 2015 - 11116015

KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA CỦA
CÁC LOẠI DẦU MÈ

GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀNG DUNG

MSSV: 11116015

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 07/2015


ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
MÃ SỐ: 2015 - 11116015

KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA CỦA
CÁC LOẠI DẦU MÈ

GVHD: TS. TRẦN BÍCH LAM
SVTH: NGUYỄN THỊ HOÀNG DUNG
MSSV: 11116015

Tp.HỒ CHÍ MINH - 07/2015


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ HOÀNG DUNG

MSSV: 11116015

Ngành: Công nghệ thực phẩm
1. Tên đồ án: KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA CỦA CÁC LOẠI DẦU
MÈ
2. Mã số đồ án: 2015 - 11116015
3. Nhiệm vụ của đồ án:
-

Tìm hiểu các phương pháp công nghệ sản xuất dầu thực vật.

-

Phương pháp sản xuất dầu mè rang, dầu mè nguyên chất và dầu mè tinh luyện.

-

Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa và độ bền oxy hóa của 3 loại dầu trên.

-

Khảo sát sự biến đổi chất lượng trong quá trình lưu trữ.

4. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 16/01/2015
5. Ngày hoàn thành đồ án: 15/07/2015
6. Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: TS. Trần Bích Lam
Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã đƣợc thông qua bởi
Trƣởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm

Tp.HCM, ngày

tháng 07 năm 2015
Trƣởng Bộ môn

Ngƣời hƣớng dẫn









LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp, với sự hướng dẫn tận tình của giáo viên
hướng dẫn và được phía nhà trường tạo điều kiện thuận lợi, chúng tôi đã có một quá trình
nghiên cứu, tìm hiểu và học tập để hoàn thành đề tài. Kết quả thu được không chỉ do nỗ lực
của bản thân chúng tôi mà còn có sự giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và các bạn. Chúng tôi
xin chân thành cảm ơn:
Bán giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Công Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm – Trường
đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh đã quan tâm, tạo điều kiện giúp chúng tôi
hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Ts. Trần Bích Lam: Cô đã hướng dẫn, hỗ trợ chúng tôi hoàn thành tốt đề tài về phương pháp,
biện luận và nội dung trong suốt thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Gia đình đã tạo điều kiện học tập tốt nhất.
Các bạn đã giúp đỡ, trao đổi thông tin về đề tài và động viên chúng tôi trong quá trình thực
hiện khóa luận.
Trong quá trình thực hiện và trình bày khóa luận không thể tránh khỏi những sai sót và hạn
chế, do vậy chúng tôi rất mong nhận được sự góp ý, nhận xét phê bình của quý thầy cô và các
bạn.

MỤC LỤC

MỤC LỤC................................................................................................................................................ i
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................................................... iv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ..............................................................................................................v
MỞ ĐẦU ................................................................................................................................................ vi
TÓM TẮT ............................................................................................................................................ viii
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN...................................................................................................................1
1.1.

Công nghệ sản xuất dầu thô ...................................................................................................1

1.1.1.

Phương pháp trích ly dầu bằng dung môi ............................................................................. 2

1.1.2.

Phương pháp trích ly dầu bằng nước (AEP – Aqueous Extraction Process): ...................... 5

1.1.3.

Phương pháp ép dầu ............................................................................................................. 6

1.1.4.

Phương pháp trích ly dầu có hỗ trợ enzyme ....................................................................... 10

1.2.

Công nghệ sản xuất dầu tinh luyện .....................................................................................12

1.2.1.

Giới thiệu chung .................................................................................................................. 12

1.2.2.

Quy trình sản xuất dầu tinh luyện ....................................................................................... 15

1.2.3.

Các công đoạn chính trong tinh luyện dầu ......................................................................... 16

1.3.

Công nghệ sản xuất dầu mè rang.........................................................................................30

1.4.

Tính chất dầu mè...................................................................................................................32

1.5.

Sự oxy hóa dầu ......................................................................................................................36

1.5.1.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự oxy hóa dầu ......................................................................... 38

1.5.2.

Cơ chế chống oxy hóa ......................................................................................................... 54

1.5.3.

Các chất chống oxy hóa tổng hợp ....................................................................................... 56

1.6.

Những kết quả nghiên cứu trong nƣớc ...............................................................................57

1.7.

Những kết quả nghiên cứu trên thế giới..............................................................................57

CHƢƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................59
2.1.

Nguyên vật liệu ......................................................................................................................59

2.1.1.

Nguyên liệu.......................................................................................................................... 59

2.1.2.

Máy móc thiết bị .................................................................................................................. 59

2.2.

Phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................................................60
i


2.2.1.

Xác định hoạt tính chống oxy hóa theo phương pháp DPPH ............................................. 60

2.1.2.

Phương pháp xác định chỉ số acid ...................................................................................... 62

2.1.3.

Phương pháp xác định chỉ số peroxide ............................................................................... 63

2.2.

Phƣơng pháp xử lý số liệu ....................................................................................................64

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN .........................................................................................65
3.1.

Khảo sát sự biến đổi của chỉ số acid ....................................................................................65

3.2.

Khảo sát sự biến đổi của chỉ số peroxide ............................................................................70

3.3.

Khảo sát hoạt tính chống oxi hóa.........................................................................................75

CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................88
4.1.

Kết luận ..................................................................................................................................88

4.2.

Kiến nghị ................................................................................................................................88

TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................................................89
PHỤ LỤC: Các giá trị phân tích, thực nghiệm ..................................................................................95

ii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Nhiệt độ kết tinh của sáp trong dầu [60] .................................................................. 21
Bảng 2.1. Các bước xây dựng đường chuẩn trolox cho DPPH [40] ......................................... 61
Bảng 3.1: Chỉ số acid ................................................................................................................ 65
Bảng 3.2: phần trăm acid béo tự do ( % FFA) .......................................................................... 66
Bảng 3.3: Một số kết quả phân tích trong quá trình sản xuất dầu mè thô [14] ......................... 67
Bảng 3.4: Đặc tính quan trọng của dầu mè [8] ......................................................................... 69
Bảng 3.5: Chỉ số peroxide......................................................................................................... 70

Bảng 3.6: Các phương pháp xử lý và phản ứng của thí nghiệm [56] ....................................... 72
Bảng 3.8: Hoạt tính chống oxi hóa tính theo phần trăm giảm độ hấp thu DPPH ..................... 75
Bảng 3.9: Nồng độ trolox (mM) tương đương sau pha loãng .................................................. 76
Bảng 3.10: Ảnh hưởng của các bước tinh chế khác nhau đến chất chống oxy hóa (mg / kg) dầu
mè [52] ...................................................................................................................................... 77
Bảng 3.11: hàm lượng tocopherol và lignan trong các dầu chiết xuất từ những hạt mè [57] ... 82
Bảng 3.12: Hàm lượng chất chống oxy hóa trong các loại dầu được chế biến từ hạt mè rang ở
nhiệt độ khác nhau trong một lò điện [13] ................................................................................ 82
Phụ lục 2: Kết quả đo chỉ số peroxide ...................................................................................... 96
Phụ lục 3: Kết quả đo độ hấp thu DPPH................................................................................... 97
Phụ lục 4: Phần trăm giảm độ hấp thu ...................................................................................... 98
Phụ lục 5: Nồng độ trolox (mM) tương đương sau pha loãng .................................................. 99

iii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: cấu trúc các lignans trong hạt mè ............................................................................. 33
Hình 1.2: Sự oxy hóa của oxy đơn bội với α–tocopherol ......................................................... 46
Hình 1.3: Cấu tạo phân tử của một vài flavonoid ..................................................................... 48
Hình 1.4: Cơ chế cô lập kim loại của flavonoid ....................................................................... 50
Hình 1.5: Cấu trúc của các isoflavone từ họ Leguminoseae ..................................................... 51
Hình 1.6: Cấu trúc phân tử của một vài anthocyanidin và anthocyanin được phân lập từ thực
vật.............................................................................................................................................. 52
Hình 1.7: Các acid phenolic hiện diện trong dầu ...................................................................... 54
Hình 1.8: Cấu tạo phân tử của một vài chất chống oxi hóa tổng hợp ....................................... 56
Hình 2.1: phản ứng giữa gốc tự do DPPH* và chất chống oxy hóa .......................................... 60
Hình 2.2: Đường chuẩn trolox (DPPH) .................................................................................... 62
Hình 3.1: Biểu đồ biến đổi chỉ số acid của các loại dầu mè qua các tuần sử dụng .................. 65
Hình 3.2: Biểu đồ biến đổi của hàm lượng acid tự do qua các tuần ......................................... 66

Hình 3.4: Hư hỏng của các loại dầu sau khi chiên croutons với dầu ngô và dầu mè (RUSO và
RSO) ......................................................................................................................................... 74
Hình 3.5: Biểu đồ biến đổi hoạt tính chống oxy hóa của các loại dầu mè qua các tuần........... 75
Hình 3.6: Biểu đồ biến đổi nồng độ trolox tương đương sau pha loãng qua các tuần.............. 76
Hình 3.7: Sơ đồ sự hình thành của sesamol (a) và các đồng phân sesaminol (b) từ sesamolin
[8] .............................................................................................................................................. 78
Hình 3.8: Ảnh hưởng của microsomes và các hợp chất thử nghiệm (lignans mè, tocols và
BHT) trên CumOOH qua trung gian lipid peroxy .................................................................... 79
Hình 3.9: Ảnh hưởng của ty thể và các hợp chất thử nghiệm (lignans mè, α- hay γ-tocopherol
và BHT) về Fe 2 + -ascorbate qua trung gian lipid peroxy ...................................................... 80
Hình 3.10: Hoạt động thu nhặt gốc tự do của nước và ethanol chiết xuất của FS, BHA, BHT,
and α-tocopherol bởi các gốc 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl .................................................. 81
Hình 3.11: Tác dụng hiệp đồng của sesamol lên hoạt tính chống oxy hóa của γ-tocopherol
được xác định bằng phương pháp trọng lượng [52]. ................................................................ 83
Hình 3.12: Hoạt động chống oxy hóa hiệp đồng của melanoidin với sesamol và γ-tocopherol
được xác định bằng phương pháp thiocyanate [52]. ................................................................. 84
Hình 3.13: Ảnh hưởng kết hợp của lignans và α-hay γ-tocopherol trên Fe2+ - ascorbate - qua
trung gian lipid peoroxy hóa ..................................................................................................... 85
Hình 3.14: Hoạt động chống oxy hóa của dầu thực vật thương mại sử dụng các phương pháp
cân nặng [10] ............................................................................................................................ 87

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AEF – trích ly dầu bằng nước
BHA - butylated hydroxyanisol
BHT - Butylated hydroxytoluene
BP - các sản phẩm hóa nâu
DPPH - 2, 2 – Diphenyl – 1 – 1 - picrylhydrazyl

MUFA – acid béo không bão hòa một nối đôi
PUFA – acid béo không bão hòa nhiều nối đôi
RSO – dầu mè rang
RUSO – dầu mè tinh luyện không rang

v


MỞ ĐẦU
Mè được trồng phổ biến ở nước ta và một số nước khác trên thế giới nhất là Ấn Độ. Hạt mè
chứa khoảng 42 – 55% dầu mà rất giàu axit béo đa không bão hòa (PUFA) và chất chống oxy
hóa tự nhiên, sesamin, sesamolin và tocopherol. Dầu ép ra từ hạt có màu vàng nhạt đến vàng
(đối với mè vàng), có mùi thơm đặc trưng của mè. Dầu mè có tính ổn định oxy hóa vượt trội
so với một số loại dầu thực vật khác, cả ở nhiệt độ lưu trữ và trong khi chiên. Các thành phần
hoạt tính sinh học tăng cường sự ổn định và giữ chất lượng của dầu mè. Hoạt động chống oxy
hóa như vậy cho thấy có liên quan chặt chẽ đến việc ngăn ngừa các bệnh thoái hóa như ung
thư, bệnh tim mạch, xơ vữa động mạch và quá trình lão hóa. Tuy nhiên trong quá trình sản
xuất, khi chế biến hạt, chúng chịu nhiều tác động công nghệ khác nhau: nghiền, đun nóng, gia
nhiệt, gia ẩm, áp lực khi nén, tác dụng của dung môi hữu cơ khi trích li.
Vì vậy, hoạt tính kháng oxy hóa, một đặc điểm quan trọng của dầu mè, dự kiến sẽ bị ảnh
hưởng bởi các phương pháp khai thác cũng như xử lý hạt trước khi khai thác. Các yếu tố
chống oxy hóa, cần cho sự ổn định của dầu mè, dường như bị ảnh hưởng nhiều bởi các
phương pháp xử lý khác nhau, và mỗi sản phẩm dầu có phương pháp thu nhận khác nhau
dường như có yếu tố đặc trưng của chất chống oxy hóa, mà vẫn chưa được xác định cụ thể.
Ngoài ra, trong quá trình sử dụng và bảo quản dầu mè hằng ngày cũng xảy ra sự tự oxy hóa
tạo ra những sản phẩm không mong muốn có hại cho sức khỏe.
Do đó để tìm hiểu về công nghệ sản xuất cũng như quá trình sử dụng và bảo quản ảnh hưởng
như thế nào đến hoạt tính chống oxy hóa của dầu mè, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
“Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của một số loại dầu mè”.
Mục đích - yêu cầu:

-

Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa trong dầu mè nguyên chất, dầu mè rang, dầu mè tinh
luyện không bổ sung chất bảo quản và dầu mè tinh luyện có bổ sung BHA, BHT, Acid
citric.

vi


-

Khảo sát sự biến đổi dầu trong quá trình tồn trữ thông qua các chỉ số peroxide, chỉ số
acid và hoạt tính chống oxy hóa trong thời gian bảo quản 8 tuần từ khi mở nắp, với
điều kiện bảo quản nhiệt độ phòng, không có ánh sáng trực tiếp chiếu vào.

Đối tƣợng, phạm vi và nội dung nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu: Dầu mè nguyên chất, dầu mè rang, dầu mè tinh luyện không bổ sung
chất bảo quản và dầu mè tinh luyện có bổ sung BHA, BHT, Acid citric.
Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu này được thực hiện với quy mô phòng thí nghiệm.
Nội dung nghiên cứu:
-

Tìm hiểu công nghệ sản xuất dầu thực vật hiện nay.

-

Tìm hiểu các thành phần hóa học có trong mè.

-

Tìm hiểu về sự oxy hóa dầu, các chất chống oxy hóa tự nhiên trong dầu và cơ chế
chống oxy hóa của chúng.

-

Khảo sát khả năng chống oxy hóa của các loại dầu mè: dầu mè nguyên chất, dầu mè
rang, dầu mè tinh luyện không bổ sung chất bảo quản và dầu mè tinh luyện có bổ sung
BHA, BHT, Acid citric theo thời gian từ khi mở nắp đến tuần thứ 8 bằng phương pháp
DPPH.

-

Khảo sát sự ôi hóa của dầu theo thời gian từ khi mở nắp đến tuần thứ 8 thông qua chỉ
số acid và chỉ số peroxide.

vii


TÓM TẮT
Trong nghiên cứu này, các loại dầu mè là dầu mè nguyên chất, dầu mè rang, dầu mè tinh luyện
Tường An và dầu mè tinh luyện Tân bình đã được bảo quản ở nhiệt độ phòng, không có ánh
sáng trực tiếp chiếu vào, được theo dõi hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp DPPH và
sự biến đổi chất lượng trong quá trình tồn trữ. Các giá trị được đo hàng tuần, kết quả là giá trị
trung bình của ba lần đo và được xử lý ANOVA cho thấy dầu mè rang có hoạt tính chống oxy
hóa cao (45.07% hay 8.863mM), chỉ số peroxide thấp nhất (0.867-1.833 Meq/Kg dầu) và là
loại dầu ổn định nhất (19.49% hay 4mM ở tuần thứ 8). Dầu mè nguyên chất mặc dù ban đầu
có hoạt tính chống oxy hóa cao (43.73% hay 8.61mM) nhưng ở tuần thứ 8 lại còn rất ít (4.46%
hay 1.141mM). Điều này chứng tỏ dầu mè tươi dễ bị oxy hóa và biến đổi trong quá trình sử
dụng hơn dầu mè rang mặc dù đều chỉ qua quá trình lọc sau khi ép. Quá trình rang đã tạo ra
tác dụng hiệp đồng của sesamol, sesamin, sesamolin và melanoidin với α- và γ-tocopherol làm

tăng khả năng chống oxy hóa của chúng. Dầu mè tinh luyện làm mất đi các tạp chất, các acid
béo tự do, các chất màu, mùi không tốt cho sức khỏe con người nhưng cũng làm mất đi đáng
kể các chất chống oxy hóa tự nhiên trong dầu (21.32% hay 4.348mM ở tuần đầu tiên đối với
dầu mè tinh luyện Tường An). Việc bổ sung các chất chống oxy hóa (BHA, BHT và Acid
citric) làm tăng hoạt tính chống oxy hóa của dầu mè tinh luyện Tân Bình lên tương tự như dầu
mè nguyên chất và dầu mè rang (40.71% hay 7.914mM) và ổn định hơn. Nhưng việc hấp thu
các chất chống oxy hóa tổng hợp vào cơ thể được cho là độc hại nên cần hạn chế sử dụng, thay
vào đó là nên bảo vệ các chất chống oxy hóa tự nhiên vốn có trong nguyên liệu cũng như thêm
vào trong quá trình sản xuất.

viii


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Công nghệ sản xuất dầu thô

Trong công nghiệp sản xuất dầu béo để thu nhận dầu thô từ nguyên liệu, thường sử dụng hai
phương pháp chủ yếu là phương pháp ép và phương pháp trích ly bằng dung môi hữu cơ. Tùy
hàm lượng dầu trong nguyên liệu và mục đích sử dụng dầu mà áp dụng công nghệ khác nhau.
Đối với nguyên liệu nhiều dầu thì dùng công nghệ ép hai lần, lần đầu ép lạnh thu được dầu
chất lượng tốt, lần sau ép nóng hoặc trích ly để tận thu triệt để lượng dầu còn lại trong bã dầu.
Đối với các nhà máy nhỏ và vừa thường áp dụng công nghệ ép lạnh – ép nóng, ép lạnh (dưới
40oC) lần thứ nhất lấy được 70 – 75% dầu, lần thứ hai ép nóng 40 – 100oC. Bã dầu sau ép
nóng còn dưới 6% dầu. Cả hai lần ép đều trên một máy, có thể là máy ép thủy lực gián đoạn
hay máy ép xoắn ốc liên tục. Trường hợp này không phải áp dụng công nghệ trích ly, tức là
không phải đầu tư thêm xưởng trích ly. Giải pháp này rất thích hợp đối với các xí nghiệp ép
dầu đậu nành và dầu lạc, là hai loại dầu ăn rất tốt, bã dầu dùng làm thức ăn quan trọng cho gia
súc mà không phải qua giai đoạn loại trừ dung môi, thậm chí các chất độc từ dung môi, như

công nghệ trích ly.
Dầu lấy từ ép lạnh, lọc hay ly tâm sạch làm dầu ăn.
Bã dầu sau ép lạnh, nghiền nhỏ, làm ẩm, nâng nhiệt đưa ép lần thứ hai, gọi là ép nóng, tùy
theo loại hạt, nhưng nhiệt thường áp dụng là 70 – 80oC. Để lấy được nhiều dầu, cần điều chỉnh
độ ẩm thích hợp đối với từng loại nguyên liệu và loại máy ép, có thể gia ẩm đến 15%.
Dầu lấy từ ép nóng phải qua công đoạn tinh luyện.
Đối với các nhà máy lớn, thường áp dụng công nghệ tiên tiến trong công nghiệp dầu hiện nay
là ép lạnh lần thứ nhất lấy trên 60% lượng dầu. Bã dầu sau ép lạnh chuyển sang trích ly nóng
hay nguội. Sau trích ly còn lại 0.5 – 2% dầu trong khô dầu. Áp dụng công nghệ ép kết hợp với
trích ly có hiệu quả nhưng chỉ đối với các xí nghiệp có công suất lớn.

1