Tách chiết dầu từ cám gạo bằng phương pháp enzyme

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015

LỜI CẢM ƠN
Sau 5 năm học tập và thực hành tại trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng em đã tích
lũy được rất nhiều kinh nghiệm, kiến thức quý giá và đặc biệt là giúp em hoàn thiện nhân
cách sống tốt. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến sự giúp đỡ của tất cả các thầy cô đã
và đang công tác tại trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, các thầy cô trong khoa Hóa, đặc
biệt là thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Sinh Học đã tích cực, nhiệt tình giúp đỡ, dạy dỗ
em trong suốt thời gian ngồi trên ghế giảng đường.
Trong suốt thời gian nghiên cứu và làm đề tài tốt nghiệp em xin chân thành cảm ơn
thầy giáo TS.Đặng Đức Long, TS. Lê Lý Thùy Trâm đã hướng dẫn tận tình giúp em có
được cách làm việc khoa học, khuyên bảo, an ủi những lúc em gặp khó khăn nhất để giúp
em hoàn thành tốt đề tài của mình. Em đã tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích và kinh
nghiệm thực hành trong quá trình rèn luyện, tìm hiểu nghiên cứu; giúp em có thể tiến tới
ước mơ được làm nghiên cứu sau này.
Em cũng xin cảm ơn chân thành tới các anh chị phụ trách phòng thí nghiệm bộ môn
Công Nghệ Sinh Học trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng là thầy Võ Công Tuấn và cô

Phạm Thị Kim Thảođã tạo điều kiện thuận lợi nhất, cố gắng về muộn hơn để giúp em
hoàn thành thí nghiệm.
Con xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ba mẹ và tất cả anh chị em trong gia đình đã
luôn luôn động viên an ủi, là nguồn động lưc giúp con vượt qua khó khăn trong quá trình
học tập để hoàn thành tốt công việc được giao. Đồng thời mình cũng xin cảm ơn tất cả các
bạn thành viên trong lớp 10SH nói chung, những người bạn thân và các bạn làm đề tài ở
phòng thí nghiệm nói riêng đã luôn ở bên cạnh mình những lúc khó khăn nhất, nhiệt tình
giúp đỡ trong suốt thời gian học tập và làm thí nghiệm.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Cán bộ phản biện và các thầy cô
trong Hội đồng bảo vệ đã dành thời gian để xem xét đánh giá và góp ý cho đồ án của em.
Chắc hẳn trong đồ án còn rất nhiều thiếu sót em mong thầy cô và các bạn thông cảm.
Đà Nẵng, ngày 01 tháng 06 năm 2015.
Võ Trần Khánh Huyền

SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
MỤC LỤC

TÓM TẮT LUẬN VĂN

SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
DANH MỤC HÌNH ẢNH

SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
DANH MỤC BẢNG

SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 4

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Trong luận văn nghiên cứu này, dầu được chiết tách ra khỏi cám gạo bởi các
hệ enzyme cùng với sự hỗ trợ của các phương pháp khác. Quá trình này nhằm thay
thế việc sử dụng dung môi hữu cơ n-hexan gây độc hại cho con người và ô nhiễm
môi trường để chiết tách dầu cám gạo trong các công nghệ sản xuất hiện nay. Hệ
enzyme được sử dụng là enzyme Cellulsase, vàenzyme Alcalase® và enzyme
Dextrozyme. Kết quả nghiên cứu cho thấy điều kiện tốt nhất để xử lý enzyme đạt
hiệu suất cao là nhiệt độ 55oC; pH của dịch cám gạo là 7; tỷ lệ từng enzyme trên
dịch cám gạo là 3%theo thể tích; xử lý lắc trong vòng 14 giờ. Bên cạnh đó, kết hợp
với xử lý nhiệt dịch cám gạo ở 90oC trong vòng 15 phút và xử lý siêu âm phá mẫu ở
60oC, công suất 120W trong vòng 15 phút trước khi xử lý enzyme nhằm tăng hiệu
suất quá trình tách chiết . Hiệu suất quá trình đạt được là 45,7%.

ABSTRACT

In this research, oil extracted from rice bran by an enzyme system with the
help of other physical methods. This process aims to replace organic solvent, nhexane, a toxic chemical tohuman and environment to extract rice bran oil in the
current production technology. A mixture of three enzymes: Cellulsase,
Dextrozyme, and ALCALASE®, was used. The study showed that the best
conditionfor the enzyme reaction is at 55°C,pH of 7, and the proportion of each
enzyme 3% vol of the rice bran broth; with 14 hours of reaction. Furthermore, rice
bran was treated in a combination of a hydrothermal process at 90oC for 15 minutes
and an ultrasound process at 60°C, 120W power for 15 minutes before the enzyme
treatment resulted in an increase of enzyme extraction process. The extraction
efficiency so far was 45.7%.

SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
LỜI MỞ ĐẦU
Cám gạo là phụ phẩm chính thu được từ lúa sau khi xay xát. Việt Nam là
một đất nước xuất khẩu gạo đứng hàng thứ hai trên thế giới nên nguồn nguyên liệu
cám gạo ở nước ta rất dồi dào. Thế nhưng, lượng cám gạo xuất ra này chủ yếu được
dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc và gia cầm. Ngoài ra, cám gạo có thể ứng dụng
để chiết tách hàm lượng dầu cao có trong cám dùng làm dầu thực phẩm hằng
ngày.Dầu cám gạo chứa một lượng lớn các hợp chất dinh dưỡng có ích lợi tốt nhất
cho sức khỏe như Gamma-oryzanol, Vitamin E và những hợp chất có lợi khác như
phytosterols.
Hiện nay, ở nước ta đã có một số nhà máy sản xuất dầu cám gạo để tiêu thụ
trong nước và xuất khẩu. Tuy nhiên, phương pháp chiết tách dầu cám gạo sử dụng
trong công nghiệp, trong các cơ sở sản xuất chủ yếu dùng dung môi hữu cơ như nhexan, ether dầu hỏa để trích ly. Các dung môi này rất dễ bay hơi, dễ gây cháy nổ,
ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và ô nhiễm môi trường. Do đó, công nghệ
chiết tách dầu từ cám gạo sao cho có hiệu quả cao và thu được lượng tối đa đã trở
thành “điểm nóng” nghiên cứu trong ngành công nghiệp dầu, chất béo.
Với những ý nghĩa quan trọng của dầu cám gạo, nắm bắt xu hướng thế giới
và có tầm quan trọng trong nghiên cứu khoa học, kinh tế to lớn, chúng tôi quyết
định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quá trình tách chiết dầu từ cám gạo bằng
phương pháp enzyme”tại phòng thí nghiệm của Bộ môn Công Nghệ Sinh Học,
Khoa Hóa, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng. Mục tiêu của đề tài
nghiên cứu:
-

Khảo sát và tối ưu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý cám gạo bằng

-

enzyme.Xử lý cám gạo để thu hồi được dầu cám với chất lượng tốt.
Kết hợp phương pháp enzyme với các phương pháp xử lý khác nhằm tăng hiệu
suất tách chiết dầu cao nhất.Nghiên cứu phương pháp tách pha để thu hồi được
lượng dầu tinh sạch
Tôi hy vọng đề tài này sẽ được ứng dụng trong công nghệ sản xuất, góp phần

làm xanh, sạch, đẹp môi trường của chúng ta và thu được nguồn kinh tế to lớn từ
ứng dụng dinh dưỡng cao cho sức khỏe con người.
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015

CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Giới thiệu chung về cám gạo

1.1.1. Đặc điểm của cám gạo:
Trong quy trình xay xát và chế biến gạo, sau khi thu được sản phẩm chính là
gạo thì còn một sản phẩm phụ có giá trị sử dụng khá cao và giá thành sản phẩm
thấp, đó chính là cám gạo.
Cám gạo là phụ phẩm chính thu được từ lúa sau khi xay xát và thường chiếm
khoảng 10 - 12% trọng lượng lúa. Cám gạo được hình thành từ lớp vỏ nội nhũ và
mầm phôi của hạt, cũng như một phần từ tấm. Cám gạo có màu sáng và mùi thơm

đặc trưng, thường có dạng bột mịn và mềm [34].

Hình 1.1: Cấu tạo hạt gạo.

Hình 1.2: Cám gạo sau xay xát.

Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của cám gạo biến động rất lớn, phụ
thuộc nhiều vào kĩ thuật xay xát gạo. Tỷ lệ vỏ trấu sau khi xay xát ảnh hưởng nhiều
tới hàm lượng protein, chất béo và xơ của cám gạo thành phẩm. Theo báo cáo của
Gene và cộng sự vào năm 2002 qua phân tích nhiều mẫu cám gạo thu thập được từ
các nước Đông Nam Á cho thấy thành phần dinh dưỡng của chúng rất biến động.
Lượng protein trong cám gạo có thể đạt 12-14%. Hàm lượng chất béo nằm trong
khoảng 15-20% và hàm lượng chất xơ là 7-8%. Trong cám gạo, thành phần chiếm
nhiều nhất là glucid khoảng 40-42%. Ngoài ra, cám gạo còn có nhiều chất khoáng
và nguyên tố vi lượng, vitamin E, B1, B2, B6, ... [38].
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
1.1.2. Công dụng của cám gạo:
Nước ta là một nước xuất khẩu gạo đứng hàng thứ hai trên thế giới nên
nguồn nguyên liệu cám gạo rất dồi dào. Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp và Phát
triển nông thôn, sản lượng gạo của Việt Nam năm 2014 đạt khoảng 28,125 triệu
tấn.Và riêng khu vực Đồng bằng sông Cửu Long có thể cung cấp 800.000 tấn cám
gạo/năm từ 16 triệu tấn gạo [35].
Mặc dù là nước có sản lượng gạo xay xát chà bóng rất lớn, nhưng lượng cám
gạo này hiện Việt Nam mới tận dụng để làm thức ăn chăn nuôi gia súc, thủy sản.
Cám gạo đóng vai trò là chất dinh dưỡng chính cho cá, heo, gà,... ; nó cung cấp một

lượng lớn vitamin, khoáng, chất béo và protein.
Ngoài ra, ở các nước khác trên thế giới đã tận dụng được giá trị dinh dưỡng
của cám để sử dụng vào các lĩnh vực khác như:
-

Cám chứa nhiều chất oxy hóa có lợi cho sức khỏe con người nên có tác dụng

-

rất tốt trong việc làm đẹp da, dưỡng da trắng sáng.
Cám có chứa nhiều loại vitamin và chất béo chưa bão hòa rất tốt cho sức
khỏe. Do đó, các nước phát triển đã trích ly dầu từ cám gạo và từ đó, có rất
nhiều ứng dụng khác [33].

1.2.

Dầu cám gạo:

1.2.1. Đặc điểm dầu cám gạo:
Dầu cám gạo là dầu béo được chiết
tách từ cám gạo trong hạt lúa.Dầu cám gạo
có đặc điểm là có điểm bốc khói rất cao
(2540C), hương vị nhẹ, màu vàng sáng,
thích hợp cho các ứng dụng liên quan đến
nhiệt độ cao như chiên, xào, nấu [35]. Loại
dầu này được sử dụng làm dầu ăn phổ biến
ở Nhật Bản, Ấn Độ, Trung Quốc, Thái
Lan,...
Hình 1.3: Dầu cám gạo.

SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
1.2.2. Thành phần và ứng dụng dầu cám gạo
Hiện nay, cám gạo không phải là nguồn chính tạo ra dầu thực phẩm mà còn
có thể chiết tách từ các nguồn khác như bắp, hạt hướng dương, đậu nành, bí đỏ,...
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu hiện nay đã chứng minh rằng dầu cám gạo có thể
thay thế các chất béo bão hòa trong chế độ ăn hằng ngày bởi các thành phần của
chất béo không bão hòa [15]. Dầu cám gạo có chứa 47% acid béo không bão hòa
đơn, 33% acid béo không bão hòa đa và 20% acid béo bão hòa[36].
Bảng 1.1. Đặc điểm và thành phần axit béo trong dầu cám gạo
Điểm
Loại dầu
Dầu

cám

bốc
khói
254o

gạo
Dầu ô-liu

C
190o

Dầu nành

C
220o

Axit béo không

Axit béo không

bão hòa đơn

bão hòa đa

47%

33%

20%

77%

9%

14%

24%

61%

15%

C

Axit béo bão hòa

Ngoài ra, dầu cám gạo chứa một lượng lớn các hợp chất dinh dưỡng có ích
lợi tốt nhất cho sức khỏe như Gamma-oryzanol (chất chống oxy hóa giúp ngăn ngừa
bệnh tim mạch), vitamin E và những hợp chất có lợi khác như phytosterols (những
hợp chất được cho là có tác dụng làm hạ sự hấp thụ cholesterol) [30] .Thành phần
chất chống oxy hóa thiên nhiên có trong dầu cám gạo như sau:
Bảng 1.2. Giá trị dinh dưỡng trong dầu cám gạo
Loại dầu
Dầu cám gạo
Dầu ô-liu
Dầu nành

VITAMIN E

VITAMIN E

TOCOPHEROL

TOCOTRIENOL

(ppm)

(ppm)

81
51

1000

336
0
0

GAMMA-ORYZANOL
(ppm)

2000
0
0

Vì trong dầu gạo có chứa hàm lượng cao gamma oryzanol - dưỡng chất
chống ôxy hóa được tìm thấy trong hạt gạo nguyên cám. Cùng với phytosterol,
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
vitamin E, omega 3, 6, 9, dầu gạo có khả năng thúc đẩy tuần hoàn máu, bảo vệ vững
chắc sức khỏe tim mạch. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Dinh dưỡng của Mỹ
năm 2005 đã cho thấy lượng cholesterol đã giảm xuống trung bình 7% sau chế độ
ăn có sử dụng dầu gạo. Giảm lượng cholesterol đồng nghĩa với ngăn ngừa và làm
giảm nguy cơ bị đột quỵ cũng như các bệnh về tim.
Bên cạnh đó, dầu gạo có nhiệt độ bốc khói cao (khoảng 254 oC) nên có khả
năng hạn chế hiện tượng cháy khét, giúp lưu giữ hương vị thơm ngon của món ăn
trong tất cả hình thức chế biến như chiên, xào, trộn salad hay làm bánh. Do vậy, tại
các quốc gia tiên tiến như Úc, Nhật, New Zealand, Hàn Quốc... dầu gạo rất được tin

dùng khi đáp ứng được những yêu cầu khắt khe về một chế độ dinh dưỡng cân
bằng. Cụ thể, ở Nhật, dầu gạo được xem là “dầu ăn của trái tim” hay tại châu Âu và
Mỹ, dầu gạo được nhìn nhận như một biểu tượng tốt cho sức khỏe.
Dựa trên những nghiên cứu khoa học gần đây cho thấy, nhờ dưỡng chất
gamma oryzanol (hiệu quả gấp 4 lần vitamin E), dầu gạo có khả năng đẩy lùi các
gốc tự do - nguyên nhân gây lão hóa da. Bên cạnh đó, gamma oryzanol còn hiệu
quả trong việc chống lại tia UVA (nguyên nhân khiến da bị lão hóa sớm) và tia
UVB, giúp giảm nguy cơ da bị cháy nắng, sạm nám, hoặc ung thư da.

Hình 1.4: Gamma-Oryzanol chiết từ dầu cám gạo.
Cùng với vitamin E, gamma oryzanol hiệu quả trong việc ngăn chặn quá
trình lão hóa diễn ra sớm trước tuổi 30, đặc biệt đối với những người sống ở khu
vực thành thị bị tác động thường xuyên bởi môi trường ô nhiễm, tình trạng căng
thẳng, chế độ ăn uống và nghỉ ngơi không điều độ. Do đó, dầu gạo đang được phụ
nữ trên toàn thế giới tin dùng như một liệu pháp thiên nhiên cho sắc đẹp hữu hiệu
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
để dưỡng da mặt, dưỡng da toàn thân, chống nám, phục hồi da hư tổn, dưỡng ẩm,
dưỡng tóc… [36].
1.2.3. Tình hình sản xuất dầu cám gạo:
1.2.3.1.

Tình hình sản xuất trong nước:

Năm 2004, nhà máy trích ly dầu cám gạovới công nghệ cao lần đầu tiên xuất
hiện ở Việt Nam. Đó là nhà máy Cái Lân có công suất 400 tấn cám gạo/ngày, sẽ

cho ra 2 sản phẩm gồm: dầu cám có giá trị dinh dưỡng cao, nhưng chủ yếu xuất
khẩu sang thị trường Nhật Bản, và cám gạo đã được trích ly có hàm lượng đạm cao
cung cấp chế biến thức ăn cho gia súc [33].
Hiện nay, ở nước ta đã có thêm một số nhà máy sản xuất dầu cám gạo để tiêu
thụ trong nước và xuất khẩu. Tiêu biểu là nhà máy trích ly dầu từ cám gạo có quy
mô lớn ở Đồng bằng sông Cửu Long, thuộc liên doanh giữa Vocarimex (Việt Nam)
và Siteki Investments (Singapore), có công suất 100.000 tấn cám gạo/năm sản xuất
ra 15.000 tấn dầu cám gạo chất lượng cao. Ở phía Bắc nước ta cũng có các nhà máy
sản xuất dầu cám gạo bằng phương pháp ép cơ học.
1.2.3.2.

Tình hình sản xuất ngoài nước:

Theo báo cáo của Hiệp hội Solvent Extractor’s Association (SEA) năm 2014,
tổng lượng dầu cám gạo được sản xuất trên toàn cầu đạt 1,2 triệu tấn dầu. Trong đó,
Ấn Độ là nước xuất khẩu dầu cám gạo lớn nhất thế giới với năng suất hiện nay
khoảng 900.000 tấn dầu, chiếm khoảng 75% tấn dầu so với thế giới. Theo sau đó là
các nước như Nhật Bản (70.000 tấn dầu), Thái Lan (60.000 tấn dầu) và Trung Quốc
(50.000 tấn dầu) [35].
1.2.4. Các phương pháp sản xuất dầu cám gạo hiện nay:
Công nghệ sản xuất dầu cám gạo ở các nước, trong đó có Việt Nam, chủ yếu
vẫn theo phương pháp cổ điển là ép cơ học hoặc trích ly bằng dung môi hữu cơ, sau
đó tinh luyện bằng phương pháp hóa học.Dung môi hữu cơ thường được sử dụng là
n-hexane, thuộc loại dung môi không phân cực có thể trích ly được dầu gần như
tuyệt đối với hiệu suất 97-99% [28], dễ bay hơi và dễ thu hồi sau khi sử dụng. Tuy
nhiên, n-hexane là dung môi có độc tính gây hại đến sức khỏe con người. Nếu như
tiếp xúc lâu dài sẽ tích lũy trong cơ thể và gây ngộ độc, chóng mặt, mệt mỏi, nặng
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 11

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
hơn là gây rối loạn vận động, bệnh thần kinh ngoại vi[29].Ngoài ra, công nghệ trích
ly này đang được các nước trên thế giới đánh giá là có nhiều nguy cơ cháy, nổ và ô
nhiễm môi trường. Số liệu thống kê cho thấy trung bình mỗi năm trên thế giới có 1
vụ nổ nhà máy trích ly dầu thực vật bằng dung môi hữu cơ. Và phương pháp này
đòi hỏi vốn đầu tư cao, yêu cầu cung ứng nguyên liệu phải đủ lớn để phù hợp với
công suất vận hành của nhà máy.
Do đó, hiện nay luật lệ ở một số nước như Mỹ đã cấm xây dựng các nhà máy
trích ly dầu bằng dung môi n-hexane. Hơn nữa, sự quản lý và điều hành của các tổ
chức thế giới như FDA (US Food and Drug Administration) và WHO (World Health
Organization) cũng đang ngày càng chặt chẽ hơn dẫn đến khả năng thu hẹp của thị
trường dầu thực vật dùng trong ngành thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm,... [5].
Và, công nghệ chiết tách dầu từ cám gạo sao cho có hiệu quả cao và thu
được lượng tối đa đã trở thành “điểm nóng” nghiên cứu trong ngành công nghiệp
dầu, chất béo [15]. Từ trước đến nay đã có rất nhiều nghiên cứu phương pháp điều
chế dầu cám gạo bao gồm phương pháp cổ điển chính ép cơ học, phương pháp chiết
tách bằng dung môi “xanh”, bằng hệ enzym và bằng kỹ thuật CO 2 siêu tới hạn
[20].So với các phương pháp sản xuất khác, kỹ thuật chiết tách bằng hệ enzym được
dựa trên nguyên tác đó là phá hủy thành tế bào của cám gạo bởi các hệ enzym thủy
phân, vì thế mà các chất béo được thoát ra khỏi tế bào. Phản ứng xảy ra trong điều
kiện tương đối “ôn hòa”, thiết bị đơn giản, không sử dụng các chất độc hại cho
người và môi trường, chất lượng dầu cám gạo cao[25].
1.2.4.1. Tình hình nghiên cứu tách dầu bằng enzyme trong nước
• Nghiên cứu chế biến cám gạo
Hàm lượng dầu của nguyên liệu cám gạo có thể bị biến đổi trong quá trình
bảo quản lâu dài do tác động của enzyme lipaze. Cám gạo sau khi xay xát có tỉ lệ
axit béo tự do khoảng 3-5% và tăng dần theo thời gian. Chỉ số acid của cám khi mới
xay xát là 12mg KOH/g, tăng lên đến 28,5mg KOH/g sau 5 ngày và tăng lên đến

116mg KOH/g sau 60 ngày. Hàm lượng dầu giảm từ 16% (lúc mới xay xát) xuống
còn 14% sau 60 ngày [6].
Vì vậy, để hạn chế giảm chất lượng của dầu cám gạo, sử dụng phương pháp
xử lý nhiệt ẩm để tiêu diệt lipase là hiệu quả. Quá trình gồm 3 công đoạn là chưng
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
gia ẩm đến độ ẩm 18-20%, sau đó sấy ở 100-105oC trong 60 phút cho đến khi độ ẩm
còn 4-5%, cuối cùng làm nguội đến 40-50oC. Cám gạo sau khi xử lý được bảo quản
trong bao gai hoặc bao dứa ở nhiệt độ bình thường. Sau 30 ngày, dầu cám ép ra có
chỉ số acid đạt giới hạn cho phép để chiết tách dầu cám có hiệu quả [4].
•

Nghiên cứu phương pháp chiết tách dầu cám gạo:
Theo bài báo nghiên cứu của Tiến sĩ Nguyễn Thị Minh Nguyệt tại Viện

nghiên cứu Dầu và Cây có dầu, công nghệ chiết tách bởi hệ enzyme thủy phân gồm
7 công đoạn: làm sạch, xử lý nhiệt (100oC trong 5phút), làm nguội (45-50oC), xử lý
enzyme (Carbohydraze với liều lượng 0,1% trong 30phút đến 2 giờ), thay đổi môi
trường pH=10 dùng NaOH.3N trong 30phút, ly tâm 5000rpm trong 20phút, thu dầu.
Sản phẩm dầu thu được có màu vàng rơm hoặc xanh oliu, có mùi thơm đặc trưng,
chỉ số acid thấp khoảng 2-5mg KOH/g. Hiệu suất thu hồi dầu đạt 77-79% [3].
1.2.4.2.

Tình hình nghiên cứu tách dầu bằng enzym ngoài nước:

Theo kết quả nghiên cứu của P.Hanmounggjai (2002), enzym alcalase sẽ làm

tăng được lượng dầu chiết xuất cao hơn khi kết hợp với enzym Cellulase 1.5L,
hemicellulase (đạt 65-70%). Hệ enzym này được xử lý với nồng độ 1% so với cám
gạo trong vòng 1 giờ ở 500C. Trước khi xử lý enzym, tỷ lệ cám gạo và nước được
trộn theo 1:5, và xử lý nhiệt ở 900C trong vòng 15 phút để bất hoạt enzym lipase
gây hỏng chất lượng dầu. Kết quả cuối cùng thu được 80% lượng dầu có sẵn trong
cám gạo [19].
Theo kết quả nghiên cứu của A.Sharma (2001), các điều kiện tối ưu được
xác định để chiết tách dầu cám gạo là dùng hỗn hợp enzym Amylase (80U),
Protease (368U) và Cellulase (380U) với tỷ lệ giữa cám gạo – nước là 1:4 (10g cám
gạo : 40ml nước), pH = 7 thay đổi bằng NaOH.0,1N và nhiệt độ 65 0C, thời gian 18
giờ, tốc độ lắc 80rpm. Hiệu suất thu hồi đạt được là 77% [17]. Trước khi xử lý
enzym, hỗn hợp nước và cám gạo chỉ được khuấy trộn bằng máy khuấy từ 20 rpm
trong 30 phút, không qua xử lý nhiệt.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu của trường Đại học Lâm học và Khoa học của
Trung Quốc đã kết hợp giữa phương pháp enzym và siêu âm thành công. Quy trình
được thực hiện như sau: Cám gạo làm sạch,xử lý nhiệt ( tỷ lệ cám gạo : nước= 1:5,
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
ở 850C trong vòng 15 phút), xử lý siêu âm ( ở 60 0C, trong vòng 55 phút, 120W),xử
lý enzyme (Cellulase.1,2%; Protease.0,6%; Amylase.0,3%; pH=4,5; ở 55 0C xử lý
trong 5,5 giờ), chiết tách bằng dung môi. Hiệu suất thu hồi đạt 92,63%. So với mẫu
chỉ xử lý bằng enzym, màu sắc của dầu có xử lý siêu âm hơi sẫm, chỉ số acid và chỉ
số peroxid thấp hơn. Nhưng c\hỉ số iot và chỉ số xà phòng hóa lại cao hơn. Phương
pháp này được thiết kế nhằm cải thiện khả năng bị oxy hóa và nồng độ acid béo
không bão hòa.Chất lượng của dầu được tăng lên. [15].
Nghiên cứu về chất lượng sản phẩm của dầu cám gạo, Shaker đã tìm hiểu

phương pháp xử lý nhiệt cám gạo trước khi cho enzym thủy phân vào, với điều kiện
gia nhiệt ở 1000C trong vòng 9 phút thì sản phẩm dầu cám gạo sẽ có chỉ số acid (1-3
mgKOH/g) thấp hơn so với xử lý trong vòng 3 phút và khi không xử lý nhiệt [14].
Việc sử dụng enzym trong chiết tách dầu cám gạo là một biện pháp có triển
vọng ứng dụng vì phù hợp với quy mô vừa và nhỏ, tiết kiệm được công đoạn tinh
luyện nên giảm được hao hụt.
1.3.

Tổng quan về Enzyme:

1.3.1. Enzyme Cellulase:
Cellulase là một hệ enzyme thủy phân phức tạp, có khả năng cắt mối liên kết
β -1,4-O-glucoside trong phân tử cellulose để chuyển thành cellobiose và cuối cùng
thành glucose. Phức hệ enzyme này được xếp thành 3 nhóm cơ bản, đó là: endo-β1,4-glucanase hay carboxymethyl cellulase (CMCase); exo-β-1,4-glucanase hay
cellobiohydrolase và β-glucosidase hay β-D-glucoside glucohydrolase. Mỗi loại
enzyme tham gia thủy phân cơ chất theo một cơ chế nhất định và nhờ có sự phối
hợp hoạt động của các enzyme đó mà phân tử cơ chất được thủy phân hoàn toàn tạo
thành các sản phẩm đơn giản nhất. Enzyme Cellulase thường được tổng hợp mạnh
mẽ ở các giống nấm mốc như Aspergillus, Penicillium, Trichoderma,... và nhiều vi
khuẩn, xạ khuẩn khác cũng có khả năng tổng hợp mạnh.
1.3.1.1.

Cơ chế hoạt động của enzyme Cellulase:

Sự phân giải cellulose dưới tác dụng của phức hệ enzyme cellulase từ nấm
mốc Trichoderma reesi xảy ra theo 3 cơ chế chủ yếu sau:

SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 14

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
+ Endo-β-1,4-glucanase (CMCase): có khả năng phân cắt liên kết β -1,4glucosedase một cách ngẫu nhiên trong phân tử cellulose.
+ Exo-β-1,4-glucanase (Cellobiohydrolase): xúc tác việc tách ra một cách
liên tiếp các đơn vị glucose từ đầu không khử (non-reducing end) của chuỗi
cellulose.

+ β-glucosidase (Cellobiase): thủy phân cellobiose đến glucose[8].
Hình 1.5: Cơ chế hoạt động của enyzme Cellulase.
1.3.1.2.

Tính chất lý hóa của enzyme Cellulase:

Tùy thuộc vào cấu trúc và nguồn gốc của enzyme mà hoạt tính enzyme đạt
cực đại ở khoảng nhiệt độ, pH tối ưu nhất định.
Sự ảnh hưởng của nhiệt độ: vận tốc phản ứng do enzyme xúc tác chỉ tăng lên
khi tăng nhiệt độ trong một giới hạn nhất định, chưa ảnh hưởng đến cấu trúc
enzyme. Hoạt tính enzyme đạt cực đại ở nhiệt độ thích hợp, khoảng nhiệt độ thích
hợp của nhiều enzyme vào khoảng 40-55oC. Ở nhiệt độ cao, enzyme bị biến tính
làm hoạt tính giảm mạnh hoặc mất hoạt tính, còn ở nhiệt độ thấp dưới 0 oC, hoạt tính
enzyme bị giảm nhiều nhưng lại có thể phục hồi khi đưa về nhiệt độ thích hợp. Hoạt
tính của enzyme Cellulase từ Trichoderma reesi đạt tối đa ở 55oC [24].
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
Đối với sự ảnh hưởng của pH: khả năng hoạt động của enzyme còn phụ

thuộc vào pH môi trường phản ứng. Tùy thuộc vào bản chất của enzyme mà pH
thích hợp để enzyme hoạt động có thể trung tính, kiềm hoặc axit. Theo bài báo
nghiên cứu về enzyme Cellulase của Xiao-Zou Zhang, pH tối ưu cho hoạt động của
enzyme Cellulase từ Trichoderma reesi là nằm trong khoảng pH= 4 – 5 [22].
Ngoài ra, các dung môi hữu cơ như methanol, ethanol, acetone,... và các chất
tẩy rửa như Tween 20, Tween 80,... đều làm giảm hoạt tính của enyme.
1.3.2. Enzyme Protease:
Protease là các enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết peptit (CO – NH) trong
phân tử protein và các cơ chất tương tự đến sản phẩm cuối cùng là các axit amin.
Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thuỷ phân liên kết este và vận chuyển
axit amin[5].

Hình 1.6: Cơ chế hoạt động của enyzme Protease.
Protease cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức độ
tế bào, cơ quan đến cơ thể nên được phân bố rất rộng rãi trên nhiều đối tượng từ vi
sinh vật (vi khuẩn, nấm và virus) đến thực vật (đu đủ, dứa...) và động vật (gan, dạ
dày bê...). So với protease động vật và thực vật, hệ protease vi sinh vật là một hệ
thống rất phức tạp bao gồm nhiều enzyme rất giống nhau về cấu trúc, khối lượng và
hình dạng phân tử nên rất khó tách ra dưới dạng tinh thể đồng nhất [3].
1.3.2.1.

Phân loại Protease:

Enzyme protease được phân chia thành hai loại: endopeptidase và
exopeptidase.

SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 16

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
Protease (Peptidase)

Exopeptidase

Endopeptidase

Serine proteinase
Aminopeptidase
Cystein proteinase

Carboxypeptidase

Aspartic proteinase
Metallo proteinase

Hình 1.7: Sơ đồ phân loại enzyme Protease.
Dựa vào vị trí tác động trên mạch polypeptide, exopeptidase được chia thành
2 loại:
+Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu N tự do của chuỗi
polypeptide để giải phóng ra một amino acid, một dipeptide hoặc một tripeptide.
+ Carboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu C của chuỗi
polypeptide và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptide.
Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia thành 4
nhóm:
+ Serin protease: là những protease chứa nhóm –OH của gốc serine trong
trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc tác của
enzyme. Nhóm này bao gồm hai nhóm nhỏ: chymotrypsin (enzyme động vật như
chymotrypsin, trypsin, elastase) và subtilisin (enzyme vi khuẩn như subtilisin

Carlsberg, subtilisin BPN). Các serine proteinase thường hoạt động mạnh ở vùng
kiềm tính và thể hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng.
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
+ Cysteine protease: các protease chứa nhóm –SH trong trung tâm hoạt động.
Bao gồm các protease thực vật như papain, bromelin, một vài protease động vật và
protease ký sinh trùng. Các cystein protease thường hoạt động ở vùng pH trung
tính, có tính đặc hiệu cơ chất rộng.
+ Aspartic protease: hầu hết các aspartic proteinase thuộc nhóm pepsin, bao
gồm các enzyme tiêu hóa như: pepsin, chymosin, cathepsin, šauk h. Các aspartic
proteinase có chứa nhóm carboxyl trong trung tâm hoạt động và thường hoạt động
mạnh ở pH trung tính.
+ Metallo protease: là nhóm protease được tìm thấy ở vi khuẩn, nấm mốc
cũng như các vi sinh vật bậc cao hơn. Các metallo protease thường hoạt động vùng
pH trung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA.
Ngoài ra, protease được phân loại một cách đơn giản hơn thành ba nhóm:
+ Protease acid

: pH= 2-4

+ Protease trung tính: pH = 7-8
+ Protease kiềm
1.3.2.2.

: pH = 9-11 [11].

Enzyme Alcalase 2,4L:

Alcalase 2,4L là một protease, được thu nhận từ Bacillus licheniformis, thuộc
loại Subtilisin Carlsberg, trong nhóm serine protease. Alcalase thuỷ phân các liên
kết peptide của protein để tạo thành các axit amin như tyrosine, leucine, valine,…Là
một serine protease nên enzyme này hoạt động mạnh ở vùng kiềm tính, trong
khoảng pH= 7-9. Nhiệt độ tối thích cho enzyme hoạt động là 50–65oC.Ngoài ra,
enzyme này còn có khả năng thuỷ phần nhiều loại protein khác nhau như protein từ
sữa, protein từ động vật,….Nhờ đó mà nó được ứng dụng nhiều trong thực tế.
Ngoài ra, subtilisin Carlsberg được biết là loại enzyme công nghiệp quan trọng
[6:12;23].
1.3.3. Enzyme Glucoamylase:
Glucoamylase hay còn gọi là γ-amylase, là những enzyme có thể thủy phân
được cả hai kiểu liên kết α-1,4 và α-1,6-glucoside trong tinh bột, ngoài ra còn có
khả năng thủy phân liên kết α-1,2 và α-1,3-glucoside. Glucoamylase có thể phân
giải hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin, dextrin, maltose thành glucose, mà
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
không cần có sự tham gia của các enzyme khác. Chúng chủ yếu được tạo ra bởi các
vi sinh vật, đặc biệt là nấm mốc Aspergillus, Penicillium và Rhizopu[6].
1.3.3.1.

Cơ chế hoạt động của enzyme Glucoamylase:

Glucoamylase có thể giải phóng ra D-glucose bằng cách thủy phân lặp lại
nhiều lần các liên kết α-1,4 của mạch α-glucan từ đầu không khử, sau đó chúng

thủy phân các mối liên kết α-1,6 và α-1,3 nhưng rất chậm (10-13 lần). Tốc độ thủy
phân phụ thuộc vào bản chất của các liên kết kề cận với các liên kết glucoside được
thủy phân, cũng như kích thước và cấu trúc của cơ chất bị thủy phân. Nhất là với
các α-glucan mạch dài (amylose và amylopectin) thì bị thủy phân nhanh hơn là với
các maltodextrin và các oligosaccaride.

Hình 1.8: Cơ chế hoạt động của enyzme Glucoamylase.
1.3.3.2.

Ứng dụng của enzyme Glucoamylase:

Hiện nay, enzyme Glucoamylase có vị trí hàng đầu về hiệu lực thủy phân
tinh bột và các sản phẩm trung gian. Vì thế việc sử dụng các chế phẩm
Glucoamylase tách từ các chủng vi sinh vật hoạt động trong sản xuất rượu, bia,
mạch nha có ý nghĩa và triển vọng vô cùng lớn. Theo thời gian, enzyme công
nghiệp càng ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến như nhóm enzyme
protease, cellulase, ligase,... và một trong số đó nhóm enzyme được ứng dụng rất
phổ biến ở nhiều lĩnh vực khác nhau, đó là nhóm Amylase.
-

Trong y học và dược phẩm: thuốc và hóa chất chứa hoạt tính enzyme Glucoamylase
được sử dụng để chẩn đoán viêm tụy cấp và trong các sản phẩm chứa men tiêu hóa
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015

-

dành cho trẻ sơ sinh, kích thích tiêu hóa, chống suy dinh dưỡng.
Trong công nghiệp: việc sử dụng enzyme để khử mực giấy loại trên thế giới đã có
thăm dò theo nhiều chiều hướng và một số chủng vi sinh, theo công bố gần đây nhất
cho thấy enzyme Glucoamylase đang có khả năng thúc đẩy quy trình khử mực tốt.

-

Ngoài ra, còn được sử dụng phổ biến trong công nghiệp dệt.
Trong chế biến thực phẩm gia súc: thành phần ngũ cốc chiếm một khối lượng rất
lớn trong khẩu phần thức ăn gia súc. Để tăng hiệu suất sử dụng năng lượng từ
nguồn tinh bột có chủ yếu trong ngũ cốc, người ta thường cho thêm enzyme

-

Amylase vào nhằm giúp cho quá trình chuyển hóa tinh bột thành dường tốt hơn.
Trong công nghiệp thực phẩm: Glucoamylase được ứng dụng nhiều trong sản xuất
các sản phẩm quen thuộc như mì chính, bia, cồn, siro, bánh mì, bánh kẹo,... [16] .
1.3.3.3. Enzyme Dextrozyme GA:
Dextrozyme GA chứa enzyme Glucoamylase được sản xuất từ một chủng
loại vi sinh vật có chọn lọc tên là Aspergillus niger bằng sự lên men chìm. Tùy
thuộc vào nguồn gốc thu nhận enzyme mà hoạt độ của chúng đạt cực đại ở khoảng
pH và nhiệt độ tối ưu khác nhau. Đối với enzyme Glucoamylase thu nhận từ
Aspergillus nigerthì nhiệt độ tối ưu nằm trong khoảng 45-55 oC và đạt cực đại ở
50oC. Loại enzyme này bền trong môi trường acid hơn α-amylase, chúng có hoạt
lực cao nhất ở vùng pH= 3–5, nhưng lại kém bền hơn trong rượu, acetone và không
được bảo vệ bởi Ca2+.

SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015

CHƯƠNG 2:
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1.

Thời gian và địa điểm:

2.1.1. Thời gian:
Thời gian bắt đầu thực hiện:
Thời gian kết thúc: 30/05/2015.

-

2.1.2. Địa điểm:
-

Phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Sinh học tại trường Đại học Bách

-

Khoa Đà Nẵng.
Trung tâm Nghiên cứu Sinh học và Môi trường tại trường Đại học Bách
Khoa Đà Nẵng.

2.2.

Vật liệu:

2.2.1.

Nguyên liệu:

•

Cám gạo:4 mẫu.
- Mẫu cám 1: được lấy từ 1 hộ gia đình ở Quảng Nam.
- Mẫu cám 2: được lấy từ 1 hộ gia đình ở Quảng Ngãi.
- Mẫu cám 3: được lấy từ Nhà máy xay xát ở Quảng Nam.
- Mẫu cám4: được lấy từ Nhà máy xay xát ở Quảng Ngãi.
• Enzyme: 3 loại.
- Enzyme Alcalase® 2,4L của Novoenzyme.
- Enzyme Cellulase: enzyme được sử dụng trong quá trình nghiên cứu
này có nguồn gốc từSinobios(shanghai)imp.&exp.co.,ltd. Địa chỉ: suite
B903, Tomson centre, 188 Zhangyang Rd.,Pudong New Dist,Shanghai,
-

2.2.2.
-

China.
Enzyme Dextrozyme GA của Novoenzyme.
Hóa chất:

Dung dịch NaOH, HCl, CH3COOH.
Dung dịch KMnO4,Na2CO3; nước cất, cồn 96o.
Dung dịch đệm acetat: natri acetat 0,2M và acid acetic 0,2M.

Dung dịch đệm photphate: NaH2PO4.2H2O; NaH2PO4.12H2O.
Thuốc thử Folin 1X;
Dung dịch TCA.0,4M.
CMC; DNS; tinh bột; casein; tyrosin; D-glucose.
Phenolphtalein; Sodium Potassium tartrate.

SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
Tất cả các hóa chất đều có nguồn gốc từ Trung Quốc.
2.2.3.

Dụng cụ, thiết bị sử dụng:

Trong đề tài này, tôi đã sử dụng một số dụng cụ, thiết bị và máy móc của
phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học, Khoa Hóa, Trường Đại Học Bách Khoa Đà
Nẵng.
Một số thiết bị phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học như:
-

Bếp điện (Hữu Nghị, Việt Nam).
Lò vi sóng (Sharp).
Cân kỹ thuật (ARC 120 OHAUS – Mỹ).
Cân phân tích điện tử (E1240-OHAUS – Mỹ).
Tủ ấm (BE 500 – Memmert – Đức).
Máy đo pH (MP 220-Metter Toledo – Thụy Sĩ).
Micropipet (Axygen).

Máy quang phổ (UV-Vis vetrospec).
Tủ lạnh (Sanyo – Nhật).
Tủ sấy.
Máy lắc khô (SI500-Stuart)
Máy li tâm lớn (Hettich).
Máy siêu âm phá mẫu sử dụng đầu dò (Misonic).
Máy khuấy từ gia nhiệt.
Bể lắc nước ngang.
Ngoài ra, một số dụng cụ đã sử dụng trong quá trình nghiên cứu:

-

Bộ Soxhlet; cốc thủy tinh (25; 250; 1000 ml); bình tam giác; ống đong; đũa
thủy tinh; lọ penicilin; micropipet; pipet; bình định mức... và một số dụng cụ
khác.

2.3.

Phương pháp nghiên cứu:

2.3.1. Quy trình chung tách chiết dầu từ cám gạo bằng phương pháp enzyme:

SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
Cám gạo

Làm sạch

Nước cất

Khuấy trộn

Điều chỉnh pH, nhiệt độ

Xử lý enzyme

Enzyme Cellulase
Enzyme Alcalase
Enzyme Dextrozyme

Ly tâm

Tách pha

Dầu cám
Hình 2.1: Quy trình chung tách chiết dầu từ cám gạo bằng enyzme
Cám gạo thu nhận về có màu vàng được làm sạch qua dụng cụ rây để loại bỏ
các tạp chất như sạn, các sinh vật nhỏ (mọt) và sấy khô ở 80 oC đến khối lượng
không đổi. Cám gạo trở nên mịn và có màu vàng sáng hơn. Khuấy trộn cám gạo với
nước cất ở tỷ lệ nhất định (1:4) bằng máy khuấy từ. Điều chỉnh pH của hỗn hợp
cám gạo và nước bằng dung dịch NaOH.0,5N hoặc CH 3COOH.0,5N và đưa nhiệt
độ đến điều kiện thích hợp cho enyme hoạt động. Các hệ enzyme phân giải như
Cellulasesẽ phá vỡ thành tế bào, còn các enzyme protease sẽ làm nhiệm vụ thay đổi
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 23

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015
tính thấm của lớp màng liposome và dầu sẽ thoát ra khỏi thể dầu một cách dễ dàng.
Sau khi xử lý enzyme, các chất hòa tan sẽ được khuếch tán vào trong nước, dầu
thoát ra sẽ tạo phân lớp với dịch lỏng. Nhưng giữa dịch lỏng và lớp dầu xuất hiện
một số vi hạt, vì vậy ta cần phải ly tâm để tạo phân lớp rõ ràng, dễ dàng tách chiết
dầu ra khỏi dịch lỏng.
Để thực hiện nghiên cứu này, tôi cần phải xác định được hàm lượng dầu có
trong mỗi cám gạo thu về bằng phương pháp Soxhlet và xác định các chỉ tiêu hóa
học, vật lý của dầu cám được trích ly bằng Soxhlet nhằm tiến hành so sánh với dầu
cám được tách chiết bằng công nghệ enzyme sau này. Sau đó, tôi tiến hành khảo sát
các yếu tố ảnh hưởng đến công đoạn xử lý enzyme như nhiệt độ, pH, liều lượng
enzyme để quá trình chiết tách dầu cám gạo đạt được hiệu suất cao nhất. Sau khi
xác định được các điều kiện tối ưu, tôi tiến hành kết hợp phương pháp enzyme với
các phương pháp khác như xử lý nhiệt, xử lý nguyên liệu bằng sóng siêu âm và các
phương pháp tách thu hồi dầu tốt nhất để tăng hiệu suất của quá trình.
2.3.2. Khảo sát chất lượng cám gạo bằng phương pháp hóa học:
2.3.2.1. Xác định hàm lượng chất béo bằng phương pháp Soxhlet:
Theo kết quả khảo sát của Viện Công nghiệp thực phẩm, cám có tỉ lệ các
thành phần và hàm lượng chất béo thay đổi tùy theo kỹ thuật và các loại máy xay
xát. Do đó, ta cần phải kiểm tra và phân tích hàm lượng chất béo trong mỗi mẫu
cám gạo ta thu được bằng phương pháp Soxhlet.
•

Nguyên tắc:
Chiết tách chất béo có trong cám gạo bằng dung môi hữu cơ (ether etylic

hoặc ether dầu hỏa) dựa trên khả năng hòa tan của lipid trong dung môi hữu cơ
không phân cực.

Quá trình tách được thực hiện bằng dụng cụ Soxhlet bao gồm: 1 trụ chiết, 1
ống sinh hàn và 1 bình cầu.

SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2015

Hình 2.2: Bộ chiết Soxhlet.
•

Tiến hành:
- Sấy khô nguyên liệu đến khối lượng không đổi (100-105 0C). Cân chính xác

khoảng 5g nguyên liệu bằng cân phân tích, cho vào túi giấy lọc đã được sấy khô.
(Túi giấy phải có đường kính nhỏ hơn đường kính trụ chiết và chiều dài phải ngắn
hơn chiều cao của ống chảy tràn).
- Đặt túi giấy chứa mẫu vào ống trụ chiết.
- Lắp trụ chiết vào bình cầu đã được sấy khô (xác định khối lượng) và lắp
ống sinh hàn).
- Cho dung môi vào trụ chiết sao cho một lượng dung môi chảy xuống
khoảng ½ bình cầu và còn một lượng trên trụ chiết đủ ngập mẫu.
- Mở nước vào ống sinh hàn.
- Đặt hệ thống Soxhlet lên bếp cách thủy và điều chỉnh nhiệt độ sao cho chu
kỳ hoàn lưu của dung môi đạt từ 5-8 lần trong một giờ (45-50 0C). Chiết trong 8-12
giờ cho đến khi trích ly hoàn toàn chất béo. Thử thời điểm kết thúc quá trình trích
bằng cách lấy vài giọt ether từ đầu cuối trụ chiết cho lên đĩa kính sạch. Sau khi dung
môi bay hơi hết, trên mặt kính không để lại vết dầu loang thì được xem như chất

béo đã được chiết tách hoàn toàn,
- Sau khi chiết xong, lấy bình cầu ra và lắp vào thiết bị cô đặc chân không
quay để thu hồi dung môi.
SVTH: Võ Trần Khánh Huyền – 10SH

Trang 25