Bước đầu nghiên cứu quá trình tinh chế dầu cám gạo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

Khoa Cơ khí Công nghệ

KHÓA LUẬN

TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
Bước đầu nghiên cứu quá trình tinh chế dầu cám gạo

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Hà Nhi
Lớp: Công nghệ sau thu hoạch 46
Giáo viên hướng dẫn: Th.S Đoàn Thị Thanh Thảo
Bộ môn: Công nghệ thực phẩm

NĂM 2016


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần đa dạng của mẫu cám gạo nguyên ở châu Á (%)......3
Bảng 1.2. Hàm lượng các vitamin trong lúa [1]................................................4
Bảng 1.3. Thành phần của dầu cám gạo thô [16].............................................6
Bảng 1.4. So sánh hàm lượng các acid béo trong dầu cám gạo với một số....7
loại dầu khác (%) [47].........................................................................................7
Bảng 1.5. So sánh điểm khói và cân bằng các chất béo trong một số loại......8
dầu thông dụng....................................................................................................8
Bảng 1.6. So sánh các chất chống oxy hoá của các loại dầu............................8
Bảng 1.7. Nhiệt độ kết tinh của sáp trong dầu................................................22
Bảng 1.8. Quy định nồng độ dung dịch kiềm tương ứng với nhiệt độ và chỉ
số acid của dầu mỡ............................................................................................23
Bảng 3.2. Một số chỉ tiêu chất lượng của dầu cám gạo thô...........................41

Bảng 3.3. So sánh sự khác biệt màu sắc của dầu sau khi tẩy màu với các tỷ
lệ than hoạt tính đưa vào khác nhau...............................................................49
Bảng 3.4. Các chỉ tiêu chất lượng của dầu cám gạo tinh...............................51


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Cấu tạo của hạt lúa Hình 1.2. Cám gạo...........................................2
Hình 2.1. Quy trình tinh chế dầu cám gạo ở quy mô phòng thí nghiệm......36
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy hóa...........................43
Hình 3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng nước đến hiệu suất thu hồi dầu sau..44
quá trình thủy hóa.............................................................................................44
Hình 3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng nước đến quá trình thủy hóa............44
Hình 3.4. Ảnh hưởng của thời gian tách sáp đến hiệu suất thu hồi dầu......45
Hình 3.5. Dầu cám gạo trước và sau khi tách sáp..........................................46
Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian trung hòa đến chỉ số acid của dầu cám
gạo.......................................................................................................................47
Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian đến độ ẩm của dầu sau khi sấy.............48
Hình 3.8. Ảnh hưởng của hàm lượng than hoạt tính đến độ sáng của dầu
sau khi tẩy màu..................................................................................................50
Hình 3.9. Dầu sau khi tẩy màu với các hàm lượng than hoạt tính khác nhau
.............................................................................................................................50
Hình 3.10. Dầu trước và sau khi tinh chế........................................................51


MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................4
ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................1
PHẦN 1.................................................................................................................2
TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU............................................................................2

1.1. Tổng quan về cám gạo.....................................................................................................2
1.1.1. Giới thiệu về cám gạo...................................................................................................2
1.1.2. Thành phần hóa học của cám gạo.................................................................................3
1.2. Tổng quan về dầu cám gạo..............................................................................................5
1.2.1. Nguồn gốc.....................................................................................................................5
1.2.2. Thành phần hóa học của dầu cám gạo..........................................................................5
1.2.3. Tính chất lý hóa của dầu cám gạo...............................................................................10
1.2.3.1. Tính chất vật lý........................................................................................................10
1.2.3.2. Tính chất hóa học [8]...............................................................................................10
1.2.4. Giá trị dinh dưỡng của dầu cám gạo...........................................................................12
1.2.5. Ứng dụng của dầu cám gạo [50].................................................................................12
1.3. Tình hình nghiên cứu về dầu cám gạo trong và ngoài nước..........................................13
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới..............................................................................13
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước................................................................................14
1.4. Tổng quan về công nghệ trích ly dầu thực vật...............................................................15
1.4.1. Cơ sở khoa học [4]......................................................................................................15
1.4.2. Bản chất hóa lý của quá trình trích ly [8]....................................................................15
1.4.3. Các biến đổi của nguyên liệu [4]................................................................................16
1.4.4. Các phương pháp trích ly dầu thực vật trong công nghiệp [8]...................................17
1.4.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly [4] [8]....................................................18
1.5. Tổng quan về kỹ thuật tinh luyện dầu mỡ [8]................................................................19
1.5.1. Giới thiệu chung..........................................................................................................19
1.5.2. Các công đoạn chính của quá trình tinh luyện............................................................20
1.5.2.1. Các phương pháp tinh luyện cơ học.........................................................................20
1.5.2.2. Thủy hóa..................................................................................................................21
1.5.2.3. Tách sáp và đông hóa dầu........................................................................................21
1.5.2.4. Trung hòa.................................................................................................................22
1.5.2.5. Sấy dầu.....................................................................................................................24
1.5.2.6. Tẩy màu....................................................................................................................24

PHẦN 2...............................................................................................................26
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............26
2.1. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................................26
2.1.1. Cám gạo......................................................................................................................26
2.1.2. Dầu cám gạo................................................................................................................26
2.2. Nội dung nghiên cứu......................................................................................................26
2.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................................26
2.3.1. Phương pháp lấy và xử lý mẫu....................................................................................26
2.3.2. Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi............................27
2.3.3. Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp KjelDahl.........................................28
2.3.4. Xác định hàm lượng lipid bằng phương pháp Soxhlet...............................................29
2.3.5. Xác định hàm lượng tinh bột bằng phương pháp Bertrand.........................................29


2.3.6. Xác định hàm lượng cenllulose...................................................................................31
2.3.7. Xác định chỉ số axit.....................................................................................................32
2.3.8. Xác định chỉ số iod......................................................................................................33
2.3.9. Xác định chỉ số peroxit...............................................................................................34
2.3.10. Xác định chỉ số xà phòng hóa...................................................................................35
2.4. Quy trình tinh chế dầu cám gạo ở quy mô phòng thí nghiệm........................................36
2.4.1. Phương pháp trích ly dầu thô......................................................................................36
2.4.2. Phương pháp thủy hóa.................................................................................................37
2.4.3. Phương pháp tách sáp.................................................................................................38
2.4.4. Phương pháp trung hòa...............................................................................................38
2.4.5. Phương pháp sấy dầu..................................................................................................38
2.4.6. Phương pháp tẩy màu.................................................................................................39
2.5. Phương pháp xử lý số liệu..............................................................................................39

PHẦN 3...............................................................................................................40
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................................40

3.1. Một số thành phần hóa học của cám gạo.......................................................................40
3.2. Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của dầu cám thô.........................................................41
3.3. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình tinh chế dầu..............................................42
3.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng nước bổ sung đến hiệu suất thu hồi dầu sau quá
trình thủy hóa........................................................................................................................42
3.3.1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy hóa......................................................43
3.3.1.2. Ảnh hưởng của lượng nước đến quá trình thủy hóa.................................................44
3.3.2. Xác định thời gian tách sáp thích hợp.........................................................................45
3.3.3. Xác định thời gian thích hợp cho quá trình trung hòa................................................46
3.3.4. Xác định thời gian sấy dầu thích hợp..........................................................................48
3.3.5. Xác định lượng than hoạt tính thích hợp cho quá trình tẩy màu.................................48
3.4. Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của dầu cám sau khi tinh chế.....................................51

PHẦN 4...............................................................................................................52
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................................52
4.1. Kết luận..........................................................................................................................52
4.2. Kiến nghị........................................................................................................................53

PHẦN 5...............................................................................................................54
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................54
PHẦN 6...............................................................................................................59
PHỤ LỤC...........................................................................................................59


LỜI CẢM ƠN
Sau quá trình học tập và rèn luyện tại trường Đại học Nông Lâm Huế, tôi
đã hoàn thành nhiệm vụ học tập của mình và tiếp thu được một lượng kiến thức
nhất định. Để có được kết quả đó, ngoài sự nỗ lực, phấn đấu của bản thân của
bản thân, tôi đã nhận được sự động viên của gia đình, sự hướng dẫn, giảng dạy
của thầy cô giáo trong nhà trường và sự giúp đỡ, chia sẻ của bạn bè. Nhất là

trong kỳ thực tập và làm khóa luận cuối khóa, sự động viên, hướng dẫn, giúp đỡ
đó đối với tôi thực sự quý báu.
Để có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp của mình, trước hết tôi xin trân
trọng cảm ơn cô Đoàn Thị Thanh Thảo, người đã trực tiếp hướng dẫn và luôn
quan tâm tạo điều kiện để tôi hoàn thành được khóa luận của mình!
Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Cơ Khí – Công Nghệ đã
truyền đạt cho tôi những kiến thức cơ bản về chuyên môn. Đây là những nền
tảng quan trọng cho công việc của tôi sau này.
Tuy nhiên, do kiến thức của bản thân và thời gian thực tập còn hạn chế
nên nội dung đề tài không tránh khỏi những sai sót, kính mong nhận được sự
giúp đỡ, góp ý của các thầy cô giáo và các bạn để đề tài của tôi được hoàn thiện
hơn.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!
Huế, tháng 05 năm 2016
Sinh viên
Bùi Thị Hà Nhi


ĐẶT VẤN ĐỀ
Dầu tinh chế là sản phẩm hết sức quen thuộc với con người, là nguồn thực
phẩm cung cấp nhiều năng lượng và góp phần làm tăng hương vị của các loại
thực phẩm khác khi nấu nướng. Chính vì vậy ngành công nghiệp sản xuất dầu đã
tồn tại từ lâu và đến nay có nhiều chủng loại phong phú, đa dạng và ngày càng
được cải tiến về mặt chất lượng.
Đã từ lâu, Việt Nam với ưu đãi lớn về điều kiện tự nhiên, vị trí địa lý
thuận lợi, nền nông nghiệp phát triển mạnh và là nước xuất khẩu gạo lớn thứ hai
trên thế giới. Hai đồng bằng lớn là đồng bằng sông Hồng và đông bằng sông
Cửu Long với tổng diện tích trồng lúa trên 5 triệu ha, cung cấp khoảng 35 triệu
tấn lúa mỗi năm.
Trong quá trình chế biến lúa gạo đã tạo ra một lượng lớn cám gạo phụ

phẩm hiện nay chưa được sử dụng hiệu quả. Với lượng cám gạo chiếm khoảng
10% so với lúa, thì cám gạo thải ra hàng năm trong các cơ sở chế biến của nước
ta ước tính khoảng trên 4,5 triệu tấn, lượng cám gạo ở nước ta hiện nay được sử
dụng chủ yếu để làm thức ăn chăn nuôi, chưa khai thác hết được tiềm năng vốn
có của nó.
Trong cám gạo có nhiều thành phần có giá trị dinh dưỡng như protein,
lipid, glucose, vitamin,… cám gạo còn chứa hợp chất đặc biệt quan trọng đó là
gamma-oryzanol, với tính năng chống oxy hóa, giảm cholesterol, chống lão hóa,
tăng cường miễn dịch. Hơn nữa, trong cám gạo còn chứa một lượng dầu tương
đối lớn, dầu cám gạo có giá trị về mặt dinh dưỡng cao, được sử dụng rộng rãi
trong dược phẩm, thực phẩm và công nghiệp hóa chất do tính độc đáo và có giá
trị y học cao [2]. Ở nước ta, ngành công nghiệp sản xuất dầu đang phát triển
mạnh mẽ. Tuy nhiên, việc sản xuất và tinh chế dầu cám gạo còn mới mẻ và chưa
được phát triển ở Việt Nam. Vì vậy, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Bước đầu
nghiên cứu quá trình tinh chế dầu cám gạo
”.

1


PHẦN 1
TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về cám gạo
1.1.1. Giới thiệu về cám gạo

Hình 1.1. Cấu tạo của hạt lúa

Hình 1.2. Cám gạo

Gạo có thể được xem là một trong những loại ngũ cốc quan trọng nhất và

được hơn một nữa dân số thế giới tiêu thụ. Theo báo cáo của Bộ Nông Nghiệp
Hoa Kỳ thì 453,4 triệu tấn gạo đã được tiêu thụ trên toàn thế giới trong năm
2010. Ở Châu Á, gạo là một thành phần cơ bản của chế độ ăn uống hằng ngày
và nó chiếm một ví trí hàng đầu trên thị trường thế giới [14].
Cám gạo là phụ phẩm chính thu được từ lúa sau khi xay xát và thường
chiếm khoảng 10% trọng lượng lúa. Cám gạo được hình thành từ lớp vỏ nội
nhũ, mầm phôi của hạt, cũng như một phần từ tấm. Cám gạo có màu sáng và
mùi thơm đặc trưng. 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 [2].
Đây là một nguồn nguyên liệu rẻ và dồi dào với thành phần dinh dưỡng
tốt. Cám chứa nhiều chất chống oxy hóa có lợi cho sức khỏe con người. Cám có
chứa nhiều loại vitamin và chất béo chưa bão hòa rất tốt cho sức khỏe. Vì vậy ở
các nước phát triển, cám được dùng để trích ly dầu. Dầu cám sau khi thu được
có rất nhiều ứng dụng như các loại dầu thông thường khác. Dầu cám cũng có thể
được cho vào các loại thực phẩm với tác dụng bổ sung thêm các chất béo không
no mà cơ thể không tự tổng hợp được. Với lượng vitamin E và các vitamin
nhóm B dồi dào, dầu cám cũng được ứng dụng trong lĩnh vực mỹ phẩm và y học
làm các loại kem dưỡng da hoặc thực phẩm chức năng [9].
2


1.1.2. Thành phần hóa học của cám gạo
Cám gạo chứa rất nhiều chất dinh dưỡng như protein, lipid, xơ, vitamin,
khoáng chất… Cám gạo mới vừa xay xát có mùi thơm, màu vàng nhạt, các chất
bổ dưỡng được bảo toàn nếu sử dụng ngay. Tỷ lệ vỏ trấu sau khi xay xát ảnh
hưởng nhiều tới hàm lượng protein, béo và xơ của cám gạo thành phẩm. Tỷ lệ
protein trong cám gạo mịn có thể đạt đến 12 – 14%. Lượng protein thô ở cám
gạo cao hơn so với bắp hạt. Cám gạo chỉ chiếm 8% trọng lượng lúa nhưng lại
chứa ba phần tư tổng số dầu trong lúa. Hàm lượng chất béo trong cám khoảng
13 – 20% và xơ 7 – 8%. Tuy nhiên, theo báo cáo của Gene và cộng sự (2002) và

Creswell (1987) 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 [49].
Bảng 1.1. Thành phần đa dạng của mẫu cám gạo nguyên ở châu Á (%)
Thành phần

Trung bình

Khoảng

Độ ẩm

10

8.1 – 13.6

Protein

13.1

10.4 – 15.4

Chất béo

16

7.5 – 20.7

Chất xơ thô

7.5

2.3 – 13.4

Tro

9.4

5.9 – 18.2

Gạo cũng như các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật khác thường chứa
hàm lượng phospho khá cao ở dạng phytate. Mặt khác, gốc phosphat từ phytate
thường tạo liên kết với các chất như acid amin và chất khoáng làm giảm sự tiêu
hoá các dưỡng chất này khi bổ sung vào khẩu phần. Thường có khoảng 2/3 hàm
lượng phospho có trong những loại nguyên liệu thô được sử dụng làm thức ăn
gia súc, hiện diện dưới dạng phytate. Cám gạo có lượng phospho khá cao nhưng
trên 50% là ở dạng phytate [41].
Cám gạo có chứa nhiều loại khoáng chất. Ngoài phospho thì trong cám
còn có nhiều loại chất khoáng khác như SiO2, P2O5, CaO, MgO, K2O…
Vitamin trong cám gạo gồm B1, B2, B6, B12, PP, E, D…Hầu hết các loại
vitamin như B1, B2, B6, B12, PP trong cám đều cao hơn trong thóc hay trong
gạo. Hàm lượng các loại vitamin này được thể hiện rõ trong bảng sau [1]:

3


Bảng 1.2. Hàm lượng các vitamin trong lúa [1]
Loại vitamin

Thóc

Gạo

Cám

B1

2,3 - 3,7

0,8

25 – 33

B2

0,67

0,25

2,68

B6

6,6

1,3

31,4

B12

-

-

0,031

PP(axit nicotic)

44,4 – 69

24,0

332,0

Axit pantotenic

9,0

4,0

15 – 27

Axit pholeic

24 – 40

-

-

H(biotin)

0,4 – 1

-

-

Ngoài ra, cám gạo còn chứa rất nhiều loại vitamin tốt cho da như vitamin
nhóm E, vitamin nhóm B, phylate, chất béo omega 3, gamma-oryzanol. Đặc
biệt gamma-oryzanol là một chất chống oxy hóa mạnh (mạnh hơn Vitamin E
khoảng 4 lần), giúp làm chậm đáng kể quá trình lão hóa của cơ thể.
Tuy nhiên, theo thời gian các chất dinh dưỡng này sẽ mất đi do cám bị
oxy hóa (bị phân hủy). Chúng ta sẽ dễ dàng nhận biết cám bị oxy hóa nhờ vào
mùi ôi của cám hay còn gọi là hôi dầu. Cám hôi dầu làm giảm chất lượng và
năng suất tách chiết dầu. Nếu tách dầu trong cám nhanh chóng khi cám vừa mới
xay xát sẽ làm cho cám lâu hư, giúp ổn định được các thành phần dinh dưỡng
trong dầu cám, đảm bảo được nguồn nguyên liệu tốt đồng thời nâng cao hiệu
quả kinh tế trong sản xuất.
Sở dĩ cám bị oxy hóa là do trong cám có một loại enzyme tự nhiên enzym lipaza, sẽ hủy hoại dầu theo thời gian làm cho cám mau hư. Chính enzym
lipaza đã kích thích và đẩy nhanh tốc độ phân hủy dầu trong cám gạo. Người ta
nhận thấy rằng acid béo tự do tăng nhanh trong cám là kết quả tác động của độ
ẩm với enzyme lipaza. Với độ ẩm, nhiệt độ môi trường càng cao thì acid béo tự
do của dầu trong cám tăng nhanh mãnh liệt. Mỗi giờ, acid béo tự do trong cám
tăng khoảng 1%, cám được bảo quản trong 1 tháng ở nhiệt độ 25 0C thì lượng
acid béo tự do sẽ tăng đến 60 - 70% [1][18].
Do đó, cám gạo cần được tiến hành tách chiết dầu nhanh chóng sau khi
xay xát để đảm bảo chất lượng được tốt nhất hoặc sấy cám để ổn định chất
lượng trước khi bảo quản và khai thác.
4

1.2. Tổng quan về dầu cám gạo
1.2.1. Nguồn gốc
Dầu cám là một lipid được chiết xuất từ cám gạo – phần vỏ lụa ngoài
cùng của hạt gạo lức, nó có chứa 15 – 22% dầu [31]. Dầu cám gạo, còn gọi là
dầu gạo được sử dụng rộng rãi ở các nước châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc,
Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan và Pakistan. Dầu cám gạo thường được coi là
một trong những loại dầu thực vật có chất lượng cao.
1.2.2. Thành phần hóa học của dầu cám gạo
Dầu cám gạo thô thường có nồng độ acid rất cao (acid béo tự do lên đến
50%). Điều này là do thực tế dầu chứa trong cám gạo nhanh chóng bị phân hủy
trong không khí ẩm và dưới tác động của enzyme lipase; enzyme này góp phần
làm tăng sự thủy phân triglyceride và các axit béo tự do. Sau 2 - 3 ngày bảo
quản, tính acid của dầu tăng lên đến 10%; trong khi những giờ đầu tiên, nó có
thể tăng ở mức 1% mỗi giờ. Để cải thiện được tình hình này thì có thể:
• Xử lý cám gạo ngay lập tức sau khi xay xát. Tuy nhiên điều này rất khó,
do thực tế các nhà máy dung môi thường nằm xa các cơ sở xay xát lúa gạo.
• Hoặc tiến hành khử trùng cám gạo tại các nhà máy xay xát, bằng cách
sấy chúng ở nhiệt độ 90 - 1000C và làm khô nó để ngăn chặn sự hoạt động của
enzyme lipase và do đó cho phép lưu trữ chúng trước khi vận chuyển và khai
thác dầu [28].
Dầu cám có tỷ lệ sáp cao nên dễ bị vẫn đục. Ngoài ra, nếu dầu cám thô
sau khi ép không qua lọc và tinh chế ngay thì phẩm chất nhanh chóng bị giảm
sút, chỉ số acid tăng nhanh, màu dầu từ vàng chuyển sang xanh thẫm rồi đen [3].

5


Bảng 1.3. Thành phần của dầu cám gạo thô [16]

Thành phần

Hàm lượng (g/100 g dầu)

 Chất béo xà phòng hóa

90 - 96

- Chất béo trung tính

79 - 85

Triacylglycerol

66 - 77

Diacyglycerol

2.4 - 3.6

Monoacylglycerol

4.7 - 6.2

Acid béo tự do

1.6 - 3.6

Sáp

2.4 - 3.6

- Glycolipids

5.4 - 6.7

- Phospholipids

3.6 - 4.8

 Thành phần không xà phòng hóa

4.2

- 4-Desmethylsterols

1.8

- 4-Monomethylsterols

0.4

- 4,4 ’-Dimethylsterols

12

- Hydrocarbons

0.8

- Tocopherols

0.04

- Tocotrienols

0.07

Ba nhóm phytosterol có mặt trong dầu cám gạo thô là : 4,4'-dimethylsterols, 4
monomethylsterols, và 4-desmethylsterols. Phytosterol là thành phần phi dinh
dưỡng và đã được chứng minh là có thể ức chế cholesterol hấp thu ở ruột non.
Do đó, người ta có thể sử dụng chúng để làm giảm nồng độ cholesterol trong
máu đối với những người có cholesterol trong máu cao. Ngoài ra, dầu cám gạo
chứa 4-monomethylsterols với một ethylidene chuỗi bên, nó góp phần vào sự ổn
định quá trình oxy hóa của dầu cám gạo trong khi sấy ở nhiệt độ cao. Hơn nữa,
một vài nghiên cứu đã chỉ ra rằng có nguy cơ gây ra ung thư đại tràng khi tăng
lượng phytosterol [16].
Các thành phần đặc trưng của dầu cám gạo thô là 81,3 - 84,3%
triglycerides, 2 - 3% diglycerides, 5 - 6% mononglycerides, 2 - 3% acid béo tự
6


do, 3 – 4% chất sáp, 0,8% glycolipid, 1,6% phospholipid, 4% chất không xà
phòng hóa. So với các loại dầu thực vật khác, dầu cám gạo thô có xu hướng
chứa hàm lượng cao các thành phần phi triglycerides, hầu hết chúng được loại
bỏ trong quá trình tinh chế. Các acid béo, monoglycerides tự do và diglycerides
trong dầu cám gạo kết hợp với enzym thủy phân. Các phospholipids chủ yếu bao
gồm phosphatidylcholine, phosphatidylethanaolamine và phosphatidylinositol.
Hàm lượng sáp trong dầu có thể bị thay đổi, tùy thuộc vào các thông số giống
cây trồng và chế biến [47].

Bảng 1.4. So sánh hàm lượng các acid béo trong dầu cám gạo với một số
loại dầu khác (%) [47]
Dầu cám
gạo

Dầu đậu
phộng

Dầu đậu
nành

Dầu Bông

Myristic (14:0)

0.3

0

0.2

0.8

Palmitic (16:0)

15.4

8.1

10.7

27.3

Stearic (18:0)

1.2

1.5

3.9

2.0

Oleic (18:1)

41.4

49.9

22.8

18.3

Linoleic (18:2)

38.2

35.4

50.8

50.5

Linolenic (18:3)

2.1

0

6.8

0

Arachidic (20:0)

0.5

1.1

0.2

0.3

Behenic (22:0)

0.2

2.1

0.1

0

Acid béo

Acid béo oleic và linoleic chiếm khoảng 80% các acid béo của glycerides.
Dầu cám gạo cũng giống như dầu đậu phộng đều có thành phần acid béo bão
hòa cao hơn so với dầu đậu nành.

7


Bảng 1.5. So sánh điểm khói và cân bằng các chất béo trong một số loại
dầu thông dụng
Loại dầu

Điểm khói
(0F)

Cám gạo
Olive
Canola
Đậu phụng
Đậu nành
Hạt nho

490
360
450
460

440
485

Chất béo không Chất béo không
bão hòa đơn (%) bão hòa đa (%)
47
77
61
48
24
14

33
9
33
34
61
77

Chất béo
bão hòa
(%)
20
14
7
18
15
9

Hàm lượng các loại chất béo của dầu cám gạo tương đối cân bằng. Đặc

biệt dầu cám gạo có điểm khói tương đối cao và cao hơn các loại dầu khác, nên
ngoài việc được sử dụng làm dầu trộn salad thì dầu cám gạo còn được sử dụng
làm dầu chiên rán. Nó có thể duy trì các chất dinh dưỡng ngay cả khi ở nhiệt độ
cao và khi thực phẩm nấu chín ở nhiệt độ cao sẽ ít hấp phụ dầu hơn [48].
Bảng 1.6. So sánh các chất chống oxy hoá của các loại dầu

Loại dầu

Tổng các
Tocopherol Tocotrien Oryzanol chất chống
(ppm*)
ol (ppm*) (ppm*)
oxy hóa tự
nhiên (ppm*)

Cám gạo

81

336

2,000

2,417

Olive

51

0

0

51

Canola

650

0

0

650

Dầu hướng dương

487

0

0

487

1,000

0

0

1,000

256

149

0

405

Dầu nành
Dầu cọ

Dầu cám gạo thô có thể được tinh luyện thành dầu ăn thông qua tinh
luyện bằng phương pháp hóa học hoặc phương pháp vật lý. Dầu cám gạo là một
loại dầu trộn salad tuyệt hảo. Ngoài ra, nó còn rất bền dưới các chế độ nhiệt hơn
bất kỳ loại dầu thực vật nào khác do nó có sự cân bằng giữa các thành phần acid
8


linoleic và oleic, rất ít acid linolenic, và lượng lớn các chất chống oxy hóa tự
nhiên (tocopherols và tocotrienols).
Các chất sterol có nguồn gốc thực vật từ lâu được biết đến như tác nhân
làm giảm sự hấp thu cholesterol do nó cạnh tranh với cholesterol trong việc tạo
mixen vận chuyển qua thành ruột. Hầu hết các sterol thực vật đều hấp thụ kém.
3 gam β-sitosterol mỗi ngày trong chế độ dinh dưỡng sẽ làm giảm sự hấp thu
cholesterol lên đến 50%.
Tocopherol và tocotrienol trong dầu cám không nhiều hơn trong các loại
dầu thực vật khác. Tuy nhiên, tác dụng chống oxy hóa tuyệt vời của dầu cám

được biết đến không chỉ do tocopherol hay tocotrienol mà còn do các ester của
acid ferulic. Acid ferulic được ester hóa với triterpene alcohols, sterols, và
methanol. Hỗn hợp các ester của acid ferulic với sterols và các triterpene
alcohol, chủ yếu là β-sitosterol, campesterol, cycloartenol và 24-methylene
cycloartanol được gọi là oryzanol (hay gamma-oryzanol). Oryzanol được xác
nhận có tác dụng như kích thích tố ảnh hưởng lên hệ thống thần kinh tự chủ. Nó
được chứng minh là có tác dụng kích thích sinh trưởng, kéo dài chu trình sinh
sản trên động vật và làm gia tăng sự phát triển hệ thống mao quản trên biểu bì
da. Oryzanol có khoảng 2% trong dầu cám gạo thô và khoảng 1,7% trong dầu
sau khi tách keo. Lượng oryzanol này chủ yếu tập trung trong chất keo và hỗn
hợp xà phòng tách ra trong quá trình tinh luyện [30].
Phospholipids cũng được sản xuất từ các chất keo lấy ra trong quá trình
tinh luyện dầu cám. Đây là những hợp chất diacyl glycerol-phosphate, chúng
chiếm 4 - 5% lượng chất béo trong cám gạo. Phosphatidyl choline (hay lecithin)
đã được chứng minh là có tác dụng làm giảm việc hấp thu cholesterol trong cơ
thể và làm tăng lượng choline trong máu. Lecithin sản xuất từ dầu cám có chứa
20 - 25% phosphatidyl choline.
Các chất sáp chiếm 3 - 4% trọng lượng của dầu cám thô được chiết xuất ở
nhiệt độ cao. Chất sáp trong cám gạo là ester của acid béo mạch dài (có 16-26
nguyên tử cacbon) và rượu béo (chứa 22 - 30 nguyên tử cacbon). Chất sáp được
tách ra từ dầu thô thông qua quá trình kết tinh và lắng ở nhiệt độ thấp. Chất sáp
này được tinh chế bằng việc rửa với aceton hoặc ethanol để tách bỏ phần dầu.
Sáp từ cám gạo được khuyến cáo sử dụng ở Mỹ trong việc thay thế các bao bì
nhựa để bao gói trực tiếp các sản phẩm thực phẩm. Sáp từ cám gạo cũng sử
dụng cho việc bao gói các sản phẩm hoa quả thực phẩm tươi để ngăn chặn sự
mất ẩm. Nó cũng được sử dụng làm chất nền cho son môi và các mỹ phẩm khác.

9

1.2.3. Tính chất lý hóa của dầu cám gạo
1.2.3.1. Tính chất vật lý
- Dầu cám gạo nhẹ hơn nước, có tỷ trọng 0,91 - 0,97. Mức độ không no
càng lớn thì tỷ trọng càng lớn.
- Chỉ số khúc xạ 1,448 - 1,474. Mức độ không no càng lớn thì chỉ số khúc
xạ càng cao.
- Tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như eter, benzen, hexan,…
1.2.3.2. Tính chất hóa học [8]
 Phản ứng thủy phân và xà phòng hóa
Trong điều kiện thích hợp, dầu dễ bị thủy phân theo phản ứng:
C3H5(COOR)3 + 3H2O → 3RCOOH + C3H5(OH)3
Nếu có mặt một lượng kiềm (KOH, NaOH) thì sau phản ứng thủy phân,
acid béo tác dụng với chất kiềm để tạo thành muối kiềm (xà phòng):
RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O
Phương trình tổng quát:
C3H5(COOR)3 + 3 NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3
 Phản ứng cộng hợp
Phản ứng này có tác dụng cộng hydro váo các nối đôi trên dây carbon của
acid béo với sự hiện diện của chất xúc tác thích hợp nhằm làm giảm số nối đôi
trên dây carbon, làm cho dầu ổn định hơn, hạn chế được các quá trình như oxy
hóa, trùng hợp của dầu. Ngoài ra, phản ứng này còn có tác dụng giữ cho dầu
không bị trở mùi khi bảo quản lâu.
-CH=CH- + H2 → -CH2-CH2Phản ứng này có ý nghĩa thực tiễn quan trọng: đây chính là cơ sở lý thuyết
cho quá trình chuyển đổi dầu từ thể lỏng sang thể rắn để sử dụng trong một số
trường hợp đặc biệt (margarine, shorterning,…).
Ngoài ra, thành phần acid béo của dầu thường chứa đồng thời acid oleic,
acid linoleic, acid linolenic. Mặc dù acid linolenic có vai trò sinh học quan
trọng, nhưng nó cũng là nguyên nhân chính gây nên sự trở mùi của thực phẩm,
vì thế quá trình hydro hóa lọc để giảm bớt hàm lượng acid linolenic thường
được tiến hành trong công nghệ chế biến dầu.

10


 Phản ứng đồng phân hóa
Dưới tác dụng của baz hòa tan trong rượu sẽ xảy ra sự đồng phân hóa các
nối kép trên dây carbon, làm tăng tính khô của dầu. Sự đồng phân hóa có thể
thực hiện với sự xúc tác Niken, nhiệt độ 180oC, Al2O3 tăng hoạt tính.
 Phản ứng với rượu
Đây là phản ứng cơ bản để biến triglyceride thành ester metyl của acid
béo nhằm để phân tích thành phần hóa học bằng sắc ký khí.
 Phản ứng oxy hóa
Dầu có chứa nhiều acid béo không no sẽ dễ bị oxy hóa bởi oxy không khí.
Đa số các phản ứng xảy ra trên các nối đôi của carbon. Dầu có chứa nhiều acid
béo no có ưu điểm là dễ bảo quản, ít bị biến đổi nhưng lại có hệ số đồng hóa thấp.
Từ đặc tính lý hóa của dầu nói chung, các nghiên cứu về hiện tượng trở
mùi của dầu khi chúng được tồn trữ trong thời gian dài đã đưa ra hai nguyên
nhân chủ yếu dẫn đến sự biến đổi này:
- Sự thủy phân giải phóng acid béo từ triglycerid: Sự thủy phân này có thể
xảy ra khi mạch carbon của triglycerid ngắn, hoặc dưới tác dụng của enzym lipas.
- Sự ôi dầu do phản ứng oxy hóa hóa học: Phản ứng này xảy ra dễ dàng
với dây triglycerid có chứa nhiều nối kép. Nó thường bắt nguồn từ phản ứng
cộng oxy vào các nối kép hay xen vào Cα đối với nối kép để tạo ra các
hydroperoxit. Các hydroperoxit này tiếp tục bị phân hủy để cho ra các sản phẩm
sau cùng như các hợp chất carbonyl, aldehyd, aceton, alcohol.
Tổng quát:
Aldehyd
Ceton
Chất béo + O2 → hydroperoxit →

Axit

Ester
Alcohol

Việc tìm ra nguyên nhân gây biến đổi mùi trong quá trình bảo quản có ý
nghĩa thực tế rất quan trọng, đây chính là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo
nhằm làm thay đổi đặc tính của dầu như ester hóa nội phân tử, hydrogen hóa,…

11


1.2.4. Giá trị dinh dưỡng của dầu cám gạo
Dầu cám gạo cũng được biết đến như một loại thực phẩm mang tính
thương mại cao. Mặc dù tương tự như các loại dầu thực vật thông thường khác
nhưng dầu cám gạo được biết đến như là một loại dầu ăn với những tính chất
đặc trưng và chuyên biệt (mùi vị lôi cuốn và tính chất ổn định) được ưa chuộng
và luôn hấp dẫn trên thị trường. Nhưng điểm nổi bật đáng lưu ý là dầu cám gạo
chứa hàm lượng các chất có giá trị dinh dưỡng cao như gramma-oryzanol và
tocotrienol. Nhiều nghiên cứu cho thấy dầu cám gạo làm giảm lượng cholesterol
có hại (LDL) mà không ảnh hưởng đến những loại cholesterol hữu ích khác
(HDL). Trong những nghiên cứu đó, oryzanol được chứng minh là nhân tố chính
ảnh hưởng đến chức năng trên. Bên cạnh đó, tocotrienol được đánh giá nổi bật
như là một nguồn vitamin E tự nhiên dồi dào và quý báu, nó cũng được cho là
chất có hiệu quả chống ung thư. Là một nguồn vitamin E tự nhiên, dầu cám gạo
không chỉ giàu chất alpha-tocopherol mà còn có một lượng lớn tocotrienol
thường có trong các loại dầu thực vật khác. Dầu cám không những có cân bằng
rất tốt về thành phần các acid béo, nó còn chứa nhiều các chất chống oxy hóa và
các chất vi lượng cần thiết cho cơ thể. Do vậy, dầu cám có thể nói là loại dầu ăn
tốt nhất trong chế độ dinh dưỡng hàng ngày của chúng ta [15] [30].
1.2.5. Ứng dụng của dầu cám gạo [50]
 Giảm Cholesterol

Nhiều cuộc nghiên cứu về sức khỏe con người đã cho thấy hiệu quả của
dầu gạo trong việc làm giảm đáng kể lượng cholesterol xấu trong máu. Ngoài ra
các nghiên cứu của Viện dinh dưỡng quốc gia & hội đồng y khoa Ấn Độ cũng
đã chỉ ra rằng dầu gạo là loại dầu ăn duy nhất dẫn đầu về cả chất lượng và số
lượng các chất chống oxy hóa như: Vitamin E, gamma-oryzanol, phytosterol,
các acid béo không no và omega 3 - 6 - 9,… có tác dụng làm giảm đáng kể
lượng cholesterol xấu trong cơ thể, là nguyên nhân chính tạo ra các mảng bám
gây hẹp động mạch, cản trở tuần hoàn máu dẫn đến các chứng tai biến, đột quỵ,
xơ vữa động mạch,…
Trong các chất oxy hóa kể trên, gamma-oryzanol là chất chỉ tìm thấy duy
nhất trong dầu gạo và được khoa học chứng minh có khả năng ngăn chặn cơ thể
hấp thu cholesterol xấu từ thức ăn, cũng như có tác dụng đào thải cholesterol
xấu ra khỏi cơ thể. Các chuyên gia tim mạch trên thế giới cũng khuyên người
thừa cholesterol nên dùng thực phẩm chứa gamma-oryzanol một cách tự nhiên
để đưa cholesterol về mức “chuẩn”, ngăn ngừa nguy cơ bệnh tim mạch. Đây là
một biện pháp đơn giản, an toàn và dễ thực hiện.
12


 Làm chậm quá trình lão hóa của cơ thể
Trước đây vitamin E được xem là một trong những chất có tác dụng
chống oxy hóa tự nhiên hàng đầu, nhưng hàm lượng gamma-oryzanol có trong
thành phần dầu gạo còn có tác dụng mạnh gấp 4 lần so với vitamin E trong việc
ngăn ngừa các mô tế bào bị oxy hóa. Cùng với vitamin E, gamma-oryzanol được
chứng minh có tác dụng ức chế sự hình thành các gốc tự do và vô hiệu hóa tác
hại của chúng, giúp chống lại quá trình lão hóa, bảo vệ sức khỏe về lâu dài.
Chính vì vậy tại Nhật, ngoài việc sử dụng dầu gạo như một loại dầu ăn tốt cho
sức khỏe, người ta còn dùng dầu gạo với hàm lượng cao gamma-oryzanol vào
việc sản xuất các loại mỹ phẩm thiên nhiên, giúp làm đẹp da, chống nắng và
chống lão hóa, bảo vệ da khỏi các hư tổn oxy hóa do những tác động của môi

trường bên ngoài.
 Bí quyết cho món ăn ngon
Ngoài những công dụng làm đẹp và chăm sóc sức khỏe, dầu gạo được
nhiều người coi như một bí quyết giúp món ăn trở nên ngon miệng hơn. Chính
nhờ hương vị nhẹ nhàng, tinh tế của dầu gạo cũng như thành phần gammaoryzanol có trong dầu, người dùng cảm thấy ngon miệng hơn khi dùng dầu gạo
trộn với salad, hoặc chế biến món ăn. Đặc biệt, dầu gạo rất thích hợp cho các
món chiên, xào, rán, nướng vì khả năng chịu nhiệt cao (điểm bốc khói lên đến
254oC) làm cho thức ăn đều màu, không bị khô cháy và giữ được mùi vị thơm
ngon cho món ăn.
Ngoài ra, dầu cám gạo còn có rất nhiều công dụng tuyệt vời khác như làm
giảm tỷ lệ mắc bệnh ung thư, tăng cường trí nhớ, giảm căng thẳng, làm tăng lưu
lượng máu tốt hơn, giúp cải thiện các chức năng hệ thống thần kinh tốt hơn, làm
giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch…
1.3. Tình hình nghiên cứu về dầu cám gạo trong và ngoài nước
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Dầu cám gạo là một trong những loại dầu ăn thông dụng nhất ở Châu Á,
được chiết xuất từ một lượng lớn sản phẩm phụ của quá trình xay xát gạo của
ngành công nghiệp. Dầu cám gạo chứa hàm lượng các chất dinh dưỡng phong
phú, được ứng dụng nhiều trong dược phẩm, mỹ phẩm, chẳng hạn như
tocopherols và tocotrienols, lecithin, carotrnoids và gamma-oryzanol. Do đó nó
đã thu hút sự quan tâm đáng kể của các nhà nghiên cứu trên thế giới trong 3 – 4
năm gần đây [14].
13


- Gamma-oryzanol được tách ra đầu tiên vào năm 1954 bởi Kaneko và
Tsuchiya từ một chất kết tinh trong thành phần không xà phòng hóa của cám
gạo. Ba năm sau, Shimizu sử dụng một phương pháp chiết xuất khác, phát hiện
rằng gamma-oryzanol không phải là một thực thể duy nhất mà khẳng định nó
gồm 3 este của acid ferulic với triterpene alcohols, sterols và methanol. Kể từ

đó, các nghiên cứu khác nhau đã tiến hành xác định được các thành phần của
gamma-oryzanol, cho phép xác định hơn 20 este của acid ferulic với trierpene
alcohols và sterol bởi các phương pháp khác nhau [14]. Năm 2000, Fatemeh
Malekian và các cộng sự đã nghiên cứu về đề tài “Lipase và hoạt động của
lipoxygenase, chức năng và tổn thất dinh dưỡng trong quá trình bảo quản dầu
cám gạo”, theo đó cám gạo có tiềm năng lớn như là một nguồn bổ sung nhiều
chất dinh dưỡng. Tuy nhiên, việc sử dụng cám gạo như là thực phẩm và thức ăn
chăn nuôi còn hạn chế, bởi nó không ổn định do bị thủy phân và oxy hóa. Cám
gạo có chứa 12% - 23% chất béo thô, tùy thuộc vào từng loại gạo. Sau quá trình
xay xát, chất lượng cám gạo xuống cấp nhanh chóng, các gốc tự nhiên trong
cám bị thủy phân mà chủ yếu là lipid, dẫn đến nồng độ acid tăng lên và giảm độ
pH. Tùy thuộc vào loại lipase có trong cám, điều kiện bảo quản, và các phương
pháp đóng gói, quá trình hư hỏng do enzyme lipase xảy ra ở các mức độ khác
nhau [18]. Năm 2012, Ramon Oliveira và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu
ảnh hưởng của các điều kiện chiết xuất đến năng suất và thành phần của dầu
cám gạo khi chiết xuất bởi ethanol [36]. Năm 2009, Amarasnghe nghiên cứu ảnh
hưởng của các phương pháp ổn định đến quá trình tách chiết dầu cám gạo bằng
dịch nước [9]. Năm 2009, Siti Zullaikah, Elda Melwita và Yi-Hsu Ju đã phân lập
oryzanol từ dầu cám gạo thô [46].
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Hiện nay ở nước ta, các nghiên cứu về dầu cám gạo chủ yếu tập trung vào
việc xác định thành phần hóa học và nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình tách chiết dầu cám gạo. Các phương pháp tinh chế dầu cám gạo ở nước
ta vẫn chưa được sự quan tâm đúng mức của các nhà nghiên cứu.
- Tiến sĩ Nguyễn Thanh Phương và cộng sự nghiên cứu sử dụng cám gạo
lên men làm thức ăn cho cá (1999). Năm 2010, tiến sĩ Nguyễn Thị Minh Nguyệt
nghiên cứu đề tài “Sử dụng enzym trong chiết tách dầu béo và các thành phần
của cám gạo”. Đề tài được thực hiện bao gồm các bước: chọn nguyên liệu, khảo
sát ảnh hưởng của các yếu tố thí nghiệm đến hiệu suất chiết xuất dầu béo và các
thành phần của cám gạo bằng phương pháp enzyme như ảnh hưởng của loại

enzyme, hàm lượng dầu trong nguyên liệu cám và hiệu quả xử lý nhiệt độ
14


nguyên liệu cám. Kết luận nghiên cứu cho thấy nguyên liệu thích hợp dùng để
chiết xuất dầu cám là cám gạo có hàm lượng dầu không dưới 14%, được xử lý ở
nhiệt độ 1000C trong 5 phút trước khi tách chiết, enzyme có thể dùng để chiết
xuất dầu cám gạo đạt hiệu quả cao là protease, hemicellulase và carbonhydras,
liều lượng enzyme là 0,1%, thời gian xử lý enzyme là từ 30 phút đến 2 giờ. Sau
giai đoạn xử lý enzyme, cần khuấy trộn dịch chiết trong môi trường pH 10. Hiệu
suất chiết dầu cám đạt 77,5%. Tác nhân xử lý bã cám gạo thích hợp việc khuấy
trộn ở môi trường có pH 10. Hiệu suất chiết xuất cám gạo là 75,4%. Thu nhận
xơ hòa tan từ bã cám gạo bằng cách ly tâm dịch chiết cám với tốc độ 5000
vòng/phút trong 20 phút, kết tủa xơ hòa tan 80% C 2H5OH ở pH 7. Hiệu suất
chiết xuất xơ hòa tan đạt 10,4%. Kết quả phân tích cho thấy các sản phẩm thu
nhận từ cám gạo là dầu béo, protein và xơ hòa tan đều đạt tiêu chuẩn thực phẩm.
Năm 2015, Đào Anh Hoàng nghiên cứu xây dựng quy trình chiết xuất dầu cám
gạo giàu gamma-oryzanol.
1.4. Tổng quan về công nghệ trích ly dầu thực vật
1.4.1. Cơ sở khoa học [4]
Trích ly là quá trình hòa tan chọn lọc các cấu tử dầu trong mẫu nguyên
liệu bằng cách cho nguyên liệu tiếp xúc với dung môi. Động lực của quá trình
trích ly là sự chênh lệch nồng độ của cấu tử ở trong nguyên liệu và ở trong dung
môi. Đây là một quá trình truyền khối. Trong quá trình trích ly, dung môi
thường ở dạng lỏng, còn nguyên liệu thường ở dạng rắn, quá trình này được gọi
là trích ly rắn – lỏng. Dung môi dùng để trích ly dầu thực vật phải đạt các yêu
cầu sau:
- Có khả năng hòa tan dầu theo bất cứ tỉ lệ nào và không hòa tan các tạp
chất khác có trong nguyên liệu chứa dầu.
- Có nhiệt độ sôi thấp để dễ dàng tách ra khỏi dầu triệt để.

- Không độc, không ăn mòn thiết bị, không gây cháy nổ với không khí,
phổ biến và rẻ tiền.
1.4.2. Bản chất hóa lý của quá trình trích ly [8]
Bản chất của quá trình trích ly là quá trình ngâm chiết dầu trong dung môi
hữu cơ. Đây là kết quả của 4 quá trình kết hợp:
-

Sự di chuyển vật lý của dầu trong hạt.

Khử dung môi và hạt đã tách dầu: sản phẩm là khô dầu được sử dụng
trong chế biến thức ăn gia súc.
-

-

Tách loại dung môi từ dầu đã trích ly.
15


-

Thu hồi dung môi cho các quá trình sử dụng lại.

Việc chuyển dầu từ nguyên liệu vào dung môi được thực hiện nhờ vào
quá trình khuếch tán, trong đó:
-

Khuếch tán phân tử (20%): Chuyển dầu từ nội tâm nguyên liệu vào dung môi.

-

Khuếch tán đối lưu (80%): Chuyển dầu từ bề mặt nguyên liệu vào dung môi.
Quá trình trích ly dầu thực vật diễn ra theo 2 giai đoạn:

 Giai đoạn đầu (Khuếch tán đối lưu của dầu thực vật vào dung môi):
Trước tiên diễn ra sự thấm ướt dung môi trên bề mặt nguyên liệu, sau đó
đó thấm sâu vào bên trong nguyên liệu tạo ra mixen (dung dịch dầu trong dung
môi). Sau khi đẩy các bọc không khí trong khe vách tế bào ra ngoài, mixen
chiếm đầy các khe vách trống đó và thực hiện hòa tan dầu trên lớp bề mặt. Sau
đó nhờ dung môi đã thấm sâu vào các lớp bên trong, tiếp tục hòa tan dầu đã
phân bố trong các ống mao dẫn bọc kín. Quá trình hòa tan dầu vào dung môi
tiếp tục diễn ra đến khi đạt sự cân bằng nồng độ mixen ở lớp bên trong với lớp
mặt ngoài của nguyên liệu. Việc tạo mức chênh lệch thường xuyên ổn định giữa
nồng độ mixen trong nguyên liệu và bên ngoài nhờ dòng dung môi chuyển động
mang nguyên liệu trích ly.
 Giai đoạn hai (Khuếch tán phân tử của dầu thực vật vào dung môi)
Dung môi tiếp tục thấm sâu qua các thành tế bào chưa bị phá vỡ và hòa
tan dầu trong các khe vách tế bào. Lượng dầu còn sót lại trong nội tâm nguyên
liệu chỉ chiếm khoảng 20% do đó dung môi thấm rất khó khăn vào các tế bào
chưa bị phá vỡ này.
1.4.3. Các biến đổi của nguyên liệu [4]
- Biến đổi hóa lý: Biến đổi hóa lý được xem là nhóm biến đổi quan trọng
nhất trong quá trình trích ly. Đó là sự hòa tan các cấu tử dầu từ nguyên liệu vào
dung môi. Cần chú ý là tùy theo tính chọn lọc của dung môi mà thành phần và
hàm lượng các cấu tử hòa tan thu được trong dịch trích ly sẽ thay đổi. Thông
thường, cùng với các cấu tử dầu thu nhận được, dịch trích ly còn chứa một số
cấu tử hòa tan khác như các acid béo tự do, phospholipide,…Trong quá trình
trích ly có thể xảy ra những biến đổi về pha khác như sự bay hơi, sự kết tủa,…
- Biến đổi vật lý: Sự khuếch tán là biến đổi vật lý quan trọng trong quá
trình trích ly. Các phân tử dầu sẽ dịch chuyển từ tâm của nguyên liệu đến vùng

bề mặt và dịch chuyển từ vùng bề mặt nguyên liệu vào dung môi. Các phân tử
16


dung môi sẽ khuếch tán từ vùng bên ngoài nguyên liệu vào bên trong cấu trúc
các mao dẫn của nguyên liệu. Sự khuếch tán sẽ giúp cho quá trình chiết rút các
cấu tử cần trích ly từ nguyên liệu vào dung môi xảy ra nhanh và triệt để hơn.
Động lực của sự khuếch tán là do chênh lệch nồng độ.
- Biến đổi hóa học: Trong quá trình trích ly có thể xảy ra các phản ứng
hóa học giữa các cấu tử trong nguyên liệu. Tốc độ của các phản ứng hóa học sẽ
gia tăng khi chúng ta thực hiện trích ly ở nhiệt độ cao. Ví dụ như khi ta trích ly
dầu cám nếu sử dụng nhiệt độ quá cao dễ làm cho chất béo bị oxy hóa. Hiện
tượng này làm cho dịch trích ly chứa nhiều tạp chất và gây khó khăn cho những
công đoạn làm sạch tiếp theo.
- Biến đổi hóa sinh và sinh học: Khi sử dụng dung môi để thực hiện quá
trình trích ly ở nhiệt độ phòng thì một số biến đổi hóa sinh và sinh học có thể
xảy ra. Các enzym trong nguyên liệu sẽ xúc tác phản ứng chuyển hóa những cơ
chất có nguồn gốc từ nguyên liệu. Hệ vi sinh vật trong nguyên liệu sẽ phát triển.
Tuy nhiên, nếu chúng ta thực hiện quá trình trích ly ở nhiệt độ cao thì các biến
đổi hóa sinh và sinh học xảy ra không đáng kể.
Tóm lại, trong quá trình trích ly có thể xảy ra nhiều biến đổi khác nhau.
Tùy thuộc vào phương pháp trích ly và các thông số công nghệ mà mức độ của
các biến đổi sẽ khác nhau. Do đó cần lựa chọn phương pháp thực hiện và những
thông số công nghệ phù hợp để tăng cường các biến đổi có lợi và hạn chế các
biến đổi có hại xảy ra làm ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng của sản phẩm.
1.4.4. Các phương pháp trích ly dầu thực vật trong công nghiệp [8]
Để trích ly dầu từ nguyên liệu có dầu người ta có thể áp dụng 2 phương
pháp trích ly dầu gián đoạn và liên tục. Tuy nhiên, phương pháp trích ly gián
đoạn không hoàn chỉnh nên hiện nay ít sử dụng.
Trích ly liên tục là phương pháp cơ bản để tách dầu thực vật hiện nay.

Trong quá trình trích ly, nguyên liệu và dung môi có thể chuyển động cùng
chiều hoặc ngược chiều.
Phương pháp tiến hành:
- Ngâm nguyên liệu trong dòng chuyển động ngược chiều chuyển động
của dung môi.
- Dội tưới liên tục nhiều đợt dung môi (hoặc mixen loãng) lên lớp nguyên
liệu chuyển động. Trên đường chuyển động của nguyên liệu ra khỏi thiết bị trích
ly gặp dung môi nạp vào ngược chiều.
17


Quá trình trích ly dầu từ nguyên liệu có dầu không phụ thuộc vào kết cấu
thiết bị mà xảy ra chủ yếu do tương tác giữa dung môi và dầu tạo thành dung
dịch mixen. Mixen sau khi ra khỏi khu vực trích ly, đem phân ly thành dầu vào
dung môi bằng cách làm bốc hơi dung môi sẽ thu được bã dầu sạch dung môi.
Hơi dung môi bốc ra đem ngưng tụ để tái sinh hay phục hồi từ trạng thái hơi
thành trạng thái lỏng, thu được dung môi gọi là dung môi thu hồi hay dung môi
hồi lưu.
Sản xuất dầu bằng phương pháp trích ly cần một lượng hơi nước làm chất
tải nhiệt, điện năng cần sử dụng ít hơn so với ép.
1.4.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly [4] [8]
- Kích thước của nguyên liệu: Kích thước nguyên liệu càng nhỏ thì diện
tích bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi sẽ càng lớn. Do đó, việc trích
ly các cấu tử từ nguyên liệu vào dung môi sẽ trở nên dễ dàng hơn. Tuy nhiên,
nếu kích thước của nguyên liệu quá nhỏ thì chi phí cho quá trình nghiền xé
nguyên liệu sẽ gia tăng. Ngoài ra, việc phân riêng pha lỏng và pha rắn khi kết
thúc quá trình trích ly sẽ trở nên khó khăn hơn. Bằng phương pháp thực nghiệm,
cần xác định kích thước phù hợp ứng với từng loại nguyên liệu đem trích ly.
- Mức độ phá vỡ của mô: Mức độ cơ học hay lý học của các mô ảnh
hưởng ngược lại đến năng suất trích ly. Đây là một nhân tố cơ bản đẩy nhanh và

làm triệt để tiến trình trích ly bởi dung môi. Với cấu trúc tế bào hoàn toàn bị phá
vỡ, các phân tử có thể tiếp xúc hoàn toàn với dung môi. Đối với kích cỡ và dạng
các phân tử nguyên liệu, quá trình trích ly được thực hiện trên các phân tử mịn
thì quá trình thẩm thấu sẽ nhanh hơn. Ngoài ra, với kích cỡ và hình dạng thích
hợp, quá trình chuyển động của các phân tử trong máy trích ly sẽ dễ dàng hơn.
Tuy vậy, độ nhỏ của các phân tử cũng phải có giới hạn: một kích cỡ nhỏ quá
mức sẽ làm giảm khả năng thấm của lớp vật liệu rắn vào dung môi, do làm tắt các
ống mao dẫn, cản trở tiến trình trích ly ở một vài vị trí, nơi mà dung môi không thể
thấm qua.
- Tỷ lệ khối lượng giữa nguyên liệu và dung môi: Với cùng một lượng
nguyên liệu, nếu ta tăng lượng dung môi sử dụng thì hiệu suất trích ly sẽ tăng
theo. Đó là do sự chênh lệch nồng độ của cấu tử cần trích ly trong nguyên liệu
và trong dung môi sẽ càng lớn. Tuy nhiên, nếu lượng dung môi sử dụng quá lớn
thì sẽ làm loãng dịch trích ly. Khi đó cần thực hiện quá trình cô đặc hoặc xử lý
dịch trích ly bằng phương pháp khác để tách bớt dung môi. Như vậy chúng ta
cần xác định tỷ lệ phù hợp giũa khối lượng nguyên liệu và dung môi.
18


- Nhiệt độ trích ly: Khi tăng nhiệt độ, các cấu tử dầu sẽ chuyển động
nhanh hơn, do đó sự hòa tan và khuếch tán của cấu tử từ nguyên liệu vào dung
môi sẽ được tăng cường. Ngoài ra, khi tăng nhiệt độ, độ nhớt của dung môi sẽ
giảm, dung môi dễ dàng xuyên qua lớp nguyên liệu và làm cho diện tích tiếp xúc
bề mặt giữa nguyên liệu và dung môi sẽ càng lớn. Tuy nhiên, việc tăng nhiệt độ
trích ly sẽ làm tăng chi phí năng lượng cho quá trình, đồng thời có thể xảy ra
một số phản ứng hóa học không mong muốn trong dịch trích ly và sự tổn thất
các cấu tử hương sẽ gia tăng.
- Thời gian trích ly: Khi tăng thời gian trích ly thì hiệu suất thu hồi dầu sẽ
tăng. Tuy nhiên, nếu thời gian trích ly quá dài thì hiệu suất thu hồi sẽ không tăng
thêm đáng kể vì lượng dầu còn lại trong bã ngày càng giảm.

- Độ ẩm nguyên liệu trích ly: Khi tăng độ ẩm sẽ làm chậm quá trình
khuếch tán, bột quá ẩm sẽ tăng sự kết dính các hạt bột nguyên liệu trích ly, làm
tắc đường thoát dầu, giảm tốc độ trích ly. Đồng thời, ẩm trong nguyên liệu trích
ly sẽ tương tác với protein và các chất ưa nước khác, ngăn cản sự thấm sâu của
dung môi vào bên trong nguyên liệu làm chậm quá trình khuếch tán phân tử và
đối lưu. Độ ẩm thích hợp cho các nguyên liệu trích ly khoảng 8%.
- Vận tốc chuyển động của dung môi: Tăng vận tốc chuyển động của
dung môi tức làm tăng nồng độ mixen, tăng tốc độ khuếch tán, rút ngắn thời
gian trích ly. Tuy nhiên, nồng độ mixen thu được loãng, hao tốn nhiều dung
môi.
1.5. Tổng quan về kỹ thuật tinh luyện dầu mỡ [8]
1.5.1. Giới thiệu chung
Dầu mỡ thô lấy từ nguyên liệu, ngoài glycerid (khoảng 95%) còn chứa
một số tạp chất khác như cặn, vỏ hạt, xác quả hay các thành phần phospholipid,
sáp…Chính vì vậy, dầu mỡ chưa thể đạt được các yêu cầu sử dụng trong công
nghiệp cũng như trong thực phẩm. Mặt khác những tạp chất đó có thể gây những
biến đổi làm ảnh hưởng đến chất lượng dầu mỡ trong khi cất giữ và bảo quản. Mục
đích của tinh luyện là dùng các phương pháp khác nhau để loại trừ các tạp chất ra
khỏi dầu, đảm bảo được các yêu cầu chất lượng khi sử dụng trong các lĩnh vực.
Tinh luyện là kỹ thuật cơ sở của chế biến dầu mỡ thực phẩm, nhờ đó có
thể chế biến dầu thô thành dầu tinh luyện đạt quy cách. Sự phát triển của kỹ
thuật tinh luyện đã mở ra một phạm vi sử dụng các nguồn dầu khác nhau ngày
một rộng rãi, tăng thêm được nhiều sản lượng dầu cung cấp cho thực phẩm.
Nhiều nguồn dầu mỡ không có giá trị thực phẩm nhưng qua tinh luyện lại có thể
19