NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT VÀ KẾT TINH CAROTENOID TỪ DẦU GẤC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT VÀ KẾT TINH CAROTENOID
TỪ DẦU GẤC

Họ VÀ TÊN SINH VIÊN:

NGUYÊN THỊ TRANG
DƯƠNG THỊ VÂN

NGÀNH:

CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

NIÊN KHÓA:

2009 – 2013

THÁNG 8/2013


NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT VÀ KẾT TINH CAROTENOID
TỪ DẦU GẤC

TÁC GIả

NGUYỄN THỊ TRANG – DƯƠNG THỊ VÂN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn:
Th.S Mai Huỳnh Cang

Tháng 08 năm 2013
i


LỜI CẢM ƠN
Kính gửi đến các thầy cô trong Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học, Trường Đại học
Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh lời cảm ơn chân thành vì đã tận tình truyền đạt
cho chúng tôi những kiến thức quí giá trong quá trình học tập, giúp đỡ và tạo điều
kiện thuận lợi để chúng tôi thực hiện đề tài một cách tốt nhất.
Tôi xin chân thành cảm ơn cô Mai Huỳnh Cang, giảng viên Bộ Môn Công Nghệ
Hóa Học, Trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ,
động viên chúng tôi, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho chúng tôi trong suốt quá trình
thực hiện đề tài này.
Con xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ba mẹ đã nuôi dạy con khôn lớn để con có
được thành quả như ngày hôm nay.
Cuối cùng, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp DH09HH đã giúp
đỡ chúng tôi trong thời gian chúng tôi thực hiện đề tài.
Thành phố hồ chí minh, tháng 8/2013
Sinh viên thực hiện
Dương Thị Vân
Nguyễn Thị Trang

ii

TÓM TẮT
Đề tài” Nghiên cứu chiết xuất và kết tinh Carotenoid từ gấc” được thực hiện tại
phòng thí nghiệm I4 thuộc Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học, trường Đại học Nông
Lâm Tp. Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 3 đến tháng 8 năm 2013.
Với mục tiêu nghiên cứu khả năng chiết tách Carotenoid bằng phương pháp kết
tinh kết hợp với phản ứng xà phòng hóa, đề tài đã đạt được những kết quả sau:
Dầu gấc nguyên liệu có hàm lượng Carotenoid tổng là 7,274±0.014 mg/g; tỷ trọng
của dầu gấc:0,918± 0.0043g/ml.
Carotenoid từ dầu gấc qua quá trình xà phòng hóa gấp 110,3 lần so với dầu gấc
nguyên liệu với các yếu tố phù hợp: Loại kiềm sử dụng là KOH trong cồn với nồng
độ 40% và các thông số tối ưu của các yếu tố ngoại cảnh như nhiệt độ là:
30 oC và thời gian cho phản ứng là: 25 phút.
Và hàm lượng carotenoid qua quá trình kết tinh đạt 94.59 %. Với các yếu tố phù
hợp là: Tốc độ khuấy 500vòng/phút, nhiệt độ là 75 o C và thời gian cho phản ứng là
2giờ.

iii


ABSTRACT
Titled "Research and crystallization Carotenoids extracted from Gac" is done in the
laboratory of the I4 Chemical Engineering, City University of Agriculture and
Forestry. Ho Chi Minh, the period from March to August 2013.
With the aim of studying the possibility of Carotenoids extraction method in
combination with crystalline saponification reaction, the subject has achieved the
following results:
Gac oil materials have total carotenoid content of 7.274 ± 0.014 mg/g, the
proportion of Gac oil: 0.918 ± 0.0043g/ml.
Carotenoids from Gac oil through saponification process were 110.3 times higher

than raw Gac oil with the appropriate factors: type of alkaline was potassium
hydroxide which was used in a concentration of 40% alcohol, and the optimal
parameters of the external factors such as temperature of 30 °C and the reaction
time of 25 minutes. And carotenoid content through crystallization process was
94.59%. With the relevant factors were: 500RPM stirring speed, the temperature of
75 °C and the reaction time of 2h.

iv


MỤC LỤC
Trang
Trang tựa........................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................. ii 
TÓM TẮT....................................................................................................................... iii
ABSTRACT ................................................................................................................... iv
MỤC LỤC ....................................................................................................................... v 
DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................... ix 
DANH SÁCH CÁC HÌNH .............................................................................................. x 
CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU.................................................................................................. 1 
1.1 Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1 
1.2 Mục đích của đề tài................................................................................................... 1 
1.3 Nội dung của đề tài ................................................................................................... 2 
1.4 Yêu cầu của đề tài..................................................................................................... 2 
CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN .......................................................................................... 3 
2.1 Tổng quan về cây gấc ............................................................................................... 3 
2.1.1 Đặc điểm thực vật học của cây gấc ....................................................................... 3 
2.1.1.1 Đặc điểm hình thái............................................................................................... 3 
2.1.1.2 Đặc điểm sinh thái và sự phân bố ........................................................................ 6 
2.1.2 Cấu trúc và thành phần hóa học ............................................................................. 6 

2.1.2.1 Cấu trúc quả gấc: ................................................................................................. 6 
2.1.2.2 Thành phần hóa học của quả gấc........................................................................ 7 
2.1.3 Dầu gấc ................................................................................................................. 11 
2.2 Khái quát về carotenoid ........................................................................................... 12 
2.2.1 Khái niệm về carotenoid....................................................................................... 12 
2.2.2 Đặc tính lý hóa của carotenoid ............................................................................. 13 
2.2.2.1 Hấp thu ánh sáng ............................................................................................... 14 
2.2.2.2 Đồng phân hóa và sự oxi hóa ............................................................................ 14 
2.2.3 β-carotene ............................................................................................................. 14 
2.2.3.1 Cấu trúc hóa học ................................................................................................ 14 
v


2.2.3.2 Quá trình chuyển hóa vitamin A ....................................................................... 15 
2.2.3.3 Tính chất hóa học và vật lý................................................................................ 15 
2.2.3.4 Tác dụng ........................................................................................................... 15 
2.2.4 Lycopene .............................................................................................................. 16 
2.2.4.1 Cấu trúc hóa học ................................................................................................ 16 
2.2.4.2 Công dụng ......................................................................................................... 16 
2.3 Các nghiên cứu khoa học về gấc ............................................................................. 17 
2.4 Tổng quan về các phương pháp chiết xuất carotenoid ............................................ 17 
2.4.1 Tổng quan về phản ứng xà phòng hóa chất béo[17] ............................................ 17 
2.4.2 Phương pháp chiết lỏng siêu tới hạn ................................................................... 18 
2.4.3 Tổng quan về phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao(HPLC)[18] .................... 19 
2.4.3.1 Khái niệm .......................................................................................................... 19 
2.4.3.2 Nguyên tắc của quá trình sắc ký trong cột ........................................................ 19 
2.4.3.3 Phân loại sắc ký và ứng dụng ............................................................................ 19 
2.4.4 Tổng quan về phương pháp kết tinh ..................................................................... 20 
2.4.4.1 Định nghĩa ......................................................................................................... 20 
2.4.4.2 Chọn dung môi .................................................................................................. 20 

2.4.4.3 Các thao tác khi kết tinh .................................................................................... 21 
2.4.5 Tổng quan về phương pháp sắc ký cột ................................................................ 22 
2.4.6 Phương pháp phổ UV-Vis dùng trong phân tích định lượng[20]........................ 23 
CHƯƠNG 3 : NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ............................... 24 
3.1 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 24 
3.1.1 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài ................................................................. 24 
3.1.2 Nội dung nghiên cứu chính .................................................................................. 24 
3.2 Vật liệu, hóa chất và thiết bị .................................................................................... 24 
3.2.1 Nguyên liệu .......................................................................................................... 25 
3.2.2 Thiết bị và hóa chất .............................................................................................. 25 
3.2.2.1 Thiết bị............................................................................................................... 25 
3.2.2.2 Hóa chất ............................................................................................................. 25 
3.3 Phương pháp thí nghiệm.......................................................................................... 26 
vi


3.3.1 Xác định thành phần đặc tính dầu gấc .................................................................. 26 
3.3.1.1 Xác định tỷ trọng của dầu gấc ........................................................................... 26 
3.3.1.2 Xác định hàm lượng carotenoid tổng ............................................................... 26 
3.3.1.3 Chỉ số peroxyt.................................................................................................... 26 
3.3.1.4 Chỉ số xà phòng hóa .......................................................................................... 26 
3.3.1.5 Chỉ số axit .......................................................................................................... 26 
3.3.2 Thí nghiệm 1: Xà phòng hóa ................................................................................ 26 
3.3.2.1 Cách tiến hành ................................................................................................... 26 
3.3.2.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xà phòng hóa ............................. 27 
3.3.2.3 Bố trí thí nghiệm ................................................................................................ 27 
3.3.3 Thí nghiệm 2: Kết tinh carotenoid ....................................................................... 31 
3.3.3.1 Cách tiến hành ( Tài liệu tham khảo bằng sáng chế EP 1250322A1). .............. 31 
3.3.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến thí nghiệm: ............................................................. 31 
3.3.2.3 Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... 32 

3.4 Đánh giá sản phẩm ................................................................................................. 34 
3.5 Xử lý số liệu ............................................................................................................ 34 
CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 35 
4.1 Thành phần, đặc tính hóa lý của dầu gấc ................................................................ 35 
4.1.1 Tỷ trọng của dầu gấc ............................................................................................ 35 
4.1.2 Hàm lượng carotenoid tổng ................................................................................. 35 
4.1.3 Chỉ số peroxyt ....................................................................................................... 36 
4.1.4 Chỉ số xà phòng hóa ............................................................................................. 36 
4.1.5 Chỉ số axit ............................................................................................................. 36 
4.2 Thí nghiệm 1: Xà phòng hóa ................................................................................... 37 
4.2.1 Ảnh hưởng của loại kiềm ..................................................................................... 37 
4.2.2 Tỷ lệ giữa lượng lượng kiềm (khan) và dầu gấc .................................................. 38 
4.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình xà phòng hóa........................................... 39 
4.2.4 Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến quá trình xà phòng hóa............................... 40 
4.3 Kết quả thí nghiệm 2: kết tinh carotenoid ............................................................... 41 
4.3.1 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình kết tinh ............................................ 42 
vii


4.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình kết tinh .................................................... 43 
4.3.3 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến quá trình kết tinh ................................... 44 
4.4 Tính toán giá thành sản phẩm.................................................................................. 47 
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 49 
5.1 Kết luận.................................................................................................................... 49 
5.2 Đề nghị ................................................................................................................... 50 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 51 
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 54 

viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2-1: Tên gọi cây gấc theo các ngôn ngữ [4] .....................................................4 
Bảng 2-2: Hàm lượng β-caroten và lycopene trong quả gấc .....................................8 
Bảng 2-3: Hàm lượng carotenoid của gấc và một số loại quả [5] ...........................8 
Bảng 2-4: Thành phần dinh dưỡng của màng hạt gấc [8]..........................................9 
Bảng 2-5: Thành phần các axit béo trong dầu gấc [11] ...........................................11 
Bảng 2-6: Thành phần carotenoid trong dầu gấc .....................................................17 
Bảng 3-1: Bố trí thí nghiệm loại kiềm .....................................................................28 
Bảng 3-2: Bố trí thí nghiện tỷ lệ lượng kiềm khan và dầu gấc. ...............................28 
Bảng 3-3: Bố trí thí nghiệm nhiệt độ xà phòng hóa.................................................29 
Bảng 3-4: Bố trí thí nghiệm thời gian xà phòng hóa ...............................................31 
Bảng 3-5: Bố trí thí nghiệm tốc độ khuấy ...............................................................32 
Bảng 3-6: Bố trí thí nghiệm nhiệt độ kết tinh ..........................................................33 
Bảng 3-7: Bố trí thí nghiệm thời gian kết tinh .........................................................34 
Bảng 4-1: Tỷ trọng dầu gấc .....................................................................................35 
Bảng 4-2: Hàm lượng carotenoid tổng trong dầu gấc nguyên liệu ..........................35 
Bảng 4-3: Chỉ số peroxyt của dầu nguyên liệu ........................................................36 
Bảng 4-4: Chỉ số axit của dầu gấc nguyên liệu........................................................36 
Bảng 4-5: Chỉ số axit của dầu nguyên liệu ..............................................................37 
Bảng 4-6: Ảnh hưởng của loại kiềm (mg/g) ............................................................37 
Bảng 4-7: Bảng tính toán giá trị chi phí cho 100mg carotenoid ..............................48 

ix


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1: Cây gấc ............................................................................................................... 3 
Hình 2: Trái gấc ............................................................................................................... 5 
Hình 3: Cấu tạo của quả gấc ............................................................................................ 7 

Hình 4: Công thức cấu tạo của α-tocopherol ................................................................... 9 
Hình 5: Một số sản phẩm từ dầu gấc ............................................................................. 12 
Hình 6: Công thức cấu tạo của β-caroten ...................................................................... 15 
Hình 7: Công thức cấu tạo của lycopene ....................................................................... 16 
Hình 8: Phản ứng xà phòng hóa .................................................................................... 17 
Hình 9: Các bước nghiên cứu của đề tài. ...................................................................... 24 
Hình 10: Dầu gấc .......................................................................................................... 25 
Hình 11: Ảnh hưởng của tỷ lệ kiềm đến hàm lượng carotenoid thu được .................... 38 
Hình 12: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình xà phòng hóa .................................... 39 
Hình 13: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình xà phòng hóa ................................... 41 
Hình 14: Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hàm lượng carotenoid .............................. 42 
Hình 15: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình kết tinh .............................................. 43 
Hình 16: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến quá trình kết tinh ............................. 44 
Hình 17: Qui trình tách và kết tinh carotenoid .............................................................. 46 

x


CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Gấc (Momordica cochinchinensis (Lour.) spreng ) là loại thực vật thân dây leo
được trồng phổ biến ở Việt Nam. Quả gấc được sử dụng nhiều trong ẩm thực lẫn trong
y học. Đặc biệt là phần màng hạt gấc, thường được dùng để chế biến món ăn bởi mùi
vị thơm ngon và giàu các thành phần dinh dưỡng.
Màng hạt gấc chứa một lượng dầu đáng kể. Dầu chiết xuất từ màng hạt gấc có độ
sánh đặc, trong có màu đỏ đậm, mùi thơm, vị ngọt, béo. Dầu gấc chứa nhiều
carotenoid, Vitamin E và các axit béo cần thiết yếu như lenoleic và α-linolenic rất tốt
cho sức khỏe, giúp phòng chống thiếu vitamin, tăng khả năng miễn dịch, giúp tăng sức
đề kháng của cơ thể, chống oxi hóa, chống lão hóa tế bào, phòng ngừa bệnh tật, giúp
loại bỏ các tác động có hại của môi trường như hóa chất độc, tia xạ… [1]. Trong dầu

gấc chứa hàm lượng carotenoid rất cao, gấp nhiều lần so với các loại rau quả giàu
carotenoid khác, bao gồm β-carotene (cao gấp 15,1 lần cà rốt) và lycopene (cao gấp 68
lần cà chua) là những chất chống oxi hóa tự nhiên mạnh, bên cạnh đó β-carotene còn
là tiền vitamin A, sẽ chuyển hóa thành vitamin A khi vào cơ thể, không sợ độc khi
dùng quá liều, giúp hỗ trợ thị giác, sáng mắt và tăng sức đề kháng [2]. Xuất phát từ
những công dụng to lớn của carotenoid, được sự phân công của Bộ Môn Công Nghệ
Hóa Học trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, dưới dự hướng dẫn của
Th.S Mai Huỳnh Cang, chúng tôi thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT VÀ
KẾT TINH CAROTENOID TỪ DẦU GẤC”.
Đề tài sẽ tập trung nghiên cứu khả năng tách và kết tinh carotenoid từ dầu gấc bằng
dung môi có qua phản ứng xà phòng hóa loại bỏ các axit béo và tạp chất, chọn lọc các
thông số tối ưu để quá trình tách và kết tinh đạt hiệu quả cao nhất. Kết quả nghiên cứu
của đề tài hi vọng sẽ giúp ích cho những nghiên cứu tiếp theo nhằm nâng cao hơn
những giá trị của carotenoid cũng như ứng dụng vào trong thực phẩm, mỹ phẩm hiện
nay.
1.2. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu khả năng chiết xuất và kết tinh carotenoid từ dầu gấc.
1


1.3. Nội dung của đề tài
Xác định thành phần, đặc tính của nguyên liệu dầu gấc.
Theo dõi thí nghiệm xà phòng hóa để tìm ra các thông số tối ưu (loại kiềm, tỷ lệ
kiềm và dầu gấc, nhiệt độ, thời gian phản ứng), đánh giá qua sự thay đổi hàm lượng
carotenoid của nguyên liệu và sản phẩm.
Theo dõi thí nghiệm kết tinh để tìm ra các thông số tối ưu (tốc độ khuấy trộn, nhiệt
độ, thời gian phản ứng), đánh giá qua sự thay đổi hàm lượng carotenoid của nguyên
liệu và sản phẩm.
Đánh giá chất lượng thành phẩm thu được.
1.4. Yêu cầu của đề tài

Xác định được các điều kiện tối ưu của quá trình xà phòng hóa dầu gấc.
Xác định được các điều kiện tối ưu đến quá trình kết tinh carotenoid.
Quy trình đơn giản, dễ thực hiện.

2


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về cây gấc
2.1.1. Đặc điểm thực vật học của cây gấc
2.1.1.1. Đặc điểm hình thái

Hình 2-1: Cây gấc
Cây Gấc có tên khoa học là: Momordica Cochinchinensis (Lour.) Spreng. Họ
Cucurbitaceae. Giống: Momordica. Loài: Cochinchinensis. Chi: Mướp đắng.
Gấc là loại cây thân thảo dây leo, sống lâu năm, được một linh mục người Bồ Đào
Nha đặt tên là Muricia cochinchinensis vào năm 1790. Tới năm 1826, Sprengel kết
luận loại cây này thuộc giống Momordica và đổi tên thành Momordeca
cochinchinensis [3]. Hiện nay, cây gấc được gọi với nhiều tên khác nhau theo ngôn
ngữ các nước.

3


Bảng 2-1: Tên gọi cây gấc theo các ngôn ngữ [4]
Ngôn ngữ

Tên

Latin

Momordeca cochinchinensis
spreng
Muricia cochinchinensis luor
muricia mixta roxb

Anh

Spiny bitter gourd
Sweet gourd
Cochinchin gourd

Trung quốc

Mộc miết tử

Nhật

Kushika
mokubetsushi

Thái lan

Fak kao

Việt nam

Gấc

Mô tả thực vât: Đây là một loại cây đơn tính khác gốc, tức là có cây cái và cây đực

riêng biệt. Cây gấc leo khỏe, chiều dài có thể mọc đến 15 mét. Thân cây có tiết diện
góc. Lá gấc nhẵn, to bằng bàn tay và xòa kiểu chân vịt phân ra từ 3 - 5 dẻ, dài 8 18cm. Bên cạnh cuống lá có mọc “tay leo” giống dây bí hay dây mướp dễ cuốn vào
cọc hay cây. Hoa mọc ở nách lá, sắc trắng hình loa kèn, đài sắc xanh hoa có 2 loại: hoa
cái và hoa đực. Cả hai có cánh hoa sắc vàng nhạt. Quả hình tròn màu lá cây, khi chín
chuyển sang màu đỏ cam, đường kính 15 - 20cm. Vỏ quả gấc có gai rậm, bổ ra mỗi
quả thường có 6 múi. Thịt gấc có màu đỏ cam. Hạt gấc màu nâu thẫm, hình dẹt, có
khía. Gấc trổ hoa mùa hè sang mùa thu, đến mùa đông mới chín. Mỗi năm gấc chỉ thu
hoạch được một mùa. Do vụ thu hoạch tương đối ngắn (vào khoảng tháng 12 hay
tháng 1), nên gấc ít phổ biến hơn các loại quả khác. Gấc giàu chất carotenoid và
lycopenee [3].
Trên thị trường thường phân biệt hai loại gấc nếp và gấc tẻ.

4


- Gấc nếp: Trái to trọng lượng quả trung bình từ 1,5 - 2kg nhiều hạt, gai to, ít gai
khi chín chuyển sang màu đỏ cam rất đẹp, cơm vàng tươi, màng đỏ bao bọc hạt có
màu đỏ tươi rất đậm và dày thớ.
- Gấc tẻ: Trái nhỏ trung bình khoảng 1kg vỏ dày tương đối có ít hạt, gai nhọn, trái
chín bổ ra bên trong cơm có màu vàng nhạt và màng đỏ bao bọc hạt thường có màu đỏ
nhạt hoặc màu hồng.
Tuy nhiên hiện nay còn có thêm giống gấc lai cho năng suất rất cao nó chủ yếu
được lai tự nhiên do dân trồng bằng hạt giữ lại các cây có đặc tính tốt nhân rộng và tự
đặt tên. Trong các giống này có giống Gấc lai đen chất lượng tốt, quả tròn, to, trọng
lượng trung bình đạt 2 - 3kg, cá biệt có quả đạt 4 - 5kg. Quả ít gai, có màu xanh đen,
khi chín có màu đỏ, tỉ lệ long cùi cao, ruột đỏ thẫm, cho năng suất cao.
Trong các giống Gấc trên hiện nay đang trồng phổ biến là các giống gấc lai và gấc
nếp vì các giống này năng suất cao, chất lượng tốt, giá cao được các công ty chế biến
thu mua nhiều [5].

Hình 2-2: Trái gấc

5


2.1.1.2. Đặc điểm sinh thái và sự phân bố
2.1.1.2.a. Đặc điểm sinh thái:

Gấc là cây ưa ánh sáng. Cây sinh trưởng tốt trong điều kiện cường độ chiếu ánh
sáng mạnh nhưng quả phát triển trong điều kiện chiếu sáng giảm. Giai đoạn quả đang
lớn nếu gặp ánh sáng chiếu trực tiếp quả rất dễ bị rám, thối hoặc sớm rụng (bị thúi).
Chính vì vậy trồng gấc tốt nhất nên làm giàn để nâng cao chất lượng cũng như phẩm
chất quả.
Nhiệt độ trung bình cho gấc phát triển là từ 25 - 27 o C hạt gấc có thể nảy mầm ở
nhiệt độ 13 - 15 o C nhưng tốt nhất là ở 25 o C.
Gấc là cây có khả năng chịu được hạn khá hơn chịu được úng. Giai đoạn từ khi
mới trồng đến trước ra hoa yêu cầu độ ẩm đất đạt 65 - 70%. Giai đoạn ra hoa kết quả
yêu cầu độ ẩm đạtt 75%. Gấc là cây chịu úng rất kém, vì vậy khi trồng tốt nhất nên
làm cồn hay ụ hoặc trồng ở nơi có khả năng tiêu thoát nước tốt [5].
2.1.1.2.b. Vùng phân bố

- Trên thế giới:
Là một trái cây Đông Nam Á được tìm thấy trên khắp khu vực từ miền nam Trung
Quốc đến Đông Bắc nước Úc
- Ở Việt Nam
Cách đây 200 năm, nhà Gấc học người Bồ Đào Nha J.Lourciso đến nước ta đã
phát hiện ra cây gấc và đặt tên khoa học cho nó là Momordica Cochinchincuris.
Đặc tính của cây gấc là chống chịu tốt, rất phù hợp với các loại đất cát cổ, đất đỏ 3
gian, feralit,... mà những loại đất này phân bố và trải rộng ở trung du miền núi phía
bắc, tây nguyên, miền đông nam bộ. Điển hình cho trung du miền núi phía bắc là tỉnh

Bắc Giang, đại diện cho tây nguyên là tỉnh ĐăkLăk, đại diện cho khu vực miền đông
là tỉnh Tây Ninh [5].
2.1.2. Cấu trúc và thành phần hóa học
2.1.2.1. Cấu trúc quả gấc:
Hình 3 minh họa cấu trúc quả gấc chín bao gồm: vỏ màu đỏ hoặc màu vàng cam có
nhiều gai nhuyễn, lớp thịt quả có màu vàng, dày 1 - 2cm chiếm khoảng 50% khối
lượng quả gấc, giúp bảo vệ các múi gấc bên trong. Múi gấc chiếm khoảng 30% khối
6


lượng quả, bao gồm phần màng có màu đỏ, bao xung quanh hạt, dày khoảng 1 - 3mm
được dùng để chế biến.
(1)

(2)

(3)

(4)
Hình 2-3: Cấu tạo của quả gấc

(1) Vỏ quả; (2) Thịt quả; (3) Múi quả; (4) Lõi
2.1.2.2. Thành phần hóa học của quả gấc
Hiện nay tại Việt Nam và ở các nước trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên
cứu về quả gấc. Với sự phát triển của khoa học đăc biệt là là các kỹ thuật phân tích
chất lượng cao như sắc ký lỏng cao áp (HPLC), giúp cho việc phân tích chi tiết hơn về
thành phần hóa học của quả gấc.
2.1.2.2.a. Thành phần carotenoid của quả gấc

Gấc chứa hàm lượng carotenoid cao, đặc biệt tập trung ở phần màng hạt, nhất là

thành phần β-carotenene và lycopenee. Hàm lượng lycopenee trong màng hạt gấc, theo
Aoki cùng cộng sự (2002) đưa ra là 380 (μg/g FW) cao hơn ít nhất khoảng năm lần so
với các loại trái cây khác như nho, đu đủ, dưa hấu, ổi, cà chua, cây hương thảo. Trong
khi đó kết quả của nhóm Ishida (2004) tìm thấy hàm lượng lycopenee trong màng hạt
gấc là 2300 (μg/g FW), và vuong (2006) là 408,4 (μg/g FW). Bên cạnh đó, gấc là một
trong những loại trái có hàm lượng β-carotene cao, từ 101(μg/g FW) (Aoki 2002) đến
718(μg/g FW) ( Ishida 2004). Nghiên cứu của Aoki cùng đồng sự cũng tìm thấy một
lượng nhỏ lycopenee 0,9 (μg/g FW) và β-carotene (22,1 μg/g FW) trong phần thịt quả ,
zexanthin va β-crytoanthin có trong thành phần màng hạt và thịt quả [6], còn Ishida chỉ
7


phát hiện β-carotene ở dạng vết và không lycopenee trong thịt quả [7]. Dựa trên kỹ
thuật sắc ký hiện đại, nhóm nghiên cứu của Vương đã tìm ra một lượng đáng kể αtocopherol trong màng hạt 976μg/g FW[8]. Bảng 2-2 so sánh hàm lượng β-carotene và
lycopenee trong màng hạt gấc của các tác giả.
Bảng 2-2: Hàm lượng β-caroten và lycopene trong quả gấc
Nguồn

β-caroten(μg/g FW)

Lycopenee(μg/g FW)

Thịt quả

Màng hạt

Thịt quả

Màng hạt

Thịt quả

Màng hạt

Aoki(2002)[3]

22,1

101

0,9

380

23,0

481

Ishida(2004)[5]

0

718

0

2300

0

3018

Vuong(2006)[6]

83,3

Carotenoid tổng

408,4

497

So với các loại rau củ quả giàu carotenoid khác như cà chua, dưa hấu,... thì gấc
chứa hàm lượng β-carotene cao gấp nhiều lần. Bảng 2-3 so sánh hàm lượng β-carotene
của gấc và một số loại rau quả.
Bảng 2-3: Hàm lượng carotenoid của gấc và một số loại quả [5]
Tên

β - carotene

Tổng carotenoid

( μg/g)

( μg/g)

Gấc

175

997,00

Đu đủ

12,10

29,60

Chuối

2,90

Táo ta

0,40

Rau sắn tươi

82,80

Rau đay

78,50

Bắp cải

51,00

Rau muống

28,00

Rau lang

27,00

Rau cải xanh

18,25

Cà chua

6,00

Khoai lang

14,70

Su hào

3,13

Khoai tây

0,29

8

60,80

32,90

13,60


Do đó, khoảng 10 năm gần đây, gấc được các nhà nghiên cứu đánh giá là nguồn
carotenoid tiềm năng, tác dụng hữu ích lên sức khỏe, cần được đầu tư nghiên cứu rộng
rãi nhằm ứng dụng trên nhiều lĩnh vực đặc biệt là trong công nghệ thực phẩm, dược
phẩm, mỹ phẩm.
2.1.2.2.b. Các thành phần dinh dưỡng khác

Bên cạnh thành phần carotenoid màng hạt gấc còn chứa nhiều các thành phần dinh
dưỡng khác như vitmin E, các axit béo, đạm cùng khoáng chất khác.... Bảng 2-4 chỉ ra
giá trị dinh dưỡng của màng hạt gấc.
Bảng 2-4: Thành phần dinh dưỡng của màng hạt gấc [8]
Thành phần dinh dưỡng

100g phần ăn được

Năng lượng(kj)

523(125kcal)

Nước(%)

77

CHO(g)

10,5

Lipid(g)

7,9

Protein(g)

2,1

Cellulose(g)

1,8

Tro(g)

0,7

Ca(mg)

56

P(mg)

6,4

 Thành phần vitamin E(α –totopherol)
Hàm lượng vitamin E (α-totopherol) trong gấc khoảng 76μg/g theo khối lượng tươi

Hình 2-4: Công thức cấu tạo của α-tocopherol
9

 Thành phần axit béo
Gấc rất giàu các axit béo, riêng đối với các axit béo không no bão hòa đơn và axit
béo không no bão hòa đa thì có nhiều lợi ích đối với sức khỏe con người.
Các axit béo tập trung ở màng của hạt gấc. Các axit béo trong màng gấc sấy khô
có hàm lượng trong khoảng giữa 17 - 22% [2]. Bên cạnh đó, khoảng 70% tổng axit
béo trong màng gấc là các axit béo không no và khoảng 50% của các axit béo này là
axit béo không no bão hòa đa. Hàm lượng các axit béo trong màng có vai trò vô cùng
quan trọng trong quá trình hấp thu carotenoid và các dưỡng chất khác [9]. Tương tự
một vài nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng, khi con người tiêu thụ các axit béo với hàm
lượng nhất định thì có thể cải thiện quá trình hấp thu các carotenoid. Mặt khác, các
axit béo có thể bảo vệ các đồng phân cis và trans của lycopenee nhằm chống lại quá
trình oxi hóa và làm chậm phản ứng đồng phân hóa [10].
Dầu từ màng hạt gấc chứa một lượng cao axit oleic khoảng 32 - 34% tổng các axit
béo và có thể được sử dụng để thêm vào các nguồn dầu khác như dầu hướng dương,
dầu cọ và dầu đậu nành. Axit linoleic đóng một vai trò quan trọng trong sức khỏe con
người.
Nếu trong chế độ ăn hàng ngày có sử dụng axit linoleic trong một thời gian ngắn
(liều lượng sử dụng 3,4 g/ ngày, sử dụng cho khoảng 12 tuần và 2,4 g/ ngày,sử dụng
trong 8 tuần) thì giảm được khối lượng cơ thể đối với những người béo phì ở Norway
và ở Korea [1].
Theo kết quả nghiên cứu của Chung (2011) [11], phân tích thành phần axit béo
trong dầu gấc bằng phương pháp GC-ISO/CD 550:94 tại sở khoa học công nghệ cho
thấy dầu gấc chứa nhiều axit béo như: axit palamitic (21,51%), axit stearic (7,75%),
axit oleic (44,34%), axit linoleic (24,495), ngoài ra còn có các axit béo khác như: axit
lauric, axit palmitic, axit linoleic và axit α-linoleic (omega-3). Omega-3 là axit béo
không no có giá trị dinh dưỡng cao, giúp duy trì sự khỏe mạnh của não bộ, chống suy
giảm trí nhớ, phát triển thần kinh và thị lực [1].
Thành phần axít béo của màng hạt gấc được thể hiện ở bảng 2-5.

10


Bảng 2-5: Thành phần các axit béo trong dầu gấc [11]
Tên

Ký hiệu

% axít béo tổng

Lauric

12:0

0,05

Myristic

14:0

0,47

Palamitic

16:0

21,51

Palmitoleic

16:1

0,19

Heptadecanoic

17:0

0,16

Stearic

18:0

7,75

Oleic

18:1

44,34

Linoleic

18:2

24,49

α- linoleic

18:3

0,68

Eicosanoic

20:0

0,2

gadoleic

20:1

0,1

2.1.3. Dầu gấc
Dầu gấc dạng lỏng sánh, màu đỏ sẫm, mùi thơm dễ chịu và khá đặc trưng, vị hơi
ngọt, béo, không gắt[1]. Dầu thường được chứa trong chai thủy tinh nâu để tránh ánh
sáng.
a) Theo Nguyễn Hồng Khánh cùng cộng sự (2004), dầu gấc có chỉ số axit, iot,
khúc xạ kế ở 20 oC lần lượt là 2; 72 và 1,4681-1,485 [12]. Tỷ trọng dầu gấc ở
15 o C là 0,9151-0,9156 g/cm3. Dầu gấc hòa tan tốt trong ete dầu hỏa, etanol,
chlororm và axeton. Dầu gấc chứa hàm lượng lớn carotenoid, đặc biệt là βcarotene và lycopene, bên cạnh đó vitamin E và nhiều axit béo không no thiết
yếu khác cùng khoáng chất.
Ở việt nam, từ lâu dầu gấc đã được sử dụng làm thuốc bổ, cung cấp vitamin A cho
trẻ nhỏ, phụ nữ mang thai và cho con bú. Giúp sáng mắt, phòng ngừa các bệnh về mắt
như: khô mắt, mỏi mắt, chống lão hóa làm đẹp da, giúp da luôn mịn màng, tươi trẻ
phòng chống suy dinh dưỡng và thiếu vitamin A, đặc biệt đối với trẻ em và phụ nữ

ngăn ngừa các bệnh ung thư, đặc biệt ung thư vú, ung thư gan, hạ cholesterol và lipid
máu, rất tốt với những người bệnh tim mạch, tiểu đường, viêm gan.
11


Ngày nay, cùng với sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu về gấc đã chỉ ra được
thêm nhiều công dụng của dầu gấc như: làm tăng khả năng của hệ miễn dịch, chống lại
sự lão hóa của tế bào và chống lại quá trình oxi hóa [13] loại bỏ các tác động độc hại
của môi trường như các chất độc hóa học, tia phóng xạ. Các thành phần β-carotene,
lycopenee và vitamin E trong dầu gấc có tác động trung hòa 75% các chất gây ung thư
đặc biết đối với bệnh ung thư vú [14].
Với những tác dụng hữu ích lên sức khỏe, hiện nay trên thị trường xuất hiện nhiều
sản phẩm, thực phẩm chức năng có thành phần chính là dầu
gấc.

2.2
.
Kh
ái quát về carotenoid
2.2.1. Khái

Hình 2-5: Một số sản phẩm từ dầu gấc

niệm về carotenoid
Carotenoid là một

trong các sắc tố phổ biến và quan trọng của tự nhiên gồm: xanh lá, vàng, cam, và đỏ.
Có thể tìm thấy carotenoid trong rau quả, tảo, nấm, vi khuẩn và trong cơ thể động vật.
Các chất này tạo nên sự đa dạng về màu sắc của các loài chim, cá, hoặc côn trùng và
có thể tìm thấy trong các sản phẩm động vật như trứng và sữa. Tuy nhiên, động vật có

vú, bao gồm cả con người không có khả năng tự tổng hợp các hợp chất carotenoid này
mà phải hấp thu từ các nguồn thực phẩm [15].
Vào năm 1831, Wackenroder đã thu được carotene từ cà rốt. Đến năm 1837,
Berzelius đã gọi các sắc tố có màu vàng trong lá cây Xantophylls. Từ thập niên 1950
cho đến ngày nay carotenenoid đã được sử dụng công nghiệp như một phẩm màu thực
phẩm, ký hiệu là E160A...

12


Carotenoid thuộc nhóm tetraterpen (C40H56), có nhiều nối đôi tiếp cách trong phân
tử. Carotenoid là một chất chống oxi hóa được cho rằng là rất tốt khi so sánh với các
hợp chất khác từ các nguồn thực phẩm. Chống oxi hóa có thể giúp cơ thể con người
bảo vệ chống lại những tác nhân gây hại bởi các gốc tự do. Mặt khác, Carotenoid (βcaroten, lycopene, zeaxanthin, và β-crytoxanthin) và α-tocopherol được biết như là các
chất chống oxi hóa bảo vệ khỏi các bệnh tim mạch và ung thư bởi sự dập tắt các gốc
oxi phân tử và các gốc peroxyd. Số nối đôi liên hợp trong các phân tử carotenoid đóng
vai trò quan trọng trong hoạt tính chống oxi hóa. Khi kết hợp các carotenoid như βcarotene, lycopene và α-tocopherol thì hoạt tính chống oxi hóa cao hơn rất nhiều so
với hoạt tính từng carotenoid riêng lẻ [7].
2.2.2. Đặc tính lý hóa của carotenoid
 Hình dạng
Carotenoid thường kết tinh ở dạng tinh thể, tinh thể của chúng ở những dạng khác
nhau có hình dạng và kích thước khác nhau:
 Hình kim.
 Hình khối lăng trụ.
 Đa diện.
 Dạng lá hình thoi.
 Tính tan
Hấu hết các carotenoid có tính thân dầu, không tan trong nước và ít tan trong dung
môi hữu cơ như cồn, ethyl ether, chloroform và ethyl acetate. Các carotenoid dễ tan
trong petroleum ether, hexan, và toluene. Xanthophyll tan tốt trong methanol và

ethanol. Carotenoid tinh thể khó tan trong các dung môi trên nhưng tan trong benzene
và dichloromethane. Dung dịch β-carotene và xanthophyll lutein tan tốt trong
tetrahydrofuran [15,16].

13


2.2.2.1. Hấp thu ánh sáng
Hệ thống nối đôi liên hợp tạo thành phổ hấp thụ ánh sáng, làm cho carotenoid có
màu sắc đẹp, đồng thời tạo ra phổ hấp thụ nhìn thấy được, đặt cơ sở để định tính và
định lượng chúng. Phổ hồng ngoại và tử ngoại là công cụ phát hiện đầu tiên để nhận
biết carotenoid. Bước sóng hấp thu cực đại (λmax) và hình dạng phổ là những đặc điểm
của nhóm màu.
Đa số carotenoid hấp thu cực đại ở 3 bước sóng. Số lượng nối đôi liên hợp càng
nhiều, giá trị λmax càng cao. Do đó, hầu hết các carotenoid, lycopenee không vòng,
không bão hòa, với 11 nối đôi liên hợp, có màu đỏ và hấp thu bước sóng dài nhất (λmax
bằng 444, 470, 502 nm) [16].
2.2.2.2. Đồng phân hóa và sự oxi hóa
Carotenoid có độ không bão hòa cao nên dễ bị đồng phân hóa và oxi hóa. Nhiệt độ,
ánh sáng, axit và sự hấp thu của các chất hoạt động bề mặt (nhôm oxit) thúc đẩy quá
trình đồng phân hóa dạng trans carotenoid, dạng thường gặp của chúng là dạng cis.
Nguyên nhân làm mất carotenoid là do sự oxi hóa, phụ thuộc vào sự có mặt của oxi, bị
tác động của ánh sáng, enzyme, ion kim loại và đồng oxit hóa với lipid hyroperoxide.
Dạng epoxide và apocarotenoid (carotenoid có cacbon skeleton) xuất hiện trong giai
đoạn đầu của quá trình tổng hợp carotenoid trong thực vật [16].
Sự phân chia tạo thành các hợp chất có khối lượng phân tử thấp tương tự với quá
trình oxi hóa các chất béo, làm mất màu và mất hoạt tính sinh học. Sự đồng phân hóa
và oxi hóa carotenoid diễn ra trong quá trình chuẩn bị, quy trình chế biến và tồn trữ
thực phẩm. Vì vậy cần có những giải pháp hạn chế các quá trình này nhằm duy trì hàm
lượng carotenoid trong sản phẩm [16].

2.2.3. β-carotene
2.2.3.1. Cấu trúc hóa học
β-carotene có màu vàng, có nhiều trong gấc, cà rốt, các trái cây có màu vàng
và các lọai rau màu xanh đậm. Chính màu vàng của β-carotene làm nền cho màu xanh
của diệp lục tố đậm hơn ở các lọai rau giàu β-carotene. β-carotene (tiền vitamin A) cao
gấp 1,8 lần so với dầu gan cá thu, 10 lần so với cà rốt, là β-carotene thiên nhiên nên có
tác dụng chống lão hóa mạnh, đồng thời bổ sung vitamin A.
14