Nghiên cứu công nghệ sản xuất dầu gấc từ màng đỏ hạt gấc bằng phương pháp trích ly với dung môi henxan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
DẦU GẤC TỪ MÀNG ĐỎ HẠT GẤC
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY VỚI
DUNG MƠI HEXAN
NGÀNH: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
MÃ SỐ:
NGUYỄN BÁ ÁI
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. HỒNG ĐÌNH HỊA

HÀ NỘI 2006


MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan……………………………………………………………………..2
Mục lục ………………………………………………………………………. …3
Danh mục các bảng………………………………………………………………6
Danh mục các bản vẽ, đồ thị……………………………………………………..8
MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………9
Chương I : TỔNG QUAN……………….. …………………………………….16
1.1 Khái quát về cây gấc…………………………………………………...

16

1.2 Cơm gấc – nguyên liệu của quá trình sản xuất dầu gấc………………… 19
1.2.1 Thành phần của cơm gấc……………………………………………. 19

1.2.2. Một số tính chất đặc trưng ………………………………………….21
1.3. Dầu gấc…………………………………………………………………... 40
1.4. Công nghệ sản xuất dầu gấc……………………………………………... 43
1.4.1 Công nghệ sản xuất cơm gấc khô…………………………………... 43
1.4.2. Công nghệ sản xuất dầu gấc từ cơm gấc khô bằng phương pháp ép 45
1.4.3 Công nghệ sản xuất dầu gấc từ cơm gấc khơ bằng phương pháp
Trích ly…………………………………………………………………….48
Chương II : NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………... 58
2.1. Nguyên liệu………………………………………………………………. 58
2.1.1. Trái gấc……………………………………………………………... 58
2.1.2. Dung môi hexan…………………………………………………… 58
2.2. Phương tiện……………………………………………………………… 58


2.2.1. Bộ trích ly Soxlet…………………………………………………… 59
2.2.2 Tủ sấy………………………………………………………………. 59
2.2.3 Cân phân tích……………………………………………………….. 59
2.2.4 Máy xay…………………………………………………………….. 59
2.2.5 Các dụng cụ khác……………………………………………………. 59
2.3. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………. 59
2.3.1 Đối với công nghệ sản xuất cơm gấc khô …………………………… 59
2.3.2 Đối với công nghệ trích ly…………………………………………… 62
Chương III : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN…………………….69
3.1. Xác định thành phần cơ học của trái gấc và cơm gấc khô ………………69
3.1.1 Trái gấc……………………………………………………………….69
3.1.2 Cơm gấc khô…………………………………………………………70
3.2. Ảnh hưởng độc lập của các yếu tố ……………………………………….71
3.2.1 Ảnh hưởng của độ ẩm tới hiệu suất trích ly………………………… 71
3.2.2 Ảnh hưởng của thời gian xay (hay kích thước hạt nguyên liệu ) tới
hiệu suất trích ly………………………………………………………….. 75

3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian trích ly tới hiệu suất trích ly……………...78
3.3. Tối ưu hóa điều kiện trích ly dầu gấc…………………………………… 82
3.3.1 Các thông số chọn cố định………………………………………….. 82
3.2.2 Các thông số cần tối ưu……………………………………………… 82
3.3.3 Các chỉ tiêu cần tối ưu………………………………………………. 82
3.3.4 Ma trận thực nghiệm……………………………………………….. 82
3.3.5. Kiểm tra sự đồng nhất của các phương sai theo chuẩn Cochran…… 84
3.3.6 Tính hệ số tự do của phương pháp hồi quy…………………………. 86


3.3.7 Kiểm tra sự có nghĩa của các hệ số trong phương trình hồi quy
theo chuẩn student………………………………………………………… 86
3.3.8 Kiểm tra sự phù hợp của mơ hình bằng chuẩn Ficher……………… 88
3.3.9. Tìm giá trị tối ưu của độ ẩm và thời gian xay nguyên liệu……….. 90
3.3.10. Kết quả phân tích thành phần dầu gấc trích ly…………………….92
3.4. Tinh chế dầu gấc trích ly………………………………………………….93
3.4.1. Mục đích…………………………………………………………….93
3.4.2. Phương pháp tinh chế……………………………………………….93
3.4.3. Quy trình cơng nghệ tinh chế dầu gấc trích ly………………………95
3.4.4. Kết quả thực nghiệm quá trình tinh chế…………………………….96
3.4.5. Chất lượng dầu gấc tinh chế………………………………………..97

KẾT LUẬN……………………………………………………………………..99
TÀI LIỆU THAN KHẢO…………………………………………………… 101
PHỤ LỤC


PHẦN MỞ ĐẦU
Ở nước ta gấc là một loại cây phổ biến, được phân bố rộng khắp ở cả ba
miền Bắc – Trung – Nam. Đây là loại cây dễ trồng và rất phù hợp với khí hậu và

thổ nhưỡng Việt Nam.
Từ lâu người ta đã biết sử dụng các bộ phận của cây gấc làm thực phẩm và
làm thuốc chữa bệnh. Theo [2]
Rễ gấc: sao vàng, tán nhỏ gọi là phong kỳ nam được dùng uống chữa bệnh
tê thấp sưng chân.
Lá gấc: giã nhỏ cùng với tầm gửi dùng để đắp ngồi da làm thuốc tiêu sưng
tấy.
Hạt gấc: cịn gọi là mộc thiết tử là hạt lấy từ quả gấc chín và được phơi
hoặc sấy khơ đã được ghi vào Dược điển Việt Nam (1983) và Dược điển Trung
Quốc (1963), (1997). Hạt gấc thường được tán nhỏ đắp ngoài da dùng để chữa
các bệnh ung thũng, mụn nhọt, tràng hạt, eczema, trĩ, phụ nữ sưng vú. . .
Màng đỏ bao quanh hạt gấc: (còn gọi là cơm gấc hay phần nạc) dùng để
đồ xôi, làm bánh, làm mứt. . . tạo ra những món ăn truyền thống của Việt Nam.
Dầu gấc: là loại dầu được chiết tách từ màng đỏ hạt gấc (hay cơm gấc) đã
được ghi vào vào Dược điển Việt Nam (1997). Từ năm 1942 dầu gấc đã được
dùng để chữa bệnh chậm lớn ở trẻ em, các bệnh biến chứng về mắt (như khô
mắt, quáng gà), chữa các vết loét , triệu chứng của sự kém chống đỡ bệnh tật của
cơ thể, làm mau lên da non trên những vết bỏng và vết thương.. .
Đặc biệt trong thời gian gần đây, với các kết quả nghiên cứu đầy đủ hơn về
tác dụng của gấc và dầu gấc, do các tác giả trong và ngồi nước cơng bố cho
thấy tác dụng to lớn của dầu gấc đối với con người. Trong bài báo “VINAGA
chế phẩm tuyệt vời từ gấc” đăng trên báo phụ nữ Việt Nam, số 19 ngày

Trang 1


14/2/2005 trang 1 cho biết: Theo báo cáo của các nhà khoa học trong nước và
quốc tế thành phần chính chứa đựng trong quả gấc là β-Caroten, Lycopen,
Alphatocopherol và các vi chất cần thiết cho cơ thể. Hàm lượng ba chất này
trong quả gấc cao gấp 15,1 lần cà rốt và cao gấp 68 lần cà chua. β-Caroten là tiền

sinh tố A nên có thể phịng chống thiếu vitaminA cho trẻ em tránh được khô mắt,
mờ mắt dẫn đến mù lòa, giúp trẻ em tăng trưởng, tăng sức đề kháng chống bệnh
tật. Điều quí giá ở đây là chế phẩm hồn tồn là dầu thực vật, khơng độc hại,
khơng có tác dụng phụ đã làm cho các nhà khoa học quốc tế đặc biệt quan tâm
và mong ước. Trong y học hiện đại qua nghiên cứu điều trị lâm sàng, người ta đã
dùng chính β-Caroten có trong dầu gấc là một trong những chất chống oxy hóa
mạnh để điều trị cho những bệnh nhân bị bệnh gan, bị nhiễm chất độc dioxyn và
các bệnh ung thư khác rất hiệu quả. Theo báo cáo của đại học Calyfonia thì hàm
lượng β-Carotene, Lycopene, Alphatocopherol (tiền vitamin E) là các hợp chất
có khả năng làm vơ hiệu hóa 75% các chất có thể gây bệnh ung thư nói chung,
nhất là nguy cơ gây ung thư vú ở phụ nữ.
Mặt khác Lycopene (với hàm lượng cao gấp hàng chục lần cà chua) là một
trong những chất chống oy hóa cực mạnh, nên có khả năng chống lại sự lão hóa
của tế bào giúp gìn giữ sự trẻ trung của cơ thể, chữa các bệnh về da (như da khô,
da nổi sần) và bệnh rụng tóc. . . Theo các nghiên cứu thì hầu hết các loại kem
dưỡng da đều phải dùng 80% chất Lycopene hóa học trộn với chất béo để có tác
dụng với da. Điều kỳ diệu là trong dầu gấc Lycopene đã được hòa trộn một cách
tự nhiên với các chất béo khơng no. Chính vì lẽ đó mà trẻ em và phụ nữ khi sử
dụng dầu gấc để dưỡng da sẽ tránh được các tác dụng phụ có hại cho sức khỏe.
Alphatocopherol (hay tiền sinh tố E) và bản thân VitaminE trong dầu gấc có
tác dụng phịng và chữa được rất nhiều loại bệnh tật, nhất là những bệnh liên

Trang 2


quan tới sự giảm nội tiết tố của phụ nữ ở lứa tuổi tiền mãn kinh (như ung thư đặc
biệt là ung thư vú) hay khối u tuyến tiền liệt ở nam giới.
Các axit béo khơng no có trong dầu gấc có tác dụng chống bệnh béo phì,
tim mạch, tiểu đường cũng như các nguy cơ đột quị khác.
Mới đây Giáo sư Bùi Minh Đức, Tiến sĩ Nguyễn Công Khẩn và cộng sự đã

báo cáo ở hội nghị khoa học quốc tế tại Peru với các đề tài “Bột gấc và dầu gấc,
hàm lượng β-Carotene, Lycopene, Alphatocopherol đảm bảo dinh dưỡng bền
vững , phòng và điều trị HIV, AIDS” cho thấy các sản phẩm từ cơm gấc không
những đảm bảo cung cấp dinh dưỡng bền vững cho con người mà cịn có tác
dụng phịng và điều trị HIV, AIDS.
Ngày nay trong cuộc chiến chống lại sự thiếu hụt dinh dưỡng. Đặc biệt là sự
thiếu hụt VitaminA ở các nước đang phát triển rất gay gắt. Bởi vì sự thiếu hụt
VitaminA thường xuyên sẽ dẫn tới sự rối loạn sinh lí (đặc biệt là trẻ em), mà hậu
quả của nó là sự suy giảm sức đề kháng và chậm phát triển. Điều này có ảnh
hưởng rất lớn tới sự phát triển của mỗi quốc gia. Vì vậy các biện pháp chống lại
sự thiếu hụt VitaminA đang là những ưu tiên hàng đầu ở mỗi nước.
Cũng như nhiều nước đang phát triển trên thế giới. Ở Việt Nam vấn đề
thiếu hụt VitaminA cịn khá phổ biến nhất là trẻ em nơng thơn ở các vùng sâu
vùng xa. Mặc dù từ năm 1992 nhà nước đã có chương trình cung cấp các viên
Vitamin A liều cao cho trẻ em dưới 2 tuổi trong các nước. Tuy nhiên đây không
phải là giải pháp lâu dài, bởi vì việc phân phối các viên VitaminA liều cao cho
các vùng nơng thơn xa xơi là rất khó khăn. Vì vậy giải pháp lâu dài, bền vững là
sử dụng thực phẩm giàu VitaminA sản xuất tại chỗ với giá rẻ. Theo [13] quả gấc
ở Việt Nam chứa lượng β-Caroten (tiền VitaminA) rất lớn khoảng

Trang 3


17 – 35mg/100g phần ăn được. Đây là nguồn cung cấp VitaminA rất dồi dào,
góp phần giải quyết căn bản vấn đề thiếu hụt VitaminA.
Mặc dù cơm gấc và những chế phẩm từ cơm gấc có giá trị cao về mặt dinh
dưỡng, y học và phụ gia thực phẩm nhưng ở nước ta hiện nay việc sử dụng nó
trong nhân dân và xuất khẩu ra thế giới còn rất hạn chế. Điều này một phần là do
nhận thức của người dân về sức khỏe và giá trị của các sản phẩm này còn chưa
đầy đủ. Một phần là do các chế phẩm còn đơn điệu về chủng loại, chưa thật

thuận tiện khi sử dụng và đặc biệt là giá thành cịn cao chưa phù hợp với số đơng
người lao động. Chính vì những lí do nêu trên mà hiện nay ở nước ta việc sản
xuất và tiêu thụ gấc và các sản phẩm từ gấc trong nước cũng như việc xuất khẩu
ra nước ngồi cịn rất ít. Chủ yếu vẫn là sử dụng trực tiếp cơm gấc tươi để làm
các món ăn truyền thống. Tuy thời gian gần đây, với các kết quả nghiên cứu đầy
đủ hơn về tác dụng của dầu gấc do các nhà khoa học trong nước và thế giới công
bố rộng rãi trên các phương tiện thông tin đại chúng mà nhu cầu tiêu thụ gấc và
các sản phẩm từ gấc không ngừng tăng lên đặc biệt là dầu gấc. Theo thời báo
kinh tế Việt Nam [1] trong bài “vì sự nghiệp bảo vệ cộng đồng” của tác giả
Phong Lan cho thấy hiện nay mỗi năm chỉ tính riêng thị trường trong nước cơng
ty chế biến dầu và thực phẩm Việt Nam (Viet Nam plant oil and food processin)
một công ty hàng đầu về chế biến các sản phẩm từ gấc của Việt Nam đã chế biến
khoảng 3000 tấn quả. Ở thị trường thế giới sảm phẩm dầu gấc Việt Nam đã có
mặt ở các nước như Hoa Kỳ, CH Sec, Nga, Nhật Bản, Canada. . . Nhưng do trình
độ canh tác cịn thấp, cơng nghệ chế biến sản phẩm từ gấc cịn mới mẻ, thiếu
hồn thiện nên năng suất và hiệu quả thấp, chưa đáp ứng thị trường trong nước
và thế giới.

Trang 4


Sản phẩm từ gấc ở nước ta hiện tại tạm phân thành hai dạng. Dạng thô (như
cơm gấc tươi, cơm gấc xay đóng hộp, cơm gấc khơ. . . ) và dạng tinh chế (như
dầu gấc), với các đặc trưng cơ bản sau:
Sản phẩm dạng thơ: Có cơng nghệ chế biến đơn giản nhưng hàm lượng các
chất có ích trong sản phẩm thấp, thời gian sử dụng tương đối ngắn, không thuận
lợi cho việc vận chuyển và bảo quản nên chủ yếu được dùng trong việc chế biến
các món ăn và đồ uống.
Sản phẩm ở dạng tinh chế (dầu gấc): có cơng nghệ chế biến phức tạp hơn
nhưng hàm lượng các chất có ích trong sản phẩm cao hơn, thời gian sử dụng

tương đối dài, thuận lợi cho việc vận chuyển và bảo quản nên chủ yếu được sử
dụng dưới dạng thực phẩm – dược phẩm.
Từ cơm gấc để sản xuất dầu gấc người ta có thể sử dụng phương pháp ép,
phương pháp trích ly hoặc phương pháp ép kết hợp với trích ly. Ở Việt Nam,
hiện tại đang sử dụng phương pháp ép để sản xuất dầu gấc từ cơm gấc. Phương
pháp này có cơng nghệ tương đối đơn giản, chất lượng sản phẩm cao khơng chứa
hóa chất độc hại nên an toàn cho người sử dụng. Đồng thời có thể áp dụng hiệu
quả ở quy mơ sản xuất thủ cơng hoặc cơng nghiệp. Nhưng phương pháp này có
nhược điểm cơ bản là hiệu suất thu hồi dầu từ nguyên liệu thấp. Theo [13] hiệu
suất thu hồi bằng phương pháp ép chỉ trong khoảng 50 – 58%, nghĩa là hiệu suất
sử dụng nguyên liệu rất thấp. Trong khi đó giá thành cơm gấc nguyên liệu dùng
cho sản xuất rất cao. Theo kết quả khảo sát của chúng tơi gía cơm gấc khô
(khoảng 10 - 12% ẩm, 32 - 35% dầu) tại thị trường miền nam khoảng 120 nghìn
đồng/kg. Vì thế giá thành dầu gấc sản xuất theo phương pháp ép cịn cao, ảnh
hưởng khơng nhỏ tới khả năng tiêu thụ sản phẩm ở thị trường trong nước cũng
như xuất khẩu. Hạn chế của phương pháp ép có thể được khắc phục bằng cách

Trang 5


sử dụng phương pháp trích ly. Bởi vì về mặt lí thuyết phương pháp trích ly có
hiệu suất thu hồi cao hơn.
Theo điều tra của chúng tôi ở Việt Nam chưa có một cơng nghệ sản xuất
dầu gấc bằng phương pháp trích ly nào được cơng bố và cũng chưa có cơ sở sản
xuất dầu gấc nào sử dụng phương pháp này. Chính vì thế chúng tơi tiến hành đề
tài “ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU GẤC TỪ MÀNG ĐỎ
CỦA HẠT GẤC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY VỚI DUNG MƠI
HEXAN”. Với đề tài nay chúng tơi chỉ mong muốn góp một phần nhỏ bé vào
việc nâng cao hiệu quả thu hồi dầu gấc trong quá trình sản xuất, nhằm hạ giá
thành sản phẩm. Từ đó có thể đưa các tác dụng to lớn của sản phẩm này phục vụ

cho lợi ích cộng đồng, nhất là cộng đồng người lao động có thu nhâp thấp. Trong
đề tài này chúng tơi áp dụng quy trình trích ly với ngun liệu là cơm gấc thu
nhận từ các tỉnh miền nam trên các thiết bị phịng thí nghiệm.
Mục tiêu đề tài: Tăng hiệu suất thu hồi dầu gấc từ cơm gấc khô bằng
phương pháp trích ly với dung mơi Hexan, áp dụng cho quy mô sản xuất nhỏ.
Nội dung đề tài:
+ Định lượng thành phần cơ học của các bộ phận (gồm: vỏ, cơm, hạt)
trong quả gấc thu nhận ở các tỉnh miền nam.
+ Xác định độ ẩm, hàm lượng dầu và β-Caroten trong nguyên liệu cơm gấc
khô.
+ Khảo sát ảnh hường của các yếu tố độc lập: độ ẩm nguyên liệu, kích
thước hạt nguyên liệu và thời gian trích ly tới hiệu suất thu hồi dầu của q trình
trích ly.

Trang 6


+ Tối ưu hóa điều kiện trích ly với hai yếu tố ảnh hưởng chính là: độ ẩm
nguyên liệu và kích thước hạt nguyên liệu, để đạt được hiệu suất thu hồi dầu gấc
cực đại.
+ Đánh giá độ tinh sạch của sản phẩm thu được bằng phương pháp trích
ly. Từ đó xây dựng quy trình cơng nghệ tinh chế dầu gấc trích ly.

Trang 7


Chương I

TỔNG QUAN
1.1. Khái quát về cây gấc

Cây gấc Việt Nam có tên khoa học là Momordica cochinchinensis (Lour)
Spreng, thuộc họ Cucurbitaceae, bộ Violales
Theo [12] Cây gấc là một loại thực vật thuộc họ Cucumbiteae (bầu bí),
giống Momordica, lồi Cochinchinensis. Loài dây leo lâu năm này được
Loureiro (một linh mục truyền giáo người Bồ Đào Nha) đặt tên là Momordica
Cochinchinensis trong Flora Cochenchenensis vào năm 1790 . Sau đó Spreng kết
luận rằng loài cây này thuộc họ Lynnean, giống Monodica và đổi tên vào năm
1826. Nhiều tài liệu cho thấy cây gấc có nguồn gốc từ Nam bộ, và hiện được
phân bố khắp châu Á và châu Úc. Ngoài Việt Nam, Momordica Cochinchinensis
còn là cây bản sứ ở Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Thái Lan, Lào, Campuchia,
Philypin, Malaysia, Banladet. . . Với các tên gọi khác nhau. Như trong bảng 1.1
Bảng 1.1: Tên của cây gấc trong các ngôn nghữ khác nhau
Ngôn ngữ

Tên gọi
Momordica cochinchinensisSpreng

Latin

Muricia cochinchinensis
Muricia mixta roxb

Tiếng An độ

Bhat kieraha

Tiếng Trung quốc

Mộc niết tử
Spiny bitter gourd

Tiếng Anh

Sweet gourd

Trang 8


Cochinchin gourd
Kushika

Tiếng Nhật

Mokubetsushi
Hakur

Tiếng Hindu

Hakrol
Kakur

Tiếng Lào

Mak kao

Tiếng Malaysia

Teruah

Tiếng Thái lan

Fak kao

Tiếng Việt Nam

Gấc

Theo [4] gấc là loại cây đa niên, dạng dây leo, đơn tính, biệt chu (dây đực
mang hoa đực, dây cái mang hoa cái và quả) mỗi năm trụi lá một lần vào cuối
năm, rồi lại đâm trồi từ gốc cũ lên vào mùa xuân năm sau. Mỗi gốc có nhiều dây,
mỗi dây có nhiều đốt, mỗi đốt có lá. Lá gấc mọc so le, có phiến to, có 3 – 5 thùy
sâu tới ½ phiến lá, mép lá có hình răng cưa có lơng ở gân mặt dưới. Gấc thường
ra hoa vào tháng 4, tháng 5. Hoa có màu vàng nhạt, lá hoa to, tâm hoa có bớt
đậm, to, nỗn sào có gai. Theo [12] trung bình cần 18 đến 20 ngày để hoàn thiện
quả kể từ khi chồi búp của hoa cái nổi lên.
Quả gấc tròn hoặc hơi bầu dục, đi nhọn, ngồi có nhiều gai mềm. Khi
cịn non có màu xanh, khi chín có màu cam, đỏ tươi hoặc đỏ sẫm. Mỗi cây cho
trung bình 30 đến 60 quả trong một vụ. Quả chín được thu hoạch từ tháng 8 năm
trước tới tháng 2 năm sau. Khối lượng mỗi qua tùy thuộc vào điều kiện canh tác
và giống, trung bình trong khoảng 0,5 đến 1,6kg, đơi khi tới 3kg.

Trang 9


Ở Việt Nam quả gấc thường được sử dụng ở dạng quả chín (quả màu vàng
đỏ, hạt đen cứng). Quả chín có cấu tạo như sau:
Bên ngồi: là lớp vỏ, dày từ 0,5 đến 2cm, màu cam, chiếm khoảng 68%
khối lượng của quả, có đặc tính mềm, xốp, có thành phần chủ yếu là nước và
chất sơ, hàm lượng dinh dưỡng thấp (hiện chưa được nghiên cứu đầy đủ), ít được
sử dụng.

Bên trong: là ruột quả, gồm các hạt được xếp thành những hàng dọc. Mỗi
quả trung bình có từ 12 đến 20 hạt. Mỗi hạt gồm 2 phần. Phần ngoài là lớp màng
hạt màu đỏ tươi hoặc đỏ sẫm (gọi là cơm gấc hay thịt gấc), chiếm khoảng 19%
khối lượng của quả, đây là phần chủ yếu chứa các chất có ích trong quả gấc. Phía
trong lớp màng hạt là hạt gấc chiếm khoảng 13% khối lượng của quả. Hạt gấc
gồm lớp vỏ hạt cứng màu đen, quanh mép có răng cưa tù và rộng. Hạt gấc dài
khoảng 2,5 – 3,5cm, rộng 1,9 – 3,1cm, dày 0,5 - 1cm, trơng giống con ba ba nhỏ
bằng gỗ, do đó có tên mộc thiết tử. Phía trong vỏ hạt là phần nhân. Nhân của hạt
gấc có màu trắng hơi xanh. Theo [2] nhân hạt gấc có 6% nước, 2,2% chất vơ cơ,
55,3% chất béo, 16,6% protit, 2,9% gluxit, 1,8% Tamin, 2,8% Xeluloza và
11,7% chất khơng xác định được. Ngồi ra cịn có các Enzym Photphataza,
Ivertaza và Peroxydaza. Dầu ép từ nhân hạt gấc sẽ đông đặc ở nhiệt độ thường,
khi mới ép có màu xanh lục nhạt, nhưng để lâu do tác dụng của Oxy và ánh sáng
sẽ sẫm màu. Nếu đun nóng dầu cũng chóng sẫm màu. Dầu có tính chất nửa khơ,
nếu trộn với dầu khơ, triển vọng có thể dùng trong kỹ nghệ sơn và vecni.
Cây gấc thường được trồng vào tháng 1 và 2 hàng năm, bằng hạt hay giâm
cành (trồng bằng giâm cành cây sẽ mau cho hoa và trái hơn so với trồng từ hạt).
Vì gấc là cây biệt chu, nên khi trồng phải chú ý tới tỷ lệ giữa cây đực và cây cái.
Thông thường từ 10 – 20 cây cái cho một cây đực. Hoa gấc cái có thể được thụ

Trang 10


phấn nhân tạo (như kiểu úp nụ ở bí rợ hay dưa hấu), hoặc có thể thụ phấn nhờ
ong bướm. Gấc là loại cây trồng một năm thu hoạch trong nhiều năm, ngay năm
đầu đã có quả, nhưng cịn ít, càng những năm sau càng nhiều quả.
Gấc gồm 2 loại, gấc nếp và gấc tẻ. Gấc nếp thường có gai thưa hơn, phần
cơm gấc có màu đỏ thẫm hơn, và hàm lượng dầu trong cơm cao hơn so với gấc
tẻ.
Gấc là loại cây dễ thích nghi, có thể phát triển tốt trên nhiều loại đất và

được phân bố ở các vùng có độ cao từ 0 – 1500 m.
1.2. Cơm gấc – nguyên liệu của quá trình sản xuất dầu gấc
1.2.1. Thành phần của cơm gấc
Cơm gấc bao gồm các thành phần chính là : Nước, chất béo, một số
carotenoid (như: α-Carotene, β-Carotene, Phytoene, Luteine, Lycopene),
Alphatocopherol, Xenluloza. Trong đó thành phần quan trọng nhất là chất béo và
Beta-Carotene.
Thành phần định lượng của cơm gấc phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như
giống, điều kiện canh tác, độ chín của quả khi thu hoạch, khí hậu. . . cho nên
thành phần định lượng của các loại cơm gấc khác nhau thường khơng giống
nhau.
Theo [10] thành phần trung bình của Lycopene, Beta-Carotene và axit béo
trong cơm gấc như trong bảng 1.2

Trang 11


Bảng 1.2: Hàm lượng trung bình của Lycopene, β-Carotene và axit béo
trong cơm gấc.
Thành phần

Hàm lượng

Đơn vị

2226,7

mg/kg cơm gấc

β-Carotene

718,3

mg/kg cơm gấc

Axit béo

22

% (khối lượng)

Tổng lượng Lycopene

Axit béo trong cơm gấc có thành phần gồm: 37% axit oleic, 28,7% axit lynoleic,
32% axit palmitic.
Theo [12] thành phần định lượng của cơm gấc như trong bảng 1.3
Bảng 1.3: Thành phần định lượng của cơm gấc
Thành phần

Hàm lượng

Đơn vị

Nước

77

%

89,15

mg/100g cơm gấc

Beta- Carotene

18,81

mg/100g cơm gấc

Axit béo

10,1908

mg/100g cơm gấc

Tổng lượng crotenoid

Axit béo trong cơm gấc chứa 70% là axit chưa no, trong đó 50% khơng có khả
năng sinh cholesteron.
Theo [13] thành phần định lượng của cơm gấc như trong bảng 1.4
Bảng 1.4: Thành phần định lượng của cơm gấc
Thành phần

Hàm lượng

Đơn vị

Lycopene

35 - 175

mg/100g cơm gấc

Beta- Carotene

7 - 35

mg/100g cơm gấc

Axit béo

40

% khối lượng chất khô

Trang 12


1.2.2. Một số tính chất đặc trưng
Thành phần của cơm gấc khá phức tạp, phụ thuộc vào chủng giống, điều
kiện thổ nhưỡng, kỹ thuật canh tác . . . Nhưng nhìn chung những thành phần sau
đây có ảnh hưởng lớn tới chất lượng dầu gấc và công nghệ chế biến chúng.
1.2.2.1. Carotene và Lycopene
Thành phần và cấu tạo phân tử [9]
Theo [9] Carotene và Lycopene có thành phần cấu tạo như sau :

H3C

CH3

CH3

H3C

CH3
CH3

CH3

CH3 H C
3

CH3

Licopene

H3C

CH3

CH3

H3C

CH3
CH3

CH3

CH3 H C

3

CH3

β carotene
H3C
3

CH3

CH3

H3C

CH3
CH3

CH3
α carotene

Trang 13

CH3 H C
3

3/
CH3


Tính chất đặc trưng [3]

Theo [3] Carotene, Lycopene có những tính chất đặc trưng sau:
Quang phổ
Carotene, Lycopene cũng như hầu hết các Carotenoids khác đều có từ 1 – 3
pic hấp thụ cực đại, và vị trí của pic tùy thuộc vào số nối đơi của từng chất. Ví
dụ: α-Carotene hấp thụ cực đại ở bước sóng 446 nm và 476 nm, Luteine hấp thụ
cực đại ở bước sóng 456 nm và 481 nm, β-carotene hấp thụ cực đại ở bước sóng
456 nm. . .
Khi một liên kết đơi được đưa vào hệ thống liên hợp, sẽ làm dịch chuyển vị
trí pic hấp thụ cực đại về phía làm tăng chiều dài bước sóng của ánh sáng hấp thụ
khoảng 20 – 25nm. Như vậy nhóm mang màu của Carotenoids là hệ thống liên
hợp nối đơi. Các nhóm khác (= O = O, - C - H) chỉ có tác dụng làm tăng màu,
nhất là khi có mặt trong hệ thống nối kép ngun thủy.
Tính chất cơ bản
- Có khả năng hịa tan trong chất béo và dung mơi của chất béo.
- Thể hiện rõ tính chất của các hợp chất khơng no, nhạy cảm với phản
ứng oxy hóa-khử kèm theo sự thay đổi màu hoặc mất màu.
- Không bền trong môi trường axit và ánh sáng. Bền trong môi trường
kiềm.
- Bị phân hủy ở nhiệt độ cao.
Ví du: β-Carotene bị phân hủy ở nhiệt độ > 600C.
Những chuyển hóa khi chế biến
- Q trình Isome hóa (Cis-Trans sisomeration)
Bình thường chúng tồn tại chủ yếu ở dạng Trans (dạng mono-Cis, poly-Cis
cũng có nhưng rất ít). Nhưng dưới tác dụng của các yếu tố: nhiệt độ, ánh sáng,

Trang 14


sự có mặt của axit, I 2 chúng có sự chuyển dạng đồng phân quang học làm ảnh
hưởng tới hoạt tính của vitamin (vì dạng Trans có hoạt tính vitamin lớn hơn dạng

Cis). Tốc độ chuyển từ dạng Trans sang dạng Cis, tỷ lệ thuận với sự có mặt của
các tác nhân trên. Cơ chế của q trình Izome hóa là do sự bổ xung proton vào
các liên kết đôi để hình thành các ion carbonyl ở Carbon thứ hai.
Dạng Trans có độ hịa tan nhỏ và điểm nóng chảy cao hơn so với dạng Cis.
Dạng Cis hấp thụ cực đại bức xạ có bước sóng dài hơn từ 2-5nm so với dạng
Trans.

All. Trans

9

9 .cis

15
15. cis

Trang 15


- Q trình oxy hóa (oxydation)
Do cấu trúc phân tử của chúng có hệ thống nối đơi liên hợp, nên chúng dễ bị
oxy hóa dẫn tới hiện tượng nhạt màu hoặc mất màu. Q trình oxy hóa có thể
xảy ra bằng con đường hóa học (tự xúc tác), hoặc bằng con đường sinh hóa (có
sự tham gia của Enzym). Các Enzym xúc tác cho phản ứng này ln có mặt
trong nguyên liệu cùng với cơ chất (Carotene, Lycopene), khi gặp điều kiện
thuận lợi sẽ hoạt động.
Q trình oxyh hóa của Carotene, Lycopene phụ thuộc vào các yếu tố: độ
ẩm, nồng độ Oxy, nhiệt độ và sự có mặt của kim loại. Q trình này xảy ra qua 3
giai đoạn:
• Bắt đầu

O2, hν, Kl

RH

R0

(RH: Các axit béo, Hidrocacbua Carotene)
• Phát triển
Ro + O 2

ROOo

ROOo + RH

Ro + ROOH
ROo + OHo

ROOH
• Kết thúc
ROOo +

ROOo
sản phẩm phân hủy

Ro + Ro
Ro + ROOo

Trang 16

Ví dụ: Q trình oxy hóa β-caroten được biểu diễn bởi sơ đồ rút gọn sau:
CH3

R

R/
+ O2
CH3

R

R/

O
O

CH3

R

R/

Oo
Oo

R

O

CH3

O

R/

Tốc độ quá trình oxy hóa phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ Oxy và
hàm lượng kim loại theo quy luật sau:
Nhiệt độ càng cao, tốc độ oxy hóa càng mạnh.
Nồng độ Oxy càng cao, tốc độ oxy hóa càng mạnh.
Cường độ chiếu sáng càng mạnh, tốc độ oxy hóa càng mạnh.
Hàm lượng kim loại càng cao, tốc độ oxy hóa càng mạnh.
Ngồi ra sự có mặt của Lypit bị oxy hóa cũng làm tăng tốc độ oxy hóa của
Carotene, Lycopene.
1.2.2.2. Alphatocopherol

Trang 17


Thành phần và cấu tạo phân tử [9]
Theo [8] phân tử Alpha- tocopherol có thành phần cấu tạo như sau
CH3
HO

6

4

5

1 2

7

H3C

CH3

3

8

CH2

O

(CH2)2

CH3

CH3
(CH2)3

CH

CH

(CH2)3

CH3

CH

CH3

CH3
Alpha tocopheron

Tính chất đặc trưng
Alpha-tocopherol là chất lỏng khơng màu, hòa tan rất tốt trong dầu thực vật,
rượu etylyc, ete etylyc và ete dầu hỏa. Alpha-tocopherol thiên nhiên có thể kết
tinh chậm trong rượu metylyc nếu giữ ở nhiệt độ thấp tới -350C. Khi đó sẽ thu
được các tinh thể hình kim, có nhiệt độ nóng chảy ở 2,5 – 3,50C.
Alpha-tocopherol khá bền đối với nhiệt. Nó có thể chịu được tới 1700C khi đun
nóng trong khơng khí. Tuy nhiên, tia tử ngoại sẽ phá hủy nhanh chóng Alphatocopherol. Trong số các tính chất hóa học của Alpha-tocopherol, tính chất quan
trọng hơn cả là khả năng bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa khác như FeCl 3 hoặc
axit HNO 3 . Khi đó sẽ tạo nên các sản phẩm oxy hóa khác nhau. Một sản phẩm
oxy hóa quan trọng được tạo thành là chất Alpha-tocopherylquinon có cấu trúc
như sau
gốcphytol (C16H33)
O
H3C

CH3

CH3

HO
CH2
O

CH3

CH3
CH3
C (CH2)3 CH (CH ) CH (CH ) CH
2 3
2 3
CH3
Alpha tocopherylquinon

Trang 18


Chất này có cấu trúc hóa học gần giống với cấu trúc của vitamin K và Q, do đó
các loại vitaminE, K và Q có thể có vai trị giống nhau trong q trình oxy hóa.
Alpha-tocopherol, ngồi ảnh hưởng tới q trình sinh sản ở động vật cịn
tham gia vào việc đảm bảo chức năng bình thường và cấu trúc của nhiều mơ và
cơ quan.
Alpha-tocopherol, có tác dụng ngăn cản các axit béo chưa no khỏi bị oxy
hóa. Vì vậy nó có tác dụng bảo vệ Carotene và Axit lynoleic khỏi bị oxy hóa. Về
khả năng chống oxy hóa thì Deta-tocopherol mạnh nhất, cịn Alpha-tocopherol
tuy có hoạt tính sinh học cao nhưng khả năng chống oxy hóa thấp hơn.
Alpha-tocopherol có chức năng chủ yếu là tham gia vào sự trao đổi lypit.
Ngồi ra cịn tham gia vào hệ thống vận chuyển electron của các phản ứng oxy
hóa khử liên quan tới sự tích lũy năng lượng. Do đó, khi cơ thể động vật thiếu
Alpha-tocopherol (nói riêng) và VitaminE (nói chung) sẽ dẫn tới sự vi phạm
nhiều chức năng khác nhau.
1.2.2.3. Chất béo (Lypit) [9]
Thành phần cấu tạo
Chất béo (hay Lypit) trong cơm gấc là một dầu thực vật, thuộc loại lypit
đơn giản có tên gọi chung là Triaxylglyxerin hay cịn gọi là lypit trung tính, hoặc
Triglixerit. Triaxylglyxerin là este của Glyxerin với axit béo (nên cịn gọi là

Glyxerit), có cơng thức chung như sau:
α CH2 OCOR1
β CH

OCOR2

α CH2 OCOR3

Trang 19


Trong đó: R 1 , R 2 , R 3 là các gốc axit béo no hoặc không no.
Các axit béo trong Triglixerit thường có mạch carbon khơng phân nhánh, có
số carbon chẵn, bắt đầu từ axit có 4 carbon đến axit có 38 carbon. Các axit no
(C n H 2n O 2 ) thường là: Axit butyric (C 4 ), axit caproic (C 6 ), axit capilyc (C 8 ), axit
capric (C 10 ), axit miristic (C 14 ), axit palmitic (C 16 ), và axit stearic (C 18 ). Trong
đó axit stearic gần như có mặt trong tất cả các chất béo và thường chiếm lượng
nhiều nhất. Từ C 12 trở đi tất cả các axit béo đều là những chất béo không tan
trong nước. Các xit béo khơng no thường là: Axit oleic (C 18 ) có một nối đơi ở C 9
kí hiệu là C 18 9, axit lynoleic (C 18 ) có 2 nối đơi ở C 9 và C 12 kí hiệu là C 18

9,12

đây

là axit rất phổ biến và là thành tố quan trọng của VitaminF, Axit lynolenic (C 18 )
có 3 nối đơi ở C 9, C 12 và C 15 kí hiệu là C 18
đôi ở C 5 , C 8 , C 11 , C 14 kí hiệu là C 20

, axit arachidonic (C 20 ) có 4 nối

9,12,15

. Các axit béo không no trong dầu

5,8,11,14

thực vật thường ở vị trí β. Các nối đơi của axit béo khơng no trong tự nhiên
thường ở dạng Cis, khi đun nóng, có mặt xúc tác thì dạng Cis chuyển thành dạng
Trans
Độ no hay khơng bão hịa của các axit béo trong dầu được biểu thị bằng chỉ
số iot. Theo [2] chỉ số iot của dầu trong cơm gấc vào khoảng 72.
Tính chất chung
Tính chất vật lí
Ở nhiệt độ thường Traxylglyxerin có thể ở trạng thái rắn hoặc lỏng, khơng
hịa tan trong nước mà tách thành lớp. Tuy nhiên trong những điều kiện nhất
định, dưới tác dụng của chất nhũ hóa, chúng có thể tạo ra nhũ tương. Nhiệt độ
nóng chảy tương đối thấp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: sự có mặt của các
axit béo mạch ngắn hoặc axit béo khơng no (thường làm giảm điểm nóng chảy),
các đồng phân của các axit béo (đồng phân vị trí và đồng Cis hoặc Trans của các

Trang 20


nối đơi) và vị trí của các axit béo trên phân tử Glyxerin. Tất cả dầu mỡ tự nhiên
thường chứa các Triglixerit khác nhau nên khơng có điểm nóng chảy rõ ràng mà
thường có một khoảng nóng chảy, tùy thuộc vào thành phần và cấu trúc phân tử
của chúng. Vì vậy người có thể sử dụng điểm nóng chảy để đặc trưng cho thành
phần của dầu mỡ.
Tính chất chức năng

- Phản ứng xà phịng hóa
Dưới tác dụng của Enzym lypaza, axit hoặc kiềm, liên kết este các phân tử
Triglixerit bị thủy phân thành Glyxerin và axit béo, hoặc muối của axit béo (gọi
là xà phịng).
CH2OCOR1
CHOCOR2
CH2OCOR1

+

CH2OH
3 NaOH

Triaxylglixerin

CHOH

+

R1COONa
R2COONa

CH2OH

R3COONa

Glixerin

Xà phòng

- Phản ứng chuyển este hóa
Trong những điều kiện nhiệt độ và mơi trường thích hợp, nhất là khi vắng
mặt nước và có mặt của chất xúc tác, các gốc axit béo trong cùng một Triglixerit
hoặc giữa các Triglixerit có thể đổi chỗ cho nhau. Ví dụ: Phản ứng chuyển este
hóa giữa các phân tử của một Triglixerit chứa 3 axit béo no (S) với một
Triglixerit chứa 3 axit béo không no (N). Nếu lấy lượng phân tử bằng nhau thì
sau phản ứng sẽ thu được hỗn hợp các Triglixerit với phân tử phần như sau: SSS
(12,5%); SNS (12,5%); NSN (12,5%); NNN (12,5%); NSS (12,5%); SSN
(12,5%); SNN (12,5%); NNS (12,5%). Chất xúc tác thường dùng là Alcolat kiềm

Trang 21