Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất hỗn hợp axít béo Omega 3 và Omega 6, Vitamin E, Phytosterol từ cặn khử mùi dầu đậu tương

1<br /> <br /> BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> BỘ CÔNG THƯƠNG<br /> VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM<br /> -----    -----<br /> <br /> VŨ ĐỨC CHIẾN<br /> <br /> “NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT HỖN<br /> HỢP AXÍT BÉO OMEGA 3 VÀ OMEGA 6, VITAMIN E,<br /> PHYTOSTEROL TỪ CẶN KHỬ MÙI DẦU ĐẬU TƢƠNG”<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT<br /> Chuyên ngành: Chế biến thực phẩm và đồ uống<br /> Mã số: 62.54.02.01<br /> <br /> Hà Nội – 2016<br /> <br /> 2<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại: Viện Công nghiệp thực phẩm<br /> Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. BÙI QUANG THUẬT<br /> 2. GS.TS. PHẠM QUỐC LONG<br /> <br /> Phản biện 1:…………………<br /> Phản biện 2:…………………<br /> Phản biện 3:…………………<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án cấp Viện họp<br /> tại Viện Công nghiệp thực phẩm<br /> Vào hồi<br /> giờ<br /> ngày<br /> tháng<br /> năm<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc gia Việt Nam,<br /> Thư viện Viện Công nghiệp thực phẩm<br /> <br /> 3<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> 1. Tính cấp thiết đề tài<br /> D u thô thu nhận được t thực vật b ng phư ng pháp p ho c tr ch ly vẫn chưa s<br /> dụng được trong công nghiệp thực phẩm vì nó c n lẫn nhi u tạp chất. M c d lượng<br /> tạp chất này có trong d u không nhi u nhưng nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng và quá<br /> trình bảo quản d u. Do vậy d u thô c n được tinh chế trước khi s dụng. Trong quá<br /> trình tinh chế d u chúng ta sẽ thu được hai loại phụ phẩm ch nh là c n xà ph ng (trong<br /> công đoạn trung h a) và c n kh m i (trong công đoạn kh m i b ng phư ng pháp<br /> chưng cất chân không). Các quá trình tinh chế này không chỉ loại đi các tạp chất không<br /> mong muốn c n mất đi một lượng không nhỏ các thành ph n dinh dưỡng như: các axit<br /> b o vitamin E phytosterol ... đã bị k o theo trong c n kh m i c n xà ph ng. Với một<br /> khối lượng quá lớn và có nhi u thành ph n có giá trị như vậy nên trong thời gian g n<br /> đây nguồn phụ phẩm chế biến d u đã trở thành đối tượng nghiên cứu của hàng loạt các<br /> công trình nghiên cứu trên thế giới và trở thành nguồn nguyên liệu quý cho sản xuất<br /> nhi u loại sản phẩm. Một trong những hướng nghiên cứu và sản xuất ch nh hiện nay v<br /> nguồn nguyên liệu này là sản xuất các hoạt chất sinh học có nguồn gốc tự nhiên ứng<br /> dụng trong sản xuất sản phẩm thực phẩm chức năng mỹ phẩm và dược phẩm. Việc s<br /> dụng c n kh m i làm nguyên liệu sản xuất vitamin E hỗn hợp axit b o omega 3 và<br /> omega 6 và phytosterol không những làm giảm giá thành sản phẩm d u thực vật tinh<br /> chế mà c n giải quyết được vấn đ môi trường.<br /> Năm 2014 sản lượng d u thực vật trên cả nước đạt được 800.000 tấn. Với sản<br /> lượng d u này đã đưa ra khoảng h n 2 4 nghìn tấn c n kh m i. Như vậy chúng ta có<br /> ti m năng rất lớn để phát triển sản xuất vitamin E phytosterol và các ax t b o omega 3<br /> và omega 6. Tuy nhiên ở nước ta hiện nay c n kh m i mới chỉ được s dụng làm d u<br /> bôi tr n cho khuôn bánh làm phụ liệu cho thức ăn gia súc... mà chưa được tận dụng<br /> như nguồn nguyên liệu quý giá cho sản xuất vitamin E phytosterol và các axit b o<br /> omega 3 và omega 6. M t khác nhu c u trong nước v các sản phẩm này làm nguyên<br /> liệu phục vụ cho công nghiệp dược phẩm mỹ phẩm và thực phẩm chức năng ngày một<br /> tăng mạnh và trở nên cấp thiết. Ph n lớn các sản phẩm hay nguyên liệu d ng để sản<br /> xuất đ u được nhập t nước ngoài. Do vậy vấn đ : “Nghiên cứu quy trình công nghệ<br /> sản xuất hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6, vitamin E, phytosterol từ cặn khử<br /> mùi dầu đậu tương” là việc làm c n thiết và có ý nghĩa khoa học<br /> 2. Mục đích của Luận án<br /> - Nghiên cứu quy trình công nghệ thu nhận đồng thời hỗn hợp axit b o omega 3 và<br /> omega 6, vitamin E, phytosterol t c n kh m i d u đậu tư ng.<br /> 3. Phạm vi nghiên cứu<br /> - Nguyên liệu c n kh m i d u đậu tư ng t nguồn phụ phẩm chế biến d u thực vật<br /> Việt Nam.<br /> 4. Nội dung của Luận án<br /> - Nghiên cứu lựa chọn và x lý nguồn phụ phẩm chế biến d u thực vật cho mục đ ch<br /> thu nhận hỗn hợp các ax t b o omega 3 và omega 6, vitamin E và phytosterol.<br /> - Nghiên cứu công nghệ thu nhận hỗn hợp axit b o t c n kh m i d u đậu tư ng<br /> - Nghiên cứu công nghệ làm giàu hỗn hợp axit b o omega 3 và omega 6<br /> - Nghiên cứu công nghệ tách phytosterol<br /> - Nghiên cứu công nghệ tinh chế vitamin E<br /> - Nghiên cứu phư ng pháp bảo quản các sản phẩm và th độ ổn định của sản phẩm hỗn<br /> <br /> 4<br /> <br /> hợp các axit b o omega 3 và omega 6<br /> - Nghiên cứu hoàn thiện và sản xuất th nghiệm các sản phẩm hỗn hợp axit b o omega<br /> 3 và omega 6, vitamin E và phytosterol trên dây chuy n thiết bị pilot, ứng dụng chúng<br /> để sản xuất thực phẩm chức năng và dược phẩm<br /> 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án<br /> 5.1. Ý nghĩa khoa học<br /> - T v c n kh m i d u đậu tư ng - nguồn phụ phẩm chế biến d u thực vật Việt Nam<br /> đã thu nhận được nhi u sản phẩm có giá trị cao: hỗn hợp các ax t b o omega 3 và<br /> omega 6, phytosterol, vitamin E đóng góp nhất định vào việc nâng cao công nghệ sản<br /> xuất và chế biến d u thực vật. Luận án góp ph n thúc đẩy sự phát triển công nghệ chiết<br /> tách tinh chế và chuyển hóa các sản phẩm tự nhiên.<br /> - Luận án là nguồn tư liệu tốt giúp cho sinh viên và các nhà khoa học quan tâm đến lĩnh<br /> vực này tham khảo.<br /> 5.2. Ý nghĩa thực tế:<br /> - Luận án góp ph n nâng cao giá trị và tận thu nguồn phụ phẩm chế biến d u Việt Nam,<br /> đồng thời góp ph n vào việc phát triển cây d u và chế biến d u thực vật tại nước ta.<br /> - Các sản phẩm t c n kh m i d u đậu tư ng khi được ứng dụng vào sản xuất thực<br /> phẩm chức năng và dược phẩm sẽ góp ph n chăm sóc và nâng cao sức khỏe cộng đồng.<br /> 6. Tính mới của luận án<br /> - Luận án đã nghiên cứu một cách tổng thể v c n kh m i d u đậu tư ng – nguồn phụ<br /> phẩm chế biến d u thực vật Việt Nam t phân t ch đánh giá nguyên liệu phân tách,<br /> tinh chế được 03 chế phẩm có giá trị cao ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng<br /> và dược phẩm<br /> - Là công trình đ u tiên ở Việt Nam đã nghiên cứu xây dựng được quy trình tổng thể<br /> chiết tách đồng thời hỗn hợp axit b o omega 3 và omega 6, phytosterol và vitamin E t<br /> c n kh m i d u đậu tư ng.<br /> - Quy trình công nghệ sản xuất hỗn hợp ax t b o omega 3 và omega 6 (omega 3 &<br /> omega 6) t c n kh m i d u đậu tư ng đã được cấp B ng độc quy n sở hữu tr tuệ mã<br /> số VN 2-0001425 theo Quyết định số 55359/QĐ-SHTT ngày 05/09/2016.<br /> 7. Kết cấu luận án<br /> Ngoài ph n mở đ u mục lục và phụ lục luận án gồm 4 chư ng: chư ng I: Tổng<br /> quan tài liệu chư ng II. Nguyên vật liệu và phư ng pháp nghiên cứu chư ng III. Kết<br /> quả và thảo luận. chư ng IV. Kết luận và kiến nghị. Luận án gồm 164 trang với 6 kết<br /> luận 2 đ nghị 54 bảng 15 hình 10 s đồ 20 đồ thị và 121 tài liệu tham khảo (12 tài<br /> liệu tiếng Việt) 5 công trình liên quan đến luận án được công bố.<br /> CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU<br /> 1.1. Phụ phẩm chế biến dầu thực vật<br /> Quá trình tinh chế d u thực vật tạo ra hai loại phụ phẩm ch nh là c n xà ph ng và<br /> c n kh m i. C n kh m i là phụ phẩm của quá trình kh m i nó có thành ph n hóa<br /> học chủ yếu là axit b o vitamin E phytosterol hydrocarbon (squalene) các chất sáp<br /> chất màu aldehyd xeton và các sản phẩm phân hủy của axit b o và acylglycerol… và<br /> chiếm khoảng 0 2 - 0,3% so với d u thô đưa tinh chế. Theo đó với sản lượng d u đậu<br /> tư ng của Việt Nam năm 2014 đạt 230.000 tấn thì sẽ đưa ra khoảng 7.000 tấn c n xà<br /> ph ng và h n 600 tấn c n kh m i. Hiện tại ở nước ta loại phụ phẩm này mới chỉ được<br /> s dụng làm d u bôi tr n bổ sung trong thức ăn gia súc… Do vậy, giá trị s dụng của<br /> chúng không cao trong khi ở ngoài nước c n kh m i là nguồn nguyên liệu quý giá và<br /> <br /> 5<br /> <br /> chủ yếu để sản xuất các hoạt chất sinh học có giá trị như: vitamin E phytosterol và hỗn<br /> hợp các axit b o nhất là các axit b o omega 3 và omega 6.<br /> Hiện nay trên thế giới người ta đã sản xuất được hỗn hợp các axit b o omega 3 và<br /> omega 6, phytosterol, vitamin E ở quy mô công nghiệp.<br /> 1.2. Axít béo không no, omega 3 và omega 6 (omega 3 và omega 6)<br /> Ax t b o omega 3 và omega 6 là các ax t b o đa nối đôi c thể không tự tổng hợp<br /> được mà phải lấy t thức ăn bên ngoài. Có hai họ ax t b o omega 3 và omega 6 quan<br /> trọng là omega-3 và omega-6. Ax t b o omega-3 (-3) là một họ các ax t b o không no<br /> đa nối đôi chúng có nối đôi C=C đ u tiên ở vị tr cacbon thứ 3 t nh t đ u metyl của<br /> mạch ax t b o. Trong các ax t b o omega-3 quan trọng nhất là: ax t -linolenic (ALA),<br /> ax t eicosapentaenoic (EPA) và ax t docosahexaenoic (DHA). Ax t b o omega-6 (-6)<br /> là một họ các ax t b o không no đa nối đôi chúng có nối đôi C=C đ u tiên ở vị tr<br /> cacbon thứ 6 t nh t đ u metyl của mạch ax t b o. Các ax t b o trong họ omega-6 là<br /> ax t linoleic (AL) ax t gamma linoleic (AGL) ax t eicosadienoic ax t dihomo-gammalinoleic (DGLA) ax t arachidonic (AA).<br /> Cả hai loại ax t b o omega-3 và omega-6 đ u có nhi u trong thuỷ hải sản, các loại<br /> d u thực vật và phụ phẩm chế biến d u thực vật. Omega-3 và omega-6 có khả năng<br /> ngăn ch n phản ứng của hệ miễn dịch gây ra chứng viêm khớp bớt cứng và sưng làm<br /> thuyên giảm các triệu chứng của bệnh này. Hỗn hợp omega-3 và omega-6 c n có tác<br /> dụng ngăn ng a tiểu huyết c u d nh với nhau ngăn ng a cholesterol bám vào vách<br /> mạch máu do đó giúp mạch máu khỏi bị nghẽn tránh được nguy c nhồi máu c tim.<br /> Đ c biệt hai loại ax t b o DHA và EPA có khả năng bảo vệ những tế bào tim không<br /> tham gia vào hoạt động nhanh của tim giúp giảm nguy c đột t …<br /> 1.3. Vitamin E<br /> Vitamin E bao gồm các tocopherol và các tocotrienol. Vitamin E tự nhiên tồn tại<br /> dưới 8 dạng đồng phân khác nhau trong đó có 4 tocopherol và 4 tocotrienol. Tất cả đ u<br /> có v ng chromanol với nhóm hydroxyl có thể cung cấp nguyên t H để kh các gốc tự<br /> do và nhóm R (ph n c n lại của phân t ) kỵ nước để cho ph p thâm nhập vào các màng<br /> sinh học.<br /> Vitamin E là chất lỏng không màu có khả năng h a tan tốt trong d u thực vật rượu<br /> và ete. α-Tocopherol có thể kết tinh chậm trong rượu metylic nếu giữ ở nhiệt độ thấp 350C. Tocopherol khá b n với nhiệt chịu được nhiệt độ 1700C khi đun nóng trong<br /> không kh chịu được đến 1000C khi đun với ax t HCl đ c nhưng dưới tác dụng của tia<br /> cực t m thì lại bị phá hủy một cách nhanh chóng. Vitamin E bị ôxy hóa bởi các chất ôxy<br /> hóa khác nhau như sắt (III) clorua.<br /> V khả năng chống ôxy hóa: γ-tocopherol có hoạt t nh chống ôxy hóa cao h n tuy<br /> nhiên v cả hoạt t nh sinh học nói chung thì α-tocopherol lại mạnh nhất.<br /> Vitamin E có khả năng ngăn ch n phản ứng của các gốc tự do, ngoài chức năng<br /> ngăn ch n sự tạo thành những gốc tự do trong tế bào vitamin E c n bảo vệ những chất<br /> tạo nên tế bào như protein, ax t nucleic làm tăng tác dụng của protein và vitamin A.<br /> Vitamin E c n có tác dụng tốt đối với quá trình sinh sản hỗ trợ đi u trị vô sinh<br /> 1.4. Phytosterol<br /> Các phytosterol là các triterpen có cấu trúc tư ng tự cholesterol không chỉ v m t<br /> cấu trúc gồm một nhân steroid có 4 v ng; nhóm hydroxyl 3 beta và thường có nối đôi<br /> ở vị tr 5 6 mà c n cả v chức năng đó là b n hóa hai lớp màng phospholipit của màng<br /> tế bào. Các sterol trong thực vật tồn tại chủ yếu dưới dạng các este với axit b o không<br /> chứa gốc rượu các steryl glycosides và các acylated steryl glycosides. Trong d u thực<br /> <br />