Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.3. Tổng quan về dầu thực vật
2.3.1. Thành phần hóa học cơ bản của dầu thực vật
2.3.1.1. Triglyxerit
Triglyxerit (chất béo trung tính) là este có nguồn gốc từ glyxerin và 3 axit béo.
Phân tử glyxerin có ba nhóm chức hidroxyl (HO-), mỗi axit béo có một nhóm chức carboxyl (COOH). Triglyxerin chủ yếu có trong hạt và phôi hạt, tồn tại dạng lỏng, mạch cacbon ngắn, % axit béo no cao. Chứa vitamin E, F cần cho quá trình sinh sản và chống lão hóa ở người lớn. Dầu thực vật đa số gồm các triglyxerit có khối lượng phân tử lớn nên không bay hơi ngay cả trong điều kiện chân không cao. Dưới tác động của enzyme thủy phân, khi có nước và nhiệt, triglyxerit dễ bị phân cắt ở các mối liên kết ester và bị thủy phân tạo thành các axit béo tự do, do đó các axit béo này bao giờ cũng có mặt trong dầu thực vật.
2.3.1.2. Axit béo
Chất béo chứa các axit hữu cơ có số nguyên tử cacbon lớn hơn 4 gọi là axit béo. Tùy vào chiều dài mạch cacbon, mà chúng được chia thành 3 dạng chính: axit béo mạch ngắn (4C đến 6C), axit béo mạch trung (8C đến 14C), axit béo mạch dài (>16C) hoặc phân loại: axit béo bão hòa và axit béo chưa bão hòa.
Axit béo bão hòa (axit béo no): Các nguyên tử cacbon trong mạch liên kết với nhau bằng liên kết đơn (công thức chung: CnH2nO2 ). Ví dụ: Axit Lauric (C12H24O2), Axit Palmitic (C16H32O2).
Axit béo chưa bão hòa (axit béo chưa no): Chứa các liên kết đôi trong mạch cacbon, có thể một hay nhiều nối đôi. Tùy thuộc vào số lượng nối đôi mà chúng có công thức như sau:
-CnH2n-2O2 một nối đôi, ví dụ: Axit Oleic (C18H34O2). -CnH2n-4O2 hai nối đôi, ví dụ: Axit Linolic (C18H32O2). -CnH2n-6O2 ba nối đôi, ví dụ: Axit Linoleic (C18H30O2).
2.3.1.3. Phospholipid
Phospholipid là một lipid phức tạp, chiếm 0,25 đến 2% so với tổng lượng dầu có trong nguyên liệu, công thức như sau:
CH2-O-CO-R1 (X) – hợp chất phụ CH-O-CO-R2 R1; R2 – gốc axit béo OH
CH2-O-P=O O-(X)
Phospholipid có khả năng dinh dưỡng cao, nhưng lại hoạt động hóa học lớn nên dễ dàng bị oxy hóa làm hỏng sản phẩm. Do đó, trong quá trình chế biến người ta tìm cách loại nó ra khỏi dầu bằng cách xử lý với một lượng nhỏ nước (thủy hóa). Khi kết hợp với nước, phospholipid mất khả năng hòa tan trong dầu nên kết tủa thành cặn. Tuy nhiên, tách phospholipid bằng phương pháp thủy hóa là biện pháp không hoàn chỉnh. Thường trong dầu sau khi đã thủy hóa còn 0,2 – 0,4% phospholipid và chúng được gọi là những phospholipid không thủy hóa. Khi chế biến nguyên liệu chứa dầu, chúng sẽ kết hợp với gluxit tạo thành những sản phẩm có màu sẫm (Fereidoon Shahidi, 2005).
2.3.1.4. Các hợp chất không có tính xà phòng hóa
Các hợp chất không có tính xà phòng hóa thường có mặt trong dầu mỡ với vai trò quan trọng là: sterol, tocopherol, hợp chất màu, sáp, hydrocacbon và vitamin. (Th.s Trần Thanh Trúc, 2005)
Sterol: Hợp chất hòa tan trong chất béo với cấu trúc căn bản từ steran (cyclopentanoperhydrophenantrene).
Tùy theo nguồn gốc phát sinh, sterol được chia thành hai loại chính: sterol động vật (cholesterol) hay sterol thực vật (phytosterol: β-sitosterol). Hàm lượng sterol thay đổi trong khoảng từ 0,05-0,60%.
Tocopherol: Tocopherol là chất chống oxy hóa tự nhiên, tan trong dầu, phân bố rộng rãi và thường tồn tại ở dạng tự do. Tùy thuộc vào cấu tạo khác nhau của tocopherol (hình 2.2) mà đặc tính tương ứng cũng thay đổi, phụ thuộc mạch C chính bão hòa hay chứa 3 liên kết đôi, phụ thuộc vào số nhóm cũng như vị trí nhóm methyl gắn kết trên mạch nhánh, ta có 4 loại tocopherol khác nhau: - tocopherol (5,7,8-trimethyl), (5,7-dimethyl), (7,8-dimethyl) và (8- methyl). Hoạt tính chống oxy hóa của các tocopherol trong dầu phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ. Tuy nhiên, hoạt động chống oxy hóa của chúng cũng tùy thuộc vào vị trí cấu tạo:
> = >
Các hợp chất màu (pigment): Sự khác nhau về màu sắc của các loại dầu phụ thuộc vào lượng hợp chất màu hòa tan trong nó. Những hợp chất màu quan trọng nhất trong dầu là carotene, chlorophyll và gossypol.
–Caroten (hình 2.3) là nguồn cung cấp vitamin A – chất có hoạt tính chống
oxy hóa, ngăn chặn tế bào ung thư, chống sự hình thành của các cục máu đông trong thành mạch máu. Cấu trúc hóa học của hợp chất β – caroten có 11 liên kết đôi xen kẽ với các liên kết đơn tạo thành chromophore làm cho caroten có màu vàng, cam hay đỏ.
–Chlorophyll chính là nguyên nhân tạo cho dầu có màu xanh tối không mong muốn. Chính sự hiện diện của chlorophyll trong dầu là nguyên nhân chủ yếu làm cho dầu rất nhạy cảm với ánh sáng quang hợp, gây nên biến đổi chất lượng. Vì thế, trong quá trình tinh luyện các loại dầu có chứa nhiều chlorophyll (dầu olive), quá trình khử màu nhằm loại hợp chất này rất được quan tâm.
–Gossypol tạo màu đỏ nâu trong dầu hạt bông (cottonseed oil), là hợp chất
phenol phức tạp, mùi vị khó chịu và có tính độc. Do đó, cần tách hoàn toàn hợp chất này ra khỏi dầu và khô dầu.
Hợp chất sáp: Hiện diện chủ yếu trong dầu bắp và cải dầu. Về cấu tạo, sáp là ester của rược bậc một và ít thấy đối với rượu hai chức. Có nhiệt độ nóng chảy khá cao (tnc > 80oC), bền vững và rất khó tiêu hóa, không có giá trị về mặt dinh dưỡng. Trong quá trình chế biến, sự tồn tại của hợp chất sáp trong dầu là nguyên
nhân chủ yếu gây đục dầu. Ở nhiệt độ bình thường, chúng tồn tại ở các dạng tinh thể nhỏ li ti lơ lửng khó tách ra, trong một thời gian dài vẫn không lắng thành cặn, làm giảm giá trị cảm quan dầu. Việc tách sáp có thể được thực hiện bằng
biện pháp đông hóa dầu ở nhiệt độ 5oC trước khi lọc.
Hợp chất mùi gốc hydrocacbon: Gồm các alkan, alken, squalene (hình 2.4) và các hydrocacbon đa vòng có mùi (polycyclic acromatic hydrocacbons – PAHs). Trong dầu thô sự hiện diện của các hợp chất alkan (C31-C33) với hàm lượng từ 40-100ppb, các hydrocacbon đa vòng có mùi (PAHs) hàm lượng lớn hơn 150ppb, chúng giảm dần sau quá trình tinh luyện. Một số hợp chất mùi như squalene có vai trò rất quan trọng trong công nghiệp mỹ phẩm. Olive là dầu thực vật chủ yếu có sự hiện diện của squalene.
Vitamin hòa tan trong dầu: Vitamin D, vitamin E và vitamin K. Các vitamin này rất cần thiết cho quá trình hấp thu của cơ thể người.
