Đây là các axit béo thiết yếu cần thiết nhưng cơ thể không thể tự tổng hợp được.
Tìm ra dung môi chiết xuất tối ưu
“So sánh một số đặc điểm chất lượng của dầu hạt thanh long ruột đỏ trích ly bằng dung môi n-Hexan và ethanol” là đề tài nghiên cứu của các tác giả Phan Thị Thanh Quế, Lê Duy Nghĩa, Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, Trường Đại học Cần Thơ và Đỗ Thảo Quyên, sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Cần Thơ.
Trưởng nhóm, TS Phan Thị Thanh Quế cho biết, thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) là loại cây ăn quả được trồng nhiều ở Việt Nam, trong đó ba địa phương có diện tích trồng lớn là Bình Thuận, Long An và Tiền Giang. Phần thịt quả thanh long ngoài mục đích sử dụng tươi còn có thể chế biến thành nhiều sản phẩm như nước ép, rượu vang, siro.
Trong quá trình chế biến, một phần lớn các phụ phẩm như vỏ, hạt sẽ được thải ra. Tỷ lệ hạt trong thanh long ruột đỏ chiếm 14,27% tổng khối lượng trái. Nếu tận dụng được nguồn phụ phẩm này thì ngoài việc góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường còn làm tăng giá trị kinh tế cho quả thanh long.
Hạt thanh long có chứa một lượng dầu đáng kể (31 - 34%), trong đó có chứa lượng lớn các axit béo chưa bão hòa như axit linoleic, axit oleic... Đây là các axit béo thiết yếu cần thiết nhưng cơ thể không thể tự tổng hợp được. Ngoài ra, dầu hạt thanh long cũng là nguồn giàu các hợp chất chức năng như phytosterol có thể sử dụng để bổ sung vào mỹ phẩm, thuốc và thực phẩm.
Có nhiều phương pháp trích ly dầu từ hạt như ép cơ học, sử dụng dung môi, trích ly bằng enzyme, CO2 siêu tới hạn… Trong đó, phương pháp trích ly bằng dung môi là công nghệ chiết xuất dầu thực vật lâu đời, đã được sử dụng ở quy mô công nghiệp vì quy trình đơn giản và hiệu quả.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng có nhiều dung môi có thể được sử dụng để thu nhận dầu từ hạt. Tuy nhiên, tùy thuộc vào loại dung môi sử dụng mà có thể ảnh hưởng đến đặc tính chất lượng và thành phần hóa học của dầu.
N-Hexan là dung môi được sử dụng nhiều nhất trong kỹ thuật này do hiệu suất trích ly cao, tuy nhiên n-Hexan cực kỳ dễ cháy và không tái sử dụng được, hơn nữa còn là một chất độc thần kinh. Ngày nay, n-Hexan được xác định là chất gây ô nhiễm không khí, cần phải được thu hồi trong quá trình sản xuất.
Theo xu hướng bảo vệ môi trường và phát triển hóa học xanh, n-Hexan cần được thay thế dần bằng các dung môi được công nhận là có hiệu quả kinh tế và an toàn hơn với con người, môi trường.
Các dung môi phân cực thân thiện hơn với môi trường, dễ dàng thu hồi và có thể tái sử dụng ngày càng được quan tâm nghiên cứu. Trong số đó, ethanol là một dung môi điển hình vì nó thu được từ các nguồn sinh học bằng quá trình lên men và được đặt trong danh mục GRAS (Generally Recognized As Safe, được công nhận là an toàn).
Nhóm nghiên cứu đã chọn thay thế dung môi n-Hexan bằng ethanol và xác định thời gian trích ly thích hợp giúp nâng cao chất lượng và hiệu suất trích ly dầu từ hạt thanh long ruột đỏ.
Hạt thanh long được nhóm thu gom trong ngày từ một công ty chế biến nước thanh long tại huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang và vận chuyển về phòng thí nghiệm. Hạt được làm sạch, sấy khô ở nhiệt độ 60 độ C trong thời gian khoảng 8 giờ và bảo quản ở nhiệt độ -20 độ C để sử dụng thí nghiệm.
Hạt thanh long sau khi sấy khô được phân tích các thành phần chỉ tiêu chất lượng bao gồm hàm lượng chất khô tổng số, chất béo tổng số, vitamin E, TPC và DPPH để làm cơ sở cho việc đánh giá chất lượng dầu hạt thanh long sau khi trích ly.
Hiệu suất thấp nhưng hàm lượng hoạt tính cao
Theo TS Quế, trong sản xuất cũng như trong nghiên cứu, để đánh giá nhanh chất lượng dầu thực vật một cách tương đối, người ta thường dựa vào trạng thái và một số chỉ số hóa lý đặc trưng của dầu. Chỉ số axit được dùng để đánh giá lượng axit béo tự do trong dầu. Bản thân nguyên liệu có thể chứa các axit béo tự do hoặc là sản phẩm của các quá trình chế biến.
Chỉ số axit càng thấp, chất lượng chất béo càng cao, bảo quản càng dễ và không phức tạp trong quá trình chế biến. Kết quả nghiên cứu trích ly cho thấy, chỉ số axit của dầu trích ly từ dung môi ethanol và n-Hexan duy trì ở mức thấp, lần lượt là 2,27 mgKOH/g và 2,23 mgKOH/g, khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) và đều nằm trong giới hạn cho phép theo TCVN 7597:2018 về dầu thực vật là 4 mgKOH/g.
Chỉ số peroxit đo lường sự hình thành quá trình oxy hóa sơ cấp các sản phẩm từ dầu và được dùng để đánh giá độ tươi của dầu, chỉ số này càng cao thì độ tươi của dầu càng thấp. Đối với những loại dầu có nhiều axit béo chưa bão hòa như dầu hạt thanh long, quá trình hư hỏng do oxy hóa sẽ diễn ra nhanh hơn.
Loại dung môi dùng để trích ly có ảnh hưởng đến chỉ số peroxit của dầu hạt thanh long. Dầu được trích ly với n-Hexan có chỉ số peroxit cao hơn (6 mEq O2/kg) dầu được trích ly bằng ethanol (3,75 mEq O2/kg).
Dầu trích ly bằng ethanol có tính ổn định oxy hóa cao hơn so với trích ly bằng n-Hexan, điều này có thể là do hàm lượng vitamin E trong dầu trích ly với ethanol cao hơn dầu trích ly với n-Hexan. Dầu có màu vàng sáng đặc trưng, đạt tiêu chuẩn Việt Nam.
Theo TS Phan Thị Thanh Quế, ethanol là dung môi thân thiện với môi trường, có nhiều triển vọng trong ứng dụng trích ly dầu từ hạt thanh long ruột đỏ. Đặc biệt, dịch trích dầu thu được từ dung môi ethanol ít độc hại hơn, có thể ứng dụng để sản xuất các sản phẩm thực phẩm, mỹ phẩm.
Mặc dù, hiệu suất trích ly dầu sử dụng ethanol thấp hơn so với trích ly với dung môi n-Hexan, nhưng hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học như vitamin E, polyphenol tổng số cùng khả năng khử gốc tự do DPPH cao vượt trội so với dầu trích ly với n-Hexan.
Bên cạnh đó, để tăng hiệu suất trích ly dầu từ dung môi ethanol, hạt thanh long cần được ngâm trích trong ethanol kết hợp thời gian 24 giờ ở nhiệt độ môi trường (28 - 30 độ C) và 2 giờ ở nhiệt độ 45 độ C bằng máy khuấy từ gia nhiệt.
Đồng thời, các thông số nhiệt độ trích ly, tỷ lệ dung môi và nguyên liệu, số chu kỳ trích ly cũng như kích thước nguyên liệu hạt thanh long cũng cần được quan tâm thực hiện ở các nghiên cứu tiếp theo.
