GIỚI THIỆU
ĐẶT VẤN ĐỀ
Acid béo Omega-3 là những acid béo không thay thế có đa nối đôi mà cơ thể con người không tự tổng hợp được, vì vậy cần phải lấy từ thực phẩm Các loại acid béo Omega-3 quan trọng bao gồm α-Linolenic acid (ALA), thường có trong dầu thực vật, và eicosapentaenoic acid (EPA) cùng docosahexaenoic acid (DHA), thường xuất hiện trong các loại dầu từ sinh vật biển.
Hình 1.1: Cấu trúc của các béo quan trọng trong Omega-3
(Sửa đổi từ Kashiwag and Huang, 2012)
Omega-3 là acid béo đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu hiện nay, với nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới tập trung vào việc thu nhận acid béo này từ thực vật và động vật để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cho việc phòng và chữa bệnh, cũng như nâng cao sức khỏe con người Tại Việt Nam, nghiên cứu và sử dụng các acid béo không thay thế Omega-3 và Omega-6 từ nguồn tự nhiên vẫn còn hạn chế Mặc dù nhu cầu sử dụng acid béo này trong nước đang tăng nhanh, nhưng hiện tại Việt Nam phải nhập khẩu hoàn toàn với chi phí cao.
Nhóm nghiên cứu thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất Omega-3 từ hạt Chia, đầu cá hồi và mỡ cá tra ở quy mô phòng thí nghiệm” nhằm đáp ứng nhu cầu trong nước và nâng cao giá trị của Omega-3 Phương pháp được áp dụng là thủy giải dầu mỡ để chiết tách acid béo tự do, kết hợp với tủa urea để tinh sạch và làm giàu các acid béo bất bão hòa (Omega-3) Mục tiêu của nghiên cứu là tìm ra phương pháp trích ly Omega-3 chung cho cả động vật và thực vật tại Việt Nam.
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Omega-3 tại thị trường Việt Nam chủ yếu là sản phẩm nhập khẩu với mức giá cao Trong đó, cá hồi và hạt Chia là hai nguồn nguyên liệu đắt tiền, và hiện chưa có nhiều báo cáo chi tiết về phương pháp chiết xuất Omega-3 cũng như so sánh giá trị dinh dưỡng của loại dầu này Do đó, nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc phân tích các yếu tố liên quan đến Omega-3.
Hai quy trình chiết xuất dầu thô khác nhau đã được áp dụng cho ba loại nguyên liệu: hạt Chia, đầu cá hồi và mỡ cá basa Phương pháp trích dầu thô từ hạt Chia sử dụng trích ly rắn lỏng, trong khi đầu cá hồi được chiết xuất bằng gia nhiệt kết hợp khuấy trộn Đối với mỡ cá basa, phương pháp gia nhiệt gián tiếp không sử dụng dung môi được áp dụng Sau khi chiết xuất, dầu mỡ từ ba nguyên liệu này sẽ được làm giàu Omega-3 thông qua phương pháp thủy phân hóa học kết hợp với tủa urea Nghiên cứu nhằm tìm ra phương pháp trích ly Omega-3 đơn giản quy mô phòng thí nghiệm và đánh giá khả năng làm giàu Omega-3 cho các nguyên liệu này.
3 bằng phương pháp tủa urea; từ đó so sánh thành phần của Omega-3 trong các nguyên liệu này với các báo cáo trước đây
Đề tài "Nghiên cứu quy trình sản xuất Omega-3 từ hạt Chia, đầu cá hồi và mỡ cá tra ở quy mô phòng thí nghiệm" nhằm mục đích phát triển quy trình chiết tách Omega-3 từ các nguồn nguyên liệu thực vật và động vật giàu chất này Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình để đảm bảo hiệu quả và chất lượng của sản phẩm Omega-3.
3 là rất cần thiết và có ý nghĩa.
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Để tối ưu hóa quy trình trích ly Omega-3 từ mỡ cá tra, đầu cá hồi và hạt Chia ở quy mô phòng thí nghiệm, nghiên cứu này nhằm tạo ra sản phẩm mới chất lượng cao với các mục tiêu cụ thể.
+ Xây dựng được quy trình hoàn thiện trích ly Omega-3 từ mỡ cá tra, hạt Chia, đầu cá hồi
+ Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly Omega-3 từ mỡ cá tra, hạt Chia, đầu cá hồi
+ So sánh chất lượng sản phẩm Omega-3 từ mỡ cá tra, hạt Chia, đầu cá hồi sau quá trình làm giàu Omega-3 bằng phương pháp tủa urea
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
TỔNG QUAN VỀ CHẤT BÉO
Chất béo (lipid) là thành phần sinh học thiết yếu trong động thực vật, cung cấp năng lượng cho con người cùng với protein, glucid và vitamin Lipid không chỉ là nguồn dinh dưỡng mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển vitamin tan trong dầu và sterol Thành phần lipid bao gồm phospholipid và sterol ester, tham gia vào quá trình tổng hợp màng tế bào Lipid là hợp chất hữu cơ với chức năng và thành phần hóa học đa dạng, được chiết xuất từ động thực vật bằng các dung môi như ether, chloroform và methanol.
Theo Đồng Thị Thanh Thu (2004) có nhiều kiểu phân loại lipid, về cơ sở phân loại chủ yếu có những loại sau:
Dựa vào phản ứng xà phòng hóa
Lipid xà phòng hóa được: Bao gồm các acylglyceride, phosphoglyceride và sáp nghĩa là những lipid mà trong phân tử có chứa ester của acid cao phân tử
Lipid không xà phòng hóa được: Tức là những lipid trong phân tử không chứa ester, nhóm này gồm các hydrocarbon, các chất màu và các sterol
Dựa vào thành phần cấu tạo
Lipid đơn giản: về cấu tạo nó chỉ là ester của rượu và acid béo, không có thành phần khác tham gia
Lipid phức tạp là một loại ester, nhưng khi trải qua quá trình thủy phân, ngoài rượu và acid béo chính, nó còn sản sinh ra các thành phần khác như base nitơ, lưu huỳnh và glucid.
2.1.3 Tính chất của chất béo
- Chất béo tan nhiều trong dung môi hữu cơ như ether, benzene, n-henxan…
- Có độ nhớt khá cao
- Chất béo nhẹ hơn nước, tỉ trọng 0,91 – 0,97
Điểm nóng chảy của lipid không rõ ràng và phụ thuộc vào tính chất nguyên liệu Triglyceride với chuỗi acid béo dài và bão hòa có độ nóng chảy cao, trong khi đó, triglyceride có chuỗi ngắn dễ bị thủy phân, giải phóng acid béo tự do có khối lượng phân tử nhỏ, dẫn đến mùi khó chịu Mỡ động vật thường chứa nhiều acid béo bão hòa, ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy và mùi của chúng.
Mỡ động vật như mỡ bò và mỡ cừu thường ở trạng thái rắn, trong khi dầu thực vật lại luôn lỏng do tỷ lệ giữa acid béo bão hòa và không bão hòa (Trần Thanh Trúc, 2005).
Theo Trần Thanh Trúc (2005), tính chất hóa học của chất béo chủ yếu liên quan đến phản ứng của triglyceride, ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Hai phản ứng quan trọng là thủy phân và xà phòng hóa, đóng vai trò quyết định trong việc thay đổi và cải thiện chất lượng của chất béo.
Trong điều kiện thích hợp, chất béo dễ bị thủy phân theo phản ứng
Nếu có mặt một lượng kiềm (KOH, NaOH) thì sau phản ứng thủy phân, acid béo tác dụng với chất kiềm để tạo thành muối kiềm (xà phòng)
RCOOH + NaOH RCOONa + H2O Phương trình tổng quát: C3H5(COOR)3 + 3NaOH 3RCOONa + C3H5(OH)3 ii) Phản ứng cộng hợp
Phản ứng cộng hydro vào các nối đôi trên dây carbon của acid béo, với sự hỗ trợ của chất xúc tác, giúp giảm số lượng nối đôi, làm cho chất béo ổn định hơn và hạn chế quá trình oxy hóa, trùng hợp Điều này không chỉ bảo vệ chất béo khỏi biến đổi mùi mà còn kéo dài thời gian bảo quản hiệu quả.
Phản ứng này có ý nghĩa quan trọng trong thực tiễn, vì nó là cơ sở lý thuyết cho quá trình chuyển đổi dầu từ thể lỏng sang thể rắn, phục vụ cho những ứng dụng đặc biệt như margarine và shortening.
Dầu thực vật thường chứa các acid béo như oleic acid, linoleic acid và linolenic acid Mặc dù linolenic acid có vai trò sinh học quan trọng, nhưng nó cũng là nguyên nhân chính gây biến đổi mùi thực phẩm Do đó, trong công nghệ chế biến dầu, quá trình hydro hóa chọn lọc được thực hiện để giảm hàm lượng linolenic acid.
Dưới tác động của base hòa tan trong rượu, xảy ra sự đồng phân hóa các nối kép trên dây carbon, dẫn đến việc tăng tính khô của dầu Quá trình này có thể được xúc tác bởi Ni, với nhiệt độ 180 °C và Al2O3 để tăng hoạt tính Phản ứng với rượu là bước cơ bản để chuyển đổi triglyceride thành ester methyl của acid béo, phục vụ cho việc phân tích thành phần hóa học bằng sắc ký khí.
Dầu mỡ chứa nhiều acid béo không bão hòa dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với oxy không khí, chủ yếu tại các nối đôi của carbon Mặc dù dầu mỡ có nhiều acid béo bão hòa dễ bảo quản và ít bị biến đổi, nhưng chúng lại có hệ số đồng hóa thấp.
Các nghiên cứu về sự biến đổi mùi của dầu mỡ trong quá trình lưu trữ lâu dài đã chỉ ra hai nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng này, dựa trên đặc tính lý hóa của chất béo.
Sự thủy phân triglyceride giải phóng acid béo, quá trình này diễn ra khi mạch carbon của triglyceride ngắn hoặc dưới tác động của enzyme lipase.
- Sự ôi dầu do phản ứng oxy hóa hóa học
Phản ứng của triglyceride có nhiều nối đôi diễn ra dễ dàng thông qua quá trình cộng oxy vào các nối đôi và xen, cùng với 𝐶 𝛼, tạo ra hydroperoxide Những hydroperoxide này sau đó phân hủy để hình thành các sản phẩm cuối cùng như hợp chất carbonyl, aldehyde, aceton và alcohol.
Việc xác định nguyên nhân gây biến đổi mùi trong quá trình bảo quản là rất quan trọng, vì điều này tạo nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm cải thiện đặc tính của chất béo.
2.1.4 Chức năng của chất béo
Song song với chức năng cung cấp năng lượng cho cơ thể hoạt động, lipid còn có chức năng khác như theo Lê Ngọc Tú et al (1998):
- Thành phần cấu trúc màng sinh học
- Nguồn năng lượng dự trữ quan trọng cung cấp cho cơ thể
- Hoạt hóa và cấu thành enzyme, hormone
- Hỗ trợ hấp thu các lipid khác
- Vận chuyển các vitamin và một số chất khác
- Ngoài ra còn có chức năng bảo vệ cơ thể
Aldehyde Cetone Acid Ester Alcohol
2.1.5 Thành phần chính trong chất béo
Acid béo là thành phần chính của hầu hết các lipid trong cơ thể và thực phẩm, bao gồm một chuỗi dài các nguyên tử carbon liên kết với nhau, được bao quanh bởi các nguyên tử hydro Mỗi phân tử acid béo có hai đầu: đầu alpha (α) với nhóm carboxylic và đầu omega (ω) với nhóm methyl Công thức tổng quát của acid béo được biểu diễn là CH3 - (CH2)n - COOH.
GIỚI THIỆU ACID BÉO OMEGA-3
2.2.1 Thành phần acid béo Omega-3
Acid béo Omega-3 là những acid béo không thay thế có đa nối đôi, mà cơ thể con người không tự tổng hợp được, nên cần phải bổ sung từ thực phẩm Chúng chủ yếu có trong tảo biển, san hô, hạt lanh, hạt Chia, quả óc chó và đặc biệt nhiều trong mỡ cá, nhất là các loại cá biển như cá hồi, cá ngừ, cá basa và cá tra (Hoàng Thị Bích et al., 2017).
6 Đầu tiên chúng được gọi là vitamin F nhưng theo các công trình nghiên cứu gần đây đã chỉ ra gần hai loại acid này là các thành phần không thay thế nên gọi chúng là các acid béo không thay thế thì đúng hơn là các vitamin (Burr et al., 2007)
Acid béo Omega-3 (n – 3) là nhóm acid béo bất bão hòa đa nối đôi, với cấu trúc gồm hai đầu: đầu mạch (alpha) là acid carboxylic (-COOH) và đuôi mạch (omega) là methyl (-CH3) Các loại acid béo Omega-3 quan trọng nhất bao gồm 𝛼-linolenic acid (ALA) có trong dầu thực vật, eicosapentaenoic acid (EPA) và docosahexaenoic acid (DHA) thường xuất hiện trong mỡ sinh vật biển.
Con người không thể tự tổng hợp acid béo Omega-3, nhưng có thể chuyển hóa acid béo Omega-3 chuỗi ngắn ALA (C18:3 n – 3) từ chế độ ăn uống thành các acid béo Omega-3 dài hơn như EPA (C20:5 n – 5) và DHA (C22:6 n – 3) Tuy nhiên, khả năng chuyển hóa này có thể giảm sút theo tuổi tác.
Theo nghiên cứu của Gao và cộng sự (2012), cơ thể chỉ tổng hợp rất ít DHA và EPA, dẫn đến việc không đáp ứng đủ nhu cầu dinh dưỡng Do đó, cần cung cấp trực tiếp DHA và EPA từ nguồn thực phẩm (George et al., 2002).
Hình 2.1: Các biến đổi hình thành acid béo không bão hòa mạch dài
Nguồn thực phẩm có chứa Omega-3 đươc thể hiện qua bảng 2.2 và 2.3.
Bảng 2.2: Nguồn thủy sản có chứa acid béo thiết yếu
Tên Acid béo thiết yếu
Bảng 2.3: Nguồn thực vật chứa Omega-3
Nguồn thực vật Hàm lượng chất béo
Dầu olive 100 13,5 Đậu phộng (rang) 49,4 0,54
Quả hồ đào 72 0,85 Đậu nành 18,1 0,93
Hạt mè 50,4 0,67 Đậu hà lan 1,44 0,16
2.2.2 Tác dụng của acid béo Omega-3
Thiếu hụt acid béo Omega-3 trong chế độ ăn uống dẫn đến sự cạn kiệt DHA trong phospholipid của tế bào thần kinh, ảnh hưởng đến hoạt động thần kinh của võng mạc và làm giảm độ nhạy thị giác Sự thiếu hụt DHA còn gây ra những thay đổi trong phản ứng hành vi, cơn khát bất thường, cũng như các phản ứng bất thường về thính giác và khứu giác Những bất thường này có thể liên quan đến sự hấp phụ bề mặt bị ảnh hưởng bởi thiếu DHA Khi DHA được este hóa vào phospholipid màng tế bào, nó làm thay đổi đáng kể các tính chất cơ bản của màng tế bào như trật tự chuỗi acyl và độ lỏng.
10 các hoạt động của pha, độ nén đàn hồi, tính thấm, sự hợp nhất và hoạt động của protein
Sự tương tác giữa DHA và các lipid khác, đặc biệt là cholesterol, có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh cấu trúc và chức năng của màng tế bào Khoảng 2/3 não bộ được cấu thành từ các acid béo, đóng vai trò thiết yếu trong việc hình thành màng tế bào, nơi diễn ra sự giao tiếp và liên lạc giữa các tế bào thần kinh trong não và cơ thể.
KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU
2.3.1 Nguyên liệu mỡ cá tra
2.3.1.1 Đặc điểm của cá tra
Phân loại khoa học của cá tra được mô tả như sau:
(Nguồn: https://dantocmiennui.vn/ky-thuat-nuoi-ca-tra-thuong-pham-trong-ao/139845.html)
Cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) có thân dài, không vẩy, với mắt to và miệng rộng Đặc điểm nổi bật là hai đôi râu, trong đó râu hàm trên ngắn hơn 1/2 chiều dài đầu, gọi là râu mép, và râu hàm dưới ngắn hơn 1/4 chiều dài đầu, gọi là râu cằm Khi còn nhỏ, râu dài hơn chiều dài đầu nhưng khi lớn lên, râu sẽ ngắn dần Vây lưng và vây ngực có ngạnh cứng, trong khi vây bụng tương đối dài Về màu sắc, cá Tra có màu xanh lục khi nhỏ, chuyển sang màu tro xám khi lớn, với lưng xanh xám, đầu hơi đen, bụng trắng bạc, gốc vây bụng và vây hậu môn màu vàng nhạt, và đuôi màu đỏ hung.
Cá tra phân bố rộng rãi ở lưu vực sông Mekong, có mặt tại bốn quốc gia Lào, Campuchia, Việt Nam và Thái Lan Tại Thái Lan, cá tra không chỉ xuất hiện ở sông Mekong mà còn có mặt ở sông Chao Phraya Ở Việt Nam, cá bột và cá giống thường được thu hoạch chủ yếu từ sông Tiền, trong khi cá trưởng thành chủ yếu được nuôi trong ao, rất hiếm khi gặp trong môi trường tự nhiên (Phạm Văn Khánh, 2000).
Cá tra chủ yếu sinh sống trong môi trường nước ngọt, nhưng cũng có khả năng tồn tại ở vùng nước lợ với độ mặn từ 10 đến 14 𝑜 ⁄ 𝑜𝑜 Chúng có thể chịu đựng nước phèn với pH từ 4 trở lên; nếu pH thấp hơn, cá sẽ ngừng ăn và có nguy cơ bị sốc Ngoài ra, cá tra không chịu được nhiệt độ dưới 15 o C và có thể sống trong điều kiện nhiệt độ cao lên đến 39 o C (Phạm Văn Khánh, 2000).
Cá là một nguồn thực phẩm quý giá trong dinh dưỡng, giàu protein, khoáng chất và vitamin, đặc biệt là vitamin A, D và nhóm B Cá tra và basa nổi bật với giá trị dinh dưỡng cao, chứa nhiều protein (23-28%), ít béo và cholesterol (chỉ khoảng 22-25 mg trên 100 g) Protein trong cá dễ tiêu hóa hơn so với thịt động vật, trong khi chất béo trong cá tra, basa có chất lượng tốt hơn, bao gồm các axit béo không bão hòa như Omega-3 (EPA và DHA).
Cá tra có giá trị dinh dưỡng cao bao gồm các chất béo bão hòa, protein, sodium được thể hiện qua bảng 2.4
Bảng 2.4: Thành phần dinh dưỡng của cá tra trên 100 g chất béo
Thành phần Hàm lượng Đơn vị
Calo từ chất béo 30,84 Cal
2.3.1.4 Thành phần hóa học của cá tra
Theo Nguyễn Trọng Cẩn và Đỗ Minh Phụng (1990) thành phần hóa học trong cá tra:
- Trong cơ thịt: Nước, protein, lipid, muối vô cơ, vitamin và enzyme
- Trong da cá: Nước, protein và lipid Trong đó protein của da cá chủ yếu là collagen, keratin, elastin, globulin, albumin
- Trong vây cá: Chondromucoid, collagen và chondroalbumin
- Trong xương cá: Phosphate calci, carbonate calci, protein phức tạp, keo và albumin
- Thành phần trong bóng cá chủ yếu là collagen
- Nội tạng cá: Collagen, mỡ, protein và nước
Dầu mỡ trong động vật thủy sản chủ yếu là triglyceride, được hình thành từ sự kết hợp của acid béo bậc cao với glycerin Các acid béo này có chuỗi carbon thẳng, với độ dài từ 12 đến 28 carbon, bao gồm cả acid béo bão hòa và không bão hòa.
- Ngoài ra có thêm một vài thành phần phụ như: Sterol, sắc tố,…
2.3.2 Nguyên liệu đầu cá hồi
Có hai giống cá hồi chính:
- Giống Salmo salar hay cá hồi Đại Tây Dương,
- Giống Oncorhynchus hay cá hồi Thái Bình Dương
(Nguồn: https://pluspng.com/img-png/png-salmon-fish-frozen-fish-salmon-norwegain-rdw-350.png)
Cá hồi là loài cá di cư ngược dòng để sinh sản, bắt đầu từ vùng nước ngọt ra biển và sau đó trở lại nước ngọt để đẻ trứng Bên cạnh đó, nhiều loài cá hồi sống toàn bộ cuộc đời của chúng trong môi trường nước ngọt (Aryee và Simpson, 2009).
Cá hồi là loài cá lớn, có khả năng sống cả trong môi trường nước mặn và nước ngọt Trọng lượng cá hồi thay đổi tùy thuộc vào giống và loại, với trọng lượng trung bình từ 6,8 kg đến 61,4 kg Chiều dài của cá hồi cũng rất đa dạng.
Cá hồi có kích thước từ 50 - 150 cm, với thân hình dài và tròn ở phần trên Đầu cá nhỏ hơn so với tỉ lệ cơ thể, xương đầu mềm và miệng rộng, kéo dài Mắt cá tròn nằm ở khu vực khóe miệng, lưng hơi cong với hai vây: một vây cao và mềm, một vây nhỏ gần đuôi Ngoài ra, cá hồi còn có vây ngực, vây bụng và vây hậu môn Da cá bóng, có nhiều đốm nhỏ, lưng và vây lưng có màu vàng xanh đậm, trong khi bụng có màu trắng hồng.
Nguồn nước để nuôi cá hồi có thể được lấy từ suối chảy, mạch ngầm, hồ tự nhiên và hồ chứa Để đảm bảo chất lượng nuôi trồng, nước phải sạch và đạt các tiêu chuẩn về độ hòa tan, nhiệt độ, pH, và các chỉ tiêu khác (Santosh, 1758).
Khi đến chu kỳ sinh sản, cá hồi di cư để đẻ trứng ở những vùng nước sâu với dòng chảy mạnh, giúp cung cấp oxy cần thiết cho sự phát triển của phôi thai Trứng cá hồi thường có màu cam hoặc đỏ và được đẻ thành bọc Ngay sau khi cá cái đẻ trứng, cá hồi đực sẽ phun tinh trùng để thụ tinh cho trứng Cá hồi bắt đầu sinh sản khi đạt từ 1 đến 3 tuổi, tùy thuộc vào từng dòng cá hồi (Aryee and Simpson, 2009).
2.3.2.2 Phân loại và phân bố
Hình 2.4: Một số loài cá hồi phổ biến
(Nguồn: https://chinookshores.com/2016/12/5-salmon-species-found-in-alaska/)
Cá hồi Thái Bình Dương là một trong những giống cá hồi phổ biến với nhiều loài khác nhau Đặc điểm nổi bật của chúng là hình dấu X ở bên hông, hàm trên rộng và mang có nhiều chấm đen.
Cá hồi Chinook, còn được gọi là King salmon, nổi bật với màu lưng xanh xám và các mặt bạc, cùng với vây lưng và thùy đuôi thường có màu tương tự Loài cá này có miệng và nướu đen, đặc trưng với chân răng và hàm dưới cũng có màu đen Chinook là loài cá hồi phổ biến nhất ở Bắc Mỹ, có khả năng di cư đến Sông Mackenzie và Kugluktuk ở miền trung vòng Bắc Cực Canada, cũng như miền nam Bờ biển Trung California (McDowall, 1994).
Cá hồi Coho, hay còn gọi là cá hồi bạc, có đặc điểm nhận diện với lưng màu xanh lục, hai bên màu bạc và các đốm đen nhỏ trên lưng, vây lưng và thường chỉ ở thùy trên của đuôi Chúng sở hữu một cái miệng đen với nướu trắng ở chân răng hàm dưới, cùng với thân dài và hàm trên kéo dài đến sau mắt Coho có 18 – 25 lược mang, 8 – 10 vây lưng và 12 – 14 vây hậu môn Loài cá này chủ yếu được tìm thấy ở tất cả các vùng nước ven biển của Alaska và British Columbia, cũng như phía nam miền trung California (Stephenso, 2005).
Cá hồi hồng, hay còn gọi là cá gù, phân bố chủ yếu ở đông nam và tây nam Alaska, cũng như tại miền bắc California và Triều Tiên Loài cá này có mặt rộng rãi trong vùng bắc Thái Bình Dương.
Cá hồi Pink, loài cá hồi nhỏ nhất ở Thái Bình Dương, có trọng lượng trung bình từ 1,6 đến 1,8 kg Đặc điểm nhận diện của chúng bao gồm miệng màu trắng, nướu răng đen, không có răng trên lưỡi, và một khối u thịt lớn màu đen trên lưng Đuôi của cá hồi Pink có hình dạng chữ V.
SƠ LƯỢC VỀ PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY
2.4.1 Khái niệm và phân loại
Trích ly là quá trình tách chất tan từ chất lỏng hoặc rắn bằng dung môi Theo Nguyễn Bin (2008), có hai dạng trích ly chính: trích ly lỏng – lỏng và trích ly rắn – lỏng Các dạng trích ly này được phân loại và mô tả cụ thể.
Trích ly lỏng – lỏng là quá trình chiết chuyển các chất cần trích ly từ một chất lỏng
(khác dung môi) vào dung môi và được thực hiện qua 2 giai đoạn
Giai đoạn đầu của quá trình là sự trộn lẫn và phát tán giữa các thành phần, tạo điều kiện tiếp xúc tối ưu cho dung môi và chất chuyển Nếu thời gian tiếp xúc đủ dài, quá trình chuyền vật chất sẽ diễn ra cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng giữa hai pha.
Giai đoạn tách pha là quá trình quyết định sự tách rời giữa hai pha, phụ thuộc vào sự sai biệt khối lượng riêng của chúng Một pha là pha trích ly, chủ yếu chứa dung môi và dung chất, trong khi pha còn lại chủ yếu là hỗn hợp ban đầu Thông thường, các cấu tử trong hỗn hợp và dung môi có độ hòa tan thấp, dẫn đến sự hiện diện của ba cấu tử trong cả hai pha.
Theo Võ Tấn Thành và Vũ Trường Sơn (2013), các phương pháp trích ly lỏng – lỏng được phân loại theo đoạn (dòng) và có nhiều dạng khác nhau.
Quá trình trích ly có thể diễn ra liên tục hoặc gián đoạn, trong đó hỗn hợp ban đầu và dung môi được trộn lẫn Quá trình truyền khối giữa hai pha sẽ tiếp tục cho đến khi hệ đạt trạng thái cân bằng, sau đó hỗn hợp sẽ lắng và tách pha.
Trích ly liên tục với nhiều đoạn nghịch dòng là phương pháp trong đó nguyên liệu ban đầu và dung môi di chuyển ngược chiều nhau Nguyên liệu được đưa vào từ một đầu và đi ra từ đầu kia, trong khi pha trích và pha rafinat cũng liên tục chảy ngược chiều qua từng đoạn.
Quá trình trích ly có thể diễn ra theo hai hình thức: liên tục hoặc từng giai đoạn Trong phương pháp này, pha rafinat sẽ liên tục đi qua từng đoạn, tiếp xúc với dung môi mới, giúp kéo dài và tối ưu hóa hiệu quả của quá trình trích ly.
Quá trình trích ly liên tục nghịch dòng với dòng hoàn lưu giúp tối ưu hóa nồng độ sản phẩm Khi đạt cân bằng, dòng sản phẩm trích có nồng độ cao nhất, nhờ vào việc sử dụng dòng hoàn lưu của pha trích để nâng cao nồng độ.
Trích ly rắn - lỏng là quá trình hòa tan chọn lựa nhiều cấu tử trong chất rắn bằng cách cho chất rắn tiếp xúc với dung môi Quá trình này có thể được thực hiện theo các phương pháp gián đoạn, bán liên tục và liên tục, với hai cách chủ yếu: cho chất rắn tiếp xúc với dung môi hoặc phun chất lỏng qua vật thể rắn Trong công nghệ chế biến thực phẩm, trích ly rắn - lỏng được áp dụng rộng rãi, ví dụ như chiết tách các hợp chất trong cà phê và trà bằng nước nóng, hay thu hồi dầu thực vật từ các hạt có dầu bằng dung môi hữu cơ.
2.4.2 Các phương pháp trích ly, tinh sạch dầu cá và làm giàu acid béo không bão hòa đa nối đôi (PUFAs) có trong dầu cá
Những tiến bộ công nghệ gần đây đã cách mạng hóa việc lựa chọn các phân tử sinh học và tạo ra cơ hội cho việc chiết xuất tự nhiên Các quy trình khai thác dầu mỡ từ động thực vật được phân loại thành ba loại: vật lý, hóa học và sinh học Trong đó, trích ly vật lý là một phương pháp quan trọng.
* Trích ly bằng cách dùng nhiệt
Trích ly bằng nhiệt là phương pháp sử dụng nhiệt độ cao để phá vỡ màng tế bào nguyên liệu, giúp dầu từ các mô dự trữ chảy ra (Hoàng Thị Bích et al., 2017) Nhiệt độ cao không chỉ làm đông tụ protein mà còn phá vỡ các chất béo lắng đọng, giải phóng dầu và ảnh hưởng đến liên kết hóa lý của nước Sự đông tụ của protein cá xảy ra ở khoảng 75°C, và cả thiết bị gia nhiệt trực tiếp lẫn gián tiếp đều được áp dụng Phương pháp này cũng hỗ trợ giải phóng dầu từ tế bào gan và làm bất hoạt các enzyme phân giải mỡ, ngăn chặn quá trình thủy phân lipid, đồng thời thúc đẩy quá trình oxy hóa các acid béo Trong quá trình gia nhiệt, hiện tượng oxy hóa lipid cũng có thể xảy ra.
21 đổi phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, thời gian gia nhiệt, độ bất bão hòa của dầu (Quero-jiménez et al., 2020)
* Trích ly bằng phương pháp ép ướt
Phương pháp ép ướt là kỹ thuật phổ biến nhất để trích ly dầu cá quy mô công nghiệp, bao gồm bốn giai đoạn: nấu cá, ép, gạn và ly tâm Quá trình này sử dụng nhiệt độ và áp suất khắc nghiệt để đông tụ protein và giải phóng dầu, tuy nhiên, điều này có thể dẫn đến sự thay đổi một phần các PUFAs do các phản ứng phân hủy như thủy phân và oxy hóa (Bonilla-méndez và Hoyos-concha, 2018).
* Trích ly bằng cách sử dụng dung môi
Quy trình trích ly sử dụng dung môi là một phương pháp thường được áp dụng cho phân tích, nhưng không phù hợp cho sản xuất công nghiệp Phương pháp này dựa vào khả năng hòa tan của lipid trong dung môi hữu cơ và khả năng không hòa tan của chúng trong nước, giúp tách lipid cùng các thành phần hòa tan như protein, carbohydrate và khoáng chất khỏi nước Các dung môi phổ biến được sử dụng trong quy trình này bao gồm chloroform, methanol, ethanol và ether dầu hỏa.
Phương pháp trích ly bằng Soxhlet là kỹ thuật chiết xuất rắn – lỏng hiệu quả, trong đó các dung môi không phân cực như ethyl acetate và petroleum ether được sử dụng để chiết xuất lipid Hiệu suất chiết phụ thuộc chủ yếu vào các đặc tính của dung môi hữu cơ, ảnh hưởng đến khả năng chiết xuất các lớp hợp chất khác nhau (Quero-jiménez et al., 2020).
Mẫu được làm khô, cắt nhỏ và đặt trong ống xốp, sau đó sử dụng hệ thống Soxhlet với ba ngăn: bình, buồng chiết và bình ngưng Khi bình được làm nóng, dung môi bay hơi và chuyển lên bình ngưng, nơi nó hóa lỏng và thu vào buồng chiết chứa mẫu Dung môi đi qua mẫu, trích xuất các chất béo và đưa vào bình Quá trình này kéo dài từ 6 đến 24 giờ Sau khi trích xuất, dung môi được bay hơi và khối lượng lipid còn lại được đo để phân tích (Hewavitharana et al., 2020).
* Trích ly bằng cách lên men
