Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chế tạo hệ xúc tác La,Zn,P/TiO2 để etylester hóa một số mỡ cá ở Việt Nam và đánh giá thành phần Omega 3, Omega 6 bằng GC-MS

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:99

Thêm vào BST

Báo xấu

39
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong nghiên cứu này, tác giả chế tạo hệ xúc tác dị thể La,Zn,P/TiO2 với mong muốn có mao quản phù hợp với các phân tử triglyxerit, lực axit-bazơ phù hợp cho phản ứng etyl este hóa chéo mà không bị chuyển vị trí nối đôi, đảo cấu hình, phân nhánh trong quá trình chuyển hóa để cô lập và đánh giá thành phần các axit béo không thay thế trong mỡ cá Rô Phi, Trắm Đen, Diêu Hồng bằng GC-MS.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chế tạo hệ xúc tác La,Zn,P/TiO2 để etylester hóa một số mỡ cá ở Việt Nam và đánh giá thành phần Omega 3, Omega 6 bằng GC-MS

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- TRẦN VĂN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ XÚC TÁC La,Zn,P/TiO2 ĐỂ ETYLESTER HÓA MỘT SỐ MỠ CÁ Ở VIỆT NAM VÀ ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN OMEGA 3, OMEGA 6 BẰNG GC-MS LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2012
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- TRẦN VĂN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ XÚC TÁC La,Zn,P/TiO2 ĐỂ ETYLESTER HÓA MỘT SỐ MỠ CÁ Ở VIỆT NAM VÀ ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN OMEGA 3, OMEGA 6 BẰNG GC-MS Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 60 44 27 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. TRẦN THỊ NHƯ MAI Hà Nội – Năm 2012
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với PGS. TS. Trần Thị Như Mai, người đã trực tiếp giao đề tài và hướng dẫn tận tình về mặt khoa học trong quá trình hoàn thiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TSKH. Ngô Thị Thuận đã cho tôi những bài giảng hóa hữu cơ về cơ chế phản ứng hữu cơ liên quan chặt chẽ với kiến thức hóa lí sâu sắc, giúp tôi có thêm nhiều hiểu biết, kinh nghiệm và sắc sảo trong công việc dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi môn Hóa học. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy, cô trong Bộ môn Hóa học Hữu cơ, khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội cùng toàn thể bạn bè, anh chị em trong khoa Hóa vì đã tạo những điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này. Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn vô hạn đến những người thân trong gia đình, bạn bè đã luôn ở bên cạnh và động viên tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu. Hà Nội, tháng 12 năm 2012 TRẦN VĂN PHƯƠNG
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 PHẦN 1: TỔNG QUAN ................................................................................... 3 1.1. Giới thiệu về axit béo không thay thế ........................................................ 3 1.1.1. Định nghĩa,phân loại, nguồn gốc............................................................ 3 1.1.2. Tác dụng chung của các axit béo không thay thế với cơ thể con người . 5 1.1.3. Giới thiệu một số axit béo không thay thế thường gặp. .......................... 6 1.2. Phản ứng este hóa chéo ............................................................................ 12 1.2.1 Các khía cạnh chung của este hóa chéo ................................................. 12 1.2.2. Xúc tác cho phản ứng este hóa dầu mỡ động thực vật ......................... 14 1.2.3. Một số thế hệ xúc tác axit rắn ............................................................... 20 1.2.3. Xúc tác đa oxit kim loại trên cơ sở TiO2 ............................................... 21 PHẦN II. THỰC NGHIỆM ............................................................................ 25 2.1.2. Tổng hợp xúc tác đa oxit kim loại ........................................................ 26 2.2. Đặc trưng tính chất vật liệu ...................................................................... 27 2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X .................................................................. 27 2.2.2. Phương pháp phổ hồng ngoại ............................................................... 27 2.2.3. Phương pháp hấp phụ và giải hấp đẳng nhiệt N2 .................................. 28 2.2.4. Phương pháp tán sắc năng lượng tia X ................................................. 28 2.2.5. Phương pháp giải hấp NH3 theo chương trình nhiệt độ ........................ 29 2.3. Phản ứng este chéo hóa ............................................................................ 29 2.3.1. Chuẩn bị mẫu ........................................................................................ 29 2.4. Đánh giá thành phần sản phẩm ................................................................ 30 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 31 3.1 Kết quả tổng hợp và đặc trưng vật liệu TiO2 và xúc tác ........................... 31 3.1.1 Tổng hợp vật liệu TiO2 ........................................................................... 31 3.1.2 Diện tích bề mặt, đường kính mao quản trung bình và phân bố mao quản của các vật liệu....................................................................................... 34
3.1.3 Kết quả chụp EDX .................................................................................. 36 3.1.4 Kết quả giải hấp NH3 (TPD) .................................................................. 37 3.2 Nghiên cứu phản ứng este hóa chéo một số mỡ động vật với xúc tác Zn,La,P/TiO2 ................................................................................................... 40 3.2.3 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới phản ứng este hóa chéo ........... 42 THẢO LUẬN CHUNG .................................................................................. 49 KẾT LUẬN ..................................................................................................... 51
DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. Bảng 1.1. Một số axit omega 3 thường gặp ................................................................3 Bảng 1.2. Một số axit omega 6 thường gặp ................................................................4 Bảng 1.3. Hàm lượng omega-3 có trong mỗi 85g một số loại cá thông thường.........4 Bảng 1.4. Thành phần % axit α-linolenic trong một số loại dầu ................................7 Bảng 1.5. Lượng DHA cần cung cấp trong 1 ngày ở người (mg/kg thể trọng) ..........9 Bảng 1.6. Thành phần % axit linoleic trong một số loại dầu ...................................10 Bảng 1.7. Thành phần % axit arachidonic trong dầu, mỡ ........................................11 Bảng 2.1. Kí hiệu các mẫu mỡ thực hiện phản ứng este hóa chéo ...........................30 Bảng 3.1. Hiện tượng hình thành gel trong các mẫu tỷ lệ Ti/ure khác nhau ............32 Bảng 3.2. Các thông số từ kết quả phương pháp hấp phụ-giải hấp phụ nitơ của mẫu P1 ...............................................................................................................................36 Bảng 3.3. Thành phần nguyên tố mẫu La,Zn,P/TiO2 ................................................36 Bảng 3.4. Các thông số TPD-NH3 của hai mẫu TiO2 (P1) và La,Zn,P/TiO2 (M1) ...38 Bảng 3.5. Khả năng chuyển hóa thành etyleste của mỡ cá theo tỉ lệ etanol:mỡ .......41 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới phản ứng este hóa .......................42 Bảng 3.7. Thành phần % sản phẩm trong phản ứng este hóa chéo mẫu RP1 ...........43 Bảng 3.8. Thành phần các etyleste của mẫu MH1 ....................................................44 Bảng 3.9. Thành phần các etyl este trong mẫu DH1 .................................................45
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Phương trình chung cho phản ứng este hóa chéo......................................12 Hình 1.2. Phản ứng este hóa chéo của đimetylterrephtalat với etilen glycol ............12 Hình 1.3. Ví dụ về phản ứng este hóa chéo nội phân tử và tạo thành vòng lớn .......13 Hình 1.4. Phản ứng este hóa chéo dầu thực vật ........................................................13 Hình 1.5. cơ chế của phản ứng este hóa chéo triglyxerit trên xúc tác axit ...............14 Hình 1.6. Cơ chế phản ứng este hóa chéo với bazơ đồng thể ...................................16 Hình 1.7. Sơ đồ phản ứng xà phòng hóa ester sản phẩm ..........................................17 Hình 1.8. Sơ đồ phản ứng kali cacbonat với ancol ...................................................17 Hình 1.9: Cơ chế của phản ứng este hóa chéo trên xúc tác axit rắn .........................18 Hình 1.10: Cơ chế của phản ứng este hóa chéo trên bazơ dị thể CaO ......................19 Hình 1.11. Cấu trúc tinh thể các dạng thù hình của TiO2 .........................................22 Hình 1.12. khối bát diện của TiO2.............................................................................22 Hình1.14. Các tâm axit trên mẫu SO42-/TiO2 ............................................................23 Hình 2.1. Quy trình điều chế vật liệu TiO2 ...............................................................25 Hình 2.2. Quy trình điều chế xúc tác Zn,La,P/TiO2..................................................26 Hình 3.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X góc rộng của mẫu P1............................................33 Hình 3.3. Giản đồ nhiễu xạ tia X góc rộng của mẫu P2...........................................34 Hình 3.4. Các đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ nitơ của hai mẫu P1 .........35 Hình 3.5. Phổ EDX của mẫu M1 ..............................................................................37 Hình 3.6. Đường giải hấp NH3 theo nhiệt độ và thời gian của 38(a): TiO2 (P1) và (b): La,Zn,P/TiO2(M1) ..............................................................................................38 Hình 3.8. Các tâm axit trên TiO2 được biến tính P ...................................................40 Hình 3.9. Các giai đoạn của phản ứng este hóa chéo................................................40 Hình 3.11. Sắc kí đồ của mẫu DH1 ...........................................................................45
MỞ ĐẦU Các axit béo đa nối đôi omega 3, omega 6 với các thành phần quan trọng như axit linoleic, axit linolenic, EPA, DHA có trong nhiều loại cá, tôm, mỡ động vật và dầu thực vật được biết đến như là các chất có ích cho con người. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra dạng giàu omega 3, omega 6 có nhiều tác dụng trong phòng ngừa, chữa trị các bệnh xơ vữa động mạch và ung thư [5, 12, 36]. Tuy nhiên trong quá trình trích li, làm giàu và chế biến thực phẩm, các sản phẩm này gặp nhiều khó khăn do do sự quay cấu hình, chuyển vị trí nối đôi và chuyển hóa thành các sản phẩm khác như thơm hóa, phân nhánh hóa [33]. Trên thế giới có nhiều phương pháp để cô lập và làm giàu các omega 3, omega 6 như làm giàu bằng thủy phân chọn lọc bởi enzym, tạo kết tủa với ure, tạo phức với các hợp chất thơm trong chất lỏng ion, kết tinh phân đoạn ở nhiệt độ thấp, chiết CO2 lỏng siêu tới hạn [16, 17, 30]. Trong đó các phương pháp thủy phân chọn lọc enzym, tạo kết tủa với ure, tạo phức với hợp chất thơm trong chất lỏng ion…cần phải có điều kiện nghiêm ngặt. Việc sử dụng phản ứng este hóa chéo mỡ cá với etanol có xúc tác rồi kết tinh phân đoạn được xem là phương pháp đơn giản, hiệu quả để tách và đánh giá các axit này. Đã có nhiều nghiên cứu về xúc tác axit, bazơ liên quan đến phản ứng este hóa chéo, đặc biệt là phản ứng este hóa chéo giữa methanol với các sản phẩm phi thực phẩm như transfat. Tuy nhiên với các xúc tác bazơ kiềm như NaOH, KOH, Ca(OH)2 không thể sử dụng cho quá trình chuyển hóa trao đổi este trong thực phẩm vì chúng dễ gây chuyển vị nối đôi[33]. Xúc tác axit mạnh đồng thể như H2SO4 cũng có hạn chế với những chuyển hóa phụ không mong muốn như đảo cấu hình nối đôi, phân nhánh hóa và có thể là thơm hóa trong điều kiện phản ứng. Khuynh hướng trên thế giới hiện nay là sử dụng các xúc tác dị thể để thuận lợi trong việc tách sản phẩm ra khỏi hỗn hợp phản ứng. Nhiều thế dị hệ xúc tác mới dựa trên vật liệu mao quản trung bình Al2O3, ZrO2, TiO2, lực axit bazơ có thể biến đổi được nhờ sự biến tính [31, 34, 35]. 1
Trong nghiên cứu này, chúng tôi chế tạo hệ xúc tác dị thể La,Zn,P/TiO2 với mong muốn có mao quản phù hợp với các phân tử triglyxerit, lực axit-bazơ phù hợp cho phản ứng etyl este hóa chéo mà không bị chuyển vị trí nối đôi, đảo cấu hình, phân nhánh trong quá trình chuyển hóa để cô lập và đánh giá thành phần các axit béo không thay thế trong mỡ cá Rô Phi, Trắm Đen, Diêu Hồng bằng GC-MS. 2
PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về axit béo không thay thế 1.1.1. Định nghĩa,phân loại, nguồn gốc 1.1.1.1. Định nghĩa: Axit béo không thay thế là các axit béo đa nối đôi mà người và động vật có vú không tự tổng hợp được(do thiếu enzym) nhưng lại cần thiết cho sự chống lão hóa tế bào và sinh tổng hợp các hoocmon sinh sản. 1.1.1.2. Phân loại Dựa vào vị trí của Cacbon của nối đôi cuối cùng tính từ nhóm metyl cuối mạch có thể phân loại các axit béo không thay thế thành 2 loại là ω - 3, ω - 6. Bảng 1.1 và bảng 1.2 chỉ ra một số axit omega 3 và omega 6. Bảng 1.1. Một số axit omega 3 thường gặp Axit eicosatetraenoic (ETA) 20:4 Axit 8,11,14,17-eicosatetraenoic (tất cả (n-3) dạng cis) Axit eicosapentaenoic (EPA) 20:5 Axit 5,8,11,14,17-eicosapentaenoic (tất (n-3) cả dạng cis) Docosapentaenoic (DPA, axit 20:5 Axit 7,10,13,16,19-docosapentaenoic (n-3) (tất cả dạng cis) Axit docosahexaenoic (DHA) 22:6 Axit 4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic (n-3) (tất cả dạng cis) Axit tetracosapentaenoic 24:5 Axit 9,12,15,18,21-tetracosapentaenoic (n-3) (tất cả dạng cis) Axit tetracosahexaenoic (Axit 24:6 Axit 6,9,12,15,18,21-tetracosahexaenoic nisinic) (n-3) (tất cả dạng cis) 3
Bảng 1.2. Một số axit omega 6 thường gặp Tên thông thường Tên theo Tên IUPAC lipid Axit linoleic 18:2(n- Axit 9,12-octadecadienoic (tất cả dạng 6) cis) Axit gamma-linolenic (GLA) 18:3 (n- Axit 6,9,12-octadecatrienoic (tất cả 6) dạng cis) Axit eicosadienoic 20:2 (n- Axit 11,14-eicosadienoic (tất cả dạng 6) cis) Axit dihomo-gamma-linolenic 20:3 (n- Axit 8,11,14-eicosatrienoic (tất cả (DGLA) 6) dạng cis) Axit arachidonic (AA) 20:4 (n- Axit 5,8,11,14-eicosatetraenoic (tất cả 6) dạng cis) Axit docosadienoic 22:2 (n- Axit 13,16-docosadienoic (tất cả dạng 6) cis) Axit adrenic 22:4 (n- Axit 7,10,13,16-docosatetraenoic (tất 6) cả dạng cis) Axit docosapentaenoic (Axit 22:5 (n- Axit 4,7,10,13,16-docosapentaenoic osbond) 6) (tất cả dạng cis) 1.1.1.3. Nguồn gốc Omega-3 có nhiều trong cá, đặc biệt là mỡ cá, tôm, cua, tảo sinh vật phù du. Sau đây là hàm lượng ω -3 của một số cá thông thường: Bảng 1.3. Hàm lượng omega-3 có trong mỗi 85g một số loại cá thông thường Tên thông Lượng ω - Tên thông Lượng Tên thông Lượng ω -3 thường 3 (g) thường ω -3 (g) thường (g) Cá heo Cá mòi 1.3–2 0.13 Cá Pôlăc 0.45 thường Cá thu Tây Cá pecca 1.1–1.7 0.028 Cá tuyết 0.15–0.24 Ban Nha vàng 4
Cá hanh Cá hồi 1.1–1.9 0.29 Cá da trơn 0.22–0.3 đỏ Cá bơn 0.60–1.12 Cá mập 0.83 Cá bơn 0.48 Cá thu Cá ngừ 0.21–1.1 0.36 Cá mú 0.23 hoàng hậu Cá meluc Cá ngừ đóng Cá kiếm 0.97 0.41 0.23 xanh hộp Trai New Cá chim 0.95 0.4 Cá chỉ vàng 0.22 Zealand đen Cá tuyết Các loại Cá lát 0.9 0.31 0.109 mắt xanh trứng to Cá tuyết Cá ngừ Hàu đá 0.17–0.24 0.3 Barramundi, 0.1 đóng hộp Sydney nước mặn Omega-6 có trong thịt động vật, nhất là động vật nuôi, hầu hết các loại dầu thực vật. 1.1.2. Tác dụng chung của các axit béo không thay thế với cơ thể con người Từ những năm 1970, khi hạ thấp bệnh tim, mạch vành… dã có sự tập trung cao độ vào ảnh hưởng của omega 3 đa nối đôi với sức khỏe con người, đặc biệt là axit eicosanpentaenoic (EPA;20:5) và axit docosahexanoic (DHA;22:6), 2 omega đa nối đôi quan trọng nhất đã được biết rõ. Theo nhũng hiểu biết gần đây, omega 3 đóng một vai trò quan trọng trong việc ngăn cản và điều trị bệnh tim mạch, tăng huyết áp, diabetes, viêm khớp, và bệnh tự miễn dịch mất định hướng, cũng như ung thư và cần thiết cho sự phát triển bình thường, đặc biệt là não bộ và thị giác (Riediger, Othman, Suh, & Moghadasian, 2009; Yashodhara et al., 2009). Chức năng chính của omega 3 là xoay đổi thành phần lipit màng, sự chuyển hóa ô, chuyển nạp tín hiệu, sự diễn tả gen. Chúng điều chỉnh sự diễn tả gen trong các mô khác nhau, bao gồm gan, tim, mô mỡ, và não. (Sampath & Ntambi, 2004). 5
Các loại dầu sinh vật biển, chẳng hạn như cá hồi, là các nguồn giàu omega để lấy omega đa nối đôi, phần bổ sung dầu cá được gợi ý thay vì tiêu thụ thịt cá. Ward and Singh (2005) đã thấy rằng 60-135 g của các hồi trong một ngày thì cần thiết để bổ sung 1 g của EPA và DHA. Dạng đặc cung cấp thành phần omega cao hơn trong khi giảm thiểu được lượng axit béo bão hòa cũng như chất béo tổng cho vào. Thêm vào đó, dầu cá viên nhộng thương mại đã chỉ ra rằng không dò được thủy ngân ( Flood, & Lewandrowski, 2003), mà là một sự quan tâm về ảnh hưởng tiêu cực của sự tiêu thụ cá (Domingo, 2007). 1.1.3. Giới thiệu một số axit béo không thay thế thường gặp. 1.1.3.1. Omega-3: (là loại axit béo có nối đôi cuối cùng ở vị trí C số 3 tính từ cuối mạch, gồm có: axit α-linolenic, DHA và EPA.) 1.1.3.1. 1. Axit α-Linolenic (ALA) : Nguồn gốc: Là một trong những axit béo không no chính thức ở thực vật và là axit béo cơ bản trong dinh dưỡng động vật Có trong dầu cá sardin, dầu đậu nành, dầu lanh, chloroplast của những cây xanh rậm lá … CTPT: C17H29COOH CTCT: CH3-CH2-(CH=CH-CH2)3-(CH2)6COOH Tính chất vật lý: Dạng lỏng ở nhiệt độ thường. 6
Tan trong dung môi hữu cơ. Sôi ở 230°C với áp suất 17 mmHg, t° nóng chảy: -11°C. Thành phần % axit α-linolenic trong một số loại dầu được liệt kê ở bảng 1.4: Bảng 1.4. Thành phần % axit α-linolenic trong một số loại dầu Đậu nành Lanh Đậu phộng Ngô Dừa Cọ Oliu 2,3 25,0 0,5 0,1-0,6 0,1 0,1-0,2 0,6-0,7 Chức năng: Dùng trong y học, dầu làm khô. Giúp tăng trưởng, sinh tổng hợp các hoocmon trong cơ thể. Thiếu axit α-linolenic: tăng bệnh về da, giảm tăng trưởng, thoái hóa gan thận, tăng nhạy cảm với các tác động ngoài… 1.1.3.1.2. Axit Eicosapentanoic: (EPA) Nguồn: Có ở các loại cá biển sống vùng lạnh (cá tuyết, cá hồi); dầu cá, dầu gan cá và là thành phần của bơ. Cứ 28.35g cá hồi cung cấp 100mg EPA. CTPT: C19H29COOH CTCT: CH3-CH2-(CH=CH-CH2)5-(CH2)2-COOH Tính chất vật lý: Dạng lỏng ở nhiệt độ thường. Màu trắng. Chức năng: Trẻ em không có đủ EPA trong bữa ăn có thể mắc các bệnh về thần kinh, mắt da và giảm tăng trưởng. Vì thế EPA cần được bổ sung vào khẩu phần ăn mỗi ngày. 7
Các chuyên gia dinh dưỡng cho rằng 2-5% EPA được bổ sung sẽ làm tăng sự miễn dịch của cơ thể. Lipit cấu trúc bao gồm omega-3 và các axit béo mạch trung bình được tổng hợp hóa học bởi phản ứng este hóa của dầu cá và triacylglicerol mạch trung bình, chúng kìm hãm sự phát triển của khối u và tăng sự cân bằng nitơ. Giúp da dẻ mịn màng, làm sáng mắt, tạo sụn. 1.1.3.1.3. Axit Decosahexanoic: (DHA) Nguồn: Động vật: các loài cá biển (cá thu, cá hồi, cá mòi…). Cứ 28.35g cá hồi cung cấp 400mg DHA. Thực vật: tảo biển, rau bina, dầu đậu nành, dầu bắp… Mặc dù DHA có thể được tạo thành trong cơ thể nhờ các enzim đặc trưng chuyển hóa axit α-linolenic thành EPA, rồi EPA lại được chuyển thành DHA. Tuy nhiên hoạt tính của enzim này rất yếu và hoạt động không hiệu quả nên lượng DHA lấy từ thực phẩm được xem là chủ yếu. CTPT: C21H31COOH CTCT: CH3-CH2-(CH=CH-CH2)6-CH2-COOH Tính chất vật lý: Dạng lỏng ở nhiệt độ thường, màu vàng. Không tan trong nước, tan trong ete. Chức năng: DHA có vai trò quan trọng trong tế bào mà các axit béo khác không có: là thành phần cấu tạo màng tế bào nơron thần kinh, tế bào võng mạc mắt. Là dưỡng chất cần thiết cho hoạt động sống hàng ngày. 8
Màng não cần nhiều chất béo: cụ thể là omega-3 và omega-6 thường được lấy từ dầu ăn vào cơ thể. Hơn nữa do thói quen dinh dưỡng của người Việt là thích những món chiên, xào, kho nên lượng omega-6 khá đầy đủ. Ngược lại, omega-3 chỉ có trong một số loại thực phẩm (nhiều nhất ở cá hồi) nên chúng ta phải thường xuyên bổ sung vào khẩu phần ăn. (Lý do người Nhật Bản nhanh nhẹn, tháo vát dù cường độ làm việt rất cao một phần là nhờ họ ăn nhiều cá hồi: đây là món ăn khoái khẩu của người dân đất nước Mặt trời mọc). Ngăn chặn sự vón cục của máu, làm giảm lượng cholesterol và triglyceride. Giảm áp lực máu, làm dịu các vết sưng tấy, ngăn chặn sự co cứng mạch máu não, giảm nguyn cơ các bệnh tim mạch. Ngăn chặn sự phát triển của các tế bào ung thư: DHA phân chia vào các tế bào ung thư, kim hãm các tế bào này tiết ra prostaglandin E và leukotriene B (những chất hóa sinh làm tăng trưởng các tế bào ung thư). Khi nấu thức ăn ở nhiệt độ cao, DHA rất dễ bị mất do các phản ứng oxi hóa hoàn tòan tạo ra những độc tố rất có hại cho sức khỏe người sử dụng. Vì vậy, cách tốt nhất để chế biến nguồn thực phẩm giàu DHA (các loại cá) là hấp trong khoảng 10 phút. Đồng thời khi nhận DHA từ các loại dầu cá, dầu thực vật cần phải bổ sung thêm Vitamin E sẽ làm tăng sự hấp thu (ít nhất 10 IU Vitamin E/ 1g DHA). Lượng DHA cần cung cấp trong 1 ngày ở người (mg/kg thể trọng) được đưa ra ở bảng 1.5: Bảng 1.5. Lượng DHA cần cung cấp trong 1 ngày ở người (mg/kg thể trọng) Đối tượng Nhu cầu Trẻ dưới 7 tuổi >30 Trẻ sinh non 35-75 Phụ nữ có thai/cho con bú 100-1000 Người suy nhược >1500 Bệnh tim 2000-4000 Bệnh ung thư >4000 9
1.1.3.2. Omega-6 (là nhóm các axit béo có nối đôi ở vị trí C số 6 tính từ cuối mạch, gồm có: axit linoleic, axit arachidonic…) 1.1.2.2.1. Axit Linoleic: Nguồn: Rất phổ biến và là thành phần quan trọng của Vitamin F. Có mặt trong hầu hết các loại dầu thực vật và hạt của các cây họ đậu: đậu nành, đậu phộng, bong, ngô, lanh… Dùng trong y học, thực phẩm, sơn, margarin… Thành phần % axit linoleic trong một số loại dầu được đưa ra ở bảng 6 Bảng 1.6. Thành phần % axit linoleic trong một số loại dầu Đậu nành Bông Ngô Lanh Dừa 52,6 43,5 42,0 61,5 0,1 CTPT: C17H31COOH CTCT: CH3-(CH2)4-(CH=CH-CH2)2-(CH2)6-COOH Tính chất vật lý: Dạng lỏng ở nhiệt độ thường, màu vàng. Sôi ở 229°C với áp suất 14 mmHg, t°nc = -5°C. Chức năng: Axit linoleic giúp tăng trưởng, ngăn ngừa bệnh viêm da, làm giảm lượng cholesterol trong máu và cần thiết cho việc xây dựng màng tế bào của cơ thể sống. Nhận vào 1-2% axit linoleic trong bữa ăn là đủ để ngăn chặn sự thiếu hụt về hóa sinh ở trẻ nhỏ. Người lớn thì sử dụng đủ axit oleic trong bữa ăn nên sự thiếu hụt không phải là vấn đề. 10
Sự thiếu hụt axit linoleic trong bữa ăn biểu hiện thành: bệnh viêm da, mất nước quá nhiều qua da, ảnh hưởng đến tăng trường và phát triển, làm vết thương lâu lành Vì vậy, axit linoleic được xem là thức ăn hay bộ phận thức ăn cung cấp thuốc, có lợi cho sức khỏe và bao gồm cả khả năng phòng ngừa bệnh tật. 1.1.3.2.2. Axit Arachidonic: Nguồn: Được chuyển hóa từ axit linoleic bởi cơ thể. Có trong thịt, gan, mỡ lợn, lipit của trứng gà. Chiếm 20% trong dầu gan cá ngừ, photphat của tủy xương, não và phôi lúa… Thành phần % axit arachidonic trong dầu, mỡ được đưa ra ở bảng 1.7. Bảng 1.7. Thành phần % axit arachidonic trong dầu, mỡ Bơ Mỡ lợn Mỡ bò 0,3 0,2-0,6 0,06-0,2 CTPT: C19H31COOH CTCT: CH3-(CH2)4-(CH=CH-CH2)4-(CH2)2-COOH O OH Axit Arachidonic Tính chất vật lý: Dạng lỏng ở nhiệt độ thường. t° nóng chảy: -49.5°C. Chức năng: Cần thiết cho tăng trưởng và phát triển, giảm cholesterol trong máu đồng thời cũng tham gia xây dựng màng tế bào. Các chuyên gia dinh dưỡng khuyến cáo nên cung cấp 3-4% ω-6 trong lipit cấu trúc để đáp ứng đủ axit béo của lipit cấu trúc (triacylglicerol được thay đổi bởi 11
sự hình thành của các axit béo mới, được tái tổ chức để thay đổi vị trí, nguồn gốc các axit béo từ tự nhiên hay tổng hợp để tạo thành triacylgliceryl mới. 1.2. Phản ứng este hóa chéo 1.2.1 Các khía cạnh chung của este chéo hóa Este hóa chéo (transesterification) là một thuật ngữ chung được sử dụng để diễn tả một loại phản ứng hữu cơ quan trọng mà một este bị biến đổi thành một este khác thông qua một sự chuyển đổi phần ankoxi. Khi este gốc phản ứng với một ancol, quá trình este hóa chéo được gọi là quá trình ancol phân. Hình 1.1 chỉ ra dạng chung của phản ứng este hóa chéo. Thuật ngữ este hóa chéo được sử dụng như một từ đồng nghĩa với ancol phân este của axit cacboxylic trong nhiều tài liệu được xuất bản về lĩnh vực này. xúc tác RCOOR' + R''OH RCOOR'' + R''OH Hình 1.1. Phương trình chung cho phản ứng este hóa chéo Phản ứng este hóa chéo là một phản ứng thuận nghịch và trong hỗn hợp thu được nhất thiết còn chất phản ứng. Tuy nhiên sự hiện diện của một chất xúc tác (kiểu axit mạnh hay bazơ mạnh) làm tăng sự dịch chuyển cân bằng đáng chú ý. Để đạt được hiệu suất cao của este ancol được sử dụng với lượng dư. Khả năng ứng dụng của phản ứng este hóa chéo không chỉ bó hẹp trong phạm vi phòng thí nghiệm. Nhiều quá trình công nghiệp dùng phản ứng này cho việc sản xuất nhiều kiểu hóa chất khác nhau. Một ví dụ là sản xuất PET (poli(etilen terephtalat) mà liên quan đến bước đimetylterephtalat được este hóa chéo với etilen glycol trong sự hiện diện của xúc tác kẽm axetat (Hình 1.2) [11]. Hình 1.2. Phản ứng este hóa chéo của đimetylterrephtalat với etilen glycol Một lượng lớn các dẫn xuất axit acrylic được sản xuất bằng phản ứng este hóa chéo của metyl acrylat với các ancol khác nhau trong sự hiện diện của các xúc tác 12
axit. Trong hợp chất có nhóm ancol và nhóm este, các sản phẩm 7-lacton, 8-lacton hay lacton-9,10 được tạo thành do phản ứng este hóa chéo nội phân tử, như được chỉ ra trong hình 1.3 [11]. Hình 1.3. Ví dụ về phản ứng este hóa chéo nội phân tử và tạo thành vòng lớn Phản ứng este hóa chéo dầu, mỡ động thực vật, một triglyxerit phản ứng với một ancol trong sự hiện diện của một axit hay bazơ [26, 28, 29, 47,48, 50] tạo ra hỗn hợp của các ankyl este axit béo và glyxerol (hình 1.4) đang là hướng nghiên cứu được quan tâm trong lĩnh vực biodiesel, chuyển hóa và cô lập các axit béo đa nối đôi. Hình 1.4. Phản ứng este hóa chéo dầu thực vật Quá trình tổng cộng là một dãy gồm ba giai đoạn liên tiếp và các phản ứng thuận nghịch. Theo yêu cầu ở tỉ lệ hợp thức ở phương trình, 1 mol triglyxerit cần 3 mol ancol. Tuy nhiên một lượng dư của ancol được sử dụng để tăng hiệu suất tạo ankyl este và cho phép phân chia pha từ glyxerol được thiết lập. Nhiều khía cạnh bao gồm kiểu xúc tác (kiềm hay axit), tỉ lệ ancol/dầu, nhiệt độ, độ tinh khiết của phản ứng (chủ yếu là thành phần nước) và thành phần axit béo tự do có ảnh hưởng 13