Dùng đất sét tinh chế dầu hạt dưa lưới

Các loại vật liệu hấp phụ từ đất sét.

Các nhà khoa học đã sử dụng đất sét để tinh chế dầu hạt dưa.

Chiết xuất dưỡng chất quý

Nhóm nghiên cứu gồm: Ngô Trương Ngọc Mai, Lương Huỳnh Vũ Thanh, Đặng Huỳnh Giao và Cao Lưu Ngọc Hạnh, Trường Bách khoa, Trường Đại học Cần Thơ đã nghiên cứu khả năng hấp phụ màu dầu hạt dưa lưới ép nóng của các loại đất sét.

Theo TS Ngô Trương Ngọc Mai, dầu hạt dưa lưới phù hợp để sử dụng trong thực phẩm, mỹ phẩm nhưng lại có màu vàng sẫm và mùi hăng. Trong quá trình chế biến, hạt dưa lưới chiếm 10% khối lượng quả, thường bị bỏ đi dù giàu dinh dưỡng tương tự hạt bí ngô hay hướng dương. Hạt chứa hàm lượng cao protein, chất béo, omega-3, vitamin và khoáng chất, phù hợp để sử dụng trong thực phẩm, mỹ phẩm.

Dầu hạt dưa lưới được chiết xuất bằng các phương pháp ép thủy lực, ép lạnh hoặc ép nóng; trong đó ép nóng qua máy ép trục vít cho hiệu suất cao. Tuy nhiên, dầu ép nóng có màu vàng sẫm và mùi hăng, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Để tinh chế dầu, cần loại bỏ các sắc tố như carotene và chất diệp lục bằng phương pháp vật lý hoặc hóa học. Trong đó, hấp phụ là phương pháp phổ biến vì hiệu quả cao, chi phí thấp và an toàn.

Các vật liệu như đất sét, cao lanh hoạt hóa, than hoạt tính và silica đã được nghiên cứu để loại bỏ sắc tố, tạp chất trong dầu thực vật. Trong đó, các vật liệu hấp phụ tự nhiên như zeolite, bentonite và khoáng đất sét có khả năng hấp phụ cao, giúp giảm màu sắc của dầu. Những vật liệu này có ưu điểm vượt trội như thân thiện với môi trường và chi phí thấp.

Việt Nam có nguồn đất sét phong phú, phân bố rộng rãi tại Bình Thuận, Lâm Đồng, Thanh Hóa. Hầu hết đất sét tự nhiên không có độc tính, chỉ cần qua xử lý đơn giản là có thể thay thế than hoạt tính, giúp giảm chi phí sản xuất.

Nhóm đã thực hiện nghiên cứu đầu tiên trong nước ứng dụng đất sét có nguồn gốc từ Việt Nam vào quá trình hấp phụ màu dầu hạt dưa lưới ép nóng. Cụ thể, hạt dưa lưới được loại bỏ phần vỏ cứng, rửa sạch và phân loại nhằm loại bỏ hạt lép, hạt bị hỏng. Sau đó được ép qua máy ép ở nhiệt độ và lọc để loại bã.

Đất sét bentonite có màu xám từ mỏ Kiện Khê, Hà Nam và đất sét trắng từ Trúc Thôn, Hải Dương được làm sạch, sấy khô, nghiền nhỏ, rây để thu mẫu mịn. Sau đó, chế tạo bentonite mịn và đất sét trắng mịn thành bentonite tinh chế đất sét trắng nghiền bi mịn.

Tách dầu tinh chế từ đất sét

Mỗi loại đất sét trên được cho vào các cốc chứa 10 mL dầu dưa lưới và khuấy với tốc độ 100 vòng/phút, trong các khoảng thời gian khác nhau từ 10 đến 90 phút. Mẫu được ly tâm ở tốc độ 4.000 vòng/phút trong 15 phút để tách dầu ra khỏi đất sét hấp phụ, rồi lọc qua giấy lọc để thu dầu tinh chế.

Theo TS Ngô Trương Ngọc Mai, cơ chế hấp phụ màu chính xác ở dầu thực vật nói chung vẫn chưa được hiểu đầy đủ và khá phức tạp. Đến nay chưa có nghiên cứu cơ chế hấp phụ màu cụ thể trên dầu hạt dưa lưới được công bố. Các nghiên cứu trên các loại dầu thực vật khác chủ yếu dựa trên hàm lượng β-carotene bị hấp phụ, tuy nhiên vẫn chưa thực sự đánh giá hết sự tương tác qua lại giữa các thành phần hữu cơ khác trong dầu thực vật.

Trong nghiên cứu này, màu dầu hạt dưa lưới ép nóng đã được khử đáng kể bằng phương pháp hấp phụ với 4 loại đất sét gồm BTN, BTN-TC, ĐST và ĐST-NB. Trong đó, 2 loại đất sét hấp phụ tốt nhất là BTN và BTN-TC.

Đất sét BTN với thời gian hấp phụ tối ưu là 60 phút với khối lượng vật liệu hấp phụ tối ưu là 1 g/10 mL dầu đạt hiệu suất 27,75% ở bước sóng 315nm và hiệu suất 77,21% ở bước sóng 450nm. Đất sét BTN-TC có thời gian hấp phụ tối ưu là 40 phút với khối lượng VLHP là 1g đạt hiệu suất 21,7% ở bước sóng 315nm và hiệu suất 92,53% ở bước sóng 450nm.

Các kết quả khảo sát cho thấy màu sắc của dầu hạt dưa lưới nằm trong cả 2 bước sóng 300 - 350nm và 400 - 500nm, tuy nhiên thành phần ở bước sóng 400 - 500nm gây màu mạnh hơn, nên màu sắc của dầu giảm mạnh khi chất gây màu ở vùng bước sóng 400 - 500nm bị tách khỏi dầu.

Khả năng hấp phụ màu của các vật liệu này được đánh giá thông qua quang phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến (UV-Vis). Kết quả, bentonite mịn và bentonite tinh chế thể hiện hiệu quả hấp phụ màu cao nhất khi sử dụng 1g vật liệu hấp phụ trong 10 mL dầu và thời gian hấp phụ tối ưu là 60 phút. Quy trình này hoàn toàn có thể áp dụng vào thực tế sản xuất công nghiệp.

Nhật Phong