Nghiên cứu thu nhận hỗn hợp axit béo không thay thế Omega 3 và Omega 6 từ cặn khử mùi của quá trình tinh chế dầu đậu tương

Tạp chí Khoa học và Công nghệ 52 (2) (2014) 143-149 
NGHIÊN CỨU THU NHẬN HỖN HỢP AXIT BÉO KHÔNG 
THAY THẾ OMEGA 3 VÀ OMEGA 6 TỪ CẶN KHỬ MÙI CỦA 
QUÁ TRÌNH TINH CHẾ DẦU ĐẬU TƯƠNG 
Bùi Thị Bích Ngọc, Vũ Đức Chiến, Bùi Quang Thuật* 
Viện Công nghiệp thực phẩm, 301 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội 
*Email: bqthuat@firi.vn 
Đến Tòa soạn: 05/09/02013; Chấp nhận đăng: 07/04/2014 
TÓM TẮT 
 Cặn khử mùi – phụ phẩm của quá trình chế biến dầu đậu tương, chứa ba nhóm hoạt chất 
chính: axit béo, vitamin E và phytosterol được sử dụng làm nguyên liệu cho việc thu nhận hỗn 
hợp axit béo omega 3 và omega 6. Đầu tiên, cặn khử mùi được làm khan nước bằng Na2SO4, rồi 
tiến hành etyl este hóa (các axit béo trong cặn khử mùi) với xúc tác là axit H2SO4 đậm đặc và ở 
các điều kiện: tỉ lệ etanol/cặn khử mùi: 20/1 (mol/mol), nhiệt độ: 70 oC, thời gian: 80 phút. Hỗn 
hợp sản phẩm sau phản ứng etyl este hóa được đuổi etanol và loại axit bằng nước. Sau đó, tách 
etyl este của các axit béo bằng chưng cất chân không ở áp suất: 5 mbar, nhiệt độ 198 - 225 oC. 
Sau đó hỗn hợp etyl este của các axit béo được thủy phân bằng dung dịch NaOH 2N để giải 
phóng axit béo tự do. Cuối cùng, hỗn hợp axit béo tự do được làm giàu bằng phương pháp tạo 
phức với urê theo tỉ lệ urê/hỗn hợp axít béo và tỉ lệ cồn 85 %/ hỗn hợp axit béo là 2,4/1 và 8/1, 
lần lượt như đã kể trên. Với phương pháp trên tổng lượng hai axit này đạt 94,56 %. 
Từ khóa: cặn khử mùi dầu đậu tương, axit béo, urê, omega 3, omega 6. 
1. MỞ ĐẦU 
 Trong việc tinh chế dầu thực vật, công đoạn khử mùi là hết sức quan trọng và cần thiết. Khi 
chưng cất phân đoạn chân không để tách (khử) các hợp chất bay hơi có mùi vị không mong 
muốn, có tính chất cảm quan kém ra khỏi dầu thô, một lượng không nhỏ các thành phần có giá 
trị như các axit béo tự do, vitamin E, phytosterol bị kéo theo. Do vậy, cặn khử mùi (deodorizer 
distillate) được xem là phụ phẩm chủ yếu của quá trình tinh chế dầu thực vật. Trước đây, cặn 
khử mùi thường được sử dụng làm dầu bôi trơn, bổ sung trong thức ăn gia súc, nhưng thời 
gian gần đây, nhờ các công trình nghiên cứu mới được công bố trên thế giới, cặn khử mùi đã trở 
thành nguồn nguyên liệu quý giá để sản xuất vitamin E, các hợp chất phytosterol và hỗn hợp các 
axit béo [1, 2]. 
 Cặn khử mùi của quá trình tinh chế dầu đậu tương có chứa một lượng lớn axit béo (72 - 78 
%), trong đó chủ yếu là axit linoleic (omega 6) và linolenic (omega 3), chiếm 57 - 58 % tổng 
lượng axit béo. Ngoài ra, cặn khử mùi dầu đậu tương còn chứa một lượng không nhỏ phytosterol 
(2 - 5 %) và vitamin E (7 - 10 %) [3, 4]. Chúng tôi tiến hành nghiên cứu chiết tách cả ba nhóm 
Bùi Thị Bích Ngọc, Vũ Đức Chiến, Bùi Quang Thuật 
144 
hợp chất quý này từ cặn khử mùi dầu đậu tương. Trong khuôn khổ bài báo này, chúng tôi chỉ đề 
cập đến việc tách chiết hỗn hợp các axit béo và làm giàu chúng để thu nhận hỗn hợp axit béo 
không thay thế omega 3 và omega 6 có hàm lượng hai loại axit này đạt hơn 90 % so với tổng 
lượng axit. Việc nghiên cứu thu nhận phytosterol và vitamin E sẽ được đăng tải ở các bài báo 
tiếp theo. 
2. ÐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Đối tượng nghiên cứu 
 Cặn khử mùi dầu đậu tương được thu mua từ các công ty sản xuất dầu thực vật trong nước: 
Công ty dầu thực vật Tường An, Công ty dầu thực vật Quang Minh, và Công ty dầu thực vật Cái 
Lân và được bảo quản ở bình tối màu và đặt nơi thoáng, mát. 
2.2. Phương pháp nghiên cứu 
 Việc phân tích chất lượng cặn khử mùi dầu đậu tương như: độ ẩm, chỉ số axit, chỉ số este, 
hàm lượng các axit béo theo TCVN [5]. Phân tích thành phần các axit béo theo phương pháp 
AOCS Ce1e-91 [6]. Phân tích hàm lượng vitamin E và phytosterol theo phương pháp của 
Verleyen T. và cộng sự [7]. 
 Qua tham khảo tài liệu và các nghiên cứu thăm dò, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thu nhận 
hỗn hợp axit béo không thay thế omega 3 và omega 6 từ cặn khử mùi dầu đậu tương được tiến 
hành theo sơ đồ công nghệ sau: 
Sơ đồ công nghệ thu nhận hỗn hợp axit béo không thay thế omega 3 và omega 6 từ cặn khử mùi 
dầu đậu tương. 
Hiệu suất phản ứng etyl este hóa các axit béo trong cặn khử mùi dầu đậu tương được 
tính theo công thức: X = (1- b/a) × 100 (%) 
trong đó: X: hiệu suất phản ứng etyl este hóa; a: chỉ số axit của cặn khử mùi ban đầu 
(mgKOH/g); b: chỉ số axit của hỗn hợp sau phản ứng etyl este hóa (mgKOH/g). 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Xử lí và phân tích thành phần hóa học của cặn khử mùi đậu tương 
Cặn khử mùi dầu đậu 
tương 
Xử lí và phân tích 
chất lượng NL 
Chưng cất phân đoạn 
chân không 
Etyl este hóa 
Etyl este của các axit 
béo 
Phytosterol + VTM E 
+ tp khác 
Thủy phân và làm 
giàu hỗn hợp axit 
béo ω-3 và ω-6 
Hỗn hợp axit béo 
ω-3 và ω-6 
Nghiên cứu thu nhận hỗn hợp axit béo không thay thế omega 3 và omega 6 từ cặn khử mùi  
145 
 Cặn khử mùi dầu đậu tương sau khi thu mua từ các công ty chế biến dầu thực vật cần được 
xử lí trước khi đưa vào quá trình thu nhận các hoạt chất sinh học. Qua khảo sát, chúng tôi xác 
định được cách xử lí như sau: Cặn khử mùi được hòa tan trong n-hexan, rồi được làm khô bằng 
Na2SO4, sau đó lọc qua giấy lọc để loại cặn vô cơ và cô đuổi dung môi. Tiếp đó, loại bỏ các hợp 
chất dễ bay hơi mang mùi vị khó chịu bằng chưng cất chân không ở áp suất 5 mbar và nhiệt độ < 
150 oC. Cặn dầu sạch thu được sau xử lí được đem phân tích các chỉ số hóa lí và thành phần hóa 
học, kết quả được thể hiện tại bảng 1 và bảng 2. 
Bảng 1. Chỉ số hóa lí và thành phần hóa học của cặn khử mùi sau tinh sạch. 
Thành phần 
Cặn khử mùi dầu đậu tương của công ty 
Tường An Cái Lân Quang Minh 
Độ ẩm (%) 0,45 0,53 0,61 
Chỉ số axit (mg KOH/g) 153,3 141,6 148,4 
Chỉ số este (mg KOH/g) 2,4 3,4 2,9 
Axit béo (%) 77,8 72,5 75,6 
Vitamin E (%) 9,2 8,9 8,8 
Phytosterol (%) 4,9 5,1 5,2 
Các thành phần khác (%) 7,65 12,97 9,79 
Bảng 2. Thành phần các axit béo của cặn khử mùi sau tinh sạch. 
TT Tên axít béo 
Cặn khử mùi dầu đậu tương của công ty 
Tường An Cái Lân Quang Minh 
1 Pentadecanoic (C15:0) - - 1,52 
2 Palmitic (C16:0) 9,95 12,56 10,67 
3 Stearic (C18:0) 3,15 4,05 5,34 
4 Oleic (C18:1) 25,52 23,59 26,86 
5 Vaccenic (C18:1) 1,71 - - 
6 Linoleic (C18:2) 52,92 52,25 49,9 
7 Linolenic (C18:3) 5,15 6,15 4,93 
8 Eicosenoic (C20:1) 0,42 - 0,78 
9 Arachidic (C20:0) - 1,40 - 
 Kết quả phân tích thu được cho thấy, chất lượng của ba loại cặn khử mùi dầu đậu tương đều 
tốt và không có sự khác biệt lớn. Tuy nhiên, cặn khử mùi dầu đậu tương từ Công ty Dầu thực vật 
Tường An nổi trội hơn về hàm lượng axit tổng, hàm lượng axit omega 3 và omega 6 nên được 
lựa chọn làm nguyên liệu để thu nhận hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6. 
Bùi Thị Bích Ngọc, Vũ Đức Chiến, Bùi Quang Thuật 
146 
3.2. Thu nhận hỗn hợp axit béo từ cặn khử mùi dầu đậu tương 
 Thông thường có hai con đường để chiết tách hỗn hợp axit béo ra khỏi cặn khử mùi [8]. 
Cách thứ nhất: este hóa các axit béo rồi chưng cất phân đoạn chân không để tách các este của 
các axit béo, các este này được thủy phân trong môi trường kiềm sẽ cho các axit béo tự do. Cách 
thứ hai: xà phòng hóa các axit béo bằng dung dịch KOH 1 - 2 N, rồi dùng ete để chiết các thành 
phần không xà phòng hóa ra khỏi dung dịch xà phòng. Sau cùng tiến hành axit hóa dung dịch xà 
phòng sẽ giải phóng hỗn hợp axit béo. Chúng tôi lựa chọn cách thứ nhất vì điều kiện phản ứng 
ôn hòa hơn, ít ảnh hưởng đến việc thu nhận vitamin E sau đó. 
 Đối với quá trình etyl este hóa các axit béo trong cặn khử mùi dầu đậu tương việc lựa chọn 
chất xúc tác là hết sức cần thiết. Ở đây, vì lí do kinh tế chúng tôi không sử dụng xúc tác enzym 
mà chỉ sử dụng xúc tác hóa học. Các chất xúc tác được khảo sát cho quá trình này là: KOH, 
NaOH và H2SO4 đậm đặc. Kết quả được trình bày tại bảng 3. 
Bảng 3. Ảnh hưởng của loại chất xúc tác đến phản ứng etyl este hóa. 
TT Loại xúc tác Chỉ số axít (mgKOH/g) Hiệu suất phản ứng (%) 
1 NaOH 78,52 48,70b 
2 KOH 77,75 49,20b 
3 H2SO4 đậm đặc 14,38 90,60a 
Kết quả khảo sát cho thấy axit H2SO4 đậm đặc (với tỉ lệ 0,6 % so với khối lượng nguyên 
liệu cặn khử mùi) là thích hợp nhất vì trong cặn khử mùi dầu đậu tương chứa chủ yếu axit béo ở 
dạng tự do. 
Trong phản ứng etyl este hóa các axit béo, etanol vừa đóng vai trò là chất tham gia phản 
ứng, vừa là dung môi hòa tan, do vậy tỉ lệ giữa etanol với các axit béo (mol/mol) có ảnh hưởng 
quan trọng đến hiệu suất phản ứng etyl este hóa. Chúng tôi đã tiến hành phản ứng etyl este hóa 
cặn khử mùi dầu đậu tương với tỉ lệ giữa etanol/các axit béo (mol/mol) ở các mức: 16/1; 18/1; 
20/1 và 22/1. Kết quả được thể hiện tại đồ thị 1. 
Đồ thị 1. Ảnh hưởng của tỷ lệ etanol/các axit béo đến phản ứng 
80
82
84
86
88
90
92
94
16/1 18/1 20/1 22/1
Tỷ lệ etanol/các axit béo 
(mol/mol)
H
iệ
u
su
ất
(%
)
Đồ thị 1. Ảnh hưởng cuat tỉ lệ etanol / các axit béo đến phản ứng etyl este hoá cặn khử 
mùi dầu đậu tương. 
Nghiên cứu thu nhận hỗn hợp axit béo không thay thế omega 3 và omega 6 từ cặn khử mùi  
147 
Qua kết quả thu được cho thấy tỉ lệ etanol/các axit béo (mol/mol) ảnh hưởng rất lớn đến 
hiệu suất phản ứng etyl este hóa các axit béo trong cặn khử mùi dầu đậu tương. Với tỉ lệ 
etanol/các axit béo: 10/1 hiệu suất phản ứng đạt khoảng 30 % và tăng dần lên đạt đỉnh ở tỉ lệ 
20/1. 
Sau phản ứng este hóa, chúng tôi tiến hành thu nhận hỗn hợp etyl este của các axit béo 
bằng chưng cất phân đoạn chân không tại áp suất 4 - 5 mbar, nhiệt độ đỉnh 198 - 225 oC. Phần 
còn lại ở bình chưng cất (distillation bottom) được đưa sang công đoạn thu nhận phytosterol và 
vitamin E. Hỗn hợp etyl este nhận được từ chưng cất phân đoạn chân không được thủy phân với 
dung dịch NaOH 2N để giải phóng các axit béo ở dạng tự do. 
3.3. Thu nhận hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6 
 Hỗn hợp axit béo nhận được ở giai đoạn trên có chứa 58 - 59 % tổng lượng axit béo omega 
3 và omega 6 được chúng tôi làm giàu theo phương pháp tạo phức với urê. Theo phương pháp 
này trong các điều kiện thích hợp, các axit béo no và các axit béo không no một nối đôi sẽ tạo 
phức bền vững với urê và đóng bánh ở nhiệt độ lạnh. Trong khi đó các axit béo đa nối đôi (như 
axit béo omega 3 và omega 6) không tạo tham gia tạo phức với urê, ở nhiệt độ thấp vẫn ở dạng 
lỏng, nên dễ dàng được tách riêng ra. Trong hỗn hợp axit béo thu được ở trên chỉ có axit linoleic 
(omega 6) và axit linolenic (omega 3) là các axit đa nối đôi (≥ 2 nối đôi), do vậy nếu xác định 
được các điều kiện tối ưu cho quá trình tạo phức với urê thì sẽ thu được hỗn hợp axit béo omega 
3 và omega 6 có hàm lượng cao (> 90 %). Quá trình tạo phức với urê hay quá trình làm giàu hỗn 
hợp axit béo omega 3 và omega 6 phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố công nghệ trong đó quan trọng 
nhất là hai yếu tố: tỉ lệ urê/hỗn hợp axit béo và tỉ lệ dung môi hòa tan etanol 85 %/hỗn hợp axit 
béo. Qua tham khảo tài liệu [8, 9] và các thí nghiệm thăm dò, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh 
hưởng của hai yếu tố này nhằm xác định được điều kiện tối ưu cho việc thu nhận hỗn hợp axit 
béo omega 3 và omega 6. Kết quả khảo sát được trình bày trong bảng 4 (khối lượng hỗn hợp axit 
béo sử dụng cho mỗi mẫu thí nghiệm là 50 g). 
Bảng 4. Xác định các điều kiện tối ưu cho quá trình thu nhận hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6. 
Tỉ lệ urê/hỗn hợp 
axit béo (w/w) 
Tỉ lệ etanol 85 %/hỗn hợp 
axit béo (v/w) 
Khối lượng các axit 
béo thu được, g 
Hàm lượng axit béo 
ω-3 và ω-6, % 
2,0/1 7/1 20,8 77,36 
2,0/1 8/1 19,6 82,87 
2,4/1 8/1 17,3 94,56 
2,4/1 9/1 17,4 93,45 
2,8/1 8/1 16,9 86,45 
2,8/1 9/1 16,6 89,71 
 Kết quả thu được tại bảng 4 cho thấy tỉ lệ urê/hỗn hợp axit béo và tỉ lệ etanol/hỗn hợp axit 
béo ảnh hưởng lớn đến quá trình thu nhận hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6. Nếu lượng urê 
không đủ sẽ làm cho hiệu suất tạo phức giảm, dẫn đến hàm lượng hỗn hợp axit béo omega 3 và 
omega 6 không cao. Ngược lại nếu lượng urê nhiều quá sẽ làm cho khối axit béo đông đặc lại, 
cản trở quá trình chiết tách hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6. Etanol trong quá trình tạo 
phức đóng vai trò là dung môi hòa tan, tạo điều kiện cho quá trình tạo phức và quá trình tách hỗn 
Bùi Thị Bích Ngọc, Vũ Đức Chiến, Bùi Quang Thuật 
148 
hợp axit béo omega 3 và omega 6 diễn ra thuận lợi. Xét tổng thể cả khía cạnh kinh tế chúng tôi 
lựa chọn tỉ lệ urê/hỗn hợp axit béo: 2,4/1 và tỉ lệ etanol 85 %/hỗn hợp axit béo: 8/1 là thích hợp 
nhất cho quá trình thu nhận hỗn hợp axit béo omega 3 và omega 6 từ cặn khử mùi dầu đậu 
tương. Kết quả mà chúng tôi thu được tương đồng với các kết quả của các công trình nghiên cứu 
trên thế giới đã được công bố [8, 9]. 
4. KẾT LUẬN 
 Từ phụ phẩm chế biến dầu đậu tương - cặn khử mùi, chúng tôi đã tìm được con đường hữu 
hiệu để thu nhận sản phẩm có giá trị cao là hỗn hợp axit béo không thay thế omega 3 và omega 6 
với tổng lượng hai axit này đạt 94,56 %. Hỗn hợp axit béo không thay thế này là nguồn nguyên 
liệu quý giá cho sản xuất thực phẩm chức năng và dược phẩm. Mặt khác, phần còn lại trong bình 
cất sau khi chưng cất phân đoạn chân không, có chứa chủ yếu các chất phytosterol và vitamin E 
được chúng tôi tiếp tục nghiên cứu để thu nhận thêm hai sản phẩm có giá trị khác là phytosterol 
và vitamin E. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Martins V. M., Batistella P. F., Wolf Maciel C. B. - Tocopherols and phytosterols 
concentration from soybean oil deodorizer distillate, 2nd Mercosur Congress on Chemical 
Engineering (2005) 1 - 9. 
2. Martin P. F., Ito V. M., Batistella C. B., Maciel M. R. W. - Free fatty acid separation from 
vegetable oil deodorizer distillate using molecular distillation process, Separation and 
Purification Technology 48 (2006) 78 - 84. 
3. Mendes M. F., Pessoa F. L. P., Uller A. M. C. - An economic evaluation based on an 
experimental study of the vitamin E concentration present in deodorizer distillate of 
soybean oil using supercritical CO2, Journal of Supercritical Fluids 23 (2002) 257 - 265. 
4. Mendes M. F., Pessoa F. L. P., Uller A. M. C. - Optimization of the process of 
concentration of vitamin E from DDSO using supercritical CO2, Brazillian Journal of 
Chemical Engineering 22 (2005) 83 - 91. 
5. TCVN 7040 : 2002; TCVN 6127 : 2010; TCVN 7868 : 2008. 
6. AOCS Official Methods Ce 1e-91, Official methods and recommended practices of the 
AOCS, 5th Edition, 1997. 
7. Verleyen T., Verhe R., Garcia L., Dewettinck K., Huyghebaert A., De Greyt W. - Gas 
chromatographic characterization of vegetable oil deodorization distillate, Journal of 
Choromatography A 921 (2001) 277 - 285. 
8. Udaya N. Wanasundara, Fereidoon Shahidi - Concentration of omega 3- polyunsaturated 
fatty acids of seal blubber oil by ure complexation: optimization of reaction conditions, 
Food Chemistry 65 (1999) 41 - 49. 
9. Shucheng Liu, Chaohua Zhang, Pengzhi Hong, Hongwu Ji - Concentratrion of 
docosahexaenoic acid (DHA) and eicosapentaenoic acid (EPA) of tuna oil by urea 
complexation: optimization of process parameters, Journal of Food Engineering 73 (2006) 
203-209. 
Nghiên cứu thu nhận hỗn hợp axit béo không thay thế omega 3 và omega 6 từ cặn khử mùi  
149 
ABSTRACT 
TECHNOLOGY FOR OBTAINING ESSENTIAL MIXED OMEGA 3 AND OMEGA 6 
FATTY ACIDS FROM SOYBEAN DEODORIZER DISTILLATE 
Bui Thi Bich Ngoc, Vu Duc Chien, Bui Quang Thuat* 
Food Industries Research Institute, 301 Nguyễn Trai Road, Thanh Xuan District, Hanoi 
*Email: bqthuat@firi.vn 
Deodorizer distillate, the major by-product of soybean oil refining process, rich in fatty 
acids, tocopherols (vitamin E), and phytosterols, is a useful material for obtaining ω-3 and ω-6 
fatty acids. For obtaning the polyunsaturated fatty acids, deodorizer distillate is dehydrated by 
Na2SO4 and then free fatty acids are converted to ethyl esters. The reaction was carried out at 
70 °C for 80 minutes with etanol:deodorizer distillate ratio of 20 : 1 (mol/mol) and concentrated 
H2SO4 as catalyst. Ethanol from the ethyl esterification reaction mixture was evaporated and 
residual acid was removed by washing with water. Ethyl esters of fatty acids were obtained by 
vacuum distillation at 5 mbar and 198 - 225 °C and then hydrolysed by 2 N NaOH to release free 
fatty acids. Polyunsaturated fatty acids were further enriched with urea to form inclusion 
complexes between urea and the saturated and the less unsaturated fatty acids. The ratio of 
urea:fatty acids was 2.4 : 1 and the ratio of ethanol (85 %):fatty acids was 8 : 1. The total content 
of ω-3 and ω-6 fatty acids in the obtained product was 94.56 %. 
Keywords: soybean deodorizer distillate, fatty acids, urea, omega 3, omega 6.