Khảo sát thành phần omega-3, 6, 9 ly trích từ cá tra ở đồng bằng sông Cửu Long, Việt Nam

ThS. LÊ THỊ THANH XUÂN (Khoa Sư phạm Hóa-Sinh, Trường Đại học Đồng Tháp) và ThS. NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH (Trường Đại học Đồng Tháp) và PGS. TS. HỒ SƠN LÂM và TS. CÙ THÀNH SƠN (Viện Khoa học Vật liệu Ứng

TÓM TẮT:

Tại công trình này, chúng tôi giới thiệu phương pháp chiết nối tiếp các thành phần của cá tra Việt Nam bằng hệ dung môi truyền thống là methanol và n-hexan. Đối với nguyên liệu là mỡ cá, hiệu suất thu từ dung môi n-hexan cao hơn khi chiết với dung môi methanol. Đối với phần thịt cá dung môi methanol không có khả năng chiết xuất omega-3,6,9, trong khi đó n-hexan có khả năng. Với phương pháp chiết nối tiếp, hàm lượng omega-3, 6, 9 trong mỡ cá tra Việt Nam đạt 45,475%. Việc tách các hoạt chất omega-3,6,9 khỏi phần còn lại không thực hiện được bằng hai loại dung môi nói trên, mà phải thực hiện bằng chất lỏng ion chuyên dụng sẽ được công bố ở bài báo tiếp theo.

Từ khóa: Cá tra; omega-3, 6, 9; chiết xuất; dung môi.

1. Đặt vấn đề

Nghề nuôi cá, đặc biệt là cá basa-tra phát triển mạnh ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long, đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ trong nước và làm nguyên liệu cho chế biến xuất khẩu, thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp thủy sản Việt Nam. Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn sản lượng cá basa-tra ở đồng bằng sông Cửu Long bình quân trong các năm gần đây được ghi nhận như sau: Vào năm 2015 là 1,123 tấn; năm 2016 sản lượng đạt 1,047 triệu tấn; năm 2017 tổng sản lượng đạt 1,25 triệu tấn [1]. Trong đó, Đồng Tháp và An Giang là hai tỉnh có diện tích nuôi và nhà máy chế biến xuất khẩu nhiều nhất. Tuy nhiên, cá basa-tra xuất khẩu chủ yếu được sử dụng phần thịt cá philê, các phụ phẩm như: đầu, xương, mỡ, da... chưa được tận dụng một cách hiệu quả, trong khi phần phụ phẩm cá basa-tra trong chế biến philê chiếm 65-70%.

Trên thực tế, mỡ cá tra, cá basa ở đồng bằng sông Cửu Long chủ yếu được sử dụng làm thức ăn gia súc, biodiesel và một lượng lớn do thương lái mua gom với giá cả luôn biến động không có lợi cho người dân. Do xuất khẩu thủy sản là chiến lược và là thế mạnh của đồng bằng sông Cửu Long nên việc nghiên cứu nâng cao hiệu quả kinh tế của cá basa-tra cần được quan tâm. Omega-3, 6, 9 trên thị trường Việt Nam vẫn là sản phẩm nhập với giá khá cao. Trên thế giới, quá trình sản xuất omega-3, 6, 9 đã được thực hiện với nhiều phương pháp khác nhau như: Phương pháp chưng cất ở nhiệt độ cao, chất lỏng siêu tới hạn, phương pháp sắc ký, sử dụng urea phức [2-10]. Trong bài báo này, chúng tôi sử dụng dung môi truyền thống với các phương pháp chiết song song và nối tiếp ở nhiệt độ phòng nhằm làm rõ cơ cấu sản phẩm omega trong toàn bộ cơ thể cá tra và là cơ sở để so sánh với phương pháp chiết bằng chất lỏng ion.

2. Thực nghiệm

2.1. Hóa chất: n-Hexan (TQ), methanol (TQ), cá tra.

2.2. Thiết bị: Bếp từ, bộ cô quay, máy hút chân không.

2.3. Qui trình: 01 con cá tra có khối lượng ban đầu là 2.200 gam, được rửa sạch và để ráo nước, sau đó được tiến hành xẻ thịt theo qui trình của nhà máy xuất khẩu cá thu được 3 phần.

(1). Xác định khối lượng các phần: Phần thịt (philê) để xuất khẩu có khối lượng là 816,00 gam chiếm 37,1%. Phần mỡ có khối lượng 50 gam chiếm 2,27%. Phần còn lại (đầu, da, xương…) có khối lượng là 1334 gam chiếm 60,59%. Phần phụ phẩm loại bỏ ruột, mang thu được 1234 gam đem nấu với nước sôi trong vòng 60 phút, sau đó để nguội và làm lạnh, thu được 163 gam mỡ.

(2). Từng phần như trên được xay nhỏ rồi sử dụng thiết bị chiết với dung môi methanol. Sau khi tách dung dịch methanol, phần bả còn lại được chiết tiếp nối với dung môi là n-hexane.

(3). Thí nghiệm lặp lại với dung môi là n-hexan và tiếp nối với methanol.

(4). Cao methanol và cao n-hexan được tiến hành cô quay chân không trong thiết bị RV06-ML (IKA-Werke) để loại dung môi. Sản phẩm được xác định thành phần và hàm lượng.

2.4. Phân tích sản phẩm

Thành phần omega-3,6,9 được phân tích bằng phương pháp GC/FID, phòng phân tích Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP. Hồ Chí Minh.

3. Kết quả và bàn luận

3.1. Kết quả phân tích thành phần và hàm lượng omega-3, 6, 9 ly trích từ mỡ cá tra

Từ 50 gam mỡ cá tra thực hiện chiết với dung môi methanol thu được 8,35 gam cao methanol, có tổng chất béo là 1,724 gam (trong đó có 0,916 gam omega-3,6,9; 0,743 gam acid béo khác và 0,065 gam chất béo dạng triglyceride). Ngoài ra có tổng các chất không xác định là 6,625 gam.

Phần bả còn lại sau chiết bằng methanol là 40,536 gam được sử dụng n-hexane để chiết tiếp và thu được 35,6 gam cao n-hexane; trong đó có tổng chất béo là 34,393 gam (trong số đó có 17,968 gam omega-3,6,9; 15,057 gam acid béo khác và 1,367 gam chất béo dạng triglyceride). Tổng các chất không xác định là 1,208 gam Bã còn lại là 5,28 gam. Thành phần các chất thể hiện trong bảng 2.

Phổ GC/FID thu được qua phân tích thành phần omega trong sản phẩm ly trích từ mỡ cá thể hiện trong hình 1.

Hình 1: Phổ GC/FID của Omega trong mỡ cá

Tổng omega-3, 6, 9 trong mỡ cá qua 2 lần chiết nối tiếp chiếm 37,768% trọng lượng mỡ. Trong đó, dung môi methanol có thể chiết tối đa omega là 1,832% trên tổng lượng mỡ, phần còn lại 35,936% theo dung môi n-hexan.

Kết quả phân tích thành phần các chất thuộc nhóm omega-3, 6, 9 trong mỡ cá tra được thể hiện trong Bảng 3.

3.2. Kết quả phân tích thành phần và hàm lượng omega 3, 6, 9 ly trích từ phần thịt cá tra

Từ 816 gam thịt cá tra thực hiện chiết với dung môi methanol thu được 131,274 gam cao methanol, kết quả phân tích cho thấy. Trong 131,274 gam cao methanol có tổng chất béo là 0,823 gam (trong đó có 0,307 gam omega 3,6,9, và 0,473 gam acid béo khác và 0,043 gam chất béo dạng triglyceride). Ngoài ra, tổng các chất không xác định là 130.451 gam.

Phần bả còn lại sau chiết bằng methanol là 682,716 gam được sử dụng n-hexan để chiết tiếp và thu được 30,889 gam cao n-hexan; trong đó có tổng chất béo là 29,307 gam (trong số đó có 15,655 gam omega-3,6,9; 12,608 gam acid béo khác và 1,044 gam chất béo dạng triglyceride). Tổng các chất không xác định là 1,582 gam. Bả còn lại là 649,82 gam.

Kết quả phân tích thành phần các chất thuộc nhóm omega-3,6,9 trong thịt cá tra được thể hiện trong Bảng 5.

Đối với phần thịt, dung môi methanol không có khả năng lôi cuốn omega-3, 6, 9 cũng như các acid béo khác không phải là omega.

3.3. Kết quả phân tích thành phần và hàm lượng omega-3, 6, 9 trong mỡ thu được từ phụ phẩm

Phần phụ phẩm của cá tra sau khi nấu thu được 163 gam mỡ nổi, phần mỡ nổi được chiết với dung môi methanol thu được 24,649 gam cao methanol. Kết quả phân tích cho thấy, trong đó có tổng chất béo là 21,861gam (gồm 11,501 gam omega-3,6,9; 9,507 gam acid béo khác và 0,853 gam chất béo dạng triglyceride). Ngoài ra, có tổng các chất không xác định là 2,788 gam.

Phần bả còn lại sau chiết bằng methanol là 138,302 gam được sử dụng n-hexan để chiết tiếp và thu được 129,042 gam cao n-hexan; trong đó có tổng chất béo là 120,455 gam (trong số đó có 66,476 gam omega-3,6,9; 49,772 gam acid béo khác và 4,207 gam chất béo dạng triglyceride). Tổng các chất không xác định là 8,587 gam. Bả còn lại là 9,24 gam.

Kết quả phân tích thành phần các chất thuộc nhóm omega-3, 6, 9 trong phụ phẩm cá tra được thể hiện trong Bảng 7.

Thành phần omega-3,6,9 trong các phần của cá tra (mỡ, thịt và phụ phẩm) thực hiện chiết nối tiếp được trình bày trong Bảng 8.

Do phần thịt cá dùng chủ yếu cho xuất khẩu nên việc thu hồi omega chỉ dựa trên phần mỡ cá nguyên chất và phần mỡ thu được từ phụ phẩm.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong100 tấn cá tra, ta chỉ xuất khẩu được khoảng 37 tấn phile, 63 tấn còn lại là phụ phẩm chỉ dùng làm thức ăn gia súc. Nếu chế biến 63 tấn phụ phẩm này, ta thu được 5,1 tấn mỡ, trong đó có khoảng 2,7 tấn omega; 2,4 tấn mỡ khác có thể sản xuất biodiesel và 57,9 tấn bột xương làm thức ăn gia súc.

4. Kết luận

1. Đã sử dụng dung môi truyền thống để chiết và khảo sát hàm lượng, thành phần omega-3,6,9 trong từng phần của cá tra.

2. Dung môi methanol và n-hexan có thể chiết được tương ứng 46,66 và 51,52% omega-3,6,9 trong phần mỡ từ phế phẩm. Trong phần thịt cá, tỷ lệ này là 0,234% và 50,67%. Đối với mỡ tỷ lệ này tương ứng là 10,98 % và 50,47%.

3. Sử dụng phương pháp chiết tiếp nối bằng dung môi n-hexan tiếp nối với methanol, có thể thu được hết lượng omega có trong các phần của cá tra.

4. Việc tách omega-3, 6, 9 khỏi các thành phần khác không thể sử dụng methanol hay n-hexan, mà phải sử dụng chất lỏng ion chuyên dụng. Kết quả nghiên cứu sử dụng chất lỏng ion để tách omega-3, 6, 9 sẽ được chúng tôi công bố tiếp trong phần sau ■

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Báo cáo tổng kết của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2015, 2016, 2017.

2. Kapoor R. and Patil U, Importance and production of omega-3 fatty acids from natural sources, International Food Research Journal, 491-497, 18, 2011.

3. Patil D. and Nag A, Production of PUFAconcentrates from poultry and fish processing waste, Journal of the American Oil Chemists' Society, 589-593, 88, 2011.

4. Tang S., Qin C., Wang H., Li S. and Tian S., Study on supercritical extraction of lipids and enrichment of DHA from oil-rich microalgae. The Journal of Supercritical Fluids, 44-49, 57, 2011.

5. Dillon JT., Aponte JC., Tarozo R. and Huang Y., Purification of omega-3 polyunsaturated fatty acids from fish oil using silver-thiolate chromatographic material and high performance liquid chromatography. Journal of Chromatography A,18-25, 2013.

6. Fagan P. and Wijesundera C., Rapid isolation of omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids using monolithic high performance liquid chromatography columns. Journal of Separation Science, 1743-1752, 36, 2013.

7. Wu M., Ding H., Wang S. and Xu S., Optimizing conditions for the purification of linoleic acid from sunflower oil by urea complex fractionation. Journal of the American Oil Chemists' Society, 677-684, 85, 2008.

8. Cheong L-Z., Guo Z., Yang Z., Chua S-C. and Xu X., Extraction and enrichment of n-3 polyunsaturatedfatty acids and ethyl esters through reversible π – π complexation with aromatic rings containing ionic liquids. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 8961-896, 59, 2011.

STUDY THE COMPOSITION OF OMEGA-3,6,9,

EXTRACTED FROM CATFISH AT MEKONG DELTA VIETNAM

● MA. LE THI THANH XUAN

Faculty Chemistry - Biology - Agricultural Technology Teacher Education

Dong Thap University

● MA. NGUYEN THI HONG HANH

Dong Thap University

● Assoc. Prof. PhD. HO SON LAM

● PhD. CU THANH SON

Institute of Applied Materials Science

● MA. LE THI HOA XUAN

Community College of Dong Thap

ABSTRACT:

In this study, we introduce the method of serial extraction of components of Vietnamese catfish with the traditional solvent system of methanol and n-hexane. Fish fat, the yield of n-hexane was higher when extracted with methanol. For methanol soluble fish meat is not able to extract omega-3,6,9, while n-hexan is capable. Serial extraction method, omega-3,6,9 weight gain in fish fat of Vietnam reached 45,475%. The separation of omega-3,6,9 from the rest cannot be achieved by the two types of solvent, which must be carried out using a specialized ionic liquid, to be published in the next article

Keywords: Catfish; omega -3, 6, 9; extraction; solvent.