Chế tạo nước rửa chén bát sinh học từ quả bồ kết và vỏ bưởi

Về bảo vệ môi trường, phần lớn các chất tẩy rửa hiện nay khi thải ra môi trường do sử dụng lượng bọt không tan quá lớn nên làm cây trồng và vật nuôi bị ảnh hưởng, cây không phát triển đư

PHẦN I MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài

Hiện nay trên thị trường nước ta có rất nhiều nước tẩy rửa chén bát hóa học Các chất tẩy rửa này nói chung phần lớn đáp ứng được yêu cầu về độ tẩy rửa sạch thiết bị nấu nướng và vật dụng trong gia đình Tuy vậy, giá thành cao, khi người tiêu dùng sử dụng xong phải rửa qua nhiều nước tay mới hết nhờn, vật dụng phải tráng mất quá nhiều nước mới sạch hết chất tẩy rửa gây lãng phí đáng

kể nguồn nước sạch, gây tốn kém về chi phí cho người dùng Mặt khác khi rửa xong da tay người sử dụng thường bị khô, bong da Nếu rửa chuyên nghiệp, đa

số người sử dụng phải mang gang tay cao su, do đó việc kiểm soát độ sạch của vật dụng cần rửa bị hạn chế Về bảo vệ môi trường, phần lớn các chất tẩy rửa hiện nay khi thải ra môi trường do sử dụng lượng bọt không tan quá lớn nên làm cây trồng và vật nuôi bị ảnh hưởng, cây không phát triển được, vật nuôi khi ăn thức ăn thừa có lẫn các chất tẩy rửa này như: chó, gà, lợn phần lớn bị ốm đau, còi cọc dẫn đến chết, đặc biệt là cá, tôm dưới ao cũng bị ảnh hưởng lớn hơn nhiều Đây là nhược điểm khó khắc phục được trong quá trình chế tạo chất tẩy rửa đi từ nguyên liệu của các hợp chất có nguồn gốc là hóa vô cơ như: xút, axit

và các chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc từ sản phẩm hóa dầu

Thời xa xưa con người đã biết dùng quả bồ kết gội đầu, kháng khuẩn, chống nấm và vỏ bưởi thường sử dụng làm chất làm mờ vết sẹo hay bôi lên đầu để tóc nhanh dài hoặc nấu cùng với một số dược liệu khác để xông khi bị cảm cúm Với mong muốn sử dụng phối hợp giữa nước bồ kết và vỏ bột vỏ bưởi khô để tạo nước rửa chén bát sinh học giá thành rẻ, tính tẩy rủa cao, dưỡng da, không ảnh hưởng đến sức khỏe người dùng, thân thiện với môi trường , dễ dàng

sử dụng em chọn đề tài: “Chế tạo nước rửa chén bát Sinh học từ quả bồ kết

và vỏ bưởi”

II Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Sự thành công của đề tài sẽ có một ý nghĩa to lớn trong việc tạo ra nước rửa chén bát sinh học giá rất rẻ, dễ dàng pha chế và sử dụng, tẩy sạch vất bẩn

dầu mỡ, cắn chè và khử mùi hôi, tanh Đồng thời có tác dụng dưỡng da, an toàn với sinh vật và thân thiện với môi trường

Nếu được đầu tư nghiên cứu để hoàn thiện đề tài em nghĩ rằng mình đã đóng góp một phần nhỏ đối với sự phát triển kinh tế và giảm thiểu ô nhiễm môi trường

III Mục tiêu nghiên cứu.

Sản xuất nước rửa chén bát từ nguyên liệu sinh học có giá thành rất rẻ, tính tẩy rửa cao, an toàn cho con người và các sinh vật khác, có hương thơm, thời gian bảo quản lâu, đồng thời thân thiện với môi trường

IV Giới hạn phạm vi nghiên cứu.

Nghiên cứu tại nhà

V Phương pháp nghiên cứu.

1 Nhóm phương pháp lý luận

Nghiên cứu các lý thuyết về cây bồ kết, vỏ bưởi

2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Nghiên cứu công thức pha chế, khảo sát và thực nghiệm sử dụng nước rửa chén bát từ nguồn nguyên liệu sinh học là bột vỏ bưởi và nước bồ kết

PHẦN II NỘI DUNG

I Cơ sở lí thuyết.

1 Cây Bồ Kết

Tên khoa học: Gleditschia australis Hemsley; thuộc họ Vang ( Caesalpiniaceae)

a Mô tả thực vật cây Bồ Kết.

- Thân: Cây gỗ to, cao 5-7m Thân thẳng, có vỏ nhẵn và gai cứng, phân nhánh, dài 10-15cm Cành mảnh, hình trụ, khúc khuỷu, lúc đầu có lông sau nhẵn

và có màu xám nhạt

- Lá: Lá kép mọc so le, hai lần lông chim, cuống chung dài 10-12cm hay hơn, có lông nhỏ và có rãnh, lá chét 6-8 đôi, mọc so le, hình trứng dài, bóng và hơi có lông ở mặt trên, nhạt hơn và nhẵn ở mặt dưới, đầu lá chét tròn, gốc lá lệch, mép có răng cưa nhỏ, lá kèm nhỏ, rụng sớm

- Hoa: Hoa trắng mọc thành chùm ở kẽ lá; đài hình ống, tràng 5 cánh; hoa đực có 10 nhị và không có bầu; hoa lưỡng tính có 5 nhị, bầu có nhiều lông đựng

12 noãn

- Trái: Trái hơi cong hình lưỡi liềm hay thẳng dài 10-12cm, rộng 1,5-2cm Trái mỏng và nổi phình lên ở những nơi có hột Khi còn tươi, mặt ngoài có một lớp phấn màu lam, chứa 10-12 hột bao bọc bởi một lớp cơm màu vàng Trái khi chín có màu vàng nâu, để lâu chuyển qua màu đen [5]

b Phân bố, trồng trọt và thu hái.

Cây Bồ Kết phân bố ở một số nước nhiệt đới Châu Á, nhiều nhất ở vùng phía Nam Trung Quốc

Ở Việt Nam, Bồ Kết là cây mọc hoang, nhưng thường được trồng ở đảo Cát Bà (Hải Phòng) với trữ lượng thu hái tới 30-40 tấn hàng năm Bồ Kết được trồng ở khắp nơi từ vùng núi thấp đến Trung Du và Đồng Bằng, ở các tỉnh Miền Bắc, chưa gặp cây trồng ở núi cao trên 1000m Ở Tây Nguyên, Bồ Kết được trồng làm cây tạo bóng mát cho các lô cà phê Đó là loại cây xanh, ưa sáng, thíc nghi với nhiều vùng khí hậu và đất đai khác nhau Hột Bồ Kết mọc mầm vào mùa xuân Trong 1- 2 năm đầu, cây con sinh trưởng chậm Sau 4-5 năm, cây mới bắt đầu ra hoa kết trái Trái chín vào mùa đông (tháng 10-11), thu hái cả chùm và phơi khô.[5]

c Nghiên cứu tính chất dược lý của trái Bồ Kết.

Hỗn hợp flavônid và chất saponaretin trích từ trái Bồ Kết có tác dụng kháng virut, hỗn hợp saponin có tác dụng chống trùng roi, tẩy rửa; hỗn hợp saponin và flavonoid có tác dụng giảm đau

Quả Bồ kết có thể sử dụng để nấu làm nước gội đầu, trị gầu rất tốt Mặt khác, nó còn có tác dụng kích thích da đầu mọc tóc Nước nấu quả Bồ kết bôi lên da trong khi tắm sẽ làm sạch lớp ghét bám trên da một cách rất hữu hiệu, làm cho da sạch sẽ, mịn màng

Là một cây vùng nhiệt đới gọi là “ chùm kết ” hay “ bồ kết ”đã được dân

tộc Việt Nam biết như là một dược thảo quý trong hàng nghìn năm Giá trị đa dụng được sử dụng để: chế tạo xà bông, dùng trong y học chữa trị những bệnh

như: thuốc nhuận trường, cảm lạnh, tai biến mạch máu não hay đột quỵ, những

trường hợp ngộ độc thực phẩm, hóa sẹo làm lành vết thương và chữa lành những vết thương thuộc da

Nước nấu bồ kết dùng như dung dịch tẩy rửa để giặt sạch quần áo len, dạ, không làm phai màu hay hoen ố

2 Tính chất, cấu trúc hóa học, phân bố và công dụng của Saponin

Saponin còn gọi là saponosid do chữ latinh sapo = xà phòng, là một

nhóm glycosid lớn, gặp rộng rãi trong thực vật Người ta cũng phân lập được saponin trong động vật như hải sâm, các sao

- Saponin có một số tính chất đặc biệt:

+ Làm giảm sức căng bề mặt, tạo bọt nhiều khi lắc với nước, có tác dụng nhũ hóa và tẩy sạch

+ Đa số có vị đắng trừ một số như glycyrrhizin cótrong cam thảo bắc, abrusosid trong cam thảo dây có vị ngọt

+ Saponin tan trong nước, alcol, rất ít tan trong aceton, ether, hexan do đó người ta dùng ba dung môi này để tủa saponin

- Cấu trúc hóa học

Dựa theo cấu trúc hóa học có thể chia saponin thành 2 nhóm Cấu trúc hóa học cơ bản của nhóm saponin trung tính là steroid (a) còn của nhóm saponin acid là triterpenoid (b)

- Sự phân bố saponin trong thực vật:+ Saponin steroid thường gặp

trong những cây một lá mầm, có mặt chủ yếu trong thực vật gieo trồng Các họ thường gặp Amaryllidaceae, Dioscoreaceae, Liliaceae, Smilacaceae

+ Saponin triterpenoid có mặt chủ yếu trong thực vật hoang dại, đặc biệt là trong thảo dược Thường gặp trong những cây hai lá mầm thuộc các họ như:

Acanthaceae, Amaranthaceae, Araliaceae, Caryophyllaceae,

Trong cây saponin thường tích lũy ở những bộ phận khác nhau: tích lũy ở quả bồ kết, bồ hòn, rễ cam thảo, viễn chí, cát cánh

- Công dụng của saponin:

+ Làm tăng sự thẩm thấu của tế bào: sự có mặt của saponin sẽ làm cho các hoạt chất khác dễ hòa tan và hấp thu

+ Một số saponin có tác dụng chống viêm Một số có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, ức chế viruts

3 Cây Bưởi.

Bưởi - Citrus grandis (L.) Osbeek (C maxima (Burm.) Merr., C decumana Merr.), thuộc họ Cam - Rutaceae

a Mô tả thực vật cây Bưởi.

Cây to cao 5-10m; chồi non có lông mềm; cành có gai nhỏ dài đến 7cm

Lá rộng hình trái xoan, tròn ở gốc, mép nguyên, có khớp trên cuống lá; cuống lá

có cánh rộng Cụm hoa chùm ở nách lá, gồm 7-10 hoa to, màu trắng, rất thơm Quả to, hình cầu và cầu phẳng, đường kính 15- 30 cm màu vàng hay không tùy thứ

Cây ra hoa, kết quả hầu như quanh năm, chủ yếu mùa hoa từ tháng 3 đến tháng 5 và mùa quả từ tháng 8 đến tháng 11

Bộ phận dùng: Vỏ quả - Exocarpium Citri Grandis Lá và dịch quả cũng được sử dụng [6]

b Phân bố, trồng trọt và thu hái.

Nơi sống và thu hái: Loài cây của vùng Ấn Độ, Malaixia, được trồng từ lâu đời ở nhiều nước châu Á Ở nước ta, Bưởi cũng được trồng nhiều khắp nơi

Có nhiều giống trồng có quả chua, ngọt khác nhau Thường nói đến nhiều là Bưởi Đoan Hùng (Vĩnh Phú) quả tròn, ngọt, nhiều nước; Bưởi Vinh, quả to có núm, ngọt, ít nước, trồng nhiều ở Hương Sơn (Hà Tĩnh); Bưởi Phúc Trạch quả

to, ngọt, nhiều nước, trồng nhiều ở Hương Khê (Hà Tĩnh); Bưởi Thanh Trà (Huế) quả nhỏ nhiều nước, ngọt và thơm; loại Thanh Trà hồng ngon nhất; Bưởi

Biên Hoà (Đồng Nai) quả to, ngọt; nhiều nước, trồng ven sông Đồng Nai; Bưởi đào, ruột và múi màu đỏ nhạt, thường rất chua; Bưởi gấc, quả đỏ, chua, trồng ở ngoại thành Nam Định (Nam Hà) dùng để bày mâm ngũ quả ngày Tết Bưởi được trồng bằng hạt; nhưng thường người ta gieo hạt để làm gốc ghép Các giống quý trồng bằng cành chiết hay cây ghép Người ta thu hái những quả chín vào mùa thu-đông, đem phơi trong râm rồi gác bếp; khi dùng rửa qua cho sạch, gọt lấy lớp vỏ the ở ngoài Lá thu hái quanh năm, dùng tươi hay phơi trong râm Dịch quả được ép từ ruột quả chín [6]

c Nghiên cứu tính chất dược lý của Vỏ Bưởi.

- Thành phần hoá học: Vỏ quả ngoài rất giàu chất narin-gosid, do đó có vị đắng, trong vỏ có tinh dầu, tỷ lệ 0,80-0,84%; quả chứa 0,5% tinh dầu; trong lá cũng có tinh dầu Tinh dầu vỏ bưởi chứa d-limonen, a- pinen, linalol, geraniol, citral; còn

có các alcol, pectin, acid citric Dịch quả chín có nhiều chất bổ dưỡng: nước 89%, glucid 9%, protid 0,6%, lipid 0,1% và các khoáng Ca 20mg%, P 20mg%,

K 190mg%, Mg 12mg%, S 7mg% và Na, Cl, Fe, Cu, Mn Có các vitamin (tính theo mg%) C 40, B 0,07, B2 0,05 PP 0,3 và tiền sinh tố A 0,1 100 mg dịch quả cung cấp cho cơ thể 43 calo

- Tính vị, tác dụng:

Các loại tinh dầu trong vỏ bưởi (d-limonen, a- pinen, linalol, geraniol, citral; còn có các alcol, pectin, acid citric) có tác dụng tẩy rửa các loại cặn bẩn

và dầu mỡ, ngoài ra còn có mùi thơm dễ chịu được sử dụng trong các loại dược liệu làm thư giãn, giảm stress [6]

II Nghiên cứu quy trình sản xuất nước rửa chén bát Sinh học từ nước Bồ Kết và bột vỏ Bưởi.

1 Làm thực nghiệm để tìm công thức pha chế nước rửa chén, bát sinh học tìm hiểu tính tẩy rửa của sản phẩm.

- Xây dựng công thức pha chế:

Mỗi công thức được pha chế và khảo sát lặp lại 3 lần

Vỏ Bưởi phơi khô nghiền nhỏ

Quả bồ Kết khô

đem nướng rồi

đun sôi

Xây dựng công thức

pha chế, thử nghiệm

* Phương án 1:

- Cân 25g quả Bồ Kết khô rồi đem nướng, sau đó đem đun sôi với 3 lít nước và để nguội Tiến hành lấy mỗi mẫu 100ml nước Bồ Kết để nguội hòa lần lượt với 0g, 0,5g, 1g, 1,2g bột vỏ Bưởi Sau đó rửa với 1 lượng dầu, mỡ như nhau Kết quả thu được ở bảng sau:

STT Nước Bồ Kết

(ml)

Bột vỏ Bưởi (g)

Hiệu quả tẩy rửa với dầu, mỡ trên bát, đĩa

và da tay

Hiệu quả tẩy rửa với vết bám chè, cà phê trên chén, đĩa

1 100 ml nước

(Đối chứng) 0

Chén, bát và tay nhờn

2 100 ml nước

Chén, bát và da tay vẫn nhờn dầu, mỡ Làm mờ vết bám

3 100 ml nước

Chén, bát có sạch hơn

và tay vẫn còn nhờn Làm mờ vết bám

4 100 ml nước

Chén, bát có sạch hơn

và tay vẫn còn nhờn Làm mờ vết bám

5 100 ml nước

Chén, bát có sạch hơn

và tay vẫn còn nhờn Làm mờ vết bám

* Phương án 2:

- Cân 35g quả Bồ Kết khô rồi đem nướng, sau đó đem đun sôi với 3 lít nước và để nguội Tiến hành lấy mỗi mẫu 100ml nước Bồ Kết để nguội hòa lần lượt với 0,5g, 1g, 1,2g bột vỏ Bưởi Sau đó rửa với 1 lượng dầu, mỡ như nhau Kết quả thu được ở bảng sau:

STT Nước Bồ

Kết (ml)

Bột vỏ Bưởi (g)

Hiệu quả tẩy rửa với dầu, mỡ trên bát, đĩa và

da tay

Hiệu quả tẩy rửa với vết bám chè,

cà phê trên chén,

đĩa

1 100 ml nước

Chén, bát có sạch hơn và tay vẫn còn hơi nhờn Làm mờ vết bám

2 100 ml nước

Chén, bát có sạch hơn và tay vẫn còn hơi nhờn Làm mờ vết bám

3 100 ml nước

Chén, bát có sạch hơn và tay vẫn còn hơi nhờn Làm mờ vết bám

* Phương án 3:

- Cân 45g quả Bồ Kết khô rồi đem nướng, sau đó đem đun sôi với 3 lít nước và để nguội Tiến hành lấy mỗi mẫu 100ml nước Bồ Kết để nguội hòa lần lượt với 0,5g, 1g, 1,2g bột vỏ Bưởi Sau đó rửa với 1 lượng dầu, mỡ như nhau Kết quả thu được ở bảng sau:

STT Nước Bồ

Kết (ml)

Bột vỏ Bưởi (g)

Hiệu quả tẩy rửa với dầu, mỡ trên bát, đĩa và da tay

Hiệu quả tẩy rửa với vết bám chè, cà phê trên chén, đĩa

1 100 ml nước

Bồ Kết

0,5 Chén, bát và tay

sạch dầu, mỡ

Làm mờ vết bám

2 100 ml nước

Bồ Kết

1 Chén, bát và tay

sạch dầu, mỡ

Làm mờ vết bám

3 100 ml nước

Bồ Kết

1,2 Chén, bát và tay

sạch bóng dầu, mỡ,

có mùi thơm tinh dầu bưởi

Làm sạch hoàn toàn vết bám

- Thử nghiệm.

Sau khi pha chế và khảo sát mức độ tẩy rửa của các công thức trên em thấy công thức : 15g bồ kết khô + 12g bột vỏ bưởi khô + 1 lít nước cho hiệu

quả tẩy rửa cao nhất.

Sản phẩm được pha chế theo công thức này em đã nhờ các thày, cô giáo trong tổ Sinh -Địa sử dụng và các thày cô đều đánh giá sản phẩm có tính tẩy rửa cao, không gây khô và bong da

2 Định tính Saponin (Chất tẩy rửa sinh học) trong sản phẩm dựa vào chỉ

số bọt.

Để xác định saponin, có rất nhiều cách, dựa trên các tính chất đặc trưng của nó, đơn giản là dựa trên tính chất tạo bọt Tính chất tạo bọt là tính chất đặc trưng nhất của saponin nên ta dùng tính chất này để định tính saponin dựa vào chỉ số bọt

Chỉ số bọt là độ pha loãng của nước sắc nguyên liệu có cột bọt cao 1cm sau khi lắc trong ống nghiệm, tiến hành trong điều kiện quy định

a Định tính saponin trong hột quả bồ kết:

Đun sôi 1gam nguyên liệu trong 100ml nước cất Giữ cho sôi nhẹ 30 phút Lọc; để nguội và thêm nước cất đến 100ml Lấy 10 ống nghiệm (16cm x 16mm), cho vào các ống nghiệm lần lượt 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ml nước sắc Thêm nước cất vào cho đủ 10ml Bịt miệng ống nghiệm, lắc theo chiều dọc của ống nghiệm trong 15 giây Để yên 15 phút; đo chiều cao các cột bọt

Chỉ số bọt được tính theo công thức: CSB = 10.d/c

CSB: chỉ số bọt d: chiều cao cột bọt (cm) c: Lượng mẫu trong ống nhiệm (gam) Kết quả: Chiều cao cột bọt trong tất cả các ống nghiệm đều dưới 1cm, tức là chỉ

số tạo bọt dưới 100 Vậy hột trái bồ kết không có saponin

b Định tính saponin trong vỏ quả bồ kết:

Đun sôi 0,05gam nguyên liệu trong 100ml nước cất Giữ cho sôi nhẹ 30 phút Lọc; để nguội và thêm nước cất đến 100ml Lấy 10 ống nghiệm (16cm x 16mm), cho vào các ống nghiệm lần lượt 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ml nước sắc Thêm nước cất vào cho đủ 10ml Bịt miệng ống nghiệm, lắc theo chiều dọc của ống nghiệm trong 15 giây Để yên 15 phút; đo chiều cao các cột bọt (Phụ lục 1) Kết quả được trình bày trong sau:

Ống d(cm) c(cm) CSB

CSB = 11.287

Kết luận: Vỏ trái bồ kết rất giàu saponin nên trước khi tiến hành ly trích

saponin em tách phần hột, chỉ dùng phần vỏ quả bồ kết

3 Định lượng Saponin (Chất tẩy rửa sinh học) trong vỏ quả bồ kết.

Cân 2kg quả bồ kết khô rồi tách hột thu được 1,6 kg vỏ quả Đem vỏ sấy

ở 600C cho đến khi khối lượng không đổi rồi xay thành bột khô được 1,5 kg bột nguyên liệu Bột nguyên liệu 1,5 kg được loại béo bằng cách tận trích với eter dầu hỏa (60-900C) (10 lít)trong dụng cụ Soxhlet với thời gian là 3 ngày Phơi khôi phần bã để đuổi dung môi Bã vỏ phơi khô được tiếp tục tận trích với alcol metil 50% ( 10lít) trong dụng cụ Soxhlet, trong 3 ngày Cô cạn dung môi ở 400C thu được cặn alcol (825 gam)

Qui trình được thực hiện theo sơ đồ sau:

Trang 12

Dịch trích eter dầu hỏa

- Sấy ở 60 0 C cho đến khối lượng không đổi

- Xay thành bột thô

Trái bồ kết khô (2kg)

- Tận trích với eter dầu hỏa (60-90 0 C) (10lít) trong Soxhlet, 3 ngày)

Bã

Bột nguyên liệu (1,5 kg)

- Phơi khô

- Tận trích với MeOH 50% (10lít) trong Soxhlet, 3 ngày)

- Tách

- Cô cạn ở 40 0 C

Cặn alcol (825 gam)

- Trộn với alumin (2kg); sấy khô

- Tận trích với MeOH: n-BuOH (1:9) (10lít,) trong Soxhlet, 3 ngày)

- Cô cạn ở 40 0 C

- Cô cạn ở 40 0 C

Cao eter dầu hỏa