NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PROTEIN CỦA HẠT CÂY CHÙM NGÂY TRONG XỬ LÍ NưỚC ĐỤC

MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ................................................................................................ 1 2. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................... 2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 2 4. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................... 2 5. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................... 2 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ........................................................... 3 7. Bố cục luận văn ................................................................................................. 3 CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN ....................................................................................... 4 1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY CHÙM NGÂY .............................................................. 4 1.1.1. Tên gọi ........................................................................................................ 4 1.1.2. Phân loại khoa học ...................................................................................... 4 1.1.3. Đặc điểm thực vật........................................................................................ 4 1.1.4. Phân bố sinh thái ......................................................................................... 6 1.1.5. Cách trồng ................................................................................................... 7 1.1.6. Sơ lƣợc về thành phần hóa học của cây chùm ngây .................................... 8 1.1.7. Thành phần dinh dƣỡng ............................................................................... 9 1.1.8. So sánh hàm lƣợng dinh dƣỡng với các thực phẩm khác........................... 10 1.1.9. Những nghiên cứu khoa học về chùm ngây ............................................... 11 1.1.10. Công dụng ............................................................................................... 14 1.2. NƢỚC VÀ CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC ................ 16 1.2.1. Tính chất chung của nƣớc ......................................................................... 16 1.2.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc ...................................................... 17 1.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ NƢỚC ............................................................ 18 1.3.1. Phƣơng pháp cơ học .................................................................................. 18 1.3.2. Phƣơng pháp hóa học và hóa lý ................................................................. 18 1.3.3. Phƣơng pháp vật lý .................................................................................... 18 1.3.4. Quá trình keo ............................................................................................. 18 1.3.5. Quá trình lọc nƣớc ..................................................................................... 19 1.4. Ô NHIỄM NƢỚC VÀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ NƢỚC BẰNG HẠT CHÙM NGÂY ....................................................................................................................... 20 1.4.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm nƣớc ................................................................ 20 1.4.2. Xử lí nƣớc bằng hạt chùm ngây................................................................. 21 1.4.3. Protein keo tụ từ chùm ngây ...................................................................... 21 CHƢƠNG 2.NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 23 2.1. NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT .................................................. 23 2.1.1. Thu gom và xử lí nguyên liệu .................................................................... 23 2.1.2. Dụng cụ ..................................................................................................... 23 2.1.3. Hóa chất .................................................................................................... 24 2.2. XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM ........................................................................................... 26 2.3. XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG TRO ....................................................................... 27 2.4. QUÁ TRÌNH CHIẾT SOXHLET HẠT CHÙM NGÂY19, 20, 22 ............. 28 2.4.1. Tách dầu từ hạt chùm ngây ....................................................................... 28 2.4.2. Tách protein từ bã đã tách dầu ................................................................... 28 2.5. QUI TRÌNH ĐIỀU CHẾ PROTEIN DẠNG BỘT .............................................. 29 2.5.1. Kết tủa protein ........................................................................................... 29 2.5.2. Tách kết tủa protein khỏi dung dịch .......................................................... 29 2.5.3. Tạo protein dạng bột.................................................................................. 30 2.6. XỬ LÍ NƢỚC NGHIÊN CỨU ........................................................................... 30 2.6.1. Mẫu nƣớc nghiên cứu ................................................................................ 30 2.6.2. Dịch chiết protein từ hạt chùm ngây trong NaCl ....................................... 30 2.6.3. Ứng dụng bột protein sau khi li tâm vào xử lí nƣớc đục............................ 31 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................... 32 3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HÓA LÝ ......................................... 32 3.1.1. Độ ẩm ........................................................................................................ 32 3.1.2. Hàm lƣợng tro ........................................................................................... 32 3.2. ỨNG DỤNG PROTEIN CHIẾT TÁCH TỪ HẠT CHÙM NGÂY TRONG XỬ LÍ NƢỚC ĐỤC .............................................................................................................. 33 3.2.1. Quá trình chuẩn bị mẫu nƣớc đục .............................................................. 33 3.2.2. Dịch chiết protein từ hạt chùm ngây trong NaCl ....................................... 34 3.3. QUI TRÌNH ĐIỀU CHẾ PROTEIN DẠNG BỘT .............................................. 37 3.3.1. Kết tủa protein ........................................................................................... 37 3.3.2. Tách kết tủa protein khỏi dung dịch .......................................................... 38 3.3.3. Tạo protein dạng bột.................................................................................. 38 3.3.4. Ứng dụng bột protein vào quá trình xử lí nƣớc đục ................................... 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 44

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA LÊ TRẦN TRÀ MY Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PROTEIN CỦA HẠT CÂY CHÙM NGÂY TRONG XỬ LÍ NƢỚC ĐỤC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƢ PHẠM Đà Nẵng, Năm 2016 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PROTEIN CỦA HẠT CÂY HÙM NGÂY TRONG XỬ LÍ NƢỚC ĐỤC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƢ PHẠM Sinh viên thực : LÊ TRẦN TRÀ MY Lớp : 12SHH Giáo viên hƣớng dẫn : PGS.TS LÊ TỰ HẢI Đà Nẵng, Năm 2016 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập –Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên : Lê Trần Trà My Lớp : 12SHH Tên đề tài: Nghiên cứu sử dụng protein hạt Chùm ngây xử lí nước đục Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ: - Nguyên liệu: hạt Chùm ngây - Hóa chất: dd NaCl, axeton - Dụng cụ: chiết soxhlet, chƣng ninh, bếp cách thủy, tủ sấy, lò nung, chén sứ, cân phân tích, bình tam giác có nút nhám,… Nội dung nghiên cứu - Xác định đặc tính hóa lý: độ ẩm, hàm lƣợng tro - Xác định thông số từ mẫu nƣớc đục: độ đục (NTU), độ pH, … - Xác định thông số sau xử lí nƣớc đục tự nhiên protein đƣợc tách từ hạt chùm ngây Giáo viên hƣớng dẫn : PGS.TS Lê Tự Hải Ngày giao đề tài : 04/2015 Ngày hoàn thành :12/2015 Chủ nhiệm khoa Giáo viên hƣớng dẫn PGS.TS Lê Tự Hải PGS.TS Lê Tự Hải Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày … tháng … năm 2016 Kết điểm đánh giá: Ngày .tháng năm 2016 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Lê Tự Hải giao đề tài tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ cho em suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành tốt khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn thầy cô công tác phòng thí nghiệm khoa Hóa trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Đà Nẵng nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em thời gian nghiên cứu làm khóa luận vừa qua Bƣớc đầu làm quen với nghiên cứu khoa học nên khóa luận không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp, bổ sung thầy cô để em thu nhận thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm cho thân sau Cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô sức khỏe, hạnh phúc thành công sống nhƣ nghiệp giảng dạy Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày tháng .năm 2016 Sinh viên Lê Trần Trà My MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Bố cục luận văn CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY CHÙM NGÂY 1.1.1 Tên gọi 1.1.2 Phân loại khoa học 1.1.3 Đặc điểm thực vật 1.1.4 Phân bố sinh thái 1.1.5 Cách trồng 1.1.6 Sơ lƣợc thành phần hóa học chùm ngây 1.1.7 Thành phần dinh dƣỡng 1.1.8 So sánh hàm lƣợng dinh dƣỡng với thực phẩm khác 10 1.1.9 Những nghiên cứu khoa học chùm ngây 11 1.1.10 Công dụng 14 1.2 NƢỚC VÀ CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC 16 1.2.1 Tính chất chung nƣớc 16 1.2.2 Các tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc 17 1.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ NƢỚC 18 1.3.1 Phƣơng pháp học 18 1.3.2 Phƣơng pháp hóa học hóa lý 18 1.3.3 Phƣơng pháp vật lý 18 1.3.4 Quá trình keo 18 1.3.5 Quá trình lọc nƣớc 19 1.4 Ô NHIỄM NƢỚC VÀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ NƢỚC BẰNG HẠT CHÙM NGÂY 20 1.4.1 Nguyên nhân gây ô nhiễm nƣớc 20 1.4.2 Xử lí nƣớc hạt chùm ngây 21 1.4.3 Protein keo tụ từ chùm ngây 21 CHƢƠNG 2.NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 23 2.1.1 Thu gom xử lí nguyên liệu 23 2.1.2 Dụng cụ 23 2.1.3 Hóa chất 24 2.2 XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM 26 2.3 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG TRO 27 2.4 QUÁ TRÌNH CHIẾT SOXHLET HẠT CHÙM NGÂY[19], [20], [22] 28 2.4.1 Tách dầu từ hạt chùm ngây 28 2.4.2 Tách protein từ bã tách dầu 28 2.5 QUI TRÌNH ĐIỀU CHẾ PROTEIN DẠNG BỘT 29 2.5.1 Kết tủa protein 29 2.5.2 Tách kết tủa protein khỏi dung dịch 29 2.5.3 Tạo protein dạng bột 30 2.6 XỬ LÍ NƢỚC NGHIÊN CỨU 30 2.6.1 Mẫu nƣớc nghiên cứu 30 2.6.2 Dịch chiết protein từ hạt chùm ngây NaCl 30 2.6.3 Ứng dụng bột protein sau li tâm vào xử lí nƣớc đục 31 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HÓA LÝ 32 3.1.1 Độ ẩm 32 3.1.2 Hàm lƣợng tro 32 3.2 ỨNG DỤNG PROTEIN CHIẾT TÁCH TỪ HẠT CHÙM NGÂY TRONG XỬ LÍ NƢỚC ĐỤC 33 3.2.1 Quá trình chuẩn bị mẫu nƣớc đục 33 3.2.2 Dịch chiết protein từ hạt chùm ngây NaCl 34 3.3 QUI TRÌNH ĐIỀU CHẾ PROTEIN DẠNG BỘT 37 3.3.1 Kết tủa protein 37 3.3.2 Tách kết tủa protein khỏi dung dịch 38 3.3.3 Tạo protein dạng bột 38 3.3.4 Ứng dụng bột protein vào trình xử lí nƣớc đục 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 DANH MỤC HÌNH Số hiệu Tên hình hình Trang 1.1 Cây chùm ngây (non) 1.2 Thân chùm ngây 1.3 Hoa chùm ngây 1.4 Hạt chùm ngây 1.5 Một trng trại tròng chùm ngây Châu Phi 1.6 Các thực phẩm khác đƣợc so sánh 11 1.7 Quá trình keo tụ hoá chất 19 1.8 Cơ chế keo tụ protein từ hạt chùm ngây 22 2.1 Chùm ngây 23 2.2 Lò nung 24 2.3 Tủ sấy 24 2.4 Máy đo độ đục 2100 AN IS, 230Vas 24 2.5 Máy đo pH 24 3.1 Dịch chiết protein NaCl 33 3.2 Mẫu nƣớc đục ban đầu 33 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Quá trình xử lí nƣớc từ dịch chiết protein hạt chùm ngây Ảnh hƣởng tỉ lệ dịch chiết protein NaCl đến xử lí nƣớc đục Tỉ lệ dịch chiết mẫu sau xử lí nƣớc đục Ảnh hƣởng pH đến xử lí nƣớc đục dịch chiết protein NaCl Tỉ lệ dịch chiết mẫu sau xử lí nƣớc đục Dịch chiết protein đƣợc kết tủa phƣơng pháp lạnh Quá trình li tâm để tách protein kết tủa khỏi dung dịch 34 35 35 36 37 38 38 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 Thử bột protein với biore Ảnh hƣởng tỉ lệ khối lƣợng bột protein chùm ngây sau li tâm đến việc sử lí nƣớc đục Mẫu nƣớc đục sau đƣợc xử lí theo tỉ lệ khối lƣợng bột protein chùm ngây sau li tâm Ảnh hƣởng pH đến xử lí nƣớc đục từ bột protein chùm ngây sau li tâm Tỉ lệ dịch chiết mẫu sau xử lí nƣớc đục 39 40 40 41 41 So sánh hiệu suất xử lí nƣớc dịch chiết protein 3.15 NaCl bột protein với môi trƣờng pH 42 khác 3.16 So sánh hiệu suất xử lí nƣớc dịch chiết protein NaCl bột protein với tỉ lệ khác 44 DANH MỤC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng 1.1 1.2 Phân tích hàm lƣợng dinh dƣỡng Moringa So sánh thành phần dinh dƣỡng 100g tƣơi khô thực phẩm khác Trang 9 3.1 Kết khảo sát độ ẩm 32 3.2 Kết khảo sát hàm lƣợng tro 32 3.3 Hiệu suất lý nƣớc đục theo tỉ lệ dịch chiết protein dung dịch NaCl 35 3.4 Hiệu suất xử lí nƣớc đục dựa vào pH nƣớc đục 36 3.5 Hệu suất xử lí nƣớc đục dựa vào khối lƣợng protein 39 3.6 Hiệu suất xử lí nƣớc đục dựa vào pH nƣớc đục 41 3.7 3.8 Quá trình xử lí nƣớc đục dịch chiết protein NaCl bột protein Quá trình xử lí nƣớc đục dịch chiết protein NaCl bột protein 42 44 mẫu nƣớc có pH lần lƣợt là: 6, 7, 8, 9, 10 Lấy tỉ lệ dịch chiết so với mẫu nƣớc tối ƣu cho vào cốc Tiếp theo mẫu nƣớc đục đƣợc để lắng vòng 24h trƣớc đem phân tích chất lƣợng nƣớc lắng Tất thí nghiệm đƣợc tiến hành nhiệt độ phòng 2.6.3 Ứng dụng bột protein sau li tâm vào xử lí nƣớc đục Sau xác định yếu tố tối ƣu nhằm tạo đƣợc hiệu suất tách protein khỏi hạt chùm ngây dung dịch NaCl Dịch chiết đƣợc giữ lạnh vòng 24 sau tiến hành li tâm thu đƣợc bột protein Sấy khô nhanh (để protein không bị biến tính) Từ thu đƣợc bột rắn protein chuẩn bị cho trình xử lí nƣớc đục a Ảnh hưởng khối lượng protein dạng bột lên trình xử lí nước đục Chuẩn bị cốc đựng 200ml nƣớc đục Khối lƣợng protein bột lần lƣợt: 0,01g 0,02g - 0,03g - 0,04g - 0,05g Cho bột protein chùm ngây vào khuấy nhẹ 20 phút, để yên vòng 24 lấy mẫu đo độ đục từ máy đo Kết số liệu đƣợc ghi lại b Ảnh hưởng môi trường pH đến khả xử lí nước đục protein dạng bột Chuẩn bị cốc đựng 200ml nƣớc đục với pH lần lƣợt: - - - - 10 Cho bột protein chùm ngây vào khuấy nhẹ 20 phút, để yên vòng 24 lấy mẫu đo độ đục từ máy đo Kết số liệu đƣợc ghi lại 31 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HÓA LÝ 3.1.1 Độ ẩm Bằng phƣơng pháp trọng lƣợng, độ ẩm hạt chùm ngây đƣợc xác định tổng hợp bảng 3.1 Bảng 3.1 Kết khảo sát độ ẩm STT m0 (g) m1 (g) m2 (g) W (%) 29,8630 5,0210 34,5220 7,21 30,2100 5,0185 34,8556 7,43 32,2302 5,0086 36,8491 7,78 WTB(%) 7,47  Kết luận: Độ ẩm trung bình 7,47% Đây hạt khô nên giá trị độ ẩm vừa xác định hợp lý 3.1.2 Hàm lƣợng tro Bằng phƣơng pháp trọng lƣợng, hàm lƣợng tro nguyên liệu đƣợc xác định tổng hợp bảng 3.2 Bảng 3.2 Kết khảo sát hàm lượng tro STT m0 (g) m1 (g) m3 (g) A(%) 29,8630 5,0210 30,0663 4,05 30,2100 5,0185 30,4167 4,12 32,2302 5,0086 32,4571 4,53 ATB(%) 4,23  Kết luận: Hàm lƣợng tro trung bình 4.23% Đây hàm lƣợng chất vô tồn hạt chùm ngây 32 3.2 ỨNG DỤNG PROTEIN CHIẾT TÁCH TỪ HẠT CHÙM NGÂY TRONG XỬ LÍ NƢỚC ĐỤC 3.2.1 Quá trình chuẩn bị mẫu nƣớc đục Sau xác định đƣợc yếu tố tối ƣu cần thiết nhằm tạo đƣợc hiệu suất chiết tách protein đạt cao Dịch chiết protein NaCl đƣợc đem xử lí nƣớc đục Hình 3.1 Dịch chiết protein NaCl Các thông số mẫu nƣớc đục ban đầu đƣợc lấy từ kênh gần trƣờng Đại học sƣ phạm, quận Liên Chiểu, Đà Nẵng (gần với nhà máy sản xuất nƣớc giải khát Cocacola) Độ đục (NTU) Độ pH Màu sắc 16 9,0 Vàng nâu Hình 3.2 Mẫu nước đục ban đầu 33 Quá trình xử lí nƣớc đục xảy nhƣ hình 3.2 dƣới Khi thành phần gây đục nƣớc bị kéo xuống từ từ theo tƣơng tác tĩnh điện phần tử gây đục nƣớc protein Do nƣớc độ màu nƣớc giảm rõ rệt để lại không màu Hình 3.3 Quá trình xử lí nước từ dịch chiết protein hạt chùm ngây 3.2.2 Dịch chiết protein từ hạt chùm ngây NaCl Tiến hành: Thu dịch chiết cho vào nƣớc đục theo tỉ lệ định khoảng pH nƣớc đục (chuẩn bị cốc đựng mẫu xử lí cốc chứa mẫu nƣớc đục ban đầu), khuấy nhẹ khuấy từ khoảng 20 phút để yên 24 Sau lấy mẫu nƣớc đục ban đầu với mẫu cốc xử lí đo độ đục Ghi số liệu tính hiệu suất xử lí nƣớc đục a Ảnh hưởng tỉ lệ dịch chiết protein NaCl/ nước đục đến khả làm nước Dịch chiết protein dung dịch NaCl sau đƣợc chuẩn bị qua yếu tố tối ƣu đƣợc thêm vào nƣớc đục để xử lí, sau để yên 24 đem đo độ đục Kết đƣợc trình bày bảng 3.7 dƣới Bảng 3.3 Hiệu suất xử lí nước đục theo tỉ lệ dịch chiết protein dung dịch NaCl Cốc Tỉ lệ dịch chiết / nƣớc đục : 60 : 80 1: 100 : 120 : 140 Hiệu suất lọc nƣớc (%) 52,75 54,83 50,00 43,50 42,25 34 Hiệu suất xử lí nƣớc (%) 60 50 40 30 20 10 Cốc mẫu xử lí Hình 3.4 Ảnh hưởng tỉ lệ dịch chiết protein NaCl đến xử lí nước đục Hình 3.5 Tỉ lệ dịch chiết mẫu sau xử lí nước đục  Kết luận: Dựa vào bảng số liệu kết trên, thấy đƣợc hiệu suất lọc nƣớc dịch chiết protein dung dịch NaCl tăng nhẹ từ 52,75% đến 54,83% (ứng với tỉ lệ : 60 → 1:80) sau giảm từ 54,83% xuống 42,25% (ứng với tỉ lệ : 80 → : 140) Điều đƣợc lý giải lúc đầu tỉ lệ dịch chiết nƣớc đục lớn nên lọc nƣớc hàm lƣợng protein dƣ phân bố nƣớc đục gây nên tƣợng đục nƣớc (1 : 60), sau đến tỉ lệ : 80 hiệu suất lọc nƣớc ổn định tăng nhƣng sau lại giảm giảm dịch chiết hòa tan nƣớc đục nồng độ protein nên hiệu lọc nƣớc lúc giảm theo Nhƣ vậy, hiệu lọc nƣớc tốt ứng với tỉ lệ dịch chiết / nƣớc đục 1:80 35 b Ảnh hưởng pH nước đục đến khả làm nước từ dịch chiết protein NaCl Dịch chiết protein dung dịch NaCl sau đƣợc chuẩn bị qua yếu tố tối ƣu đƣợc thêm vào nƣớc đục để xử lí Sau xác định đƣợc tỉ lệ dịch chiết xử lí nƣớc đục tốt (1 : 80), tiến hành cho vào mẫu cốc đựng 200ml nƣớc đục ứng với pH tăng lần lƣợt: - - - - 10 Tiếp đó, khuấy nhẹ 20 phút để yên vòng 24 đem đo độ đục Từ tính hiệu suất làm nƣớc Các giá trị đƣợc xác định qua máy đo độ đục đƣợc trình bày theo bảng 3.8 dƣới Bảng 3.4 Hiệu suất xử lí nước đục dựa vào pH nước đục Cốc pH nƣớc đục 6,0 7,0 8,0 9,0 10 40,92 55,33 59,08 54,83 54,05 Hiệu suất lọc nƣớc (%) Hiệu suất xử lí nƣớc (%) 70 60 50 40 30 20 10 10 Độ pH nƣớc đục Hình 3.6 Ảnh hưởng pH đến xử lí nước đục dịch chiết protein NaCl 36 Hình 3.7 Tỉ lệ dịch chiết mẫu sau xử lí nước đục  Kết luận: Dựa vào bảng số liệu kết trên, thấy đƣợc hiệu suất lọc nƣớc dịch chiết protein dung dịch NaCl tăng mạnh từ 40,92% đến 59,08% (ứng với pH → 8) sau giảm nhẹ từ 59,08% xuống 54,05% (ứng với pH → 10) Điều đƣợc lý giải protein hoạt động mạnh môi trƣờng pH khoảng → Nếu môi trƣờng kiềm hóa khả lọc nƣớc giảm mạnh biến tính protein bị gây tác nhân môi trƣờng pH 3.3 QUI TRÌNH ĐIỀU CHẾ PROTEIN DẠNG BỘT 3.3.1 Kết tủa protein Đây phƣơng pháp đặc hiệu tốt để kết tinh protein Quá trình kết tinh protein tiến hành cho dịch chiết vào môi trƣờng có nhiệt độ hạ thấp Để trình kết tinh dễ dàng ngƣời ta hạ nhiệt độ khoảng - 5oC đồng thời cho thêm 5ml axeton vào tạo điều kiện tốt cho trình kết tinh 37 Hình 3.8 Dịch chiết protein kết tủa phương pháp lạnh 3.3.2 Tách kết tủa protein khỏi dung dịch Lấy dịch chiết kết tủa nhiệt độ thấp cho vào ống nghiệm đƣợc làm lạnh trƣớc Tiến hành ly tâm vòng 15 phút với tốc độ trung bình… ta thu đƣợc kết tủa bám chặt dƣới đáy ống nghiệm phần dung dịch nằm Đổ phần dung dịch ta đƣợc protein dạng kết tủa Hình 3.9 Quá trình li tâm để tách protein kết tủa khỏi dung dịch 3.3.3 Tạo protein dạng bột Sau li tâm kết tủa thu đƣợc cho vào axeton sấy thật nhanh ta thu đƣợc protein dạng bột không bị biến tính Sau tiến hành thử protein dạng bột với biure để xác định đƣợc chất rắn sau li tâm có phải protein hay không 38 Hình 3.10 Thử bột protein với biure 3.3.4 Ứng dụng bột protein vào trình xử lí nƣớc đục Sau xác định yếu tố tối ƣu nhằm tạo đƣợc hiệu suất tách protein khỏi hạt chùm ngây dung dịch NaCl Dịch chiết đƣợc giữ lạnh vòng 24 sau tiến hành li tâm thu đƣợc bột protein Sấy khô nhiệt độ 50oC 24 (để protein không bị biến tính) Từ thu đƣợc bột rắn protein chuẩn bị cho trình xử lí nƣớc đục a Nghiên cứu ảnh hưởng bột protein chùm ngây đến khả lọc nước Chuẩn bị cốc đựng 200ml nƣớc đục Khối lƣợng protein bột lần lƣợt: 0,01g 0,02g - 0,03g - 0,04g - 0,05g Cho bột protein chùm ngây vào khuấy nhẹ 20 phút, để yên vòng 24 lấy mẫu đo độ đục từ máy đo Kết số liệu đƣợc trình bày bảng dƣới Bảng 3.5 Hiệu suất xử lí nước đục dựa vào khối lượng protein Cốc Khối lƣợng bột protein (g) Hiệu suất lọc nƣớc (%) 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 55,25 58,73 60,80 64,77 60,20 39 Hiệu suất xử lí nƣớc (%) 66 64 62 60 58 56 54 52 50 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Khối lƣợng protein bột chùm ngây (g) Hình 3.11 Ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng bột protein chùm ngây sau li tâm đến việc xử lí nước đục Hình 3.12 Mẫu nước đục sau xử lí theo tỉ lệ khối lượng bột protein chùm ngây sau li tâm  Kết luận: Dựa vào bảng số liệu kết trên, thấy đƣợc hiệu suất lọc nƣớc protein tăng từ 55,25% đến 64,77% ( ứng với khối lƣợng protein từ 0,01 đến 0,04g) sau giảm nhẹ từ 64,77% xuống 60,20% (ứng với khối lƣợng protein từ 0,04 đến 0,05g) Điều đƣợc lý giải protein sau tách hoàn toàn cho vào nƣớc đục để xử lí theo tỉ lệ định (đã nghiên cứu từ nghiên cứu sơ đề tài hoàn thành trƣớc đó) tạo trình keo tụ tốt, xử lí đƣợc độ đục nƣớc nhƣ màu nƣớc (trƣớc có màu vàng nâu), nhiên khối lƣợng protein cho vào 0,05g 200ml nƣớc đục nhận thấy đo độ đục lại giảm Có thể giải thích khối lƣợng protein tham gia xử lí nƣớc lớn mức cần nên hàm lƣợng lại làm đục gây nên hiệu suất xử lí nƣớc giảm sau 40 b Nghiên cứu ảnh hưởng pH nước đục đến trình xử lí nước đục bột protein Chuẩn bị cốc đựng 200ml nƣớc đục với pH lần lƣợt: - - - - 10 Cho 0,04g bột protein chùm ngây vào khuấy nhẹ 20 phút, để yên vòng 24 lấy mẫu đo độ đục từ máy đo Kết số liệu đƣợc trình bày bảng dƣới Bảng 3.6 Hiệu suất xử lí nước đục dựa vào pH nước đục Cốc pH nƣớc đục 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10 65,18 71,50 71,17 66,23 64,77 45,03 Hiệu suất lọc nƣớc (%) Hiệu suất xử lí nƣớc (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 10 pH nƣớc đục Hình 3.13 Ảnh hưởng pH đến xử lí nước đục từ bột protein chùm ngây sau li tâm Hình 3.14 Tỉ lệ dịch chiết mẫu sau xử lí nước đục 41  Kết luận: Dựa vào bảng số liệu kết trên, thấy đƣợc hiệu suất lọc nƣớc protein giảm nhẹ từ 71,50% đến 64,77% ( ứng với pH → 9) sau giảm mạnh từ 64,77% xuống 45,03% (ứng với pH → 10) Điều đƣợc lý giải protein hoạt động mạnh môi trƣờng pH khoảng → Nếu môi trƣờng kiềm khả lọc nƣớc giảm mạnh biến tính protein bị gây tác nhân môi trƣờng pH Khi protein bị biến tính khả lọc nƣớc bị suy giảm hay không 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A KẾT LUẬN Qua luận văn thu đƣợc kết sau: Xác định đƣợc độ ẩm nhƣ hàm lƣợng tro hạt chùm ngây Xác định khả xử lí nƣớc đục từ dịch chiết protein NaCl sau xác định yếu tố tối ƣu trên:  Tỉ lệ dịch chiết / nƣớc đục đạt hiệu suất xử lí tốt ứng với tỉ lệ : 80 (H = 59,08%)  Ảnh hƣởng pH nƣớc đục đến khả xử lí nƣớc dịch chiết tốt ứng với pH = (H = 54,83%) Xác định khả xử lí nƣớc đục bột protein chùm ngây:  Tỉ lệ khối lƣợng / nƣớc đục đạt hiệu suất xử lí tốt ứng với tỉ lệ 0,04g / 200ml nƣớc đục (H = 64,77%)  Ảnh hƣởng pH nƣớc đục đến khả xử lí nƣớc dịch chiết tốt ứng với pH = (H = 71,50%) B KIẾN NGHỊ Cần nghiên cứu để đánh giá đầy đủ xác trình xử lí nƣớc đục từ protein hạt chùm ngây Nghiên cứu chiết tách protein từ thực vật khác Nghiên cứu khả xử lý tiêu khác môi trƣờng nƣớc protein 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bộ Tài nguyên Môi trƣờng Việt Nam (MONRE) (2006), Báo cáo môi trường quốc gia [2] Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hóa học kỹ thuật xử lí nước, NXB Thanh Niên Hà Nội [3] Nguyễn Tiến Bân (2003), Danh mục loài thực vật Việt Nam Tập II, NXB Nông nghiệp, Hà Nội [4] Phan Văn Chi (2006), Proteomics: Khoa học hệ protein, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam [5] Võ Văn Chi (1999), Từ điển thuốc Việt Nam, Nhà xuất y học, Hà Nội [6] Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi (2002), Cơ sở Hoá Học Phân Tích, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [7] Lê Đăng Doanh, Phan Tống Sơn (1977), hực hành hóa học h u dịch , NXB KHTN [8] Nguyễn Văn Đàn (2005), Chuy n đề số hợp chất thi n nhi n, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [9] Lê Thị Anh Đào (chủ biên), Đặng Văn Liếu (2007), Thực hành hóa học h u cơ, NXB Đại học sƣ phạm [10] Phạm Hoàng Hộ (1992), Cây cỏ iệt Nam, Montreal, II [11] Trịnh Xuân Lai, Xử lí nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội, 2004 [12] Đỗ Tất Lợi (1986), Nh ng thuốc vị thuốc Việt Nam, NXB KHKT, Hà Nội [13] Từ Vọng Nghi, Huỳnh Văn Trung, Trần Tứ Hiếu (1986), phân tích nước, NXB Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội [14] Cao Đăng Nguyên (2007), Giáo trình Công nghệ Protein, Nhà xuất Đại học Huế, Huế [15] Hồ Viết Quý (2005), Các phương pháp phân tích công cụ hóa học đại NXB Đại học Sƣ phạm 44 [16] Đỗ Đình Rãng (chủ biên), Đặng Đình Bạch, Nguyễn Thị Thanh Phong, Hóa học h u cơ_ ập I,II,III, NXB Giáo dục [17] Nguyễn Đình Triệu (2005), Các phương pháp phân tích vật l hóa l , tập II, NXB KH-KT Tiếng Anh [18] Grabow W.O.K., Slabert J L., Morgan W.S.G, Jahn S.A.A (1985), Toxicity and mutagenicity evaluation of water coagulated with Moringa Oleifera seed preparation using fish, protozoan, bacterial, emzyme and Ames Salmonella assays, Water S.A., Vol.11, No.1 [19] Jahn S.A.A (1988), Using Moringa oleifera seeds as coagulant in developing countries, J Am Water Works Assoc., Vol 80, No [20] National Research Council (27 tháng 10 năm 2006), “Moringa”.Lost Crops of Africa: Volume II: Vegetables Lost Crops of Africa [21] Pritchard M., Craven T., Mkandawire T., Edmondson A S and O’Neillc J.G (2010), A study of the parameters affecting the effectiveness of Moringa oleifera in drinking water purification, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, Vol 35, No 13-14, 791-797 [22] Pritchard M, Craven T., Mkandawire T., Edmondson A.S and O’Neillc J.G (2010), A comparison between Moringa oleifera and chemical coagulants in the purification of drinking water – An alternative Website tham khảo [23] http://locnuochaiphong.com.vn/tam-quan-trong-cua-protein-trong-cuoc- song.html [24] http://www.sinhhocvietnam.com/forum/showthread.php?t=3019 [25] http://ns.mard.gov.vn/index.php?language=vi&nv=news&op=Tin-Quoc-te/Xu- ly-nuoc-sach-bang-hat-cay-chum-ngay-20254 45 [...]... ích từ loài cây này 2 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu khả năng keo tụ của protein từ hạt cây chùm ngây, ứng dụng nó trong việc xử lí nƣớc đục 3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng: hạt chùm ngây - Phạm vi nghiên cứu:  Xác định hàm lƣợng tro, độ ẩm của hạt chùm ngây  Chuẩn bị các mẫu nƣớc tự nhiên  Thử hoạt tính làm trong nƣớc từ protein đƣợc chiết  Kết tủa protein và ứng dụng làm trong nƣớc... độ đục của nƣớc, nồng độ chùm ngây, gradient vận tốc khuấy trộn, thời gian khuấy trộn dịch chùm ngây vào nƣớc Do vậy, nghiên cứu này nhằm đánh giá khả năng keo tụ của chùm ngây để cải thiện chất lƣợng một vài nguồn nƣớc khác nhau ở Việt Nam Vì thế, tôi chọn đề tài khoá luận Nghiên cứu sử dụng protein của hạt 1 cây Chùm ngây trong xử lí nước đục hi vọng góp thêm một phần nào đó nhằm khai thác tác dụng. .. Ấn Độ đã biết xử lí nƣớc bằng bột hạt chùm ngây trƣớc khi dùng để uống 1.4.3 Protein keo tụ từ chùm ngây Cây chùm ngây là một loài cây nhiệt đới, 14 loài đã đƣợc xác định cho đến nay và tất cả đều có tính chất làm keo tụ Các nghiên cứu gần đây đều tập trung nghiên cứu quá trình xử lí nƣớc từ protein chiết xuất từ hạt của cây chùm ngây Các bộ phận khác nhau nhƣ lá, rễ, hạt, vỏ cây và trái cây, có nhiều... pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lý thuyết Tổng quan tài liệu, tìm hiểu thực tế về cây chùm ngây 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm Phương pháp vật lý - Thu gom, phân loại và xử lí mẫu hạt chùm ngây - Xác định độ ẩm của hạt - Xác định hàm lƣợng tro của hạt Phương pháp hóa học - Xác định các thông số từ các mẫu nƣớc đục: độ đục (NTU), độ pH, … - Xác định các thông số sau khi xử lí nƣớc đục tự nhiên bằng protein. .. từ hạt chùm ngây 5 Nội dung nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu lý thuyết - Cây chùm ngây: Mô tả, đặc điểm sinh thái - Phƣơng pháp kết tủa protein - Phƣơng pháp xác định các thông số từ các mẫu nƣớc đục: độ đục (NTU), độ pH 2 5.2 Nghiên cứu thực nghiệm - Xử lí mẫu: Thu thập, phân loại, rửa, sấy… - Chuẩn bị các mẫu nƣớc đục tự nhiên, xác định các thông số của từng mẫu nƣớc - Tiến hành quy trình xử lí nƣớc đục. .. nhân tạo Trong số các vật liệu tự nhiên đã đƣợc thử nghiệm nhƣ gạo hay chitosan, hạt cây chùm ngây (Moringa oleifera) đã chứng tỏ là một trong các chất keo tụ ứng dụng trong xử lí nƣớc có hiệu quả nhất Từ những năm 80 của thế kỷ trƣớc, chùm ngây đã đƣợc quan tâm nghiên cứu làm vật liệu xử lí nƣớc ở các góc độ khác nhau: các hoạt chất có chức năng keo tụ chủ yếu nằm trong hạt cây, các phần của cây đều... thần kinh 1.1.9 Những nghiên cứu khoa học về chùm ngây Chùm ngây đƣợc xem là một cây đa dụng, rất hữu ích tại những quốc gia nghèo thuộc “Thế giới thứ ba” nên đã đƣợc nghiên cứu khá nhiều về các hoạt tính dƣợc dụng, giá trị dinh dƣỡng và công nghiệp Đa số các nghiên cứu đƣợc thực hiện tại Ấn Độ, Philippines… 11 - Tính cách đa dụng của cây chùm ngây Nghiên cứu rộng rãi nhất về giá trị của Moringa oleifera... thành của một vùng của các hạt tích điện âm và tích điện dƣơng Khi đó các hạt va chạm và trung hòa điện tích, hình thành cấu trúc lƣới liên kết nhƣ mô tả ở hình dƣới Và hiệu suất làm trong nƣớc đục có thể đƣợc giải thích là do tỷ lệ thấp của sự tƣơng tác của các hạt trong nƣớc nhƣ vậy Hình 1.8 Cơ chế keo tụ của protein từ hạt chùm ngây 22 CHƢƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUYÊN LIỆU, DỤNG... cho thấy chùm ngây có thể đƣợc sử dụng để điều trị đến hơn 300 căn bệnh Đặc biệt, hợp chất zeatin, với năng lực chống lão hóa mạnh mẽ, trong chùm ngây cao gấp vài ngàn lần so với bất kỳ một loại cây nào khác Thêm vào 15 đó, chùm ngây cũng có 2 loại hợp chất phòng ung thƣ và chặn đứng sự tăng trƣởng của khối u, khiến cây đƣợc mệnh danh là loại cây phòng ung thƣ Hạt khô của cây có thể đƣợc ứng dụng để... chuột thử Tác dụng ngừa thai của rễ chùm ngây đƣợc cho là do nhiều yếu tố phối hợp (Journal of Ethnopharmacology Số 22-1988) - Hoạt tính kháng sinh của hạt chùm ngây 4 (alpha-L-Rhamnosyloxy)benzyl isothiocyanate đƣợc xác định là có hoạt tính kháng sinh mạnh nhất trong các hoạt chất trích từ hạt chùm ngây (trong hạt chùm ngây còn có benzyl isothiocyanate) Hợp chất trên ức chế sự tăng trƣởng của nhiều vi