Nghiên cứu chiết tách phẩm nhuộm màu Annatto theo độ chín của hạt điều nhuộm ở Gia Lai

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÙI THỊ MỸ LỆ NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH PHẨM NHUỘM MÀU ANNATTO THEO ĐỘ CHÍN CỦA HẠT ĐIỀU NHUỘM Ở GIA LAI Công trình ñược hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: GS.TS ĐÀO HÙNG CƯỜNG Phản biện 1: TS TRỊNH ĐÌNH CHÍNH Phản biện 2: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 60 44 27 Luận văn ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ khoa học họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 30 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC tháng 11 năm 2012 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng Đà Nẵng - Năm 2012 Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU chín hạt ñiều nhuộm Gia Lai” nhằm ứng dụng rộng rãi LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Từ xa xưa, ông bà ta ñã biết dùng nhiều loại có tự nhiên ñể chữa bệnh hiểm nghèo, ñể nhuộm màu thực phẩm vừa làm ñẹp ăn, vừa tăng giá trị dinh dưỡng ñó có ñiều nhuộm [1] Ngày nay, ñời sống người dân phát triển giá trị chất màu tự nhiên thực phẩm góp phần phát triển công nghiệp nước ta ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Chúng sử dụng hạt ñiều nhuộm ñược hái thành phố Pleiku – Gia Lai dịch chiết từ hạt ñiều nhuộm MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU thực phẩm không dừng giá trị dinh dưỡng mà bao Mục ñích ñề tài ñưa hai quy trình chiết tách hàm giá trị thẩm mỹ vấn ñề an toàn cho người sử dụng Để tạo phẩm màu annatto từ hạt ñiều nhuộm xác ñịnh hàm lượng phẩm cho thực phẩm có tính cảm quan cao phương diện màu sắc, màu lớn thu ñược nhằm thay chất màu tổng hợp sử dụng ngành công nghệ thực phẩm chủ yếu sử dụng chất màu tổng hợp chế biến số sản phẩm thực phẩm (mặc dù có số chất màu ñược phép sử dụng) Tuy nhiên, vấn ñề PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU an toàn ñối với sức khoẻ người bị ñe dọa hình 4.1 Nghiên cứu lý thuyết thành sản phẩm phụ bất lợi Mặc khác, chất màu thực phẩm - Thu thập, tổng hợp, phân tích tài liệu, tư liệu chủ yếu ñều ñược nhập từ nước với giá thành cao nên nước ñặc ñiểm hình thái thực vật, thành phần hóa học, tác hiệu kinh tế bị hạn chế dụng dược lý hạt ñiều nhuộm Cây ñiều nhuộm ñược trồng phổ biến Việt Nam Chất - Tổng hợp tài liệu phương pháp chiết tách hợp chất màu bixin -thành phần hạt ñiều nhuộm không cho màu thiên nhiên sắc ñẹp, hấp dẫn mà có nhiều tính chất quý báu khả 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm chống ung thư, làm dịu gan, làm cân kéo dài chức gan - Phương pháp lấy mẫu, thu hái xử lý mẫu ñối với bệnh viêm gan, tốt với bệnh cao cholesterol, có tác dụng - Phương pháp phân tích trọng lượng ñể xác ñịnh thông chăm sóc da, chống tác ñộng tia tử ngoại, lợi tiểu… [26] Xuất phát từ nhu cầu sử dụng chất màu ñỏ thực phẩm diện tích trồng ñiều nhuộm lớn nước, chọn ñề tài “Nghiên cứu chiết tách phẩm nhuộm màu annatto theo ñộ Footer Page of 126 số hóa lý xác ñịnh ñiều kiện chiết tối ưu - Phương pháp phân hủy mẫu phân tích (tro hóa mẫu) - Phương pháp chiết chưng ninh dung môi nước dung môi NaOH Header Page of 126 - Phương pháp vật lý: quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) CHƯƠNG TỔNG QUAN ñể xác ñịnh hàm lượng số kim loại nặng có mẫu tro hoá, 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÂY ĐIỀU NHUỘM quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS ñể khảo sát bước sóng hấp thụ, 1.1.1 Sơ lược ñiều nhuộm quang phổ hồng ngoại IR ñể xác ñịnh nhóm nguyên tử có hợp chất ñược phân tích Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Từ nội dung nghiên cứu ñược ñề luận văn, Tên thường gọi: Cây ñiều nhuộm, ñiều màu, cà-ri (hình 1.1) Tên khoa học: Bixa orellana L (bắt nguồn từ tên nhà thám hiểm người Tây Ban Nha Francisco de Orellana) thu ñược thông tin có ý nghĩa khoa học hạt loại ñược trồng phổ biến nước ta: thiết lập ñược quy trình công nghệ chiết tối ưu phẩm màu annatto từ hạt ñiều nhuộm, số tiêu vật lý hạt ñiều nhuộm, ñịnh danh số thành phần dịch chiết loại ñiều nhuộm cho hàm lượng phẩm màu annatto cao ñể xác ñịnh thời ñiểm thu hoạch CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Luận văn gồm 69 trang Toàn luận văn có 13 bảng, 26 hình vẽ ñồ thị trình bày kết nghiên cứu Hình 1.1 Cây ñiều nhuộm thời ñiểm trái non 1.1.2 Nguồn gốc ñiều nhuộm Kết cấu bao gồm: 1.1.3 Đặc tính thực vật ñiều nhuộm Mở ñầu 1.1.4 Cây ñiều nhuộm Việt Nam Chương Tổng quan 1.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY ĐIỀU NHUỘM Chương Nguyên liệu phương pháp nghiên cứu 1.3 CẤU TRÚC CHẤT MANG MÀU Chương Kết thảo luận 1.3.1 Công thức phân tử Phần kết luận kiến nghị 1.3.2 Công thức cấu tạo Tài liệu tham khảo Footer Page of 126 Header Page of 126 1.3.2.1 Công thức cấu tạo bixin 1.4.2.3 Phương pháp hòa tan dung môi 1.5 CÂY ĐIỀU NHUỘM TRONG Y HỌC Cis-bixin HO C 1.5.1 Được sử dụng loại thảo dược O C O CH3 O 1.5.2 Hoạt tính sinh học bixin norbixin 1.6 ỨNG DỤNG CỦA PHẨM MÀU HẠT ĐIỀU TRONG CUỘC O Trans-bixin HO C CH3 C SỐNG O 1.6.1 Trong thực phẩm O 1.3.2.2 Công thức cấu tạo norbixin 1.6.2 Trong ngành công nghiệp vải sợi O 1.7 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Trans-norbixin HO C C OH O CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cis-norbixin HO 2.1 NGUYÊN LIỆU C O Chúng chọn ñiều nhuộm thành phố Pleiku – Tỉnh Gia Lai ñể nghiên cứu Các loại non già có ñược thu C O OH 1.3.3 Tính chất norbixin bixin hái ñợt theo ñộ tuổi: mẫu (30/7/2012), mẫu (13/8/2011), mẫu (5/9/2011), mẫu (3/10/2011) 1.3.3.1.Tính chất vật lý 1.3.3.2.Tính chất hóa học 1.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH PHẨM MÀU ANNATTO 1.4.1 Nguyên tắc chiết tách phẩm màu annatto 1.4.2 Các phương pháp 1.4.2.1 Sự trích ly học 1.4.2.2 Phương pháp kết tinh Hình 2.1 Cây ñiều nhuộm Gia Lai 2.2 XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU BAN ĐẦU 2.1.1 Phân loại ñiều nhuộm Footer Page of 126 Header Page of 126 10 Quả ñiều sau hái ñược phân loại sau: - Mẫu - ñiều nhuộm non: có vỏ màu xanh ñậm, vỏ mềm giòn nhân nhẹ Khi dùng dao lam chẻ ñôi hạt thấy cơm bên hạt có màu trắng ñục - Mẫu 1-2 - hạt ñiều nhuộm già: màng gắn bên vỏ có - Mẫu - ñiều nhuộm già: có vỏ màu xanh thẫm, vỏ cứng khó bấm - Mẫu - ñiều nhuộm già: ñiều nhuộm có vỏ màu xám, hạt to ñều, hạt màu ñỏ, khô, cứng, mùi hạnh nhân nồng Khi dùng dao lam chẻ ñôi hạt thấy cơm bên hạt có màu vàng - Mẫu 1-3 - hạt ñiều nhuộm già: màng gắn bên vỏ có màu nâu, vỏ cứng khó bấm - Mẫu - ñiều nhuộm chín: ñiều nhuộm có vỏ màu nâu ñen, ñen, vỏ cứng, khó bấm thường bị nứt (hình 2.2) màu xám, hạt to ñều, hạt màu ñỏ thẫm, khô, cứng, mùi hạnh nhân nồng Khi dùng dao lam chẻ ñôi hạt thấy cơm bên hạt có màu ñỏ - Mẫu 1-4 - hạt ñiều nhuộm chín: Màng gắn bên khô có màu nâu ñen, ñen, hạt lép, màu ñỏ thẫm, cứng, mùi hạnh nhân nồng Khi dùng dao lam chẻ ñôi ta thấy cơm bên hạt có màu ñỏ ñậm Hình 2.2 Mẫu ñiều nhuộm ñược hái theo ñộ chín 2.1.2 Phân loại hạt Sự phân loại mẫu theo hình dạng màu sắc vỏ có ñộ xác không cao nên tiến hành phân loại lại lần theo cách phân loại hạt bên ñiều nhuộm: dùng tay bóp ñôi ñiều nhuộm phân chia theo bốn loại sau (hình 2.3): - Mẫu 1-1 - hạt ñiều nhuộm non: màng gắn bên vỏ có màu trắng, hạt nhỏ ñều, thưa, màu ñỏ tươi, ướt, mềm, mùi hạnh Footer Page of 126 M M Hình 2.3 Mẫu hạt ñiều nhuộm ñược hái theo ñộ chín 2.3 THIẾT BỊ - DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 2.3.1 Thiết bị - dụng cụ 2.3.2 Hóa chất Header Page of 126 11 12 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.7 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH PHẨM MÀU 2.4.1 Các phương pháp quang phổ ANNATTO 2.4.1.1 Phương pháp quang phổ hồng ngoại (IR) Sơ ñồ nội dung nghiên cứu ñề tài ñược trình bày hình 2.5 2.4.1.2 Phương pháp ño quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS Nguyên liệu hạt ñiều nhuộm (4 mẫu theo ñộ tuổi) Xác ñịnh số hóa lý 2.4.1.3 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) Độ ẩm 2.4.2 Phương pháp trọng lượng 2.4.2.1 Xác ñịnh ñộ ẩm Hàm lượn g tro Hàm lượng kim loại 2.4.2.2 Hàm lượng tro 2.4.2.3 Hàm lượng số kim loại 2.4.3 Phương pháp chiết khảo sát ñiều kiện chiết phẩm Chưng ninh mẫu với dung môi nước Chưng ninh mẫu với dung môi NaOH màu annatto từ hạt ñiều nhuộm Các dịch chiết 2.4.3.1 Phương pháp chiết 2.4.3.2 Khảo sát ñiều kiện chiết theo phương pháp trọng lượng Đo UV - VIS 2.5 KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG PHẨM MÀU Chọn mẫu có hàm lượng màu lớn ANNATTO 2.5.1 Kiểm tra ñịnh tính 2.5.2 Kiểm tra ñịnh lượng 2.6 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG TỔNG PHẨM MÀU % chất màu = 100 x (A/A1%1cm) x (F/W) Trong ñó: A mật ñộ quang dung dịch mẫu phân tích, A1%1cm mật ñộ quang dung dịch chuẩn Khảo sát ñiều kiện chiết tối ưu: - Nồng ñộ - Nhiệt ñộ - Thời gian - Tỉ lệ rắn/lỏng Dịch chiết 1.Axit hóa 2.Lọc kết tủa, sấy khô Annatto thô Đo UV-VIS, IR a hệ số hấp thụ ánh sáng dung dịch chuẩn (g-cm) Hàm lượng kim loại Kiểm tra, ñánh giá chất lượng , ñịnh lượng phẩm màu Hình 2.5 Sơ ñồ nghiên cứu Footer Page of 126 Header Page of 126 13 14 Căn vào quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam ngày 18/02/2011 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ SỐ HÓA LÝ CỦA HẠT Bộ Y Tế giới hạn ô nhiễm kim loại nặng tối ña cho phép ĐIỀU NHUỘM rau sấy khô, ñịnh Bộ Y tế số 27/2010/TT - BYT ngày 3.1.1 Độ ẩm 20 tháng 05 năm 2010 tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm Trong thành phần hạt mẫu hạt ñiều 1- 4, có ñộ ẩm 17.088 số hàm lượng kim loại nặng tối ña cho phép kg rau % nước Các thành phần khác chiếm tỷ lệ lại Trong trình sấy khô, ñối với Cd: mg/kg, Pb: 2mg/kg, As: 3mg/kg thấy làm khô, nước bay có số tinh dầu hạt ñiều thành phần kim loại nặng hạt ñiều bảng kết 3.3 nhuộm bay thành phần chủ yếu bay hàm lượng cho phép sử dụng, an toàn, không ảnh hưởng ñến nước nên gọi ñộ ẩm tương ñối Vậy với hạt ñiều mẫu 1-4 sức khoẻ người (chín) thu hái ñóng gói sấy sơ 3.2 QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH PHẨM MÀU ANNATTO 3.1.2 Hàm lượng tro BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHƯNG NINH Hàm lượng tro mẫu hạt ñiều tương ñối thấp 3.2.1 Chưng ninh với dung môi nước Chứng tỏ kim loại hạt ñiều nhuộm ít, chủ yếu chứa Bảng 3.4 Mật ñộ quang theo ñộ tuổi mẫu hạt ñiều dung hợp chất hữu Sự biến ñổi hàm lượng tro không lớn cho môi nước thấy trình phát triển lượng oxit hạt ñiều nhuộm không λ (nm) nhiều Chúng lấy mẫu có hàm lượng tro lớn (mẫu 1-4) ñể ñi Mật ñộ quang (D) Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu xác ñịnh hàm lượng kim loại 479 1.2472 1.6034 2.7324 1.9666 3.1.3 Hàm lượng số kim loại 452 1.4142 1.9843 3.2148 2.4362 Bảng 3.3 Hàm lượng số kim loại hạt ñiều nhuộm mẫu 1-4 Cd2+ Pb2+ As2+ Kết quả(mg/l) 0.0067 0.0136 0.0084 Kết (mg/kg) 0.0335 0.0679 0.0420 Kim loại Hàm lượng cho phép (mg/kg) [1] Footer Page of 126 Dựa vào phổ UV – Vis cho thấy mẫu (mẫu hạt ñiều nhuộm già) có mật ñộ quang D cao nhất, tương ứng với hàm lượng phẩm màu annatto lớn Mẫu 1và có hàm lượng phẩm màu annatto mẫu 1, non hàm lượng phẩm màu Mẫu có mật ñộ quang cao dung môi nước lượng norbixin tan tốt Header Page of 126 15 16 nước Mẫu chín nên thành phần mang màu chủ yếu Bảng 3.6 Ảnh hưởng nồng ñộ dung dịch NaOH ñến % chất kết tủa bixin tan nước làm cho hàm lượng màu giảm có màu 3.2.2 Chưng ninh với dung môi NaOH Nồng Bảng 3.5 Mật ñộ quang theo ñộ tuổi mẫu hạt ñiều STT dung môi NaOH λ (nm) ñộ % chất m0 (g) m1 (g) m2 (g) m (g) NaOH Mật ñộ quang (D) kết tủa có màu 0.2M 10.012 1.517 3.293 1.776 17.739 Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu 0.4M 10.009 1.596 3.853 2.257 22.550 479 0.8674 1.7031 1.8765 2.5716 0.6M 10.006 1.597 3.711 2.114 21.127 452 0.9351 1.9943 2.8785 3.6314 0.8M 10.014 1.565 3.722 2.157 21.539 1M 10.011 1.551 3.835 2.284 22.815 Dựa vào phổ UV – Vis cho thấy mẫu (mẫu hạt ñiều nhuộm chín) có mật ñộ quang D cao nhất, tương ứng với hàm lượng phẩm màu annatto lớn Mẫu 1, có hàm lượng phẩm màu annatto mẫu 1, non hàm lượng phẩm màu Mẫu có mật ñộ quang thấp mẫu mẫu lúc hạt ñến giai ñoạn chín lượng bixin nhiều ñồng thời bixin tan tốt dung môi kiềm làm cho mật ñộ quang mẫu cao Mặt khác, hai dung môi nước kiềm, lượng norbixin bixin tan kiềm nhiều nên chọn dung môi NaOH làm dung môi mẫu 1-4 ñể chưng ninh chiết phẩm màu annatto 3.3 KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH PHẨM MÀU ANNATTO 3.3.1 Khảo sát nồng ñộ dung dịch NaOH tối ưu Footer Page of 126 Từ kết thực nghiệm ta thấy nồng ñộ dung môi NaOH 0.4M hàm lượng chất kết tủa có màu cao so với nồng ñộ NaOH khác Với dung môi NaOH 0.6M 0.8M, hàm lượng chất kết tủa có màu gần dung môi NaOH 0,4M Điều cho thấy nồng ñộ NaOH 0.4M phản ứng chuyển hóa chất màu ñã xảy gần hoàn toàn, nồng ñộ NaOH 1M phần trăm chất kết tủa có màu cao NaOH dư tạo muối chất màu chiết ñược Vậy chọn nồng ñộ dung dịch NaOH tối ưu 0.4M Header Page of 126 17 18 3.3.2 Khảo sát theo tỉ lệ R/L tối ưu 3.3.3 Khảo sát theo thời gian chiết tối ưu Bảng 3.7 Ảnh hưởng thể tích NaOH ñến phần trăm chất kết tủa Bảng 3.8 Ảnh hưởng thời gian ñến % chất kết tủa có màu có màu NaOH Thể tích STT KOH % chất m0 (g) m1 (g) m2 (g) m (g) (ml) kết tủa STT 10.040 1.587 4.707 3.120 31.476 10.001 1.506 4.808 3.302 32.017 10.026 1.517 1.829 3.346 33.373 10.030 1.597 4.903 3.306 32.965 10.070 1.565 4.819 3.254 32.314 có màu 80 10.015 1.549 3.475 1.926 19.231 100 10.004 1.586 4.162 2.576 25.750 120 10.006 1.515 4.597 3.082 30.802 140 10.005 1.517 4.771 3.254 32.514 160 10.008 1.561 4.912 3.351 33.483 180 10.010 1.596 4.969 3.373 33.696 200 10.012 1.572 4.917 3.345 33.410 % chất kết tủa có màu Thời gian (h) m0 (g) m1 (g) m2 (g) m (g) Từ bảng 3.8 cho thấy kéo dài thời gian không làm tăng thêm hiệu chiết Thời gian chiết tối ưu giờ, tiếp tục tăng Từ bảng 3.7 cho thấy mẫu thứ tự (10.008/160ml) ñạt hàm thời gian chưng ninh lượng chất kết tủa có màu không tăng thêm lượng chất kết tủa có màu chiết ñược cao Khi lượng dung môi mà giảm ñi thời gian gia nhiệt lâu làm hợp chất màu có thay ñổi theo tỉ lệ rắn lỏng hàm lượng chất kết tủa có màu có thay thể bị biến ñổi cấu trúc Các hợp chất mang màu hạt ñiều ñổi Khi lượng dung môi tăng hàm lượng hàm lượng chất kết nhuộm có hệ thống nối ñôi liên hợp nên gia nhiệt thời gian dài có tủa có màu thay ñổi không ñáng kể Vì lúc phản ứng chuyển hóa thể dẫn ñến phá hủy hệ thống nối ñôi này, làm phá vỡ cấu trúc hai hợp chất norbixin bixin hạt ñiều nhuộm thành muối hợp chất có màu Vậy hàm lượng phẩm màu cao thu ñược kiềm tan nước bắt ñầu xảy tốt Nhưng ta chọn ñiều chưng ninh 10 gam hạt ñiều nhuộm 160ml dung môi NaOH kiện chiết tối ưu tỷ lệ R/L 10.008g/160ml hay 1/16 phù hợp 0.4M với thời gian chiết thích hợp 5h ñạt 33.373% tốn dung môi thời gian chiết, nên hàm lượng chất kết tủa có màu mẫu 1-4 ñạt 33.483% tối ưu Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 19 20 Hạt ñiều nhuộm sau mua ñược xử lý cẩn thận, bảo 3.3.4 Khảo sát theo nhiệt ñộ chiết tối ưu Bảng 3.9 Ảnh hưởng nhiệt ñộ chiết ñến % chất kết tủa có màu quản bao nilông không ẩm ướt Cân 10g hạt ñiều nhuộm cho % chất kết vào bình cầu, thêm 160 ml dung dịch NaOH 0.4M chưng ninh tủa có màu bếp cách thủy 5h, nhiệt ñộ 700C STT Nhiệt ñộ (0C) m0(g) m1(g) m2(g) m(g) 50 10.013 1.593 4.650 3.057 30.530 Sau chưng ninh dung dịch kiềm, tiến hành lọc nóng 60 10.014 1.611 4.809 3.198 31.935 dung dịch ñể loại bỏ vỏ hạt, chất phụ không tan dung dịch Sau 70 10.021 1648 5.000 3.352 33.450 80 10.020 1.627 4.907 3.280 32.735 90 10.019 1.587 4.754 3.167 31.612 ñó chiết với dung môi n-hexan phễu chiết ñể loại bỏ tạp chất không tan nước lẫn dịch chiết (chủ yếu chất phân cực sáp, protein) thu ñược dịch chiết Dịch chiết sau loại tạp chất ñem axit hoá thu ñược kết tủa Từ bảng 3.10 cho thấy nhiệt ñộ tối ưu cho việc chiết phẩm màu (hình 3.7) Lọc lấy kết tủa, ñem sấy nhiệt ñộ thấp 450C cho ñến khô 700C Ở nhiệt ñộ cao số chất mang màu bị phân hủy nên ñược chất màu annatto thô hàm lượng chất kết tủa có màu giảm Trong trình sấy khô, không ñược sấy nhiệt ñộ cao (trên 500) Kết luận: chất màu bị biến ñổi chất màu ñược chiết chất Vậy qua trình khảo sát ñiều kiện chiết tách phẩm màu chủ yếu thuộc nhóm carotenoid có số chất hữu khác màu annatto dung môi NaOH ñã xây dựng ñược ñiều kiện (gluxit, protêin ) Quá trình sấy khô thường kéo dài, nhiệt ñộ cao chiết tối ưu sau: với dung môi NaOH hàm lượng chất kết tủa có chất thuộc nhóm gluxit dễ chuyển thành caramen làm cho màu màu thu ñược nhiều so với dung môi nước, chiết phẩm màu của phẩm màu bị tối hạt ñiều nhuộm dung môi NaOH với nồng ñộ dung dịch 0.4M, Qua kết nghiên cứu trên, khẳng ñịnh ñược tỷ lệ rắn/lỏng 10(g)/160(ml) thời gian 5h nhiệt ñộ chiết ñiều nhuộm có màu nâu có hạt cho hàm lượng bixin lớn o 70 C thu ñược 33,450% chất kết tủa có màu Vậy thời ñiểm thu hoạch ñiều nhuộm tốt tương ứng 3.4 QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH PHẨM MÀU ANNATTO với mẫu 1-4 vào khoảng cuối tháng ñầu tháng cuối tháng TRONG DUNG MÔI NaOH ñầu tháng 10 năm (tuỳ vào ñiều kiện thời tiết) lúc Sau khảo sát ñiều kiện chiết tách phẩm màu annatto ñề nghị quy trình chiết tách phẩm màu dung môi NaOH sau: Footer Page 10 of 126 ñiều nhuộm có số lượng già nhiều Header Page 11 of 126 21 22 3.5 ĐỊNH DANH BIXIN BẰNG QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI (mono) Ở phổ ñồ có peak vị trí 3418.85; 1035.08 ñó Bảng 3.10 Các nhóm chức phổ IR bixin Vùng hấp STT phân tử bixin có nhóm OH Trong axit cacboxylic este chưa bão hoà có dao ñộng Tần số hấp thụ Nhóm chức thụ ν (cm-1) ñặc trưng cường ñộ dao ñộng hoá trị C=C vùng 1660-1510 cm-1, phổ ñồ nhận thấy có peak 1572.48 nên bixin có liên kết C=C -1 ν (cm ) Dao ñộng hoá trị nhóm 3418.85 3700-3200 2924.74 2982-2972 Dao ñộng hóa trị CH3 1572.48 1650-1500 1401.17 1410-1370 Dao ñộng hoá trị C=C Dao ñộng biến dạng ñối xứng CH3 1053.08 Nhận xét: 1150-1040 OH Dao ñộng hoá trị CO Nhóm metyl có dao ñộng hoá trị dao ñộng biến dạng Dao ñộng hoá trị bất ñối xứng CH3 mạch thẳng hấp thụ 2962 ± 10cm-1, CH3 mạch nhánh 2930cm-1 Dao ñộng hoá trị ñối xứng CH3 2872±10cm-1 Và dao ñộng biến dạng bất ñối xứng CH3 hấp thụ gần 1465cm-1 dao ñộng biến dạng ñối xứng hấp thụ gần 1375cm-1 Trên phổ ñồ bixin, có ñỉnh peak vị trí 2924.74; 1401.17 nên bixin có nhóm CH3 mạch nhánh Dao ñộng hoá trị nhóm OH vùng 3700-3200cm-1 (mono), dao ñộng biến dạng OH vùng 1400-1200cm-1 (mono) dao ñộng hoá trị liên kết CO vùng 1200-1000cm-1 Footer Page 11 of 126 Hình 3.8 Phổ hồng ngoại IR phẩm màu annatto thô Ngoài ra, dao ñộng hóa trị C=O acid cacboxylic este chưa bão hòa dao ñộng từ 1800-1700cm-1 mà phổ ñồ có xuất peak gần tương ứng nên phân tử có nhóm C=O acid este Từ kết phân tích ñây, dự kiến ñược bixin có nhóm CH3, có liên kết ñôi C=C, có nhóm COOH nhóm CO este Vậy, bixin monometyl este ñiaxit chưa bão hoà Header Page 12 of 126 23 24 3.6 KẾT QUẢ KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG PHẨM Hàm lượng kim loại nặng phẩm màu thu ñược MÀU ANNATTO vùng an toàn, phù hợp với quy ñịnh Bộ y tế, ñược phép sử dụng 3.6.1 Kiểm tra ñịnh tính sản phẩm thực phẩm mà không gây hại tới sức khỏe * Cảm quan: Bột màu ñỏ nâu ñến ñỏ tím người 3.6.2 Định lượng tổng phẩm màu Tiến hành theo quy trình chuyên luận ñịnh lượng tổng chất màu phương pháp quang phổ JECFA monograph 1Vol - quy trình 1, với ñiều kiện sau: Hình 3.9 Kết tủa có màu chiết dung môi NaOH * Dung môi: dung dịch NaOH 0,5% * Độ tan: Tan dung dịch kiềm, tan etanol * Đo ñộ hấp thụ quang λmax ~ 482 nm * Độ hấp thụ riêng A1%1cm = 2.870 Kết ño UV – Vis λmax mẫu cao annatto là: 0, 4274 * Áp dụng công thức tính tổng phẩm màu: % chất màu = 100.(D/D1%1cm) (F/W) Hình 3.10 Kiểm tra ñộ tan màu annatto Mẫu cao annatto tiến hành ño có hệ số pha loãng F = etanol dung dịch kiềm * Hấp thụ UV-Vis: Từ phổ hấp thụ ta thấy chất màu annatto thu ñược thõa mãn Ta có: % chất màu = yêu cầu khoảng bước sóng ñạt hấp thụ cực ñại Kết luận: Vậy phẩm màu annatto ñiều chế ñược theo quy * Độ tinh khiết: trình chiết tách môi trường kiềm ñã lựa chọn thỏa mãn ñiều Bảng 3.11 Bảng hàm lượng số kim loại mẫu annatto thô Kim loại Kết (mg/kg) Hàm lượng cho phép (mg/kg) [1] Footer Page 12 of 126 0.427 x × 100% = 59.51% 2.87 x 0.25 Cd2+ 0.05 4.00 Pb2+ 0.05 2.00 As2+ 0.05 3.00 Hg2+ 0.05 1.00 Cu2+ 15.80 30.00 kiện hàm lượng tổng chất màu không thấp 35% (tính theo norbixin) Header Page 13 of 126 25 26 KẾT LUẬN 0,873 mg/kg, Pb2+: 0,387 mg/kg, Hg2+: 0,053 mg/kg hàm lượng cho phép sử dụng an toàn theo QCVN: 2010/BYT Định lượng ñược tổng phẩm màu chất màu annatto KẾT LUẬN Qua trình triển khai nghiên cứu, ñề tài ñã ñạt ñược kết chiết ñược từ quy trình 59.51%, ñạt yêu cầu lớn 35% theo sau: thông tư Bộ Y Tế ban hành “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia phụ Đã xác ñịnh thông số hóa lí hạt ñiều nhuộm khô (chín): ñộ ẩm chiếm 14.084% khối lượng hạt, hàm lượng tro chiếm gia thực phẩm - Phẩm màu” KIẾN NGHỊ 16.889% khối lượng hạt, hàm lượng số kim loại hạt ñiều 2+ 2+ 2+ - Thử hoạt tính sinh học phẩm màu annatto làm thuốc nhuộm là: Pb : 0,0335 mg/kg, As : 0,0420 mg/kg, Cd : 0,0679 y học, dịch chiết ñể ứng dụng làm phẩm màu nhuộm thực phẩm mg/kg hạt dưa, thịt bò thịt nai khô Đã lựa chọn ñược dung môi chiết tách phẩm màu annatto - Cần có nghiên cứu vĩ mô với khối lượng hạt ñiều lớn hạt ñiều nhuộm dung môi NaOH với ñiều kiện tối ưu: ñể ñưa quy trình công nghệ ứng dụng phẩm màu annatto vào thực nồng ñộ NaOH 0.4M, thời gian giờ, tỉ lệ hạt ñiều nhuộm/thể phẩm tích NaOH 10 gam/160ml, nhiệt ñộ 70 C Chiết tách với ñiều kiện tối ưu ñã thu ñược 33.450% hàm lượng chất kết tủa có chứa phẩm màu annatto Xác ñịnh ñược thời gian thu hoạch hạt ñiều tốt lúc hạt ñiều chín, khoảng cuối tháng ñầu tháng cuối tháng ñầu tháng 10 năm ñể hạt có lượng phẩm màu annatto nhiều Đã kiểm tra chất lượng phẩm màu annatto theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia phụ gia thực phẩm – phẩm màu Bộ Y Tế Phẩm màu annatto tan tốt dung dịch kiểm, tan etanol Về cảm quan màu sắc ñạt yêu cầu Hàm lượng số kim loại phẩm màu annatto: Cu2+: Footer Page 13 of 126  ... sử dụng chất màu ñỏ thực phẩm diện tích trồng ñiều nhuộm lớn nước, chọn ñề tài Nghiên cứu chiết tách phẩm nhuộm màu annatto theo ñộ Footer Page of 126 số hóa lý xác ñịnh ñiều kiện chiết tối ưu... PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH PHẨM MÀU ANNATTO 1.4.1 Nguyên tắc chiết tách phẩm màu annatto 1.4.2 Các phương pháp 1.4.2.1 Sự trích ly học 1.4.2.2 Phương pháp kết tinh Hình 2.1 Cây ñiều nhuộm Gia Lai 2.2... kiểm tra chất lượng phẩm màu annatto theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia phụ gia thực phẩm – phẩm màu Bộ Y Tế Phẩm màu annatto tan tốt dung dịch kiểm, tan etanol Về cảm quan màu sắc ñạt yêu cầu