Nghiên cứu chiết tách Caroten từ một số loại rau xanh và ứng dụng phối màu

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN VŨ THÁI HÒA NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH CAROTEN TỪ MỘT SỐ LOẠI RAU XANH VÀ ỨNG DỤNG PHỐI MÀU Chuyên ngành : Hóa hữu Mã số : 60.44.27 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Đà Nẵng - Năm 2011 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình ñược hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ THỊ LIÊN THANH Phản biện 1: GS TS ĐÀO HÙNG CƯỜNG Phản biện 2: TS NGUYỄN THỊ BÍCH TUYẾT Luận văn ñược bảo vệ Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ khoa học họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 25 tháng năm 2011 * 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 Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết ñề tài Trong nhiều ngành công nghiệp, ñặc biệt công nghiệp thực phẩm màu giữ vai trò quan trọng chúng có khả tạo gam màu khác phù hợp với sản phẩm Có loại màu: màu tổng hợp màu thiên nhiên Việc sử dụng loại phẩm màu tổng hợp vào công nghiệp thực phẩm ñiều bất lợi Do xu hướng giới sử dụng chất màu có nguồn gốc tự nhiên tổng hợp ñường sinh học Chất màu tự nhiên vai trò tạo màu bật cho sản phẩm, không tạo sản phẩm phụ có hại cho sức khỏe ñồng thời có tác dụng dược lý Caroten hợp chất màu tự nhiên thuộc nhóm carotenoid, có màu vàng da cam Chất màu có nhiều gấc, cà rốt, lekima, cà chua loại rau có màu xanh ñậm như: rau ngót, rau sam, cải xanh, mồng tơi [4] Caroten chứa nhiều tính chất dược học quí báu: giảm nguy bệnh tim mạch, giảm nồng ñộ cholesterol máu, giảm tác hại ánh nắng mặt trời da, tăng cường khả ñề kháng, chống nhiễm khuẩn ung thư Việt Nam có khí hậu nhiệt ñới gió mùa, ñiều kiện tự nhiên tuyệt vời ñể phát triển nguồn thực vật ña dạng Đây nguồn nguyên liệu ñể chiết tách thu nhận caroten Các công trình ñược công bố chiết tách caroten dừng lại từ nguồn nguyên liệu có màu carotenoid ñặc trưng Còn ñối với ñối tượng rau xanh sử dụng ñể chiết tách caroten chưa ñược nghiên cứu nhiều Xuất phát từ nguồn rau xanh dồi dào, ñề tài: “Nghiên cứu chiết tách caroten từ số loại rau xanh ứng dụng phối màu” hướng vào việc sử dụng nguồn rau xanh ñậm ñể thu nhận caroten Footer Page of 126 Header Page of 126 Mục ñích nghiên cứu - Xác ñịnh hàm lượng caroten có nguyên liệu rau xanh sử dụng nghiên cứu - Chọn nguyên liệu chứa hàm lượng caroten cao ñể chiết tách - Lựa chọn phương pháp chiết tách cho hiệu suất cao - Đề xuất qui trình chiết tách - Định danh caroten nguyên liệu nghiên cứu - Ứng dụng tạo gam màu từ caroten chiết tách ñược Đối tượng phạm vi nghiên cứu Rau ngót, rau sam, lốt, rau mồng tơi rau cần ñược thu nhận ñịa bàn thành phố Đà Nẵng Phương pháp nghiên cứu - Xác ñịnh hàm lượng nước có nguyên liệu - Tinh caroten phương pháp sắc ký cột - Định danh caroten phương pháp sắc ký lỏng cao áp - Phương pháp phối màu - Xác ñịnh hàm lượng caroten Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñề tài 5.1 Ý nghĩa khoa học: - Chiết tách caroten từ rau xanh ñậm - Định danh caroten rau xanh 5.2 Ý nghĩa thực tiễn: - Đề xuất qui trình chiết tách caroten với hiệu suất cao - Ứng dụng caroten chiết tách ñược vào phối màu Cấu trúc luận văn Chương 1: Tổng quan tài liệu Chương 2: Đối tượng phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết thảo luận Footer Page of 126 Header Page of 126 Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu loại rau dùng nghiên cứu 1.1.1 Rau sam Rau sam có tên khoa học portulaca oleraceae Linn., thuộc họ rau sam Portulacaceae Rau sam có vị chua, tính hàn, ñộc có tác dụng làm lành vết thương, diệt khuẩn, trừ giun sáng Trong rau sam có chứa nhiều axit béo không no omega- chất chống oxi hóa, có tác dụng chống lão hóa, ñiều hòa cholesterol máu ñồng thời làm tăng sức bền thành mạch, giúp phòng ngừa bệnh tim mạch Thành phần dinh dưỡng rau sam Việt Nam ñược thể bảng 1.1 Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng rau sam [11] Thành phần hóa học Chất khoáng (%) (mg %) Vitamin (mg %) Gluxit 3,0 Canxi 85 Vitamin C 26 Protein 1,4 Photpho 5,6 Caroten 0,03 Tro 1,3 Sắt 1,5 Vitamin B1 0,03 Nước 90,0 Vitamin B2 0,11 Vitamin PP 0,7 1.1.2 Rau ngót Rau ngót hay gọi bồ ngót, bù ngót Có tên khoa học Sauropus androgynus (L) Merr , thuộc họ thầu dầu Euphorbiaceae Rau ngót mọc hoang ñược trồng khắp nơi nước ta Theo Đông y, rau ngót mát, tính lạnh, có công giải nhiệt, giải ñộc, lợi tiểu, bổ huyết, sát khuẩn, tiêu viêm Lá rau ngót vị thuốc dân gian dùng chữa sót tưa lưỡi trẻ sơ sinh Thành phần dinh dưỡng rau ngót ñược thể bảng 1.2 [11] Footer Page of 126 Header Page of 126 Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng rau ngót Thành phần hóa Chất khoáng học (%) (mg %) Vitamin (mg %) Gluxit 3,4 Canxi 169 Vitamin C 185 Protein 5,3 Photph 65 Vitamin B1 0,07 Tro 2,4 o 2,7 Vitamin B2 0,39 Nước 86 Sắt Vitamin PP 2,2 Chất xơ 2,5 Caroten 6,65 1.1.3 Lá lốt Lá lốt có tên khoa học piper lolot C.DC, thuộc họ Hồ tiêu piperacea Lá lốt thu hái quanh năm ñược sử dụng ñể chữa nhiều bệnh khác nhau: ñau nhức xương khớp, sa con, chân tay lạnh, tê bại, rối loạn tiêu hóa, nôn mửa, ñau bụng ñi lỏng, ñau răng, ñau ñầu, chảy nước mũi hôi [5] Về thành phần hóa học lốt, theo Đỗ Tất Lợi [11], lốt có tinh dầu tỷ lệ 0,57%, hoạt chất khác chưa rõ 1.1.4 Rau cần tây Cần tây có tên khoa học Apium graveolens L , thuộc họ Hoa Tán Apiaceae Thành phần hóa học cần tây ñược thể bảng 1.3 [5] Bảng 1.3 Thành phần hóa học rau cần tây Thành phần hóa học (%) Footer Page of 126 Hợp chất nitơ 1,95 Chất béo 0,07 Xenluloza 1,15 Tro 1,13 Nước 90,5 Header Page of 126 Ngoài ra, rau cần tây có vitamin A, vitamin B, vitaminC chất khoáng magiê, sắt, mangan, iôt, ñồng, kali, canxi, vitamin PP, cholin, tyrosin axit glutamic Cần tây thuốc tự nhiên ñược sử dụng dân gian dược phẩm ñể chữa bệnh cao huyết áp, giảm mỡ máu, tăng khả miễn dịch thể Quả cần tây dùng cất tinh dầu công nghiệp hương liệu gia vị[5] 1.1.5 Rau mồng tơi Mồng tơi hay mùng tơi, tên khoa học Basella rubra L Thuộc học Mồng tơi Basellaceae Mồng tơi có nguồn gốc nước nhiệt ñới Châu Á Châu Phi Trong nhân dân thường dùng thân non rau mồng tơi nấu canh ăn mát bổ, có tác dụng nhuận trường Theo Đông y, mồng tơi có vị chua, tính hàn, hoạt, không ñộc nên ñược dùng ñể trị táo bón trẻ em, phụ nữ ñẻ khó, giải ñộc Theo Đỗ Tất Lợi [11], thành phần hóa học chủ yếu có rau mồng tơi vitamin A, vitamin B3, chất saponin, chất nhầy chất sắt 1.2 Giới thiệu chung caroten 1.2.1 Nguồn gốc Caroten thành phần nhóm sắc tố carotenoid Sắc tố carotenoid tự nhiên tạo nên màu vàng, cam, ñỏ cho thực vật Trong thực vật, màu carotenoid thường bị che phủ sắc tố chlorophyll.[10] Carotenoid gồm nhóm : -Caroten: hydrocabon chưa bão hòa, phân tử không chứa oxy Một số caroten phổ biến : phytofluen, lycopen, αcaroten, β- caroten, γ- caroten -Xanthophyll: Là dẫn xuất caroten, chứa oxy nhóm hydroxyl, ceto, cacboxyl… Một số xanthophyll phổ biến: lutein, Footer Page of 126 Header Page of 126 zeaxanthin, violaxathin .[17] Caroten có màu cam, thường màu ñặc trưng loại quả, củ có màu cam : cà rốt, bí ngô, khoai lang ñỏ Ngoài ñược tìm thấy có màu xanh ñậm rau ngót, rau má, cải xanh với hàm lượng cao [4] 1.2.2 Tính chất Caroten có công thức phân tử C40H56 , caroten dạng tinh thể màu ñỏ ñậm, có nhiệt ñộ nóng chảy 181– 1830C Caroten loại hydratcacbon chưa bão hòa, không tan nước, tan lipid dung môi hữu cơ.[17] Có loại caroten quan trọng α-caroten, β-caroten, γcaroten lycopen Chất màu caroten có khả hấp thụ ánh sáng mạnh, caroten nhạy với axit chất oxy hóa, bền vững môi trường kiềm Thông thường caroten bền với nhiệt ñộ, nhiệt ñộ cao lại bị phá hủy gián tiếp thông qua trình oxy hóa axit béo chưa no.[17] 1.2.3 Giá trị sinh học caroten Từ xưa người ta cho ăn rau sống cung cấp nhiều vitamin nấu chín, thực ñiều ñúng với vitamin tan nước, ñối với caroten chất tan dầu ñược bao bọc sợi tế bào nên việc nấu chín giúp giải phóng nhiều carotene [29] Trong loại caroten, β- caroten chất có hoạt tính sinh học cao Khi chúng ñi vào thể ñược chuyển hóa ñể tạo thành phân tử vitamin A nhờ vi sinh vật ñặc trưng có ñường ruột[15] Caroten không ñơn tiền vitamin A mà ñược biết chất chống oxy hóa cho tế bào Caroten ngăn chặn gốc tự có tác hại ñến thể ñó ngăn ngừa bệnh mãn tính liên Footer Page of 126 Header Page of 126 quan ñến gốc tự bệnh ung thư, bệnh tim mạch Ngoài caroten có tác dụng giảm hàm lượng cholesterol máu, giảm mức ñộ peroxid hóa lipid người nghiện thuốc [30] Trong lĩnh vực thực phẩm, caroten chất tạo màu mang ñặc tính sinh học cao, lại không gây hại, cung cấp tiền vitamin A cho thể Caroten ñược dùng làm chất tạo màu cho kem, phomat, nước giải khát, nước sốt [15] Trong chăn nuôi, caroten ñược bổ sung vào thức ăn chăn nuôi ñể tạo màu cho số loài giáp xác tôm, gà ñẻ trứng 1.3 Phương pháp chiết tách caroten 1.3.1 Khái niệm 1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng ñến trình chiết tách 1.3.2.1 Dung môi 1.3.2.2 Nồng ñộ dịch chiết 1.3.2.3 Đặc ñiểm nguyên liệu 1.3.2.4 Nhiệt ñộ 1.3.2.5 Thời gian 1.3.2.6 Khuấy trộn 1.3.3 Một số dung môi thường sử dụng chiết tách - Nước dung môi quan trọng bậc công nghệ chiết xuất Có thể chiết riêng phối hợp với dung môi hữu Lượng nước ngậm dung môi tham gia vào trình chiết xuất ảnh hưởng lớn ñến kết chiết - Dầu béo dung môi ñược dùng ñể chiết tách chất không phân cực Các loại dầu béo thường dùng như: dầu vừng, dầu cọ, dầu lạc, dầu nành… Dầu béo không tan nước, tan tốt dung môi hữu không phân cực như: xăng, ete, benzen, cloroform… Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 10 Một số tính chất vật lý dung môi ñược thể qua bảng 1.4 Bảng 1.4 Một số tính chất vật lý dung môi [20] Trọng lượng phân tử Điểm sôi(0C) hexa Ete dầu Clorofo n hỏa rm Điểm ñông - ñặc ( C) 95,34 Trọng lượng 0,659 riêng (g/ml) 37 Axeton Nước 46,086 58,087 18 61,15 78,325 56,34 100 -63,55 -114,4 -95,35 1,4892 0,7936 0,79 1,01 119,38 86,17 68,74 Etanol 30- 50 1.4 Màu sắc phối màu 1.4.1 Khái niệm màu 1.4.2 Một số lý thuyết mô hình màu 1.4.2.1 Lý thuyết màu Newton 1.4.2.2 Mô hình màu gốc ñỏ, vàng, lam (RYB) 1.4.2.3 Mô hình ba màu ñỏ, lục, lam (RGB) 1.4.3 Lý thuyết phối màu 1.4.3.1 Lý thuyết phối màu cộng 1.4.3.2 Lý thuyết phối màu trừ 1.5 Tình hình nghiên cứu nước giới có liên quan ñến caroten 1.5.1 Trong nước 1.5.2 Ngoài nước Footer Page 10 of 126 Header Page 12 of 126 12 Cách tiến hành: Phụ lục 2.2.4 Phương pháp sắc kí lỏng cao áp (HPLC) Nguyên tắc: Hỗn hợp chất phân tích ñược hòa tan dung môi thích hợp, tiêm thể tích xác vào phận tiêm mẫu ñược mang vào cột dòng chảy liên tục dung môi (pha ñộng) ñó mẫu ñược hòa tan Sự tách diễn cột, cấu tử thoát khỏi cột ñi vào detector thích hợp, ñây tín hiệu ñược ghi lại chuyển sắc kí ñồ, cho biết diện cấu tử dạng pic Khi ñó lượng cấu tử có mẫu ñược tính toán dựa vào chiều cao diện tích pic nó.[7] Cách tiến hành: Mẫu ñược ño trung tâm Sắc Ký Hải Đăng (thành phố Hồ Chí Minh) 2.2.5 Phương pháp phối màu Nguyên tắc: Theo mô hình màu RYB gồm 12 màu, ñó có màu ñỏ, vàng lam Các màu ñược phối hợp dựa nguyên tắc phối màu cộng màu liền kề Các màu cam, lục tím ñược gọi màu phối hợp cấp màu lại vòng tròn màu RYB ñược gọi màu phối hợp cấp 3, kết phối trộn màu cấp liền kề nhau.[1] Cách tiến hành: Phụ lục 2.2.6 Phương pháp chiết chưng ninh Nguyên tắc: Nguyên liệu ñã xử lý sơ ñược cho vào bình chiết sau ñó cho dung môi vào ngập nguyên liệu, ñun nóng thời gian ñịnh (tùy nguyên liệu), thu dịch chiết rửa lại bã dung môi thích hợp Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 13 CHƯƠNG : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Xác ñịnh hàm lượng nước hàm lượng caroten có số loại rau xanh 3.1.1 Xác ñịnh hàm lượng nước có số loại rau xanh Hàm lượng nước loại rau ñược xác ñịnh phương pháp sấy ñến khối lượng không ñổi Kết ñược thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Hàm lượng nước loại rau xanh ñược nghiên cứu TT Mẫu Hàm lượng nước (%) Lá lốt 80 Rau ngót 86 Rau sam 90 Rau cần 90,5 Mồng tơi 92 Nhận xét: Kết hàm lượng nước (%) loại rau nghiên cứu cho thấy: Hàm lượng nước nguyên liệu tươi nằm khoảng 80-92% hoàn toàn phù hợp với hàm lượng nước có rau tươi ñã ñược công bố tài liệu [30] 3.1.2 Xác ñịnh hàm lượng caroten có số loại rau xanh 3.1.2.1 Xác ñịnh hàm lượng caroten có số loại rau xanh Bảng 3.2 Kết ñịnh lượng caroten nguyên liệu rau xanh Rau ngót Mật ñộ quang A (λmax =450nm) Nồng ñộ caroten (M) Hàm lượng caroten (mg)/100g ng.liệu Footer Page 13 of 126 Lá lốt Rau Mồng Rau cần tơi sam 0,6764 0,8122 0,1904 0,1683 0,5745 1,452 1,745 0,408 0,362 1,234 -3 -3 -3 -3 10 10 10 10 10-3 4,933 5,928 1,386 1,229 4,192 Header Page 14 of 126 14 Kết cho thấy: Trong mẫu nghiên cứu lốt có hàm lượng caroten cao (5,928mg/100g nguyên liệu tươi) Rau ngót nguyên liệu giàu caroten, thấp rau mồng tơi Vì chọn lốt làm nguyên liệu ñể tiến hành nghiên cứu tiếp sau 3.1.2.2 Định lượng caroten có phận lốt Để nghiên cứu mối quan hệ màu sắc hàm lượng caroten tiến hành phân loại nguyên liệu thành mẫu: Mẫu 1: Lá non có màu xanh nhạt, mẫu 2: Lá già có màu xanh ñậm, mẫu 3: Lá gốc có màu vàng Bảng 3.3 Hàm lượng caroten có lốt phụ thuộc vào vị trí Mật ñộ quang A (λmax =450nm) Nồng ñộ caroten (M) Hàm lượng caroten (mg)/100g ng liệu tươi Mẫu Mẫu Mẫu 0,7323 0,8524 0,8391 1,573 10-3 1,831 10-3 1,802 10-3 5,344 6,220 6,121 Nhận xét: Kết cho thấy mẫu hàm lượng caroten thấp nhất, mẫu có hàm lượng caroten tương ñương (6,220mg, 6,121mg) cao mẫu Điều ñó cho thấy có màu xanh ñậm già hàm lượng caroten cao Do ñó chọn lốt già (mẫu 2) làm ñối tượng nghiên cứu 3.2 Chọn dung môi chiết tách caroten từ lốt già Lựa chọn dung môi yếu tố ñịnh ñến hiệu suất chiết tách Caroten hợp chất hữu không phân cực nên tiến hành khảo sát khả chiết tách caroten dung môi hữu không phân cực (n- hexan, ete dầu hỏa, axeton, cồn 960 ) chất béo ( dầu nành, dầu phộng, dầu tinh luyện Cái Lân) Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 15 3.2.1 Chiết tách caroten dung môi hữu Hàm lượng caroten có 100g nguyên liệu tươi ñược ñược chiết dung môi hữu thể qua bảng 3.4 Bảng 3.4 Hiệu suất chiết caroten dung môi hữu Dung môi Mật ñộ quang Nồng ñộ Hàm lượng A caroten caroten(mg)/100g (λmax 450nm) (M) Ete dầu hỏa 0,8134 ng.liệu tươi -3 5,935 -3 1,831 10 n- hexan 0,7915 1,700 10 5,775 axeton 0,6204 1,334 10-3 4,532 0,5162 -3 3,767 Cồn 96 1,109 10 - Từ kết thu ñược, hiệu suất chiết tách dung môi ñược xếp theo thứ tự giảm dần, có nghĩa ete dầu hỏa > n- hexan > axeton > cồn 960C Kết thực nghiệm hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu ñược công bố 3.2.2 Chiết tách caroten dầu béo Bảng 3.5 Hiệu chiết caroten loại dầu béo khác Mật ñộ quang A (λmax =450nm) Nồng ñộ caroten (M) Hàm lượng caroten (mg)/100g ng.l tươi Dầu phộng Dầu nành Dầu Cái Lân 0,8551 0,9119 0,8913 1,836 10-3 1,960 10-3 1,915 10-3 6,237 6,658 6,503 Nhận xét: - Với kết ñược trình bày bảng 3.5 ta thấy: Khả chiết loại dầu cho hàm lượng caroten từ cao ñến thấp là: Dầu nành, dầu Cái Lân, dầu phộng - Khi chiết dầu béo cho khả thu nhận caroten cao Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 16 chiết ete dầu hỏa Tuy nhiên trình tinh kết tinh caroten từ hỗn hợp dầu ăn vấn ñề [5] Trong nghiên cứu sử dụng chế phẩm caroten chiết tách ñược ñể phối màu nên chế phẩm cần ñạt ñộ tinh cao Chính nên tôt chọn ete dầu hỏa làm dung môi cho thí nghiệm 3.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu suất chiết tách caroten 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ dung môi/nguyên liệu tươi (ml/g) ñến hiệu suất chiết tách Ảnh hưởng tỉ lệ dung môi/ nguyên liệu tươi ñến hiệu chiết caroten từ lốt ñược thể qua bảng 3.6 Bảng 3.6 Sự thay ñổi hàm lượng caroten theo tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu tươi tỉ lệ dung môi/ nguyên tươi (ml/g) Mật ñộ quang Nồng ñộ Hàm lượng A caroten (M) caroten(mg)/100g liệu (λmax=450nm) 30/5 40/5 50/5 60/5 70/5 80/5 0,5271 0,7861 0,8491 0,8132 0,6815 0,6225 ng liệu tươi -3 3,845 -3 5,738 -3 6,196 -3 5,932 -3 4,973 -3 4,542 1,132 10 1,689 10 1,824 10 1,746 10 1,464 10 1,337 10 Nhận xét: Kết ñồ thị cho thấy hiệu chiết caroten cao tỉ lệ dung môi/ nguyên liệu tươi 60/5 (ml/g) hay 12/1 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt ñộ ñến hiệu suất thu hồi caroten từ lốt già Nhiệt ñộ yếu tố có ảnh hưởng ñến trình chiết tách Sự thay ñổi hàm lượng caroten theo nhiệt ñộ ñược thể Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 17 bảng 3.7 Bảng 3.7 Sự thay ñổi hàm lượng caroten theo nhiệt ñộ Nhiệt Mật ñộ quang A Nồng ñộ ñộ (λmax =450nm) caroten(M) 40 C 45 C 50 C 0,5162 0,7135 0,8417 Hàm lượng caroten (mg)/100g ng liệu tươi -3 3,767 -3 5,208 -3 6,142 -3 1,109 10 1,533 10 1,808 10 55 C 0,8113 1,742 10 5,918 600C 0,6529 1,402 10-3 4,763 0,4091 -3 2,986 65 C 0,879 10 Theo kết cho thấy hiệu suất chiết caroten ñạt cao nhiệt ñộ 500C 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian chiết ñến hàm lượng caroten thu ñược Bảng 3.8 Sự thay ñổi hàm lượng caroten theo thời gian chiết Thời Mật ñộ quang A Nồng ñộ gian (λmax =450nm) caroten(M) 10’ 20’ 30’ 40’ 50’ 60’ 0,4413 0,5255 0,8339 0,8105 0,7861 0,6013 Hàm lượng caroten (mg)/100g ng liệu tươi -3 3,220 -3 3,832 -3 6,084 -3 5,914 -3 5,738 -3 4,385 0,948 10 1,128 10 1,791 10 1,741 10 1,689 10 1,291 10 Nhận xét: Kết cho thấy thời gian chiết caroten ñạt hiệu cao 30 phút * Kết luận chung: Qua thí nghiệm tiến hành khảo sát mục 3.3, nhận Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 18 thấy ñể chiết tách caroten ñạt hiệu cao thông số tối ưu là: Loại dung môi chiết : ete dầu hỏa Nhiệt ñộ chiết : 500C Thời gian chiết : 30 phút Tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu tươi: 12/ (ml/g) 3.4 Đề xuất thuyết minh qui trình chiết tách caroten từ lốt già 3.4.1 Sơ ñồ qui trình chiết tách ñề xuất Nguyên liệu tươi (lá lốt già) Làm Dung môi ete dầu hỏa Nước luân hồi Nghiền nhỏ Bổ sung Na2SO4 (40g Na2SO4/ 5g lốt) Chiết caroten -Tỷ lệ dung môi/lá lốt tươi: 12/1(ml/g) -Nhiệt ñộ chiết : 500C -Thời gian chiết: 30 phút Dịch chiết caroten thô Hình 3.7 Qui trình chiết tách caroten ñề xuất 3.4.2 Thuyết minh số công ñoạn nghiên cứu qui trình chiết caroten 3.4.2.1 Xử lý nguyên liệu Lá lốt mua ñược xử lý sơ loại bỏ phần hư, chọn Footer Page 18 of 126 Header Page 19 of 126 19 già có màu xanh ñậm, rửa nước máy luân lưu ñến Để nước, cân 20g lốt, thái nhỏ, cho vào cối sứ chứa sẵn 10g cát thêm vào 150g Na2SO4 khan, nghiền nát hỗn hợp 3.4.2.2 Chiết caroten Việc chiết caroten ñược thực chiêt chưng ninh cách thủy (gồm bình cầu, ống sinh hàn hồi lưu, bếp cách thủy) Dung môi dùng ñể chiết ete dầu hỏa (240ml) Tiến hành chưng ninh hỗn hợp nhiệt ñộ 500C, thời gian chưng ninh 30 phút 3.5 Tinh caroten thô 3.5.1 Loại tạp chất sắc kí cột hấp phụ 3.5.1.1 Chuẩn bị cột hấp phụ: Do cột hấp phụ chuyên dùng cho sắc ký nên dùng buret 25ml có ñường kính 1cm ñể thay [13] Cột ñược rửa sạch, sấy thật ñổ lên ñó 20g chất hấp phụ ( Nhôm ôxit) Cho tiếp – 3g Na2SO4 khan lên lớp Rót dung môi ete dầu hỏa vào ñầu cột, dung môi ñược lấy phía cột với tốc ñộ 10 giọt/phút Để ổn ñịnh trước 10 3.5.1.2 Tiến hành sắc kí cột ñể phân tách caroten: Caroten thô (thu ñược mục 3.4) ñược hòa tan vào 5ml ete dầu hỏa, dùng ống nhỏ giọt hút dung dịch caroten thô cho vào ñầu cột Cho thêm ete dầu hỏa vào ñầy cột theo dõi trình tách phân ñoạn 3.5.1.3 Theo dõi trình tách phân ñoạn: + Phân ñoạn ñến phân ñoạn phân ñoạn 11 ñến phân ñoạn 13 dịch chiết lốt chứa chất màu vàng nhạt + Phân ñoạn ñến phân ñoạn 5: chứa chất màu vàng + Phân ñoạn ñến phân ñoạn 10: chứa chất màu vàng ñậm +Phân ñoạn 14 ñến phân ñoạn 15 : không chứa chất màu Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 20 Từ kết ñịnh tính sơ nêu trên, tạm thời nhận ñịnh sau chạy sắc ký cột chlorophyll ñã bị giữ lại cột hấp phụ, caroten ñược tách khỏi cột nằm phân ñoạn từ ñến 13 3.5.2 Tiến hành ño UV- VIS ñể kiểm tra phân ñoạn sắc ký cột: Để kiểm tra phân ñoạn ñã ñược tách tiến hành ño mật ñộ quang chúng máy ño UV-VIS quét từ bước sóng 300 – 700nm Bảng 3.10 Giá trị mật ñộ quang A bước sóng hấp thụ cực ñại (λmax) phân ñoạn dịch chiết Mật ñộ quang Bước sóng hấp thụ A cực ñại λmax (nm) Phân ñoạn – 0,1904 445,98 Phân ñoạn – 0,3359 435,63 Phân ñoạn – 10 0,8137 446,60 Phân ñoạn 11 – 13 0,3684 468,72 Phân ñoạn 14 – 15 0,1073 340,52 - Qua kết xác ñịnh (bảng 3.10) khẳng ñịnh: Từ phân ñoạn ñến 13 màu caroten tinh khiết - Phân ñoạn 14 -15 ñược dung dịch không màu, thấy rõ dịch chiết phân ñoạn không chứa chất màu caroten mà màu dung môi thành phần nước lốt hợp phần không loại trừ 3.5.3 Kết tinh caroten Lấy toàn dịch chiết từ phân ñoạn 1-13 cho bốc hơi, thu ñược caroten tinh thể màu vàng có khối lượng 1.31mg/ 20g lốt già Từ kết thu ñược mục 3.5, ñề xuất qui trình làm tinh caroten từ dịch chiết thô sắc kí cột hấp phụ sau Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 21 Dịch chiết caroten thô Loại tạp sắc ký cột hấp phụ - Chất hấp phụ:Al2O3(20g) - Dung môi chạy sắc kí: ete dầu hỏa (100ml) Dịch caroten tinh khiết Bay dung môi Caroten tinh thể Hình 3.8 Qui trình tinh caroten ñề xuất Để hoàn chỉnh trình chiết tách caroten từ lốt thu ñược sản phẩm tinh chế, từ kết mục 3.4 3.5 lưu trình công nghệ ñược kết hợp sau (hình 3.9- trang 20) 3.6 Định danh caroten Việc ñịnh danh caroten ñược thực sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) trung tâm Sắc Ký Hải Đăng- thành phố Hồ Chí Minh Theo kết ño HPLC mẫu phân tích cho kết có píc mẫu phân tích trùng với píc mẫu β- caroten chuẩn thời gian lưu phút Chứng tỏ ñó píc β- caroten có mẫu phân tích Diện tích píc β- caroten mẫu chuẩn mẫu phân tích có khác hàm lượng chúng khác Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 22 Nguyên liệu tươi (lá lốt già) Làm Dung môi ete dầu hỏa Nước luân hồi Nghiền nhỏ Bổ sung Na2SO4 (40g Na2SO4/ 5g lốt) Chiết caroten -Tỷ lệ dung môi/lá lốt tươi: 12/1(ml/g) -Nhiệt ñộ chiết : 500C -Thời gian chiết: 30 phút Dịch chiết caroten thô Loại tạp sắc ký cột hấp phụ - Chất hấp phụ: Al2O3(20g) - Dung môi: ete dầu hỏa (100ml) Dịch caroten tinh khiết Bay dung môi Caroten tinh thể Hình 3.9 Qui trình công nghệ chiết tách tinh caroten từ lốt già Hàm lượng β- caroten tinh khiết ñã chiết ñược theo kết ño 1,24 mg/ 20g lốt già (phụ lục 6) Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 23 Như vậy, theo kết ño sắc kí lỏng cao áp (HPLC) mẫu phân tích, chất caroten có dịch chiết từ lốt già dung môi ete dầu hỏa β- caroten Kết luận: Từ lốt già có màu xanh ñậm sau chiết xong, ñược loại tạp chất sắc kí cột hấp phụ thu ñược β- caroten tinh khiết ñến 94.6% Hàm lượng β- caroten tinh khiết có 100 g lốt già là: 1.24 x100/20 = 6.2mg Vậy 100 g lốt có chứa 6.2mg β- caroten tinh khiết 3.7 Ứng dụng tạo gam màu từ β- caroten 3.7.1 Lựa chọn phẩm màu - Phẩm màu vàng: Phẩm màu vàng ñược sử dụng thực nghiệm phối màu màu vàng β- caroten tinh khiết ñược chiết tách từ lốt già - Phẩm màu ñỏ: Phẩm màu tổng hợp có tên thương mại Allura red color Trung Quốc sản xuất - Phẩm màu lam: Phẩm màu tổng hợp có tên thương mại Blue NS 78 color Trung Quốc sản xuất 3.7.2 Phương pháp phối màu Trong số mô hình màu ñã trình bày mục 1.6 chương 1, sở nghiên cứu khả phối tạo gam màu chất màu βcaroten thu ñược từ lốt, lựa chọn mô hình màu RYB ñể nghiên cứu ứng dụng mình, ñó màu vàng màu β- caroten ñược chiết từ lốt già, màu ñỏ màu lục màu tổng hợp 3.7.3 Kết thực nghiệm phối màu Lấy 0,3 mg màu gốc (màu vàng β- caroten, màu ñỏ tổng hợp màu lục tổng hợp) pha lít ethanol , dung dịch thu ñược Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 24 suốt, nồng ñộ 0,03%, cặn lơ lửng, cặn lắng Tiến hành phối ghép màu gốc theo tỷ lệ khác thể tích (ml) Sau ñó giữ nguyên hàm lượng mẫu màu vàng, thay ñổi tỷ lệ màu xanh ñỏ Theo dõi kết thu ñược Nhận xét: - Dựa thang màu thu ñược nhận thấy màu vàng caroten thu ñược phối với màu xanh ñỏ ñể tạo nên gam màu khác theo yêu cầu sử dụng - Khi pha màu vàng với màu ñỏ theo tỷ lệ giữ nguyên lượng màu vàng, tăng dần lượng màu ñỏ, không pha màu xanh (thí nghiệm 5,8,12,1’) thu ñược dung dịch có màu chuyển hướng màu ñỏ (vàng, vàng da cam, da cam, ñỏ tươi) Vậy dung dịch màu vàng caroten làm chất màu ñể phối với màu ñỏ - Khi pha màu vàng với màu xanh theo tỷ lệ giữ nguyên lượng màu vàng, tăng dần lượng màu xanh, không pha màu ñỏ (thí nghiệm 5,6,7,2’) thu ñược dung dịch có màu chuyển hướng màu xanh (vàng, vàng chanh, vàng xanh, xanh cây) Vậy dung dịch màu vàng caroten làm chất màu ñể phối với màu xanh Theo bảng phối màu 3.13 cho thấy phối màu có chiều diễn biến màu sắc theo ñúng tam giác phối màu RYB Kết luận: β- caroten làm chất màu vàng ñể phối với phẩm màu cho nhiều gam màu khác theo yêu cầu Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 25 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN: Bước ñầu khảo sát xác ñịnh ñược hàm lượng caroten có số loại rau xanh ñược sử dụng phổ biến Trong ñó lốt màu xanh ñậm ngả vàng có hàm lượng caroten cao (6,2 mg/ 100 g lốt tươi) Trong loại dung môi không phân cực thông dụng, ete dầu hỏa n-hexan ñều cho hiệu suất chiết tách cao (ñạt 93%) Dầu béo dung môi chiết tách caroten lý tưởng Hiệu suất chiết caroten ñạt 99% ứng với dầu nành tinh chế Hiệu chiết tách dầu nành cao 6% so với ete dầu hỏa Vì mục ñích ứng dụng, nghiên cứu chọn dung môi chiết caroten ete dầu hỏa với thông số sau: Loại dung môi chiết : ete dầu hỏa Nhiệt ñộ chiết : 500C Thời gian chiết : 30 phút Tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu tươi: 12/1 (ml/g) Và ñề xuất qui trình chiết tách caroten thô ete dầu hỏa Nghiên cứu số công ñoạn tinh caroten thô từ lốt ñạt ñộ tinh khiết 94,6%, ứng với hàm lượng caroten 6,2 mg/ 100 g lốt tươi Định danh thành phần caroten dịch chiết lốt β- caroten (hàm lượng β- caroten 6,2 mg/ 100 g lốt tươi) Đề xuất ñược qui luật phối màu theo mô hình tam giác RYB sở sử dụng β- caroten tinh khiết chiết tách ñược (với nồng ñộ 0,03%) ñể tạo gam màu theo mong muốn KIẾN NGHỊ: Để hoàn chỉnh ñịnh hướng nghiên cứu ñề tài, cần ñược Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 26 tiếp tục nghiên cứu vấn ñề sau: Sấy khô làm nhỏ loại rau ăn dùng nghiên cứu ñể so sánh hiệu suất thu hồi caroten Nghiên cứu kỹ tồn β-caroten dung môi dầu béo Tác dụng phối màu hợp chất tự nhiên caroten thu ñược từ lốt với hợp chất mang màu tự nhiên khác cấu trúc Footer Page 26 of 126 ... ñược nghiên cứu nhiều Xuất phát từ nguồn rau xanh dồi dào, ñề tài: Nghiên cứu chiết tách caroten từ số loại rau xanh ứng dụng phối màu hướng vào việc sử dụng nguồn rau xanh ñậm ñể thu nhận caroten. .. - Chiết tách caroten từ rau xanh ñậm - Định danh caroten rau xanh 5.2 Ý nghĩa thực tiễn: - Đề xuất qui trình chiết tách caroten với hiệu suất cao - Ứng dụng caroten chiết tách ñược vào phối màu. .. qui trình chiết tách - Định danh caroten nguyên liệu nghiên cứu - Ứng dụng tạo gam màu từ caroten chiết tách ñược Đối tượng phạm vi nghiên cứu Rau ngót, rau sam, lốt, rau mồng tơi rau cần ñược