Tìm hiểu về các phương pháp tách chiết carotenoid

Tổng quan về Carotenoid.Các phương pháp tách triết carotenoidỨng dụng của Carotenoidvật và các loài sinh vật quang hợp khác như là tảo, một vài loài nấm và một vài loài vi khuẩn. Có 600 loại carotenoid, sắp xếp theo hai nhóm xanthophylls và carotene.Carotenoid quen thuộc với chúng ta là bêtacaroten (vitamin A). Các carotenoid khác như lycopen, lutein và zeaxanthin

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tiểu luận

Môn: Phân tích hóa lí thực phẩm

Đề tài: Tìm hiểu về các phương pháp tách chiết carotenoid

GVHD: Hoàng Quốc Tuấn

Nội dung

1 Tổng quan về Carotenoid.

2 Các phương pháp tách triết carotenoid

3. Ứng dụng của Carotenoid

Phần 1: Carotenoid

1, Khái niệm

Carotenoid là một dạng sắc tố hữu cơ có tự nhiên trong thực vật và các loài sinh vật quang hợp khác như

là tảo, một vài loài nấm và một vài loài vi khuẩn

-Có 600 loại carotenoid, sắp xếp theo hai nhóm xanthophylls và carotene.

-Carotenoid quen thuộc với chúng ta là bêta-caroten (vitamin A) Các carotenoid khác như lycopen, lutein

và zeaxanthin

2,Cấu tạo

- Là một polyene hydrocacbon chứa 40 nguyên tử Cacbon.

- Hầu hết Carotenoid thiên nhiên tetraterpenoid bao gồm 8 đơn vị isopren

-Chúng tạo ra màu vàng, màu cam và màu đỏ với cường độ màu rất mạnh trong nhiều loại thực phẩm có nguồn gốc thực vật

3, Phân loại Carotenoid

- Một số dạng carotenoid

5, Tính chất

-Tính chất vật lí:

+ Nhiệt độ nóng chảy 130-2200

+ Kết tinh ở dạng tinh thể hình kim, hình khối, lăng trụ đa diện

+ Dung môi hòa tan khác nhau nên khả năng hấp thụ ánh sang khác nhau

-Tính chất hóa học

+ Nhạy cảm với oxi và ánh sáng

+ Có nhiều nối đôi luân hợp tạo nên nhóm màu mang chúng

+ Rất nhạy với acid và chất oxy hóa, bền vững với kiềm

 

Phần 2: Phương pháp tách chiết Carotenoid

-Các hợp chất tự nhiên khi mới được tách thường ở dạng không tinh khiết Vì vậy muốn nghiên cứu phân tích thì phải tách chúng thành các chât riêng biệt dạng tinh khiết

- Sự phân bố các carotenoit ở động vật và thực vật không theo quy luật tự nhiên nào Tùy theo từng đối tượng cụ thể mà dùng dung môi chiết suất thích hợp

Sơ đồ tách chiết Carotenoit

Những chú ý khi tách triết carotenoid:

- Tránh ánh sáng , oxi, nhiệt độ cao Thực hiện anhs sáng mờ mờ, bảo quản sản phẩm trung gian trong bóng tối,nên làm lạnh mẫu khi thực hiện bị gián đoạn

- Mẫu phair khử nước trước khi tiến hành trích xuất dư nước hạn chế quá trình trích ly

- Sử dụng hexane/ acetone làm chất lỏng trích xuất rất thuận tiện vì nos được sử dụng trong quá trình kết tinh

- Thêm một số chất chống oxi hóa để tăng tính bền của carotenoid

- Sự có mặt của kim loại và các chất diệp lục ảnh hưởng tới tính ổn định của các sắc tố giải quyết nhờ các dung dịch tách muối Khuử muối tạo kết tủa, loại bỏ bằng phương pháp lọc và rửa lại cặn lọc bằng chất dùng trích

ly để thu hồi triệt để sắc tố

 

Phân tích carotenoid

-Là phương pháp đơn giản, dễ thực hiện để phân tích định tính các hợp chất Carotenoit dựa vào Rf trên sắc ký đồ bằng cách so sánh với sắc ký chuẩn

-Dung môi: axetonotrin và metanol, hexan,nước, THF…

- Sắc ký lỏng cao áp HPLC là phương pháp cho độ chính xác cao

2.1 Phương pháp hòa tan trong dung môi hữu cơ

-Nguyên tắc: Các chất rắn khác nhau có độ hòa tan khác nhau trong cùng một dung môi hữu cơ

-Dung môi thích hợp: Có độ hòa tan của chất rắn thay đổi theo nhiệt độ Dung môi thường là nước, ancol etylic, axeton, benzen…hoặc là hỗn hợp giữa chúng

- Kỹ thuật: Tạo dung dịch bão hòa ở nhiệt độ cao( nhiệt độ sôi của dung môi), các tạp chất sẽ ở lại dung dịch Bằng cách kết tinh lại trong cùng dung môi hoặc dung môi khác nhau để thu được tinh thể chất tinh chế ở dạng tinh khiết

Trích ly bằng dung môi

-Model A: dung môi nhẹ hơn nước

- Model B: dung môi nặng hơn nước

Simultaneous distillation –sovent extraction ( SDE)

-Ưu điểm:

+ Độ thu hồi tốt với cấu tử có độ bay hơi trung bình và cao

+ Thể tích dung môi yêu cầu là thấp

+ Điều kiện làm việc áp suất chân không nên giảm sự phân hủy của các cấu tử + Thu được cấu tử hương đa dạng

+Có thể phân tích GC ngay mà không cần làm sạch mẫu

- Nhược điểm

+ Lượng mẫu lớn

+ Thời gian tách chiết lâu 1-3h

+ Nhiệt độ cao 100- 105 độ

2.2 Các phương pháp chưng cất

2.2.1 Chưng cất đơn giản

-Nguyên tắc: Tinh chất một chất lỏng, tách nó ra khỏi tạp chất rắn không bay hơi

-Kỹ thuật: chưng cất đơn giản, chuyển chúng sang pha hơi trong một bình có nhánh rồi ngưng tụ hơi của nó bằng ống sinh hàn vào một bình hứng khác

2.2.2 Chưng cất phân đoạn

-Nguyên tắc: sự phân bố khác nhau về thành phần cấu tử pha hơi và lỏng ở trạng thái cân bằng

-Kỹ thuật: lắp trên bình chưng cất một cột cao có nhiều đĩa giúp tái tạo quá trình bay hơi ngưng tụ Chất lỏng A dễ bay hơi dần thoát lên trên ở trạng thái tinh khiết, chất lỏng B nhiệt

độ sôi cao hơn ngưng tụ lại bình chưng.

2.2.3 Chưng cất dưới áp suất thấp

Chưng cất một chất lỏng dễ phân hủy ở nhiệt

cao, dùng phương pháp chưng cất dưới áp

suất thấp tức dùng bơm hút để giảm áp suất

trên bề mặt chất lỏng

2.2.3 Chưng cất lôi cuốn hơi nước

Khi hai hay nhiều hỗn hợp trộn lẫn nhau nằm trong hỗn hợp, áp suất chung luôn lớn hơn áp suất riêng phần của bất

kì cấu tử nào Nhiệt độ sôi của hỗn hợp sẽ thấp hơn nhiệt độ sôi của cấu tử, tỷ lệ hơi cất sang bình ngang bằng tỷ lệ

áp suất hơi riêng phần Sau đó tách chiết các chất tinh chế ra khỏi nước bằng dung môi thích hợp rồi lại chưng cất phân đoạn để tách dung môi

Chiết một chất từ hỗn hợp rắn bằng một hoặc nhiều dung môi với dụng cụ là bình chiết Soxhlet.

Dung môi được đun nóng, cho bay hơi liên tục chảy vào bình chưa hỗn hợp cần tách chiết, nó sẽ hòa tan chất rắn tinh chế và nhờ ống xiphong dung dịch chảy xuống bình cầu bên dưới, dung môi nguyên chất lại được cất lên Phương pháp này tiết kiệm dung môi

Phần 3: Ứng dụng Carotenoit

Carotenoit là hợp chất có nhiều vai trò trong sự phát triển của con người

- Làm chất màu trong kem, phomai, nước giải khát

-Tăng sức đề kháng, cải thiện trí nhớ, tác động tốt đến bộ não

- Chống oxy hóa, chống các bệnh tim mạch

- Giải độc, bảo vệ gan, chống ung thư

- Lycopen có vai trò quan trọng trong chăm sóc sắc đẹp: da, tóc