Nghiên cứu chiết tách chất màu từ lá cây huyết dụ việt nam với sự trợ giúp của sóng siêu âm và ứng dụng làm chất chỉ thị PH sinh thái

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG THỊ THANH LUYẾN NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH CHẤT MÀU TỪ LÁ CÂY HUYẾT DỤ VIỆT NAM VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA SÓNG SIÊU ÂM VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT CHỈ THỊ pH SINH THÁI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY Hà Nội – Năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG THỊ THANH LUYẾN NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH CHẤT MÀU TỪ LÁ CÂY HUYẾT DỤ VIỆT NAM VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA SÓNG SIÊU ÂM VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT CHỈ THỊ pH SINH THÁI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN NGỌC THẮNG Hà Nội – Năm 2017 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu cá nhân với nhóm sinh viên nghiên cứu khoa học (SVNCKH) thực hướng dẫn TS Nguyễn Ngọc Thắng Trong phần kết nghiên cứu chiết tách chất màu từ huyết dụ Việt Nam (từ mục 3.1 đến mục 3.4) nhóm SVNCKH báo cáo hội nghị SVNCKH 2017 Các phần lại luận văn tác giả tự nghiên cứu trình bày hồn tồn trung thực chưa cơng bố hình thức Tác giả xin chịu trách nhiệm nghiên cứu trước pháp luật nội dung, hình ảnh kết nghiên cứu trình bày luận văn Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2017 Người thực Hồng Thị Thanh Luyến HỒNG THỊ THANH LUYẾN LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin chân thành cảm ơn đến quý thầy, cô Viện Dệt may - Da giày Thời trang thầy, cô Bộ môn Vật liệu Công nghệ Hóa dệt trường Đại học Bách khoa Hà Nội tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Ngọc Thắng, người trực tiếp hướng dẫn, thầy dành nhiều thời gian, tâm huyết tạo điều kiện tốt để tơi nghiên cứu, giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cơng tác Trung tâm thí nghiệm Vật liệu Dệt may - Da giầy, Trung tâm khoa học công nghệ cao su trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Công ty TNHH Dệt Nhuộm Hưng Yên giúp đỡ nhiều trình nghiên cứu thí nghiệm để có số liệu xác cho luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn nhóm SVNCKH năm 2017 gồm em: Trần Thị Thanh, Ngô Thị Kim Dung, Nguyễn Thị Hà, Trịnh Thanh Tùng đồng hành nghiên cứu Tuy nỗ lực cố gắng, không ngừng học hỏi trau dồi kiến thức, tích cực nghiên cứu thu thập tài liệu, tổng hợp kiến thức thân cịn nhiều hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận quan tâm đóng góp ý kiến thầy, tất bạn bè, đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn! Học viên Hồng Thị Thanh Luyến HỒNG THỊ THANH LUYẾN LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 10 Lý chọn đề tài 10 Mục tiêu nghiên cứu 11 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 11 Phƣơng pháp nghiên cứu 12 4.1 Nghiên cứu lý thuyết 12 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm 12 4.2.1 Chiết tách anthocynin dung môi ethanol 12 4.2.2 Nhuộm màu cho vải lụa tơ tằm 12 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 13 Bố cục luận văn 13 CHƢƠNG TỔNG QUAN 15 1.1 Chất màu anthocyanin từ huyết dụ 15 1.1.1 Giới thiệu huyết dụ 15 1.1.2 Anthocyanin ứng dụng 15 1.1.3 Cấu trúc anthocyanin 17 1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến màu anthocyanin 19 1.1.4.1 Ảnh hưởng cấu trúc hóa học 19 1.1.4.2 Ảnh hưởng nồng độ 20 1.1.4.3 Ảnh hưởng pH 20 1.1.4.4 Ảnh hưởng nhiệt độ 21 1.2 Chiết tách chất màu anthocynin 21 1.2.1 Phương pháp chiết tách chất màu anthocyanin 21 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình chiết tách anthocyanin 22 1.2.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 23 1.2.2.2 Ảnh hưởng thời gian 23 1.2.2.3 Ảnh hưởng dung tỷ 23 1.3 Vải lụa tơ tằm 24 1.3.1 Cấu tạo thành phần tơ tằm 24 1.3.2 Tính chất tơ tằm 25 HOÀNG THỊ THANH LUYẾN LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang 1.3.3 Thuốc nhuộm cho tơ tằm 25 1.4 Phƣơng pháp nhuộm màu cho vải lụa tơ tằm 25 1.4.1 Giới thiệu phương pháp nhuộm 25 1.4.2 Phương pháp nhuộm tận trích 26 1.4.3 Phương pháp tăng độ bền màu nhuộm cho vải lụa chất màu tự nhiên 27 1.5 Các cơng trình nghiên cứu huyết dụ 27 1.5.1 Các cơng trình nghiên cứu huyết dụ nước 27 1.5.2 Các cơng trình nghiên cứu giới chiết tách chất màu từ huyết dụ 28 CHƢƠNG NỘI DUNG, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 32 2.2 Nội dung nghiên cứu 32 2.3 Đối tƣợng nghiên cứu 33 2.3.1 Vật liệu 33 2.3.2 Hóa chất 33 2.3.3 Dụng cụ thiết bị 33 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 35 2.4.1 Phương pháp chiết tách chất màu 35 2.4.2 Phương pháp đánh giá định tính chất màu 36 2.4.3 Lập kế hoạch thực nghiệm 36 2.5 Phƣơng pháp nhuộm màu cho vật liệu 37 2.5.1 Phương pháp nhuộm màu cho màng xơ xenlulo 37 2.5.2 Phương pháp nhuộm màu cho vải lụa tơ tằm 38 2.6 Phƣơng pháp khảo sát khả thị màu anthocyanin theo pH 40 2.6.1 Phương pháp khảo sát khả thị màu dung dịch chất màu môi trường pH khác 40 2.6.2 Phương pháp khảo sát khả thị màu vật liệu nhuộm màu anthocyanin theo môi trường pH khác 41 2.7 Phƣơng pháp đo màu 42 2.7.1 Lý thuyết đo màu quang phổ 42 2.7.2 Phương pháp tiến hành 43 2.8 Phƣơng pháp đo quang phổ hồng ngoại (FTIR) để đánh giá hiệu xử lý axit succinic bề mặt vải 43 2.8.1 Lý thuyết đo quang phổ hồng ngoại FTIR 43 2.8.2 Phương pháp đo quang phổ hồng ngoại FTIR 44 2.8.3 Số sóng đặc trưng 45 2.9 Phƣơng pháp đánh giá độ bền màu vải lụa với trình giặt (ISO 105 – C01) 46 HOÀNG THỊ THANH LUYẾN LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47 3.1 Kết độ hấp phụ anthocyanin chiết tách đƣợc 47 3.2 Phƣơng trình hồi quy 48 3.3 Tối ƣu hóa q trình chiết tách 50 3.4 Khả thị màu anthocyanin dạng dung dịch đƣa lên màng xơ xenlulo theo pH 50 3.5 Kết đo màu khả lên màu K/S vải lụa sau nhuộm 52 3.5.1 Kết đo màu 53 3.5.2 Khả lên màu K/S 55 3.6 Kết phổ hồng ngoại FTIR 57 3.7 Đánh giá độ bền màu với trình giặt 58 3.8 Khả thị màu anthocyanin vải lụa xử lý axit succinic 60 3.9 Khả thay đổi màu thuận nghịch chất màu anthocyanin vải xử lý axit succinic 61 KẾT LUẬN 63 HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 HOÀNG THỊ THANH LUYẾN LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cây huyết dụ 15 Hình 1.2 Anthocyanin số loại thực vật 16 Hình 1.3 Cấu trúc anthocyanidin anthocyanin 17 Hình 1.4 Sự thay đổi màu sắc phụ thuộc vào cấu trúc anthocyanin [14] 19 Hình 1.5 (a) Cấu tạo tơ tằm, (b) Công thức cấu tạo fibroin tơ tằm 24 Hình 1.6 Cấu tạo hợp chất steroidal saponin 29 Hình 1.7 Cấu tạo phân tử hợp chất (a) Betaxanthin ( b) Betanin 30 Hình 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị dụng cụ thí nghiệm 34 Hình 2.2 Sơ đồ quy trình chiết tách chất màu anthocyanin từ huyết dụ 35 Hình 2.3 Quy trình nhuộm màu anthocyanin cho vật liệu xenlulo 37 Hình 2.4 Sơ đồ quy trình nhuộm xenlulo 38 Hình 2.5 Các phương án nhuộm màu cho vải lụa 39 Hình 2.6 Sơ đồ quy trình nhuộm cho vải lụa 40 Hình 2.7 Quy trình khảo sát thay đổi màu dung dịch anthocyanin theo pH 41 Hình 2.8 Quy trình khảo sát thay đổi màu vật liệu nhuộm màu anthocyanin theo pH 41 Hình 2.9 Khơng gian màu CIELab 42 Hình 2.10 Máy đo màu Ci7800 43 Hình 2.11 Cấu tạo giao thoa kế Michelson 44 Hình 2.12 Máy đo quang phổ Thermo Nicolet 6700 44 Hình 3.1 Phổ UV - Vis chất màu anthocyanin chiết tách từ huyết dụ 48 Hình 3.2 Độ kỳ vọng điều kiện tối ưu cho hàm lượng anthocyanin cực đại 51 Hình 3.3 So sánh thay đổi màu theo pH giấy pH, dung dịch chất màu màng xơ xenlulo gắn chất màu 51 Hình 3.4 Phổ hấp thụ anthocyanin mơi trường pH từ ÷ 13 52 Hình 3.5 Chất màu anthocyanin nhuộm vải lụa tơ tằm bị biến đổi nhiệt độ 160C, thời gian phút: 52 Hình 3.6 Đường K/S vải lụa tơ tằm không xử lý axit succinic 55 Hình 3.7 Đường K/S vải lụa có xử lý axit succinic 56 Hình 3.8 Phổ FTIR mẫu (a) Vải lụa, (b) Vải lụa xử lý axit succinic, (c) Vải lụa xử lý axit succinic nhuộm chất màu anthocyanin, (d) Chất màu anthocyanin 57 Hình 3.9 Cấp độ bền giặt mẫu vải lụa không xử lý axit succinic nhuộm theo HOÀNG THỊ THANH LUYẾN LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang tiêu chuẩn ISO 105-C01 58 Hình3.10 Cấp độ bền giặt mẫu vải lụa có xử lý axit succinic nhuộm theo tiêu chuẩn ISO 105-C01 59 Hình 3.11 So sánh thay đổi màu vải lụa nhuộm chất màu với dung dịch chất màu màng xơ xenlulo gắn chất màu 60 Hình 3.12 Khả thay đổi màu thuận nghịch vải xử lý axit succinic nhuộm chất màu sau lần thử 61 HOÀNG THỊ THANH LUYẾN LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các nhóm khác cấu tạo anthocyanin 18 Bảng 1.2 Màu anthocyanin thay đổi theo pH [21] 20 ảng 2.1 ảng thông số vải lụa tơ tằm nghiên cứu 33 Bảng 2.2 Bảng hóa chất thí nghiệm 33 Bảng 2.3 Bảng mã hóa khoảng biến thiên yếu tố thực nghiệm 36 ảng 2.4 ảng mã hóa điều kiện nhuộm vải lụa tơ tằm chất màu anthocyanin chiết tách từ huyết dụ 39 ảng 2.5 Phổ FTIR đặc trưng anthocyanin 45 ảng 2.6 Phổ FTIR đặc trưng axit succinic 45 ảng 2.7 Phổ FTIR đặc trưng lụa tơ tằm 46 ảng 3.1 ảng ma trận mã hóa theo mơ hình Box - Behnken kết thực nghiệm hàm mục tiêu 47 ảng 3.2 Kết phân tích hồi quy theo mơ hình đa thức bậc hai cho hàm lượng anthocyanin 49 ảng 3.3 ảng giá trị ước lượng hệ số hồi quy hàm hồi quy hàm lượng anthocyanin 50 Bảng 3.4 Giá trị L, a, b, C, h mẫu vải lụa tơ tằm dệt thoi khơng xử lý có xử lý axit succinic nhuộm màu 53 HOÀNG THỊ THANH LUYẾN LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang nhiệt độ cao (hình 3.5b), so với nhuộm vải lụa khơng xử lý axit succinic (hình 3.5a) Do phương án thứ ba không phù hợp 3.5.1 Kết đo màu Giá trị L, a, b, C, h mẫu vải lụa tơ tằm sau nhuộm có xử lý axit succinic khơng xử lý axit succinic trình bày bảng 3.4 Trong giá trị L cho biết độ trắng hay độ sáng tối màu sắc Giá trị a, b trục đỏ - xanh lục vàng - xanh da trời cho biết sắc màu vật Từ hai giá trị a b tính tốn cho giá trị sắc màu (hay góc sắc màu - h - màu vật) mức độ sắc màu (C) theo công thức sau: C = [(a)2 + (b)2]1/2 h = arctg(b/a) Đối với mẫu vải không xử lý có xử lý axit succinic nhuộm màu điều kiện nhiệt độ có màu đậm dần tăng thời gian nhuộm, chứng tỏ hàm lượng chất màu đưa lên vải tăng tăng thời gian nhuộm Ngoài ra, mẫu vải qua xử lý axit succinic có ánh đỏ nhiều nên có màu đậm mẫu vải khơng xử lý axit succinic Nguyên nhân chất màu anthocyanin (có màu đỏ) đưa lên vải xử lý axit succinic nhiều so với vải không xử lý axit succinic Bảng 3.4 Giá trị L, a, b, C, h mẫu vải lụa tơ tằm dệt thoi không xử lý có xử lý axit succinic đƣợc nhuộm màu Nguồn sáng D65 - góc quan sát 10° Mẫu L a b C h SoC1T1 53,66 22,55 -3,55 22,83 351,07 SoC1T2 42,78 23,42 1,18 23,45 2,89 SoC1T3 32,03 21,56 3,70 21,78 9,75 HỒNG THỊ THANH LUYẾN 53 Hình ảnh LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang SoC2T1 58,41 18,71 -2,51 18,88 352,36 SoC2T2 55,75 19,48 -1,11 19,51 356,73 SoC2T3 55,85 18,09 -0,17 18,09 359,47 SoC3T1 55,05 19,48 0,44 19,49 1,30 SoC3T2 43,62 20,70 3,74 21,04 10,25 SoC3T3 43,30 20,17 6,78 21,28 18,59 SxC1T1 53,64 20,36 -3,46 20,65 350,36 SxC1T2 35,97 21,24 2,16 21,35 5,82 SxC1T3 37,66 21,28 1,78 21,88 4,67 SxC2T1 58,39 17,75 -1,96 17,86 353,69 SxC2T2 46,69 19,43 -1,07 19,46 356,86 HOÀNG THỊ THANH LUYẾN 54 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang SxC2T3 46,23 19,55 2,58 19,72 7,50 SxC3T1 57,29 17,90 0,81 17,91 2,60 SxC3T2 50,75 18,85 1,90 18,94 5,75 SxC3T3 44,89 18,49 4,98 19,15 15,08 3.5.2 Khả lên màu K/S Từ giá trị phản xạ R tính tốn vẽ đồ thị mối quan hệ khả lên màu K/S với bước sóng tương ứng mẫu vải lụa tơ tằm khơng xử lý có xử lý axit succinic thể hình 3.6 hình 3.7 SoC1T1 SoC1T2 SoC1T3 SoC2T1 SoC2T2 SoC2T3 SoC3T1 SoC3T2 SoC3T3 12 11 10 K/S 400 450 500 550 600 650 700 Wavelength (nm) Hình 3.6 Đƣờng K/S vải lụa tơ tằm khơng xử lý axit succinic HỒNG THỊ THANH LUYẾN 55 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang Với mẫu vải lụa tơ tằm khơng xử lý axit succinic (hình 3.6), giá trị K/S cực đại mẫu nằm khoảng từ 1,6 ÷ 4,9 bước sóng khoảng 540nm, riêng mẫu S0C1T3 có K/S cực đại 9,5 bước sóng khoảng 540nm Điều giải thích điểm đo màu mẫu vải S0C1T3 có màu đậm so với vùng xung quanh, gây sai số Đối với mẫu vải lụa có xử lý axit succinic (hình 3.7), giá trị K/S cực đại mẫu nằm khoảng từ 1,6 ÷ 7,3 bước sóng khoảng 540nm Như vậy, giá trị K/S mẫu vải lụa không xử lý axit succinic nhuộm màu có giá trị thấp mẫu vải lụa có xử lý axit succinic nhuộm màu điều giải thích vải khơng xử lý axit succinic chất màu gắn lên vải lực vật lý với vải xử lý axit succinic liên kết chất màu với vải liên kết hóa học Điều cho thấy hiệu xử lý axit succinic tạo liên kết ngang với vải, giúp chất màu gắn nhiều lên vải Để thêm minh chứng hiệu xử lý vải lụa tơ tằm axit succinic, tác giả sử dụng kết phân tích phổ FTIR, đo độ bền màu với giặt mẫu vải có khơng xử lý axit succinic trước nhuộm màu SxC1T1 SxC1T2 SxC1T3 SxC2T1 SxC2T2 SxC2T3 SxC3T1 SxC3T2 SxC3T3 12 11 10 K/S 400 450 500 550 600 650 700 Wavelength (nm) Hình 3.7 Đƣờng K/S vải lụa có xử lý axit succinic HỒNG THỊ THANH LUYẾN 56 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang 3.6 Kết phổ hồng ngoại FTIR Phổ FTIR mẫu vải S0 (hình 3.8a) cho thấy số lượng peak nhiều cho thấy vật liệu có chứa nhiều hợp chất với nhiều nhóm chức khác Các peak đặc trưng gồm có: 3438 cm-1 (nhóm OH phibroin), 2892,1 cm-1 (nhóm CH), 1644,2 cm-1 (Amin bậc I), 1531,4 cm-1 (Amin bậc II), Phổ FTIR mẫu vải sau xử lý axit succinic (Sx) thể hình 3.8b Các peak tần số 2890,9; 1660,8; 1531,2 cm-1 trùng khớp với peak phổ FTIR vải lụa S0 Mẫu sau xử lý axit succinic (Sx) ngâm nước 24 giờ, thay nước giờ/lần để loại bỏ hoàn toàn axit succinic cịn dư Tuy nhiên, ta thấy có xuất peak 1724,7 cm-1 mẫu Sx so với mẫu S0, peak đặc trưng cho nhóm cacbonyl (C=O) Điều giải thích cho phản ứng tạo liên kết axit succinic với vải lụa tơ tằm nêu phần 1.4.3 Hình 3.8 Phổ FTIR mẫu (a) Vải lụa, (b) Vải lụa xử lý axit succinic, (c) Vải lụa xử lý axit succinic đƣợc nhuộm chất màu anthocyanin, (d) Chất màu anthocyanin HOÀNG THỊ THANH LUYẾN 57 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang Mẫu sau xử lý axit succinic (Sx) nhuộm chất màu nhiệt độ 80C, thời gian 60 phút Mẫu thu sau nhuộm ký hiệu SxC2T2 So sánh phổ FTIR mẫu Sx SxC2T2 (hình 3.8c) cho thấy hầu hết peak tương ứng với Peak 1724,7 cm-1 có mặt mẫu SxC2T2 cho thấy axit succinic tạo nên liên kết ngang với vải liên kết không bị chất màu đưa lên vải Hình 3.8d biểu diễn phổ FTIR chất màu anthocyanin chiết tách dung mơi ethanol (HD) Nhóm OH xuất peak 3314 cm-1 Nhóm C - C mạch vòng peak 1615 cm-1 1285 cm-1 Nhóm amin bậc II peak 1515 cm-1 Nhóm C - O este 1056 cm-1 Điều chứng tỏ có mặt họ anthocyanin có chất màu chiết tách từ huyết dụ So sánh phổ FTIR mẫu HD mẫu SxC2T2 thấy rằng, mẫu SxC2T2 xuất peak 1515 cm-1 giống với mẫu HD Peak hai mẫu S0 Sx Điều chứng minh chất màu anthocyanin liên kết lên vải 3.7 Đánh giá độ bền màu với trình giặt Hình 3.9 Cấp độ bền giặt mẫu vải lụa không xử lý axit succinic nhuộm theo tiêu chuẩn ISO 105-C01 Đánh giá độ bền màu giặt vải khơng xử lý có xử lý axit succinic nhuộm điều kiện khác Hình 3.9 hình 3.10 ảnh mẫu vải trước HOÀNG THỊ THANH LUYẾN 58 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang sau kiểm tra độ bền màu với giặt theo tiêu chuẩn ISO 105-C01 Với kết từ hình 3.9, hình 3.10 cho thấy: Độ bền màu sau giặt vải không xử lý axit succinic vải có xử lý axit succinic thấp, cấp độ bền giặt khoảng từ ÷ Cấp độ bền giặt hai mẫu vải tương đương Ta thấy với vải không xử lý axit succinic, liên kết chất màu vải lực liên kết vật lý nên độ bền giặt khơng tốt Đối với vải xử lý axit succinic có độ bền màu giặt tương đương mẫu vải không xử lý điều cho thấy vải sau xử lý axit succinic hình thành liên kết chất màu với vải nhiên liên kết không đạt hiệu việc giúp tăng thêm độ bền giặt vải Điều giải thích peak xuất số sóng 1515 cm-1 phổ FTIR mẫu SxC2T2 liên kết chất màu anthocyanin với vật liệu tơ tằm thông qua liên kết ngang với axit succinic Tuy nhiên, có liên kết hóa trị khơng nhiều, độ bền màu với giặt khơng cải thiện nhiều Hình3.10 Cấp độ bền giặt mẫu vải lụa có xử lý axit succinic nhuộm theo tiêu chuẩn ISO 105-C01 Từ hình 3.9, hình 3.10 cho thấy độ bền giặt vải tốt đạt cấp 2, kết hợp so sánh khả lên màu K/S đồ thị hình 3.6, hình 3.7, ta nhận thấy mẫu SxC1T2 phù hợp với độ bền màu giặt đạt cấp giá trị K/S cao Do vậy, HOÀNG THỊ THANH LUYẾN 59 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang điều kiện nhuộm tối ưu cho vải có xử lý axit succinic cho độ tận trích bền màu cao tại: Nhiệt độ nhuộm 60C, thời gian nhuộm 60 phút Cịn vải khơng xử lý axit succinic điều kiện nhuộm tối ưu cho vải cho độ tận trích bền màu cao tại: Nhiệt độ nhuộm 60C, thời gian 60 phút Tuy nhiên so sánh khả lên màu K/S vải xử lý axit succinic lên màu tốt vải không xử lý axit succinic nên điều kiện nhuộm tối ưu cho vải xử lý axit succinic cho độ tận trích độ bền màu cao tại: Nhiệt độ nhuộm 60C, thời gian nhuộm 60 phút 3.8 Khả thị màu anthocyanin vải lụa xử lý axit succinic Vải lụa xử lý axit succinic nhuộm màu chiết từ huyết dụ, nhiệt độ 80C, thời gian 60 phút khảo sát thay đổi màu điều kiện pH khác bao gồm pH = 1, 3, 5, 7, 9, 11 13 Cho mẫu vải nhuộm vào đĩa Petri (đường kính 50 mm) chứa dung dịch pH khác Tiến hành quan sát thay đổi màu đĩa Petri So sánh với kết thay đổi màu chất màu anthocyanin vải xử lý axit succinic so với dung dịch màng xơ xenlulo Kết so sánh thể hình 3.11 Hình 3.11 So sánh thay đổi màu vải lụa nhuộm chất màu với dung dịch chất màu màng xơ xenlulo gắn chất màu Hình 3.11 cho thấy thay đổi màu anthocyanin vải lụa xử lý axit succinic theo pH tương đồng với thay đổi màu anthocyanin dung dịch màng xơ xenlulo Màu sắc có thay đổi rõ rệt pH > pH < Với điều kiện pH < màu sắc vải nhuộm chất màu anthocyanin có màu hồng đậm HỒNG THỊ THANH LUYẾN 60 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang Còn với pH > 7, màu sắc chuyển từ màu xanh (pH < 11) sang vàng (pH > 11) Điều chứng tỏ chất màu anthocyanin nhuộm lên vải xử lý axit succinic giữ chức thị màu theo pH khác nhau, ứng dụng làm vật liệu thị pH sinh thái xác định tồn dư chất tẩy rửa quần áo trẻ em 3.9 Khả thay đổi màu thuận nghịch chất màu anthocyanin vải xử lý axit succinic Vải xử lý axit succinic nhuộm nhiệt độ 80C, 60 phút đánh giá khả thay đổi màu thuận nghịch môi trường axit bazơ Đầu tiên, vải đựng đĩa Petri nhỏ từ từ dung dịch axit có pH = vào đĩa quan sát thay đổi màu vải Tiếp theo nhỏ từ từ dung dịch bazơ có pH = 11 vào đĩa Petri dư, quan sát thay đổi màu vải Lặp lại thí nghiệm lần để kiểm tra xem vải nhuộm có khả thay đổi màu thuận nghịch theo pH hay khơng Kết thí nghiệm trình bày hình 3.12 Hình 3.12 Khả thay đổi màu thuận nghịch vải xử lý axit succinic đƣợc nhuộm chất màu sau lần thử Hình 3.12 cho thấy thay đổi màu vải lụa lần thí nghiệm sau lần thay đổi pH rõ ràng Vải có màu hồng pH = thay đổi rõ rệt sang màu xanh HOÀNG THỊ THANH LUYẾN 61 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang lục tiếp tục thêm dung dịch có pH = 11 Sau lần thay đổi pH, màu sắc vải bị nhạt đi, lý chất màu từ vải bị phai phần dung dịch Hơn nữa, dung dịch thí nghiệm dung dịch đệm nên việc bổ sung dung dịch pH = dung dịch pH = 11 sau lượt thí nghiệm làm cho pH dung dịch đĩa petri khơng cịn xác bị pha loãng mạnh Sự thay đổi màu thuận nghịch theo pH chất màu vải lụa xử lý axit succinic cho thấy khả ứng dụng làm vật liệu thị pH sinh thái, nhận biết tồn dư chất tẩy rửa quần áo trẻ em HOÀNG THỊ THANH LUYẾN 62 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang KẾT LUẬN Từ kết thực nghiệm tác giả rút số kết luận sau: Chiết tách chất màu anthocyanin từ huyết dụ Việt Nam với trợ giúp sóng siêu âm Tối ưu hóa q trình chiết tách theo phương pháp bề mặt đáp ứng thu điều kiện chiết tối ưu: Nhiệt độ chiết 70C, nồng độ ethanol 95%, thời gian chiết 28,6 phút Chất màu anthocynin chiết từ huyết dụ dạng dung dịch, nhuộm màng xơ xenlulo nhuộm vải lụa tơ tằm có khả thay đổi màu khoảng pH rộng (pH = ÷ 13) Sử dụng phương pháp đo màu, xác định giá trị L, a, b, C, h K/S mẫu vải lụa nhuộm màu có không xử lý axit succinic cho thấy mẫu vải biến tính trước nhuộm chưa đạt hiệu bắt màu dự kiến Độ bền màu với giặt mẫu vải lụa nhuộm màu đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 105-C01 cho thấy mẫu vải lụa có xử lý axit axit succinic trước nhuộm cho độ bền giặt cao số mẫu nhuộm Phân tích phổ FTIR mẫu thí nghiệm cho thấy vật liệu lụa tơ tằm biến tính hóa học xuất liên kết hóa trị axit succinic với tơ tằm Liên kết chất màu anthocyanin với vật liệu tơ tằm thông qua liên kết ngang axit succinic không nhiều nên độ bền màu với giặt khơng cao HỒNG THỊ THANH LUYẾN 63 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Kết đo độ bền giặt sau lần giặt mẫu vải xử lý axit succinic thu không đạt hiệu mong đợi tác giả nghiên cứu hướng xử lý vải trước nhuộm hóa chất khác đánh giá độ bền giặt mẫu vải xử lý axit succinic sau số lần giặt để kiểm chứng lại từ ứng dụng vật liệu nhuộm chất màu anthocyanin làm chất thị thương mại Vật liệu thị pH sinh thái dạng nhãn vải, sợi in lên vải Ngồi hướng xử lý axit succinic, ta cải thiện độ bền giặt cách cầm màu cho vải sau nhuộm [38] tạo liên kết cộng hóa trị anthocyanin với vật liệu tơ tằm liên kết hexamethylene diisocyanate (C8H12N2O2) thể hình đây: OCN-R-NCO Hexamethylene diisocyanate Phản ứng dự kiến: Silk-NH2 + OCN-R-NCO Silk-NH-CO-NH-R-NCO Silk-NH-CO-NH-R-NCO + HO-Antho  Silk-NH-CO-NH-R-NH-COO-Antho Ngoài ra, chất màu anthocyanin chiết tách từ huyết dụ cịn nghiên cứu để ứng dụng với mục đích làm pin lượng mặt trời (dye-sensitized solar cells) [4,5] HOÀNG THỊ THANH LUYẾN 64 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang TÀI LIỆU THAM KHẢO ―Tổng quan anthocyanin‖, http://kkhtn.duytan.edu.vn/uploads/76de50dd-cfa54f3e-bfbf-83172ee17228_tongquanveanthocyanin.pdf Fouedjou, Romuald T., et al "Steroidal saponins from the leaves of Cordyline fruticosa (L.) A Chev and their cytotoxic and antimicrobial activity." Phytochemistry Letters (2014): 62-68 Al-Alwani, Mahmoud AM, et al "Effect of solvents on the extraction of natural pigments and adsorption onto TiO for dye-sensitized solar cell applications." Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 138 (2015): 130-137 Al-Alwani, Mahmoud AM, et al "Optimization of dye extraction from Cordyline fruticosa via response surface methodology to produce a natural sensitizer for dyesensitized solar cells." Results in Physics (2016): 520-529 Al-Alwani, Mahmoud AM, et al "Extraction, preparation and application of pigments from Cordyline fruticosa and Hylocereus polyrhizus as sensitizers for dye-sensitized solar cells." Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 179 (2017): 23-31 Surve, B S., P V Humbe, and R G Kale "Use of Cordyline fruticosa leaves extract as a Natural Indicator in Acid-Base Titration." (2015) "Tác dụng huyết dụ - hoa đà thần dược‖,http://chuthapdo.org.vn/huyet-duhoa-da-than-duoc-12785 Lợi, Đỗ Tất "Những thuốc vị thuốc Việt Nam." (2007) ―Cây huyết dụ - Những thuốc vị thuốc Việt Nam – Thuốc vườn nhà‖, http://www.thuocvuonnha.com/nhung-cay-thuoc-va-vi-thuoc-viet-nam/ket-qua-tracuu/cay-huyet-du 10 Bridle, P, and C F Timberlake "Anthocyanins as natural food colours—selected aspects." Food chemistry 58.1 (1997): 103-109 11 ―Vai trò anthocynin đời sống‖, http://tuaf.edu.vn/khoacnsh/bai-viet/vaitro-cua-anthocyanin-trong-doi-song-2462.html 12 Andersen, Oyvind M., and Kenneth R Markham, eds Flavonoids: chemistry, biochemistry and applications CRC press, 2005 13 ―Các yếu tố ảnh hưởng tới màu độ bền màu anthocynin‖, http://123doc.org//document/4313315-cac-yeu-to-anh-huong-toi-mau-va-do-benHOÀNG THỊ THANH LUYẾN 65 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang mau-cua-anthocyanin.htm 14 ―Phân loại flavonoid‖, http://duoclieuvn.blogspot.com/2012/02/phan-loai- flavonoid.html 15 Mazza, G., and R Brouillard "Recent developments in the stabilization of anthocyanins in food products." Food Chemistry 25.3 (1987): 207-225 16 Iacobucci, Guillermo A., and James G Sweeny "The chemistry of anthocyanins, anthocyanidins and related flavylium salts." Tetrahedron 39.19 (1983): 30053038 17 Wrolstad, R E "Anthocyanins Characterization and Measurement with UVVisible Spectroscopy." (2001): 1-13 18 Dao, Lan T., et al "Improved method for the stabilization of anthocyanidins." Journal of Agricultural and Food Chemistry 46.9 (1998): 35643569 19 Brouillard, Raymond Chemical structure of anthocyanins.Vol 1.Academic Press: New York, 1982 20 Markakis, Pericles, ed Anthocyanins as food colors Elsevier, 2012 21 Nguyễn Thị Phương, Anh "Nghiên cứu ảnh hưởng PH đến màu ANTHOCYANIN từ bắp cải tím làm chất thị an tồn phân tích thực phẩm hóa học." (2010) 22 Wang, Wei-Dong, and Shi-Ying Xu "Degradation kinetics of anthocyanins in blackberry juice and concentrate." Journal of food engineering 82.3 (2007): 271275 23 B T Hằng, Các phương pháp hóa lí ứng dụng phân tích kiểm nghiệm dược liệu, 2006 24 Wiczkowski, Wieslaw, Dorota Szawara-Nowak, and Joanna Topolska "Red cabbage anthocyanins: Profile, isolation, identification, and antioxidant activity." Food research international 51.1 (2013): 303-309 25 Chen, Mingshun, Yi Zhao, and Shujuan Yu "Optimisation of ultrasonic-assisted extraction of phenolic compounds, antioxidants, and anthocyanins from sugar beet molasses." Food chemistry 172 (2015): 543-550 26 H T K Cúc, and N T Lan, ―Tối ưu hóa q trình chiết tách chất màu anthocyanin từ bắp cải tím mơi trường trung tính,‖ KHCN, ĐH Đà Nẵng, vol., 4(12), pp 44-50, 2005 27 D T P Liên, and N N M Phương, ―Ảnh hưởng biện pháp xử lý nguyên liệu đến khả trích ly ổn định anthocyanin từ bắp cải tím (Brassica oleracea) HỒNG THỊ THANH LUYẾN 66 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Dệt may – Da giày Thời trang Xuất bản-Tạp chí-Trường Đại Học Cần Thơ,‖ Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, pp 1-7, 2014 28 Cheok, C Y., et al "Optimization of total monomeric anthocyanin (TMA) and total phenolic content (TPC) extractions from mangosteen (Garcinia mangostana Linn.) hull using ultrasonic treatments." Industrial crops and Products 50 (2013): 1-7 29 Chemat, Farid, et al "Ultrasound assisted extraction of food and natural products Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications A review." Ultrasonics sonochemistry 34 (2017): 540-560 30 Soria, Ana Cristina, and Mar Villamiel "Effect of ultrasound on the technological properties and bioactivity of food: a review." Trends in Food Science & Technology 21.7 (2010): 323-331 31 Esclapez, M D., et al "Ultrasound-assisted extraction of natural products." Food Engineering Reviews 3.2 (2011): 108 32 TS Trần Thủy, Bình "Giáo trình vật liệu dệt may." (2005) 33 N T Thu "Vật liệu dệt", Hà Nội: NX Đại học Bách khoa Hà Nội, 1993 34 C H Trượng, Đ T Mai ―Đại cương cơng nghệ hóa học vật liệu dệt‖, NX Đại học Bách khoa Hà Nội, 1986 35 C H Trượng ―Lý thuyết kỹ thuật nhuộm, in hoa vật liêu dệt‖, NX Đai hoc Bách khoa Hà Nội, 1979 36 Aktsas Roskiana Ahmad, et al "Extraction of color pigment and determination of flavonoid content of andong leaves ( cordyline fruticosa L.) source Makassar city." (2013) 37 Al-Alwani, Mahmoud AM, et al "Effect of solvents on extraction and adsorption of natural dyes extracted from cordyline fruticosa and hylocereus polyrhizus." Asian Journal of Chemistry 26.18 (2014): 6285 38 Wang, Huayin, Zhirong Tang, and Wenlong Zhou "A method for dyeing cotton fabric with anthocyanin dyes extracted from mulberry (Morus rubra) fruits." Coloration Technology 132.3 (2016): 222-231 HOÀNG THỊ THANH LUYẾN 67 LUẬN VĂN THẠC SỸ ... tài: ? ?Nghiên cứu chiết tách chất màu từ huyết dụ Việt Nam với trợ giúp sóng siêu âm ứng dụng làm chất thị pH sinh thái? ?? Trong luận văn tác giả nhuộm chất màu anthocyanin chiết tách từ huyết dụ cho... giới nghiên cứu chiết tách chất màu từ huyết dụ là: Nguyên liệu sử dụng việc chiết tách chất màu huyết dụ thu hoạch Việt Nam, sử dụng máy siêu âm để chiết tách chất màu anthocynin từ huyết dụ dung... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG THỊ THANH LUYẾN NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH CHẤT MÀU TỪ LÁ CÂY HUYẾT DỤ VIỆT NAM VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA SÓNG SIÊU ÂM VÀ ỨNG DỤNG