bộ giáo dục và đào tạo

- Sử dụng các dung môi sâu đã tổng hợp được để làm giàu và tách Omega-3,6,9 từ mỡ phế thải theo qui trình nhà máy chế biến cá basa xuất khẩu.. Khảo sát thành phần, hàm lượng a[r]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

LÊ THỊ THANH XUÂN

TỔNG HỢP MỘT SỐ DUNG MÔI SÂU TRÊN CƠ SỞ 2-ALKYLBENZIMIDAZOLE, CHOLINE CHLORIDE VÀ ỨNG

DỤNG TÁCH CHIẾT OMEGA-3,6,9 TRONG MỠ CÁ BASA Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 44 01 14

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỮU CƠ

Cơng trình hồn thành tại: Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS TS Hồ Sơn Lâm Người hướng dẫn khoa học 2: TS Cù Thành Sơn

Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học viện, họp Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam vào hồi … ’, ngày … tháng … năm 2021…

Có thể tìm hiểu luận án tại:

1

MỞ ĐẦU

Hiện nay, nghề nuôi cá đặc biệt cá basa, cá tra (catfish) phát triển mạnh khu vực Đồng Sông Cửu Long, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ nước làm nguyên liệu cho chế biến xuất khẩu, thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp thủy sản Việt Nam Tuy nhiên, cá basa, cá tra chủ yếu sử dụng phần thịt (phile) cho xuất loại mỡ nguyên sinh cho thị trường nước Các phụ phẩm qui trình chế biến như: đầu, xương, mỡ, da chưa tận dụng cách hiệu Dạng phụ phẩm từ trước đến dùng làm phân bón thức ăn gia súc Nếu khơng có biện pháp xử lý phù hợp khơng lãng phí nguồn dinh dưỡng chứa đó, mà cịn trở thành nguồn gây ô nhiễm cho môi trường

Trong vài năm gần đây, Việt Nam có số cơng trình nghiên cứu tách hợp chất omega phương pháp như: Thủy giải lipid môi trường kiềm kết tủa urea, sử dụng phương pháp kết tinh phân đoạn nhiệt độ thấp… nhằm nâng cao hiệu kinh tế trình chế biến cá da trơn Nhưng nhìn chung kết mang tính chất thăm dị, chưa có cơng trình nghiên cứu tách hợp chất Omega-3,6,9 khỏi hỗn hợp acid béo mỡ cá basa cá tra Trên giới phương pháp tách chiết Omega-3,6,9 có nghiên cứu sản xuất như: phương pháp sắc ký, phương pháp chưng cất enzyme, phương pháp kết tủa urea phức, phương pháp chiết chất lỏng siêu tới hạn…

tồn khơng bay khơng có áp suất Do đó, chúng không gây vấn đề liên quan đến cháy nở, an tồn cho người vận hành môi trường sống, khả phân hủy sinh học khả tương thích sinh học Chúng thay dung môi độc hại, hạn chế gây nhiễm mơi trường, có khả thu hồi tái sử dụng Vì chúng ứng cử viên sử dụng dung môi kỹ thuật tách chiết

Việc tách Omega-3,6,9 khỏi hỗn hợp acid béo tách riêng dạng omega với hệ dung mơi xanh có chi phí thấp vấn đề nhà nghiên cứu sản xuất quan tâm Căn vào nhu cầu thực tế Omega-3,6,9 Việt Nam, việc phải nâng cao hiệu kinh tế cá da trơn Việt Nam, đáp ứng yêu cầu tính khoa học cao việc tách làm giàu Omega-3,6,9 hệ dung môi xanh rẻ tiền, chúng tơi đề xuất thực cơng trình

“Tổng hợp số dung môi sâu sở 2-alkylbenzimidazole, choline chloride ứng dụng tách chiết Omega-3,6,9 mỡ cá

basa Đồng Sông Cửu Long” Học Viện Khoa học

Công nghệ chấp nhận làm nghiên cứu sinh với luận án có nội dung * Mục tiêu đề tài

- Tổng hợp hệ dung môi sâu sở choline chloride với hợp chất, 2-alkylbenzimidazole/ethylene glycol xác định cấu trúc chúng

- Sử dụng dung môi sâu tổng hợp để làm giàu tách Omega-3,6,9 từ mỡ phế thải theo qui trình nhà máy chế biến cá basa xuất

* Nội dung đề tài

3

ra khỏi phụ phẩm trình chế biến phile cá basa

Nghiên cứu tổng hợp dung môi sâu (Deep Eutectic Solvent) sở

- Choline chloride với urea đồng đẳng (methylurea, thiourea methylthiourea) xác định tính chất chúng

- 2-Alkylbenzimidazole (2-pentylbenzimidazole, 2-heptyl-benzimidazole, 2-octyl2-heptyl-benzimidazole, 2-nonylbenzimidazole), tạo hệ dung môi sâu ethylene glycol/2-alkylbenzimidazole

Sử dụng dung môi sâu tổng hợp để tách làm giàu Omega-3,6,9 từ nguyên liệu

So sánh trình làm giàu tách Omega-3,6,9 dung môi sâu tổng hợp

* Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài

CHƯƠNG

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược chất lỏng ion

1.2 Dung môi sâu-DES (deep eutectic solvent) hệ chất lỏng ion

1.2.1 Sơ lược hình thành phát triển ứng dụng DES

Trong năm đầu kỷ 20, hệ chất lỏng ion dựa hỗn hợp muối amoni bậc bốn (2-hydroxyethyl trimethyl amoni cloride) với số chất tạo liên kết hydro amide, glycol acid carboxylic (mono-diacid) để tạo thành dung mơi có khả hịa tan nhiều muối oxit kim loại, giá thành thấp dễ tái chế tự phân hủy mà không gây ô nhiễm môi trường

Chất lỏng ion gọi DES (deep eutectic solvent) Những công bố hệ chất lỏng ion Abbott cộng từ năm 2001 Để làm nổi bật quan tâm ngày tăng DES dung môi xanh, C Andrew tác giả tìm kiếm thơng qua sở liệu trích dẫn Web of Science Citation Database với nhiều cơng trình nghiên cứu lĩnh vực DES Khi hợp chất cấu thành DES chất chính, aminoacid, acid hữu cơ, đường dẫn xuất choline, DES gọi dung môi eutectic sâu tự nhiên (NADES) Khi xem xét tính chất hóa lý, NADES có đầy đủ đặc trưng nguyên tắc hóa học xanh

1.2.2 Cơ sở khoa học hệ DES

5

tạo phức muối hữu Liên kết hydro liên kết yếu hình thành lực hút tĩnh điện hydro (đã liên kết phân tử) với nguyên tử có độ âm điện mạnh có kích thước bé (N,O, F ) phân tử khác phân tử Liên kết hydro hình thành phân tử nội phân tử 1.3 Sơ lược cá basa, cá tra Việt Nam hàm lượng Omega-3,6,9 cá

1.3.1 Giới thiệu cá basa, cá tra

1.3.2 Trữ lượng cá basa, cá tra hàm lượng omega cá

1.4 Giá trị ứng dụng Omega-3,6,9 sống

1.4.1 Những nghiên cứu mặt dược lý omega người 1.4.2 Giới thiệu chất béo

1.4.3 Phân loại aicd béo

1.4.4 Giới thiệu omega

1.5 Một số phương pháp tách chiết Omega-3,6,9 có nghiên cứu sản xuất

và xác định thành phần chúng Nhìn chung cơng bố mang tính chất thăm dị, chưa có cơng trình nghiên cứu tách hợp chất Omega-3,6,9 khỏi hỗn hợp acid béo mỡ cá basa cá tra dung môi sâu

CHƯƠNG

PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất, ngun liệu, dụng cụ tiến hành thí nghiệm 2.2 Chuẩn bị nguyên liệu cá basa, cá tra

2.2.1 Qui trình xử lý nguyên liệu

Nguyên liệu cá basa, cá tra thu từ nhà máy chế biến thủy sản Đồng Tháp, sau mang rửa để nước, sau tiến hành xẻ thịt theo qui trình nhà máy sản xuất thủy sản xuất khẩu, thu phần: Phần mỡ nguyên sinh, thịt (phile) phần cịn lại (da, đầu, mình, nội tạng…) gộp chung phụ phẩm bảng Chúng thực ba lần cho qui trình xẻ thịt để xác định trọng lượng trung bình

Bảng 2.2 Thành phần nguyên liệu ban đầu từ cá basa, cá tra

Cá tra Cá basa

STT Thành phần Trọng lượng (gam)

Tỷ lệ (%)

Trọng lượng (gam)

Tỷ lệ (%)

1 Mỡ nguyên chất 50 2,3 106 6,06

2 Thịt (phile) 816 37,1 615 35,14

3 Phụ phẩm 1334 60,6 1029 58,8

Tổng 2200 100 1750 100

2.2.2 Phương pháp chiết acid béo từ phụ phẩm

7

Methyl hóa: Cao thu sau chiết xuất tiến hành methyl hóa với methanol xúc tác acid sulfuaric đặc với tỷ lệ Cao/ Methanol/Xúc tác 50gam/100gam/1gam Q trình ester hóa tiến hành bình thủy tinh 200 ml, có gắn sinh hàn hồi lưu thời gian điều kiện khuấy gia nhiệt đến 60 oC thiết bị

từ tính Sản phẩm tiến hành quay chân không 35 oC để loại

bớt methanol dư, sau rửa nhiều lần nước cất làm khan Na2SO4 Mẫu tiến hành phân tích GC/FID để xác định

thành phần hóa học giữ nguyên cho nghiên cứu tách Omega-3,6,9 sau

2.3 Các hệ DES tổng hợp sử dụng luận án

Các hệ DES tổng hợp sử dụng để làm giàu tách Omega-3,6,9 từ mỡ phế thải trình chế biến cá basa Việt Nam giới thiệu bảng sau

Bảng 2.3 Tỷ lệ khối lượng tổng hợp mẫu DES

2.4 Tổng hợp DES sở choline chloride/urea đồng đẳng Phương pháp tổng hợp chất lỏng dạng DES sở choline chloride áp dụng sau: Choline chloride urea

Hệ DES Tỷ lệ khối lượng (g/g)

Methanol/Urea (Mẫu 1, Mẫu 2, Mẫu 3, Mẫu 4) 1:(0,14; 0,2 ; 0,23; 0,25)

Choline chloride/urea (Ch/U) 1:1

Choline chloride/methylurea (Ch/MU) 1:1

Choline chloride/thiourea (Ch/Thi) 1:1

được cho vào cốc thủy tinh chịu nhiệt đặt bếp khuấy từ có gia nhiệt theo tỷ lệ 1:1, 2:1 1:2 khối lượng đun nóng 60-70 oC

có khuấy thu chất lỏng đồng Thực nghiệm cho thấy, có mẫu với tỷ lệ khối lượng choline chloride/ urea 1:1 2:1, sau để nguội giữ trạng thái lỏng Còn mẫu 1:2 (urea nhiều hơn) bị kết tinh trở lại Vì chúng tơi sử dụng mẫu có tỷ lệ 1:1 nghiên cứu đồng đẳng urea methylurea, thiourea, methylthiourea (tỷ lệ chung 1:1) 2.5 Tổng hợp 2-alkylbenzimidazole hệ DES (ethylene glycol/ benzimidazole)

2.5.1 Tổng hợp 2-alkylbenzimidazole

Phản ứng thực o-phenylenediamine carboxylic acid tỉ lệ 1:2 Lượng xúc tác đưa vào 10% trọng lượng chất tham gia phản ứng Cho dịng khí argon vào để đ̉i khơng khí khỏi bình phản ứng Thực phản ứng áp suất 6-8 atm, nhiệt độ 180 oC có khuấy từ

2.5.2 Kết hợp ethylene glycol với alkylbenzimidazole để tạo thành hệ DES