Sử dụng các phương pháp bề mặt để tối ưu hoá các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng chuyển hoá sucrose thành 5 hydroxymethyl 2 furfuraldehyde

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HỐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐỂ TỐI ƯU HOÁ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CHUYỂN HOÁ SUCROSE THÀNH 5-HYDROXYMETHYL-2-FURFURALDEHYDE BẰNG SỰ KẾT HỢP GIỮA NGUỒN NHIỆT TỪ LỊ VI SĨNG VỚI XÚC TÁC HCl Người hướng dẫn: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG Sinh viên thực hiện: PHÙNG THANH ANH MSSV: 107130058 Lớp: 13H2A ĐÀ NẴNG, 05/2018 TÓM TẮT Hợp chất 5-Hydroxymethyl-2-furfuraldehyde (5-HMF) sản phẩm trung gian phản ứng caramel phản ứng nâu hóa Maillard[1], sản phẩm có nhiều ứng dụng lĩnh vực khác cơng nghiệp Có nhiều phương pháp khác dùng để chuyển hoá chất thành 5-HMF phương pháp đề tài sử dụng nguồn nhiệt từ lị vi sóng kết hợp với xúc tác HCl để chuyển hoá sucrose thành hợp chất 5-HMF Tiếp tục từ nghiên cứu trước, đề tài tiếp tục tối ưu hóa chuyển hóa 5-HMF từ sucrose tác dụng xúc tác HCl, nguồn nhiệt từ lị vi sóng tỉ lệ chất HCl:sucrose (mL:g) Các thông số tối ưu xác định cho phản ứng chuyển hóa thu 5-HMF cực đại : nhiệt độ lò phản ứng 180ºC, thời gian phản ứng 18 phút, nồng độ HCl 0,57M tỉ lệ thể tích xúc tác HCl:sucrose (mL:g) 10,78:1 hiệu suất thu nhận 5-HMF 32,51 ± 0,64% So sánh với đề tài nghiên cứu khác hiệu suất chuyển hố 5-HMF thu khoảng 50% báo cáo Li et al từ thí nghiệm phân hủy fructose nước lỏng nhiệt độ cao 180-2200C với áp suất 10 Mpa Trong trường hợp chất xúc tác, suất tối đa quán báo cáo khoảng 50%, yêu cầu thời gian phản ứng ngắn so với thời gian nhiệt độ tăng Để đạt hiệu suất thu hồi 5-HMF 50% 2200C sau khoảng 10 phút, 2200C sau khoảng 30 phút 1800C sau khoảng 80 phút[2] Kết nghiên cứu chứng minh nguồn nhiệt vi sóng thay nguồn nhiệt khác trình sản xuất 5-HMF kết hợp với xúc tác HCl sử dụng chất sucrose i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: PHÙNG THANH ANH Số thẻ sinh viên: 107130058 Lớp: 13H2A Khoa: Hóa Ngành: Cơng nghệ thực phẩm Tên đề tài đồ án: Tối ưu hoá yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng chuyển hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nguồn nhiệt từ lị vi sóng với xúc tác HCl Đề tài thuộc diện: □ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Nội dung phần thuyết minh tính tốn: MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Các vẽ, đồ thị (ghi rõ loại kích thước vẽ): Họ tên người hướng dẫn: ThS Bùi Viết Cường Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 12/12/2017 Ngày hoàn thành đồ án: 25/05/2018 Đà Nẵng, ngày 25 tháng 05 năm 2018 Người hướng dẫn Trưởng Bộ môn LỜI CẢM ƠN ii Trước hết cho gửi lời cảm ơn đến q thầy khoa Hố, trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Viết Cường hướng dẫn suốt thời gian làm đề tài Cảm ơn cô Minh Nguyệt tạo điều kiện dụng cụ, hố chất để tơi hồn thành đề tài Cảm ơn bạn lớp hỗ trợ thời gian vừa qua Trân trọng cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 24 tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực PHÙNG THANH ANH iii CAM ĐOAN Với danh dự trách nhiệm cá nhân, xin cam đoan đồ án “Sử dụng phương pháp bề mặt để tối ưu hoá yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng chuyển hoá sucrose thành 5Hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nguồn nhiệt từ lị vi sóng xúc tác HCl” hướng dẫn thầy Bùi Viết Cường công trình nghiên cứu độc lập thực thân tơi Việc hồn thành đồ án tốt nghiệp soạn thảo hoàn thành cách độc lập, sáng tạo, không chép từ đề tài khác Các kết số liệu thu trung thực, khách quan, khơng có chỉnh sửa, chép Tài liệu tham khảo sử dụng đồ án xác, có độ tin cậy cao, trích dẫn đầy đủ quy định Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2018 Sinh viên PHÙNG THANH ANH iv MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪNLỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN Lỗi! Thẻ đánh dấu khơng được xác định TĨM TẮT i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỜI CẢM ƠN ii CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vii Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu 5-Hydroxymethyl-2-Furfuraldehyde (5-HMF) 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Tính chất vật lý 1.1.3 Tính chất hóa học 1.1.4 Cơ chế chuyển hoá thành 5-HMF 1.1.5 Ứng dụng 5-HMF 1.2 Phản ứng caramel 11 1.2.1 Định nghĩa 11 1.2.2 Đặc điểm phản ứng caramel 11 1.2.3 Cơ chế phản ứng caramel 12 1.3 Phương pháp dùng để sản xuất 5-HMF 13 1.4 Một số phương pháp định lượng 5-HMF 14 1.5 Tình hình nghiên cứu 5-HMF Việt Nam giới 15 1.5.1 Tại Việt Nam 15 v 1.5.2 Trên giới 15 1.6 Nguồn nhiệt từ lị vi sóng 16 1.7 Lý thuyết quy hoạch thực nghiệm 16 1.7.1 Các bước quy hoạch thực nghiệm[32] 16 1.7.2 Tối ưu hoá 17 1.7.3 Giới thiệu phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) [33] 17 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Đối tượng nghiên cứu 20 2.1.1 Nguyên liệu hóa chất nghiên cứu 20 2.1.2 Các máy móc, thiết bị nghiên cứu 20 2.2 Phương pháp nghiên cứu 20 2.2.1.Xây dựng mơ hình toán học ma trận thực nghiệm 20 2.2.2 Qui trình thực phản ứng chuyển hóa sucrose thành 5-HMF 21 2.2.3.Xác định hiệu suất chuyển hóa 5-HMF 21 2.2.4.Phân tích, đánh giá phương trình hồi qui tối ưu hóa theo Central Composite Design 22 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 23 3.1 Kết thí nghiệm 23 3.2 Lập phương trình hồi quy tìm nghiệm tối ưu 24 3.2.1 Lập phương trình hồi quy 24 3.3.2 Tìm nghiệm tối ưu 25 KẾT LUẬN 31 KIẾN NGHỊ 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHỤ LỤC 36 PHỤ LỤC 43 vi DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Bảng 1.1 Tính chất vật lý 5-HMF Bảng 1.2 Nhiệt độ xảy phản ứng caramel số loại đường 11 Bảng 1.3 Các nhóm chất xúc tác 14 Bảng 2.1 Mức, khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng 20 Bảng 2.2 Ma trận thí nghiệm 21 Bảng 3.1: kết thí nghiệm 23 Bảng 3.2: Kết phân tích phương sai ANOVA 24 Bảng 3.3 Hiệu suất chuyển hóa(%) cực đại 5-HMF 30 Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo 5-HMF Hình 1.2 Các phản ứng hình thành este nhóm hydroxymethyl Hình 1.3 Các phản ứng hình thành ether nhóm hydroxymethyl Hình 1.4 Phản ứng hình thành halogenua Hình 1.5 Phản ứng oxy hố nhóm hydroxymethyl Hình 1.6 Phản ứng khử nhóm andehyde Hình 1.7 Phản ứng ngưng tụ nhóm andehyde Hình 1.8 Các sản phẩm phản ứng oxy hố nhóm andehyde Hình 1.9 Phản ứng oxy hố vịng furan Hình 1.10 Cơ chế chuyển hoá thành 5-HMF Hình 1.11 Chuyển hóa Lobry de Bruyn-Alberda van Ekenstein Hình 1.12 Các giai đoạn nước fructose Hình 1.13 Quá trình thủy phân sucrose tạo thành glucose fructose Hình 1.14 Q trình chuyển hóa glucose thành 5-HMF Hình 1.15 Một số dẫn xuất 5-HMF 10 Hình 1.16 Quá trình đồng phân hóa aldose thành ketose 12 Hình 1.17 Phản ứng caramel mơi trường acid 12 vii Hình 1.18 Các sản phẩm tạo trình caramel mơi trường kiềm 13 Hình 1.19 Sơ đồ chuyển đổi X sang Y 17 Hình 1.20 Các điểm tượng trưng cho thí nghiệm thực nghiệm thực 19 Hình 3.1 Phát đồ đường viền 2D thể ảnh hưởng tương tác T C đến H R (constant) = 10:1 (mL:g) 26 Hình 3.2 Phát đồ bề mặt 3D thể ảnh hưởng tương tác T C đến H R (constant) = 10:1 (mL:g) 26 Hình 3.3 Phát đồ đường viền 2D thể ảnh hưởng tương tác T R đến H C (constant) = 0,7 M 27 Hình 3.4 Phát đồ bề mặt 3D thể ảnh hưởng tương tác T R đến H C (constant) = 0,7 M 27 Hình 3.5 Phát đồ đường viền 2D thể ảnh hưởng tương tác C R đến H T (constant) = 20 phút 28 Hình 3.6 Phát đồ bề mặt 3D thể ảnh hưởng tương tác C R đến H T (constant) = 20 phút 28 Hình 3.6 Biểu đồ thể điểm cực đại 5-HMF 29 viii Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lò vi sóng xúc tác HCl xúc tác có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất chuyển hóa 5-HMF tỉ lệ thể tích xúc tác HCl:sucrose có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất chuyển hóa 5-HMF, điều phù hợp với phân tích phương sai ANOVA (bảng 3.2) với giá trị P cho thời gian phản ứng, nồng độ xúc tác tỉ lệ thể tích xúc tác HCl:sucrose 0,000 Hiệu suất chuyển hóa 5-HMF tăng đạt giá trị lớn tăng thời gian phản ứng khoảng 14,5 phút đến 22 phút, tăng nồng độ xúc tác HCl khoảng 0,4M đến 0,75M tỉ lệ thể tích xúc tác HCl:sucrose trì 10:1 Phân tích phù hợp với lý thuyết phản ứng caramel[1] Sau phân tích tìm miền cực đại hiệu suất chuyển hóa 5-HMF tiến hành tối ưu để tìm điểm mà hiệu suất chuyển hóa 5-HMF cao Dựa vào minitab 16 tìm điểm cực đại hiệu suất chuyển hóa 5-HMF 52,14% thời gian 18 phút, nồng độ HCl 0,567M tỉ lệ thể tích xúc tác HCl:sucrose 10,78:1 (mL:g) Hình 3.6 Biểu đồ thể điểm cực đại 5-HMF Tiến hành thí nghiệm kiểm tra mẫu nhiệt độ 1800C thời gian 18,0464 phút, nồng độ HCl 0,5674 M tỉ lệ thể tích xúc tác HCl:sucrose (mL:g) 10,7814:1 Kết thu được: SVTH: PHÙNG THANH ANH GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 29 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lị vi sóng xúc tác HCl Bảng 3.3 Hiệu suất chuyển hóa (%) cực đại 5-HMF Stt Hiệu Suất Chuyển Hoá sucrose Thành 5-HMF (%) 32,18 33,09 32,15 31,95 32,46 33,23 Dựa vào kết thí nghiệm kiểm tra bảng 3.3 tính hiệu suất chuyển hoá sucrose thành 5-HMF tác dụng xúc tác HCl 32,51 ± 0,64% Kết thí nghiệm kiểm tra gần với kết chạy từ phần mệm minitab 16 Do nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kết thí nghiệm nên kết thí nghiệm thực tế thu khơng tương thích với kết thu từ phương trình hồi quy cấp Đầu tiên, thao tác người làm thí nghiệm gây sai số bước thực thí nghiệm cân đường sucrose, pha loãng acid HCl từ acid HCl đặc, hoà tan đường HCl, chuyển mẫu vào ống Teflon, pha lỗng trung hồ NaOH mẫu thơ thu sau phản ứng, lọc mẫu sau trung hoà NaOH, hút mẫu tiêm mẫu vào buồng chứa mẫu máy sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) Thứ hai, sai số hoá chất dụng cụ thiết bị trình thực sai số ống đong (500 mL, 250 mL, 100 mL), micropipet (1 mL 0,1 mL), pipet 10 mL, bình định mức 100 mL, máy vi sóng MARS XPRESS CEM Corporation, máy sắc ký lỏng hiệu cao HPLC, đường hút ẩm, acid HCl đặc bay hơi, nước cất không đạt, dụng cụ hỗ trợ thí nghiệm vệ sinh chưa tốt SVTH: PHÙNG THANH ANH GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 30 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lò vi sóng xúc tác HCl KẾT LUẬN Dựa vào khoảng biến thiên ban đầu yếu tố sở thời gian phản ứng từ 15 đến 25 phút, nồng độ xúc tác HCl từ 0,5 M đến 0,9 M, tỉ lệ xúc tác HCl sucrose 8:1 đến 12:1 (mL:g) Dựa vào phương pháp cấu trúc tâm quay CCD phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) hai tác giả Box Wilson Nghiên cứu xây dựng thành cơng mơ hình tốn học mô tả ảnh hưởng yếu tố tương tác yếu tố đến hiệu suất chuyển hóa sucrose thành 5-HMF kết hợp nguồn nhiệt vi sóng xúc tác HCl Phương trình hồi qui có dạng: H = -276.928 + 13.505T +186.353C +28.496R + 4.884T*C +0.174T*R -3.326C*R – 0.502T2 – 298.882C2 -1.374R2 Giá trị nghiệm tối ưu (T = 18,0464 (phút); C = 0,5675 (M) R = 10,7814 (mL:g) phương trình hồi qui phù hợp với phân tích phát đồ đường viền 2D phát đồ bề mặt 3D, có khác biệt hiệu suất 5-HMF dự đoán phương trình hồi qui (Hmax = 52,1448%) thực tế (Hmax = 32,51 ± 0,64%) Nghiên cứu cung cấp thơng tin quan trọng cho q trình sản xuất 5-HMF với qui mô lớn kết hợp nguồn nhiệt từ lị vi sóng xúc tác HCl SVTH: PHÙNG THANH ANH GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 31 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lị vi sóng xúc tác HCl KIẾN NGHỊ Qua q trình nghiên cứu cho phép tơi đề xuất số ý kiến việc nghiên cứu tiếp tục sau: + Thực tinh chế hợp chất 5-HMF thô thành chế phẩm tinh khiết + Đề xuất xây dựng quy trình sản xuất 5-HMF quy mô pilot trước đưa sản xuất quy mô công nghiệp SVTH: PHÙNG THANH ANH GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 32 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lị vi sóng xúc tác HCl TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT: 36 Bui, C.V., et al., Conversion of konjac powder into glucomannan-oligosaccharides, mannose, and glucose by hydrolysis facilitated by microwave heating and HCl catalyst วารสาร วิชาการ เทคโนโลยี อุตสาหกรรม (The Journal of Industrial Technology), 2016 12(2): p 45-61 35 Cảnh, Qui hoạch thực nghiệm 1993: Nhà xuất Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 27 PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT, Bài giảng: Phân tích thực phẩm 26 P.T.T.Hà, V.C.Sáu, T.T.Phường, Nghiên cứu xây dựng phương pháp định lượng 5hydroxymetthylfufural Trong Thuốc, Nước Ngọt Bằng Phương Pháp Sắc Ký Khí, Khối Phổ, 2016 32 G.T.K.Liên, giảng: Qui hoạch thực nghiệm, 2009 TIẾNG ANH: Simpson, B.K., et al., Food biochemistry and food processing, p 83 Van Putten, R.-J., Experimental and modelling studies on the synthesis of 5hydroxymethylfurfural from sugars 2015 S Kowalski, 5-Hydroxymethyl-2-Furfural (HMF) – Heat-Induced Formation, Occurrence in Food and Biotransformation – a Review 2013 Abdulmalik, O.S., MK; Chen, Q; Yang, J; Brugnara, C; Ohene-Frempong, K; Abraham, DJ; Asakura, 5-hydroxymethyl-2-furfural modifies intracellular sickle haemoglobin and inhibits sickling of red blood cells British journal of haematology,128(4): 552-61, 2005 Liu Yang, Advances in Production of 5-Hydroxymethylfurfural from Starch 2010 Jarosław Lewkowski, S., chemistry and applications of 5-hydroxymethylfurfural and its derivatives 2001 Y-Mori, T-Shikata,N-Kasuya; Polymerization and Characterization of a Bio- Based Vinyl Polymer Based on 5-Hydroxymethylfufural Including a Benzoyl Group as a Side Chain; 2017 Garber, J.D.J., R E US Patent 2995581, 1961; Chem Abstr.1962, 56, P8691e 11 Li Yong-xin, e.a., In Vitro Antioxidant Activity of 5-HMF Isolated from Marine Red Alga Laurencia undulata in Free Radical Mediated Oxidative Systems 2009 SVTH: PHÙNG THANH ANH GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 33 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lị vi sóng xúc tác HCl 13 Kumar, M., et al., Statistical optimization of physical parameters for enhanced bacteriocin production by L casei Biotechnology and bioprocess engineering, 2012 17(3): p 606-616 15 A M Bond et al, (4-nitrophenyl)hydrazine, and (2,4-dinitrophenyl)hydrazine, 1988 18 Griggs, J.P.J., J P (2005) "Alternatives to Antibiotics for Organic Poultry Production" The Journal of Applied Poultry Research 14 (4): 750 19 Bhat, R.M.V., Krishna; Kamath, Ganesh (2001) "Topical formic acid puncture technique for the treatment of common warts" International Journal of Dermatology 20 Xinli Tong, Y.M., Yongdan Li, Biomass into chemicals: Conversion of sugars to furan derivatives by catalytic processes 2010 21 Yomaira J Pagán-Torres, T.W., et al., Production of 5-Hydroxymethylfurfural from Glucose Using a Combination of Lewis and Brønsted Acid Catalysts in Water in a Biphasic Reactor with an Alkylphenol Solvent 2012 22 Zaldivar J., M.A., Ingram L.O, Effect of selected aldehydes on the growth and fermentation of ethanologenic Escherichiacoli 1999 23 H E Nursten, T.M.R.C., Biochemistry and Implications, 2005 24 Cottier, L.D., G Trend Heterocycl Chem 1991, 2, 233 25 Food Chemicals Codex, Tập 2,3 28 Andreia A Rosatella, et., 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) as a building block platform: Biological properties, synthesis and synthetic applications 2011 29 J.A Menéndez, e.a., Microwave heating processes involving carbon materials, 2010 30 Bill hammack- engineerguy, microwave 31 Teawon Kim, Microwave heating of carbon-based solid materials, 2014 33 Lenth, R.V., Response-Surface Methods in R, using rsm Journal of Statistical Software, 2009 34 Montgomery, D.C.a.G.C.R., Applied statistics and probability for engineers 2010: John Wiley & Sons TÀI LIỆU WEB: https://www.accessdata.fda.gov/scripts/fcn/fcnNavigation.cfm?filter=ETHYL+FUR FURYL+ETHER&sortColumn=&rpt=eafusListing 10 http://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_EN_CB6937061.htm 12.https://www.researchgate.net/publication/216092692_Dialdehyde_starch_nanoparti cles_Preparation_and_application_in_drug_carrier SVTH: PHÙNG THANH ANH GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 34 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lị vi sóng xúc tác HCl 14.https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/332828?lang=en®ion=V N&gclid=EAIaIQobChMIx_PCxsWJ2wIV2g0rCh2HNw6XEAAYASAAEgLeX_D_ BwE 16 https://pharmareview.files.wordpress.com/2013/05/applied-pharmacotherapy.pdf 17 https://www.nrel.gov/docs/fy04osti/35523.pdf SVTH: PHÙNG THANH ANH GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 35 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lò vi sóng xúc tác HCl PHỤ LỤC KẾT QUẢ TN THEO CENTRAL COMPOSITE DESIGN Phụ lục thể kết đo HPLC cách tính nồng độ 5-HMF, hiệu suất chuyển hố 5-HMF 60 thí nghiệm thiết kế theo mơ hình Central Composite Design Stt Thời Gian-Nồng Độ-Tỉ Lệ Thể Tích Xúc Tác HCl:sucrose (phút-M-mL:g) 15-0,5-8:1 25-0,5-8:1 15-0,9-8:1 SVTH: PHÙNG THANH ANH Lần Đo Diện Tích Pick (X) Xtb (µg/mL) (mAU*min) 46,7554 47,7344 47,2533 57,0844 57,2645 57,4476 55,1159 55,2686 55,2791 12,1140 12,1676 11,9002 18,0737 17,9866 17,7949 15,8268 15,7110 3 15,2521 17,2006 18,0441 17,9855 13,1577 13,2596 12,9658 12,7696 13,4567 Nồng Độ 5-HMF 47,2477 Hiệu Suất Chuyển Hoá (%) 53,2954 42,6363 57,2655 64,59548 51,6764 55,2212 62,28951 49,8316 12,0606 13,60436 10,8835 17,9517 20,24956 16,1996 15,5966 14,0744 17,593 17,7434 20,01456 16,0116 13,1277 14,80805 11,8464 13,2388 14,93337 11,9467 GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 36 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lị vi sóng xúc tác HCl Stt Thời Gian-Nồng Độ-Tỉ Lệ Thể Tích Xúc Tác HCl:sucrose (phút-M-mL:g) 25-0,9-8:1 15-0,5-12:1 25-0,5-12:1 15-0,9-12:1 SVTH: PHÙNG THANH ANH Lần Đo Diện Tích Pick (X) Xtb (µg/mL) (mAU*min) 13,4901 6,9582 7,1500 7,2396 Nồng Độ 5-HMF Hiệu Suất Chuyển Hoá (%) 7,1159 8,026773 6,4214 3,2968 3,2341 3,3623 3,2977 3,719843 2,9759 4,0660 4,1952 4,1942 4,1518 4,68323 3,7466 30,9367 31,4518 32,1187 31,5024 35,53471 42,6416 36,5214 36,8031 36,8240 39,1287 36,7162 41,41584 49,6990 3 39,4301 36,6152 13,3883 14,0244 14,0023 38,3913 43,30542 51,9665 13,8050 15,57204 18,6864 19,4561 19,4034 19,4761 20,7691 19,4452 21,93419 26,3210 20,8025 19,4635 20,3450 22,9492 27,5390 9,4419 9,5333 9,3374 10,5326 12,6391 GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 37 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lị vi sóng xúc tác HCl Stt 10 Thời Gian-Nồng Độ-Tỉ Lệ Thể Tích Xúc Tác HCl:sucrose (phút-M-mL:g) 25-0,9-12:1 11,5-0,7-10:1 28-0,7-10:1 SVTH: PHÙNG THANH ANH Lần Đo Diện Tích Pick (X) Xtb (µg/mL) (mAU*min) 9,0371 10,5411 11,0073 10,9868 Nồng Độ 5-HMF Hiệu Suất Chuyển Hoá (%) 10,8451 12,2332 14,6799 10,6548 10,5690 10,6995 10,6411 12,0031 14,4038 2,7287 2,8135 2,7923 2,7782 3,1337 3,7605 6,7047 6,6469 6,9790 6,7769 7,6443 9,1732 3,7878 3,9048 3,8896 11,0208 3,8607 4,3549 5,2259 3 10,8346 11,0265 12,8672 12,7765 12,3879 12,6642 12,8087 12,7953 3,5790 3,4060 3,5813 2,4643 2,4329 2,5129 10,9606 12,36359 12,3636 12,6772 14,2998 14,2999 12,7561 14,3888 14,3888 3,5221 3,9729 3,9729 2,4700 2,7861 2,7862 GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 38 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lị vi sóng xúc tác HCl Stt 11 12 13 14 Thời Gian-Nồng Độ-Tỉ Lệ Thể Tích Xúc Tác HCl:sucrose (phút-M-mL:g) 20-0,36-10:1 20-1-10:1 20-0,7-6,6:1 20-0,7-13:1 SVTH: PHÙNG THANH ANH Lần Đo Diện Tích Pick (X) Xtb (µg/mL) (mAU*min) 2,0402 2,0597 2,0565 25,4832 Nồng Độ 5-HMF Hiệu Suất Chuyển Hoá (%) 2,0521 2,3148 2,3148 25,4876 25,5188 21,5677 25,4965 28,7601 28,7601 22,5377 22,3645 25,2563 22,1566 24,9926 24,9927 25,3642 26,0125 13,8129 25,5443 28,8140 28,8140 13,8991 13,9751 13,4510 12,9253 13,8957 15,6743 15,6743 13,1209 14,8003 14,8003 3 12,9863 16,3544 16,3069 16,0024 23,6124 16,2212 18,2976 18,2976 22,0904 22,1536 23,7577 23,1573 22,6188 25,5140 16,8392 23,3112 26,2950 17,3547 3 23,0186 27,5814 27,4973 27,6179 27,5655 31,0939 20,5220 29,4091 29,5848 33,3716 44,5845 GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 39 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lò vi sóng xúc tác HCl Stt 15 16 17 Thời Gian-Nồng Độ-Tỉ Lệ Thể Tích Xúc Tác HCl:sucrose (phút-M-mL:g) 20-0,7-10:1 20-0,7-10:1 20-0,7-10:1 SVTH: PHÙNG THANH ANH Lần Đo Diện Tích Pick (X) Xtb Nồng Độ 5-HMF (µg/mL) (mAU*min) Hiệu Suất Chuyển Hoá (%) 29,7009 29,6444 24,6745 24,7887 24,8262 28,0039 37,4133 25,0154 30,0738 31,0928 30,6398 34,5617 46,1745 30,7529 40,7074 39,2977 40,3515 45,5164 45,5164 41,0493 42,4171 41,2431 42,0283 47,4079 47,4079 3 42,4247 43,8898 43,4286 44,6748 43,9977 49,6294 49,6294 41,4984 41,4622 41,7236 43,8476 44,0382 41,5614 46,8812 46,8812 43,9295 49,5524 49,5524 3 43,9026 36,8065 38,3407 38,3888 37,8453 42,6895 42,6895 42,4027 42,7160 42,7952 36,4319 42,6380 48,0956 48,0956 36,5017 36,4845 41,1544 41,1544 GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 40 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lị vi sóng xúc tác HCl Stt 18 19 20 Thời Gian-Nồng Độ-Tỉ Lệ Thể Tích Xúc Tác HCl:sucrose (phút-M-mL:g) 20-0,7-10:1 20-0,7-10:1 20-0,7-10:1 SVTH: PHÙNG THANH ANH Lần Đo Diện Tích Pick (X) Xtb (µg/mL) (mAU*min) 36,5198 40,0053 40,4477 40,3436 Nồng Độ 5-HMF Hiệu Suất Chuyển Hoá (%) 40,2655 45,4195 45,4195 44,9085 45,7778 45,7784 45,4882 51,3107 51,3107 41,0587 40,9747 40,7927 40,9420 46,1826 46,1826 46,3208 46,1043 45,1344 45,8532 51,7223 51,7223 41,0587 40,9747 40,7927 40,0053 40,9420 46,1826 46,1826 3 40,4477 40,3436 43,8476 44,0382 43,9026 40,2655 45,4195 45,4195 43,9295 49,5524 49,5524 42,4027 42,7160 42,7952 42,4171 42,6380 48,0956 48,0956 41,2431 42,4247 42,0283 47,4079 47,4079 41,4984 41,4622 41,5614 46,8812 46,8812 GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 41 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lò vi sóng xúc tác HCl Stt Thời Gian-Nồng Độ-Tỉ Lệ Thể Tích Xúc Tác HCl:sucrose (phút-M-mL:g) Lần Đo SVTH: PHÙNG THANH ANH Diện Tích Pick (X) Xtb (mAU*min) Nồng Độ 5-HMF (µg/mL) Hiệu Suất Chuyển Hố (%) 41,7251 GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 42 Tối ưu hoá sucrose thành 5-hydroxymethyl-2-furfuraldehyde kết hợp nhiệt từ lò vi sóng xúc tác HCl PHỤ LỤC Dưới sắc ký đồ đo máy sắc ký lỏng hiệu nâng cao (HPLC) (Dionex Ultimate 3000, Thermo Scientific, Mỹ) với cột C18 (Dionex, µm, 120 Å, 4,6 x 50 mm) thể thời gian xuất pick hợp chất 5-HMF với phương pháp đo có tốc độ dòng mL/phút, thời gian thực cho lần đo HPLC phút, pha động sử dụng hồn hợp aceton:nước khử ion với tỉ lệ 1:9 5-HMF SVTH: PHÙNG THANH ANH GVHD: ThS BÙI VIẾT CƯỜNG 43 ... Hiệu Suất Chuyển Hoá (%) 2, 0 52 1 2, 3148 2, 3148 25 , 4876 25 , 5188 21 ,56 77 25 , 49 65 28 ,7601 28 ,7601 22 ,53 77 22 ,36 45 25 , 25 6 3 22 , 156 6 24 ,9 926 24 ,9 927 25 , 36 42 26,01 25 13,8 129 25 , 5443 28 ,8140 28 ,8140 13,8991... 46, 755 4 47,7344 47, 25 3 3 57 ,0844 57 ,26 45 57,4476 55 ,1 159 55 ,26 86 55 ,27 91 12, 1140 12, 1676 11,90 02 18,0737 17,9866 17,7949 15, 826 8 15, 7110 3 15, 25 2 1 17 ,20 06 18,0441 17,9 855 13, 157 7 13, 25 9 6 12, 9 658 ... 13,9 751 13, 451 0 12, 9 25 3 13,8 957 15, 6743 15, 6743 13, 120 9 14,8003 14,8003 3 12, 9863 16, 354 4 16,3069 16,0 024 23 ,6 124 16 ,22 12 18 ,29 76 18 ,29 76 22 ,0904 22 , 153 6 23 , 757 7 23 , 157 3 22 ,6188 25 , 5140 16,83 92 23,3112