Nghiên cứu phương pháp chiết tách cao màu annatto từ hạt điều nhuộm bằng dung dịch kiềm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA VÕ THỊ THIÊN NHẪN Đề tài: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CHIẾ T TÁCH CAO MÀU ANNATTO TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM BẰNG DUNG DỊCH KIỀM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM Đà Nẵng, 05/2014 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CHIẾ T TÁCH CAO MÀU ANNATTO TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM BẰNG DUNG DỊCH KIỀM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM Sinh viên thực : Võ Thị Thiên Nhẫn Lớp : 10SHH Giáo viên hướng dẫn : GS TS Đào Hùng Cường Đà Nẵng, 05/2014 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐHSP KHOA HÓA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ CỦA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Võ Thị Thiên Nhẫn Lớp: 10SHH Tên đề tài: Nghiên cứu phương pháp chiết tách cao màu annatto từ hạt điều nhuộm dung dịch kiềm 2.Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: Hạt điều khô, dụng cụ chưng ninh Máy đo quang UV-Vis, máy đo pH, máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS Tủ sấy, lị nung, cân phân tích, cốc thủy tinh, bình tam giác, bếp cách thủy, cốc sứ, loại pipet, bình định mức… Nội dung nghiên cứu: - Xác định độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng kim loại hạt điều - Chiết tách phẩm màu annatto dung môi: NaOH, cồn, dung dịch amoniac - Dùng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis để khảo sát bước sóng hấp thụ dựa vào mật độ quang để chọn điều kiện tối ưu phương pháp - Nhận định, lựa chọn giá trị tối ưu phương pháp - Định tính, định lượng dịch chiết quy trình chọn - Kiểm tra, đánh giá lại quy trình chọn Giáo viên hướng dẫn: GS,TS Đào Hùng Cường Ngày giao đề tài: 30/07/2013 Ngày hoàn thành: 20/05/2014 Giáo viên hướng dẫn Chủ nhiệm khoa Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày 25 tháng năm 2014 Kết điểm đánh giá: Ngày…tháng…năm 2014 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành cơng mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q Thầy Cơ, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến q Thầy Cơ Khoa Hóa học– Trường Đại Học Sư Phạm Đà Nẵng với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Các thầy cô truyền đạt cho em kiến thức sách mà bảo cho em kinh nghiệm sống, tất điều giúp cho em vững tin bước vào đời Em xin gửi lời cảm ơn chân thành s ự tri ân sâu sắc đến Thầy giáo GS.TS Đào Hùng Cường, người tạo điều kiện tốt để em nghiên cứu khoa học Thầy tận tình giúp đỡ, dìu dắt em suốt trình thực luận văn tốt nghiệp này, hoàn thành luận văn Em kính chúc thầy thật nhiều sức khỏe để tiếp tục nghiệp trồng người gặt hái nhiều thành công công việc sống Em xin chân thành cảm ơn thầy cô cơng tác phịng thí nghiệm khoa Hóa trường Đại học Sư Phạm, Trường Đại Học Bách Khoa tạo điều kiện, giúp đỡ em nhiều suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Trong trình làm luận văn, bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, trình độ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp c thầy để giúp luận văn hồn thiện Em xin cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 20 tháng năm 2014 Sinh viên Võ Thị Thiên Nhẫn MỤC LỤC Trang Trang bìa Trang phụ bìa Nhiệm vụ khóa luận tốt nghiệp Lời cảm ơn Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình ảnh LỜI MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược điều nhuộm .4 1.1.1 Đặc điểm sinh thái 1.1.1.1 Tên gọi 1.1.1.2 Phân loại khoa học 1.1.1.3 Nguồn gốc phân bố 1.1.2 Đặc tính thực vật 1.1.3 Thành phần hóa học hạt điều nhuộm 1.2 Chất màu tự nhiên 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Phân loại 1.3 Tính chất hóa học phẩm màu annatto .9 1.3.1 Bixin 10 1.3.2 Norbixin 11 1.4 Ứng dụng phẩm màu hạt điều 13 1.4.1 Trong y dược 13 1.4.2 Trong thực phẩm 13 1.4.3 Thuốc nhuộm màu tự nhiên 14 1.5 Tình hình nghiên cứu .15 1.6 Một số phương pháp chiết tách phẩm màu .17 1.6.1 Nguyên tắc chiết tách phẩm màu annatto .17 1.6.2 Phương pháp chiết 18 1.6.3 Phương pháp hòa tan dung môi hữu .19 1.6.4 Phương pháp kết tinh 20 1.7 Phương pháp đo quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 20 1.7.1 Giới thiệu phương pháp 20 1.7.2 Trang bị phép đo 21 1.7.3 Nguyên tắc phép đo .21 1.8 Phương pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis 23 1.8.1 Giới thiệu phương pháp 23 1.8.2 Máy đo quang UV-Vis 23 1.8.3 Nguyên tắc phép đo .24 Chương 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất 26 2.1.1 Thu gom nguyên liệu 26 2.1.2 Xử lí nguyên liệu 26 2.1.3 Thiết bị-dụng cụ hóa chất 26 2.1.3.1 Thiết bị-dụng cụ 26 2.1.3.2 Hóa chất 27 2.2 Các phương pháp xác định tiêu hóa lí .27 2.2.1 Xác định độ ẩm .27 2.2.2 Xác định hàm lượng tro phương pháp tro hóa mẫu 27 2.2.3 Xác định hàm lượng số kim loại hạt điều nhuộm, cao annat to phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử 28 2.3 Phương pháp chiết khảo sát điều kiện chiết annatto từ hạt điều nhuộm 28 2.3.1 Phương pháp chiết 29 2.3.2 Khảo sát điều kiện chiết 30 2.4 Kiểm tra đánh giá chất lượng phẩm màu annatto 31 2.4.1 Kiểm tra định tính 31 2.4.2 Kiểm tra định lượng .32 2.5 Sơ đồ nghiên cứu 32 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 34 3.1 Kết xác định số tiêu hóa lí hạt điều nhuộm .34 3.1.1 Độ ẩm 34 3.1.2 Hàm lượng tro 34 3.1.3 Hàm lượng kim loại .35 3.2 Xây dựng quy trình chiết tách phẩm màu annatto dung môi NaOH 35 3.2.1 Khảo sát nồng độ dung dịch NaOH chiết tối ưu 35 3.2.2 Khảo sát tỉ lệ rắn lỏng tối ưu 38 3.2.3 Khảo sát thời gian chiết tối ưu .40 3.2.4 Khảo sát nhiệt độ tối ưu 42 3.3 Khảo sát điều kiện chiết tách phẩm màu annatto hỗn hợp dung môi cồn 85 độ dung dịch amoniac 44 3.3.1 Khảo sát tỉ lệ rắn lỏng tối ưu 44 3.3.2 Khảo sát thời gian chiết tối ưu .46 3.3.2 Khảo sát nồng độ amoniac chiết tối ưu .47 3.4 Chọn dung môi chiết tối ưu 49 3.5 Kiểm tra, đánh giá chất lượng phẩm màu annatto 51 3.5.1 Kết kiểm tra định tính .51 3.5.2 Kết đánh giá cảm quan độc tính phẩm màu .52 3.5.3 Định lượng tổng phẩm màu 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAS : Quang phổ hấp thụ phân tử CTPT : Công thức phân tử CTCT : Công thức cấu tạo D : Mật độ quang M : Mẫu R/L : Tỉ lệ nguyên liệu rắn/ dung môi lỏng UV-Vis: Phổ tử ngoại khả kiến JECFA : Ủy ban chuyên gia Quốc tê phụ gia thực phẩm Tổ chức Nông lương Liên hiệp quốc Tổ chức Y tế giới phối hợp điều hành QCVN : Quy chuẩn Việt Nam BYT : Bộ y tế TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam DANH MỤC CÁC B ẢNG Số hiệu bảng 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 Tên bảng Trang Kết khảo sát độ ẩm hạt điều nhuộm Kết khảo sát hàm lượng tro Hàm lượng số kim loại hạt điều nhuộm Mật độ quang dịch chiết nồng độ NaOH khác Ảnh hưởng nồng độ NaOH đến hàm lượng phẩm màu Mật độ quang dịch chiết dung dịch NaOH tỉ lệ rắn/lỏng khác Ảnh hưởng tỉ lệ R/L đến hàm lượng phẩm màu chiết dung dịch NaOH Mật độ quang dịch chiết dung dịch NaOH thời gian khác Ảnh hưởng thời gian chiết dung dịch NaOH đến hàm lượng phẩm màu Mật độ quang dịch chiết dung dịch NaOH nhiệt độ khác Ảnh hưởng nhiệt độ chiết dung dịch NaOH đến hàm lượng phẩm màu Mật độ quang dịch chiết cồn dung dịch amoniac tỉ lệ R/L khác Ảnh hưởng tỉ lệ rắn/ lỏng đến hàm lượng phẩm màu dung môi cồn amoniac Mật độ quang dịch chiết dung môi cồn amoniac thời gian khác Ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng phẩm màu dung môi cồn amoniac Mật độ quang dịch chiết hỗn hợp cồn dung dịch amoniac nồng độ dung dịch amoniac khác 34 34 35 36 37 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch amoniac chiết cồn dung dịch amoniac đến hàm lượng phẩm màu 3.18 Hàm lượng số kim loại cao annatto 39 39 41 41 42 43 45 45 46 47 48 49 53 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Đồ thị 3.1 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 Tên hình Trang Cây điều nhuộm Hoa điều nhuộm non chín Hạt điều nhuộm non già Cơng thức cấu tạo Chlorophyll Công thức cấu tạo số hợp chất carotenoit Công thức cấu tạo Flavonoid Phẩm màu annatto dạng bột dạng chiết dầu Ứng dụng phẩm màu annatto thực phẩm, nước uống Annatto tạo màu cho ăn Sợi nhuộm phẩm màu anntto Sơ đồ máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS Sơ đồ máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis Hạt điều nhuộm khô Bộ dụng cụ chưng ninh Ngâm chiết hạt điều hỗn hợp cồn 85 độ dung dịch amoniac Dịch chiết NaOH (1) hỗn hợp cồn 85 độ dung dịch amoniac (2) Phổ UV-Vis dịch chiết với dung dịch NaOH nồng độ khác Phổ UV-Vis dịch chiết dung môi NaOH tỉ lệ R/L khác Phổ UV-Vis dịch chiết dung môi NaOH thời gian chiết khác Phổ UV-Vis dịch chiết dung môi NaOH nhiệt độ khác Phổ UV-Vis dịch chiết cồn dung dịch NaOH nồng độ dung dịch amoniac khác Phổ UV-Vis dịch chiết cồn dung dịch amoniac tỉ lệ R /L khác Phổ UV-Vis dịch chiết cồn dung dịch amoniac thời gian khác Hiệu suất chiết tách phẩm màu dung môi khác Cao màu annatto chiết cồn dung dịch amoniac Phẩm màu annatto tan dung dịch KOH tan cồn 96 độ 9 13 14 15 21 24 26 29 Phổ hấp thụ UV-Vis cao màu annatto Bột màu annatto 52 52 54 Phổ hấp thụ UV-Vis cao màu cần định lượng 30 31 36 38 40 42 44 46 48 50 50 51 ... việc nghiên cứu nên chọn đề tài “ Nghiên cứu phương pháp chiết tách cao màu annatto từ hạt điều nhuộm dung dịch kiềm. ” Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến quy trình chiết tách. ..ơ (2008), ? ?Nghiên cứu chiết tách phẩm màu hạt điều nhuộm dung dịch kiềm? ??, Tạp chí Hóa học ứng dụng [8] Đào Hùng Cường, Phan Thảo Thơ (2008), ? ?Nghiên cứu chiết tách phẩm màu hạt điều nhuộm dung dịch kiềm? ??... Thị Thiên Nhẫn Lớp: 10SHH Tên đề tài: Nghiên cứu phương pháp chiết tách cao màu annatto từ hạt điều nhuộm dung dịch kiềm 2.Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: Hạt điều khô, dụng cụ chưng ninh Máy đo