Nghiên cứu chiết tách phẩm màu annatto của hạt điều nhuộm để ứng dụng nhuộm màu thực phẩm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH PHẨM MÀU ANNATTO CỦA HẠT ĐIỀU NHUỘM ĐỂ ỨNG DỤNG NHUỘM MÀU THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SU PHẠM GVHD : GS TS Đào Hùng Cường SVTH : Đinh Thị Thủy Tiên – 08SHH Đà Nẵng - Năm 2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA HÓA Độc lập – Tự – Hạnh phúc *********** ********************** NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đinh Thị Thủy Tiên Lớp: 08SHH Tên đề tài “Nghiên cứu chiết tách phẩm màu annatto hạt điều nhuộm để ứng dụng nhuộm màu thực phẩm” Nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ, hóa chất - Nguyên liệu: Hạt điều nhuộm - Thiết bị: Cân phân tích, máy cất nước, bếp điện, máy đo pH, tủ sấy, tủ nung, bình hút ẩm - Dụng cụ: Bộ chưng ninh, buret, pipet, cốc thủy tinh, bình định mức, bình tam giác có nút, ống đong, phễu chiết, phễu lọc, nhiệt kế - Hóa chất: KOH, NaOH, HCl, HNO3, CH3COOH, etanol 96 0, ete dầu hỏa, n-hexan Nội dung nghiên cứu - Xác định độ ẩm, hàm lượng tro hóa, hàm lượng kim loại hạt điều nhuộm - Chiết tách phẩm màu annatto hạt điều nhuộm phương pháp chưng ninh + Khảo sát thời gian chiết tối ưu + Khảo sát tỷ lệ rắn/lỏng tối ưu - Phẩm màu annatto sau chiết từ hạt điều nhuộm dung môi NaOH phương pháp chưng ninh, trung hịa mơi trường pH từ đến với dung dịch HCl loãng, sau làm phẩm màu dung mơi n-hexan ete dầu hỏa - Định tính định lượng phẩm màu annatto thu sau chiết từ hạt điều nhuộm - Ứng dụng phẩm màu annatto để nhuộm màu cho hạt dưa - Tiến hành kiểm tra cấu trúc hạt dưa trước sau nhuộm Giáo viên hướng dẫn: GS.TS Đào Hùng Cường Ngày giao đề tài: 7/9/2011 Ngày hoàn thành đề tài: 20/5/2012 Chủ nhiệm khoa PGS TS Lê Tự Hải Giáo viên hướng dẫn GS TS Đào Hùng Cường Sinh viên hồn thành nộp báo cáo cho khoa Hóa ngày….tháng ….năm 2012 Kết đánh giá Ngày … Tháng … Năm 2012 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Cách bày trí hấp dẫn màu sắt đẹp mắt yếu tố hàng đầu làm nên thành công ngành Ẩm thực nói chung tồn giới Bởi mà từ xa xưa, bà nội trợ biết sử dụng phẩm màu tự nhiên gấc, cẩm, củ nghệ… để chế biến ăn thêm phần thu hút Cùng với phát triển ngành công nghiệp thực phẩm, phẩm màu tổng hợp ưa chuộng đặc tính rẻ, màu sắc đẹp phong phú, độ bền màu cao… Tuy nhiên nỗi ám ảnh người tiêu dùng phẩm màu tổng hợp độc hại ẩn chứa nhiều nguy gây hại đến sức khỏe người tăng đột biến nhiều loại thực phẩm Do việc lựa chọn phẩm màu thiên nhiên khơng có độc tính để tạo màu cho thực phẩm xu hướng ưa chuộng Vì vậy, việc tìm loại phẩm màu tự nhiên vừa đẹp, vừa có lợi cho sức khỏe, lại có độ bền màu cao đáp ứng yêu cầu người sử dụng nhà khoa học quan tâm Nhu cầu sử dụng chất màu thực phẩm người ngày gia tăng Một loại phẩm màu sử dụng phổ biến chất màu annatto lấy từ hạt điều nhuộm có màu đỏ vàng Phẩm màu annatto chiết từ hạt điều nhuộm loại phẩm màu tự nhiên CODEX đưa vào danh mục sử dụng an toàn thực phẩm, dược phẩm, đem lại tính hấp dẫn cho thực phẩm Ngồi ra, loại phẩm màu cịn có hoạt tính sinh học cao, giá trị sử dụng nâng cao Ở Việt Nam, điều nhuộm trồng chủ yếu Nam Tây Nguyên Nó viện Hóa học xây dựng mơ hình cộng đồng nhằm góp phần bảo tồn phát triển nguồn gene Việc nghiên cứu quy trình tách chiết chất màu hạt điều nhuộm có ý nghĩa lớn nhằm đưa chất màu tự nhiên annatto vào ứng dụng rộng rãi, góp phần tích cực vào cơng phát triển công nghiệp nước ta Trên giới năm sản xuất 10.000 phẩm màu annatto, điều cho thấy phổ biến loại phẩm màu Tuy nhiên việc chế biến ứng dụng loại phẩm màu chưa ứng dụng quy mô công nghiệp nước ta, mong muốn xóa tan mối nghi ngờ phẩm màu thực phẩm sức khỏe người sử dụng, nên nhóm chọn đề tài: “Nghiên cứu chiết tách phẩm màu annatto hạt điều nhuộm để ứng dụng nhuộm màu thực phẩm” nhầm mục đích mở rộng phạm vi ứng dụng phẩm màu annatto Mục đích nghiên cứu Quá trình chiết tách phẩm màu annatto từ hạt điều nhuộm ứng dụng phẩm màu annatto làm phẩm màu thực phẩm Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng Hạt điều nhuộm, phẩm màu annatto chiết từ hạt điều nhuộm dung dịch kiềm 3.2 Phạm vi nghiên cứu Quá trình thực nghiệm tiến hành phịng thí nghiệm Hóa học, trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng Phương pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lý thuyết Tổng quan tài liệu, tìm hiểu thực tế điều nhuộm 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm Phương pháp vật lý - Thu gom xử lý mẫu hạt điều nhuộm thô - Xác định độ ẩm toàn phần - Xác định hàm lượng tro hàm lượng kim loại Phương pháp hóa học - Phương pháp chưng ninh chiết tách phẩm màu annatto dung dịch kiềm - Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis khảo sát bước sóng hấp thụ Dựa vào độ hấp thụ quang để nghiên cứu khảo sát điều kiện chiết thích hợp - Ứng dụng phẩm màu annatto thu để nhuộm màu cho hạt dưa - Phương pháp phân tích định tính, định lượng kiểm tra hàm lượng kim loại nặng phẩm màu annatto - Dùng phương HPLC để kiểm tra cấu trúc anntto trước sau nhuộm màu hạt dưa Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Cung cấp thông tin khoa học thành phần cấu tạo số hợp chất phẩm màu annatto - Cung cấp tư liệu ứng dụng phẩm màu annatto việc nhuộm màu sản phẩm thực phẩm, từ đề quy trình nhuộm màu thực phẩm từ phẩm màu annatto Bố cục khóa luận Chương 1: Tổng quan Chương 2: Những nghiên cứu thực nghiệm Chương 3: Kết thảo luận CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu điều nhuộm 1.1.1 Thực vật học điều nhuộm Mơ tả: Cây điều nhộm [Hình 1.2] cịn gọi điều màu, sâm phụng, chầm phù, cà ri Tên Khoa học: Bixa orellana L Ngành: Magnoliophyta Lớp: Magnoliopsida Bộ: Violales Họ: Bixaceae Chi: Bixa Hình 1.1 Quả điều nhuộm Hình 1.2 Cây điều nhuộm Cây gỗ nhỏ, cao - 6m Vỏ màu xám tro Cành non có lơng tơ màu xám sẫm, sau nhẵn bóng, có lỗ bì thưa, khơng rõ Lá đơn mọc cách, phiến dài 15 24cm, rộng 10 - 17cm, hình tim tim trứng, đầu nhọn dần gốc hình tim, mép nguyên, mặt màu lục, nhẵn, mặt có tuyến nhỏ màu đỏ Gân chân vịt có gân gốc Cuống mảnh, tròn dài - 9cm đầu phình to, có lơng tơ màu gỉ sắt Lá kèm sớm rụng, rụng để lại vết cành [11] Hoa lưỡng tính, màu hường đỏ hay trắng, lớn (đường kính - 5cm), hợp thành chùy đầu cành, có lơng tơ Cánh đài (có 4), xếp lợp, sớm rụng Cành tràng 5, xếp lợp Nhị nhiều, xếp xoắn ốc thành nhiều vòng, nhị mảnh khơng có lơng, bao phấn dính gốc, mở khe đỉnh Trái nang cỡ trái cau [Hình 1.1], mọc chùm, hình tim, đường kính - 4cm, đỏ tươi đến nâu khơ chín, mặt có gai mềm, dài 1,5cm, mở hai van, mảnh mang chứa nhiều hạt [11] Hạt có dạng lập phương cuống ngắn, xung quanh tẽ nở thành áo, hạt ngắn màu đỏ Phân bố: Điều nhuộm có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới Trung Mỹ [11] Trong tiếng Nahuatl tên gọi achiotl, nghĩa bụi Trong tiếng Tupi tên gọi urucu Cây trồng khu vực Đông Nam Á người Tây Ban Nha đưa tới vào kỷ 17 Ở Việt Nam, phát triển tốt vùng Tây Nguyên [11] nương rẫy cũ, quanh làng độ cao 400m (so với mặt nước biển) Thành phần hố học: Hình 1.3 Quả điều nhuộm già Vỏ [Hình 1.3] chứa tinh dầu 0,05%, nhựa 1-1,65%, tamin, cellulose Trong cơm có chất dễ bay 20-28%, oclean 4,0-5,5%, sucrose 3,5-5,2%, saponin, palmitin, phytosterol, vitamin A Hạt chứa 40% đến 45% cellulose, 3,5% đến 5,5% đường sucrose, 0,3% đến 0,9% tinh dầu, 3% dầu, 4,5% đến 5,5% chất màu, 13% đến 16% protein thành phần (selenium, magiê, canxi… ) [16] Chất màu annatto hạt có tên bixin norbixin, bixin (este monomethyl acid dicarboxilic norbixin) chất tạo màu đỏ chiếm tỉ lệ 80% norbixin (acid dicarboxilic) chất tạo màu vàng [16] Ngoài bixin norbixin, annatto chứa bixein, bixaghanene, bixol, crocetin, acid ellagic, ishwarane, isobixin, salicylic acid, phenylalanine, threonine, acid tomentosic, tryptophan Tính vị, tác dụng: Hạt có tác dụng thu liễm thối nhiệt Hoa có tác dụng bổ huyết trừ lỵ, có tác dụng hạ nhiệt Công dụng: Ở châu Mỹ, người ta dùng cơm hạt làm thuốc tẩy giun Các phận sử dụng để làm thuốc chống say nắng, viêm amiđan, bỏng, hủi, viêm màng phổi, ngừng thở, rối loạn trực tràng đau đầu y học cổ truyền số quốc gia khu vực Nam Mỹ Ở nhiều nước nhiệt đới, người ta thường dùng chữa lỵ Ở nước Đơng Dương, Inđônêxia, Trung Quốc, chất màu điều nhuộm dùng làm thuốc săn da xổ nhẹ [11] Ở Campuchia, xem có tính chất hạ nhiệt, thường dùng chữa sốt phát ban, sốt rét chứng sốt khác Nhựa từ sử dụng để điều trị bệnh đái tháo đường típ II hay chống nhiễm nấm Người ta dùng tươi khô sắc uống, 20-30g ngày; dùng tươi nấu nước tắm Điều nhuộm dùng làm chất nhuộm màu thực phẩm (mã châu Âu E160b) Nước chiết hạt chất màu da cam dùng để nhuộm màu thức ăn, lụa, bơng 1.1.2 Phẩm màu annatto Annatto [Hình 1.4] chất màu tự nhiên chiết từ hạt điều nhuộm không gây độc hại, không ảnh hưởng đến sức khoẻ người nên Codex đưa vào danh mục loại phẩm màu tự nhiên sử dụng an tồn cho thực phẩm dược phẩm [6] Hình 1.4 Phẩm màu annatto Annatto bị biến đổi tiếp xúc với ánh sáng nhiệt độ cao, thời gian kéo dài Trong môi trường pH thấp, norbixin bị kết tủa, liên kết với protein, tinh bột thành phần khác để tạo đồng màu sản phẩm Annatto bền môi trường kiềm nhạy cảm oxi hóa [16] 1.1.3 Tính chất hóa học phẩm màu annatto Chất nhuộm màu chủ yếu phần cơm hạt điều nhuộm norbixin bixin Hạt màu điều nhuộm chứa khoảng 5% sắc tố, bao gồm bixin 70-80%, tùy theo độ chín hạt mà tỷ lệ bixin norbixin thay đổi 1.1.3.1 Bixin [Hình 1.5],[Hình 1.6] CTPT: C25 H30 O4; Khối lượng phân tử 394,5g/mol Hình 1.5 CTCT cis-Bixin Hình 1.6 CTCT trans-Bixin Bixin carotenoid dạng tinh thể màu vàng cam, không tan nước tan dung môi hữu etyl axetat, axeton tan dầu mỡ nóng [23] Bixin có cấu trúc hóa học khơng ổn định, bị cô lập chuyển đổi thành dạng trans bixin (β-bixin), dạng đồng phân hình học Bixin hịa tan chất béo khơng hịa tan nước Khi tiếp xúc với kiềm, metyl este bị thủy phân tạo thành axit dicarboxylic norbixin, dẫn xuất tan nước [7] O O HO X MOH M+ -O O- M+ O O O O O M+ -O HCl HO OH O- M+ O O 1.1.3.2 Norbixin [Hình 1.7], [Hình 1.8] CTPT C24H28O4; Khối lượng phân tử 380.5g/mol Hình 3.2 Phổ UV - Vis dịch chiết NaOH với tỷ lệ R/L thay đổi Bảng 3.6 Mật độ quang dịch chiết dung dịch NaOH tỷ lệ R/L khác Mật độ quang (D)  nm M1 M2 M3 M4 M5 452 0,385 0,448 0,567 1,087 0,698 481 0,278 0,304 0,396 0,791 0,504 Mẫu Từ phổ hấp thụ UV – Vis cho thấy mẫu đạt giá trị hấp thụ quang D cao nhất, mẫu giá trị D giảm Điều cho thấy tỷ lệ R/L 1/28 phản ứng chuyển hóa hai hợp chất norbixin bixin hạt điều nhuộm thành muối kiềm tan nước tốt nhất, nên hàm lượng chất màu mẫu cao Tiến hành đuổi dung môi, làm khô cao màu annatto tương tự mô tả phần khảo sát nồng độ NaOH ta thu kết hiệu suất trình chiết bảng 3.7 Bảng 3.7 Ảnh hưởng tỷ lệ R/L đến hàm lượng phẩm màu dung dịch NaOH STT Thể tích NaOH (ml) m0 (g) m1(g) m2(g) m(g) % chất màu 150 10,003 61,065 62,891 1,826 18,25 200 10,006 62,030 64,606 2,576 25,74 250 10,012 60,910 63,863 2,953 29,49 280 10,005 61,175 64,429 3,254 32,52 300 10,008 62,001 65,252 3,251 32,48 Trong đó: m0 : khối lượng hạt điều m1 : khối lượng cốc ban đầu m2 : khối lượng cốc + chất màu sau chiết m : khối lượng chất màu chiết Kết thực nghiệm bảng 3.7 cho thấy với tỷ lệ khối lượng hạt điều nhuộm (10,005g)/thể tích dung dịch NaOH (280ml), tức tỷ lệ R/L khoảng 1/28 cho hiệu suất chiết phẩm màu hạt điều nhuộm tốt 32,52% 3.3 Quy trình chiết tách phẩm màu annatto dung dịch kiềm Thuyết minh quy trình: Hạt điều nhuộm sau mua loại bỏ bụi bẩn, rửa sạch, phơi khô Cân 10g hạt điều nhuộm cho vào bình cầu, thêm 280ml dung dịch NaOH 1M chưng ninh bếp điện [7] Sau chưng ninh dung dịch kiềm, tiến hành lọc nóng dung dịch để loại bỏ vỏ hạt, chất phụ không tan dung dịch Dịch lọc thu đem đuổi bớt dung môi tới cao mềm thô Trung hòa cao dung dịch HCl đặc đến pH = ÷ Chất màu thu có độ tinh khiết khơng cao, có lẫn số hợp chất hữu tan nước (protein, gluxit,…) Vì vậy, ta chiết dịch thu sau trung hòa dung dịch ete dầu hỏa, n-hexan để loại bỏ tạp chất Dung dịch cô cách thủy tới dạng cao mền, sau sấy nhiệt độ thấp (45 50 oC) tới khô Trong giai đoạn sấy khô, không sấy nhiệt độ cao (trên 50 oC) chất màu biến đổi Do chất màu chiết chất có màu chủ yếu thuộc nhóm carotenoid cịn có số chất hữu khác (gluxit, protein,…) Quá trình sấy khô dịch chiết thường kéo dài, nhiệt độ cao chất thuộc nhóm gluxit dễ chuyển thành caramen làm cho màu phẩm màu bị tối [4] Dịch chiết dung dịch NaOH sau axit hóa loại tạp chất trình bày hình 3.3 Hình 3.3 Dịch chiết dung dịch kiềm 3.4 Kết định tính phẩm màu annatto 3.4.1 Độ tan Phẩm màu annatto dung dịch kiềm [Hình 3.4] axit hóa thành phần cis-norbixin, ngồi cịn có lượng nhỏ trans-norbixin nên tan dung dịch kiềm tan etanol [Hình 3.5] Hình 3.4 Cao màu annatto Hình 3.5 Cao màu annatto dung dịch kiềm etanol 3.4.2 Hấp thụ UV-Vis Dung dịch mẫu thử dung dịch KOH 0,5% có cực đại hấp thụ λ max = 453 nm với A = 2,0008 λmax = 480 nm với A = 1,6395 trình bày hình 3.6 Hình 3.6 Phổ hấp thụ UV-Vis dung dịch kiềm Kết kiểm tra định tính độ tan hấp thụ UV-Vis phẩm màu annatto dung dịch kiềm đạt yêu cầu theo QCVN 4-10: 2010/BYT 3.5 Kết đánh giá cảm quan hàm lượng kim loại nặng phẩm màu 3.5.1 Cảm quan Cao màu annatto có màu đỏ nâu sẫm hình 3.7 Hình 3.7 Cao màu annatto 3.5.1 Hàm lượng kim loại nặng Bảng 3.8 Hàm lượng kim loại nặng cao màu annatto Kim loại Hàm lượng (mg/kg cao màu điều nhuộm) TCVN (mg/kg) As2+ Pb2+ Hg2+ 0,45 0,20 0,02 < 3,00 < 2,00 < 1,00 Căn vào quy chuẩn Việt Nam (QCVN) cho vệ sinh thực phẩm (theo định y tế số 27/2010/TT-BYT ngày 20 tháng năm 2010) hàm lượng kim loại nặng tối đa cho phép cao annatto chiết dung dịch kiềm As: Không mg/kg, Pb: Không mg/kg, Hg: Khơng q mg/kg hàm lượng kim loại nặng có cao annatto bảng hàm lượng cho phép, an toàn sử dụng cho thực phẩm 3.6 Kết định lượng xác định tổng hàm lượng chất màu dung dịch kiềm [19]  Nguyên tắc: Mật độ quang dung dịch màu đo λ max , hàm lượng hợp chất tính dựa vào giá trị hệ số hấp thụ dung dịch chuẩn, giá trị suy từ phổ dung dịch chuẩn  Dụng cụ: Máy đo UV-Vis với độ xác cao (±1% ), đo mật độ quang vùng 350700 nm với độ rộng khe 10 nm nhỏ Cuvet, bề rộng 1cm  Quy trình: Xác định tổng phẩm màu tan nước Cân xác 0.25 g (±0.02 g) mẫu (W) cho vào bình định mức 1l Hòa tan mẫu dung dịch KOH 0,5% đến mẫu tan hoàn toàn Định mức đến thể tích dung dịch KOH 0,5% Pha lỗng dung dịch đến nồng độ mong muốn Đo mật độ quang (A) bước sóng hấp thụ cực đại cuvet 1cm, sử dụng dung dịch KOH 0,5% làm mẫu trống Tính tốn: % tổng chất màu = 100  Trong đó: A F  1% A1cm W A mật độ quang dung dịch mẫu phân tích A1%1cm mật độ quang dung dịch chuẩn F hệ số pha loãng Kết : Sau thực quy trình 1, xác định giá trị mật độ quang bước sóng λmax = 482 nm A = 0,3285 Phổ hấp thụ cao màu annatto trình bày hình 3.8 Hình 3.8 Phổ hấp thụ cực đại cao màu annatto % tổng phẩm màu = 100  0,3285 1000 = 44,02 % 2870 0,26 Vậy hàm lượng tổng phầm màu 44,02 % đạt yêu cầu kỹ thuật định lượng cao annatto theo QCVN 4-10: 2010/BYT 3.7 Kết nghiên cứu ứng dụng phẩm màu annatto nhuộm màu hạt dưa Sơ đồ quy trình Thuyết minh quy trình Nguyên liệu: - 500g hạt dưa khô HẠT DƯA - 3ml dầu phụng Xử lý nguyên liệu HẠT DƯA SAU XỬ LÝ - 25g cao màu với 100ml nước - 100g cát Rang với cát HẠT DƯA CHÍN Cho màu annatto kiềm vào NHUỘM HẠT DƯA Sấy khô HẠT DƯA THÀNH PHẨM Quy trình: Cho 500g hạt dưa khơ 100g cát vào chảo lớn Rang hạt dưa với cát lửa lớn khoảng 10 phút Trong trình rang trộn liên tục, nhanh tay để hạt dưa chín Khi thấy hạt trở màu vàng có mùi thơm tiếng nổ lách tách nhấc chảo xuống để sàng lọc cát Sau lọc cát, để hạt dưa nguội tiến hành rang tiếp lần thứ hai với lửa nhỏ riu riu, đồng thời rưới khoảng 3ml dầu phụng vào, đảo cho bóng vỏ hạt Sau hồn tất, cơng đoạn cuối nhuộm màu Lấy 25g cao màu annatto hòa tan với 100ml nước, cho hạt dưa vào đảo liên tục hạt có màu đỏ nâu sẫm Tiếp đem hạt dưa sấy 60 oC khoảng 30 phút hạt dưa khô hẳn Hạt dưa sau nhuộm trình bày hình 3.9 Hình 3.9 Hạt dưa sau nhuộm Nhận xét: Sản phẩm hạt dưa có màu đỏ nâu sẫm, mịn [Hình 3.9] Theo đánh giá cảm quan hạt dưa nhuộm màu annatto có màu sắc tự nhiên màu, khơng q đậm, sáng bóng Màu bền với ánh sáng nhiệt độ thường Hiện nay, nhiều sở sản xuất nhuộm hạt dưa phẩm màu cơng nghiệp thay phẩm màu thực phẩm, để sản phẩm có màu đẹp, sặc sỡ lại nhìn sơn Nếu bảo quản không tốt để hạn sử dụng ẩm mốc hạt dưa nhuộm phẩm màu công nghiệp dễ sinh chất độc hại aflatoxin, ozchatoxin…là chất gây ung thư Vì vậy, việc ứng dụng phẩm màu annatto nhuộm màu hạt dưa để đưa vào quy trình sản xuất cơng nghiệp cần phải triển khai phát triển 3.8 Kết so sánh hàm lượng phẩm màu trước sau nhuộm màu hạt dưa Mẫu dịch chiết dung dịch kiềm hạt dưa sau nhuộm đem tiến hành chạy sắc ký lỏng hiệu cao HPLC Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng - Đà Nẵng Điều kiện xử lý mẫu: Chiết mẫu 20 ml nước cất, pha loãng acid acetic loãng, lọc qua màng lọc 0.45 µm, phân tích HPLC Điều kiện sắc ký: - Cột C18-125 mm – 4.6 mm - 5µm - Pha động Acetonitrile : H2O = 10 : 90 - Đầu dò: Diode Array - Tốc độ dòng: 0.8 ml/phút Kết sắc ký đồ [Hình 3.10] bước sóng 482nm trình bày hình 3.17, thời gian lưu 2.367 diện tích pic dịch chiết dung dịch kiềm 5714033 thấp nhiều so với dịch chiết sau nhuộm 11069768 Tại bước sóng 453nm trình bày hình 3.18, thời gian lưu 2.360 diện tích pic dịch chiết dung dịch kiềm 399743 thấp so với dịch chiết sau nhuộm 799919 Hình 3.10 Sắc ký đồ HPLC mẫu dịch chiết kiềm mẫu nhuộm hạt dưa bước sóng 482 nm Mẫu dịch chiết kiềm NaOH bước sóng 482 nm Mẫu nhuộm hạt dưa bước sóng 482 nm Hình 3.11 Sắc ký đồ HPLC mẫu dịch chiết kiềm mẫu nhuộm hạt dưa bước sóng 453 nm Mẫu dịch chiết kiềm NaOH bước sóng 453 nm Mẫu nhuộm hạt dưa bước sóng 453 nm Phẩm màu annatto chiết dung dịch kiềm axit hóa hàm lượng norbixin chủ yếu Theo nghiên cứu trước theo kết phẩn tích định tính định lượng hai bước sóng λ = 453 nm λ = 482 nm hai bước sóng hấp thụ cực đại norbixin dung dịch kiềm Kết sắc ký đồ [Hình 3.11] cho thấy khẳng định hàm lượng phẩm màu annatto sau nhuộm hạt dưa lớn so với trước nhuộm Vì thành phần vỏ hạt dưa chủ yếu xenlulozơ, phẩm màu annatto có khả hấp thụ tốt xenlulozơ nên việc sử dụng màu thiên nhiên cho thực phẩm vừa tạo màu sắc đẹp mắt vừa không gây ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng  Tóm lại, việc ứng dụng phẩm màu annatto hạt điều nhuộm để nhuộm màu hạt dưa đạt kết thành công bước đầu, khả hấp thụ màu annatto lên thực phẩm tốt, mở rộng ứng dụng nhuộm màu cho nhiều thực phẩm khác KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A KẾT LUẬN Qua q trình nghiên cứu thực nghiệm, rút số kết luận sau: Đã xác định số thông số vật lý hạt điều nhộm khô: Độ ẩm chiếm 11,413 %, hàm lượng tro chiếm 8,135 %, hàm lượng số kim loại Fe: 15,58 mg/kg, Cu: 13,02 mg/kg, Ca: 0,05 mg/kg, Zn: 11,21mg/kg Đã kiểm tra chất lượng phẩm màu annatto dung dịch kiềm theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia phụ gia thực phẩm - phẩm màu Bộ Y tế Độ tan, hấp thụ UV-Vis, cảm quan: đạt yêu cầu Hàm lượng số kim loại nặng: As: 0,45 mg/kg, Pb: 0.20 mg/kg, Hg: 0,02 mg/kg hàm lượng cho phép sử dụng, an toàn theo QCVN 4-10: 2010/BYT % tổng phẩm màu = 44,02 % (tính theo norbixin): đạt yêu cầu Nhuộm thành công phẩm màu annatto lên hạt dưa cho màu sắc tự nhiên, an toàn cho người sử dụng Hàm lượng phẩm màu sau nhuộm màu hạt dưa lớn so với trước nhuộm, khả hấp thụ màu tốt, tương đối bền màu Phẩm màu không bị biến đổi mặt cấu trúc B KIẾN NGHỊ Annatto phẩm màu tự nhiên có ý nghĩa lớn nhuộm màu thực phẩm, cần tiếp tục có nhiều nghiên cứu rộng sâu nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng phẩm màu tự nhiên an toàn thực phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bộ Y tế (2010), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia phụ gia thực phẩm - phẩm màu, Hà Nội, tr 65-66 [2] Hoàng Minh Châu, Từ văn Mạc, Từ Vọng Nghi (2008), Cơ sở hóa học phân tích, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [3] Trịnh Đình Chính, Nguyễn Thị Bích Tuyết (2003), Giáo trình hợp chất tự nhiên, Trường Đại học sư phạm, Đại học Huế [4] Lưu Đàm Cư đồng (2005), Nghiên cứu chiết tách số chất màu thực phẩm từ kinh nghiệm sử dụng thực vật đồng bào dân tộc thiểu số, Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội [5] Đào Hùng Cường (1996), Hóa học hợp chất màu hữu cơ, Đại học Đà Nẵng [6] Đào Hùng Cường, Phan Thảo Thơ (2008), “Nghiên cứu chiết tách phẩm màu hạt điều nhuộm dung dịch kiềm”, Tạp chí Hóa học ứng dụng [7] Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, Nhà xuất giáo dục [8] Trần Tứ Hiếu (2002), Hóa học phân tích, Nhà xuất Đại học quốc gia, Hà Nội [9] Đào Thị Ngọc Lan (2012), Nghiên cứu ứng dụng phẩm màu annatto hạt điều nhuộm để nhuộm màu số thực phẩm, Luận văn thạc sỹ - Đại học Đà Nẵng [10] Lê Văn Nhân, Phan Bảo An (1995), “Cây điều nhuộm”, Khoa học phổ thông, (199), tr 10-13 [11] Hồ Viết Q (2000), Phân tích hóa lý, Nhà xuất giáo dục [12] Ngơ Thị Thuận (2001), Thực tập hóa học hữu cơ, Nhà xuất Đại học quốc gia, Hà Nội [13] Nguyễn Văn Tịng (1993), Thực hành hóa học hữu cơ, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội [14] Nguyễn Đình Triệu (2007), Các phương pháp phổ hóa học hữu hóa sinh, Nhà xuất Đại học quốc gia, Hà Nội Tiếng Anh [15] Alan Mortensen (2006), Carotenoids and other pigments as natural colorants, Pure Appl Chem, Vol.78, No.8, pp 1477-1491 [16] Francisco Delgado- Vargas, Octavio Paredes- López (2003), Natural colorants for food and nutraceutical uses, CRC Press [17] Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (2006), Combined compendium of food additive specifications, Food and agriculture organization of the united nations, Rome, Vol.3 [18] Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (2006), Combined compendium of food additive specifications, Food and agriculture organization of the united nations, Rome, Vol.4 [19] McKeown, G.G (1963), Composition of oil soluble annatto food colors, J Assoc Off Agric Chem, 46, pp 790 [20] Preston, H.D and Rickard, M.D.(1980), Extraction and Chemistry of annatto, Food Chemistry, 40, pp 56-59 [21] Reith, J.F and Gielen, J.W (1971), Properties of Bixin and Norbixin and the composition of annatto extracts, J Food Sci., 36, pp 861-864 [22] Scotter, M J., Thorpe, S A., Reynolds, S L., Wilson, L A & Strutt, P R (1994), “Characterisation of the principal colouring components of Annatto using high performance liquid chromatography with photodiode-array detection”, Food Addit Contam., 11, pp 301-315 Internet http://wwwchem.uwimona.edu.jm:1104/lectures/annatto.html (ngày truy cập (ngày truy 10/6/2011) http://www.botanyvn.com/cnt.asp?param=edir&v=Bixaceae&list=familia cập 15/6/2011) http://fdlserver.wordpress.com/2008/07/07/di%e1%bb%81u-nhu%e1%bb%99m/ truy cập 30/8/2011) MỤC LỤC (ngày MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .5 3.1 Đối tượng 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lý thuyết 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm 5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Bố cục khóa luận CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu điều nhuộm 1.1.1 Thực vật học điều nhuộm .7 1.1.2 Phẩm màu annatto 1.1.3 Tính chất hóa học phẩm màu annatto 1.1.3.2 Norbixin [Hình 1.7], [Hình 1.8] 10 1.1.4 Ứng dụng phẩm màu annatto 11 1.1.4.1 Tác dụng dược học 11 1.1.4.2 Phẩm màu thực phẩm [Hình 1.9], [Hình 1.10] 11 1.1.4.3 Thuốc nhuộm màu tự nhiên 12 1.1.5 Tình hình nghiên cứu [9] 13 1.2 Ứng dụng phẩm màu annatto để nhuộm màu hạt dưa [9] 14 1.3 Chất màu tự nhiên 15 1.3.1 Khái niệm 16 1.3.2 Phân loại 16 1.3.3 Tầm quan trọng chất màu tự nhiên sản phẩm thực phẩm 16 1.3.4 Ứng dụng chất màu tự nhiên 16 1.4 Phương pháp chiết tách phẩm màu 17 1.4.1 Phương pháp hoà tan dung môi hữu 17 1.4.2 Phương pháp chiết 17 1.4.2.1 Chiết hệ chất lỏng 18 1.4.2.2 Chiết hệ chất rắn lỏng 19 1.4.3 Phương pháp kết tinh 20 1.5 Phương pháp đo quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 21 1.5.1 Giới thiệu phương pháp 21 1.5.2 Nguyên tắc phép đo 22 1.6 Phương pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis 23 1.6.1 Giới thiệu phương pháp 23 1.6.2 Máy đo quang UV-Vis 23 1.7 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 25 1.7.1 Giới thiệu phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 25 1.7.2 Nguyên tắc phương pháp 25 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Đối tượng nghiên cứu 27 2.1.1 Nguyên liệu 27 2.1.2 Hoá chất 27 2.1.3 Thiết bị - Dụng cụ 27 2.2 Khảo sát thành phần khối lượng hạt điều nhuộm 28 2.2.1 Xác định độ ẩm hạt điều nhuộm 28 2.2.2 Xác định hàm lượng tro hạt điều nhuộm 28 2.2.3 Xác định hàm lượng kim loại hạt điều nhuộm 29 2.3 Phương pháp chiết tách phẩm màu annatto dung dịch kiềm 29 2.4 Phương pháp định tính phẩm màu annatto dung dịch kiềm 31 2.5 Phương pháp đánh giá cảm quan kiểm tra hàm lượng kim loại nặng phẩm màu annatto dung dịch kiềm 31 2.6 Phương pháp định lượng xác định tổng chất màu dung dịch kiềm 31 2.7 So sánh hàm lượng phẩm màu trước sau nhuộm màu thực phẩm [22] 32 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Nghiên cứu số thông số hạt điều nhuộm 32 3.1.1 Độ ẩm hạt điều nhuộm 32 3.1.2 Hàm lượng tro 33 3.1.3 Hàm lượng kim loại 34 3.2 Khảo sát thời gian chiết tối ưu 34 3.3 Khảo sát tỷ lệ rắn - lỏng tối ưu 36 3.3 Quy trình chiết tách phẩm màu annatto dung dịch kiềm 38 3.4 Kết định tính phẩm màu annatto 38 3.4.1 Độ tan 38 3.4.2 Hấp thụ UV-Vis 39 3.5 Kết đánh giá cảm quan hàm lượng kim loại nặng phẩm màu 39 3.5.1 Cảm quan 39 3.5.1 Hàm lượng kim loại nặng 40 3.6 Kết định lượng xác định tổng hàm lượng chất màu dung dịch kiềm [19] 40 3.7 Kết nghiên cứu ứng dụng phẩm màu annatto nhuộm màu hạt dưa 41 3.8 Kết so sánh hàm lượng phẩm màu trước sau nhuộm màu hạt dưa 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46 A KẾT LUẬN 46 B KIẾN NGHỊ 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 ... nghiên cứu Q trình chiết tách phẩm màu annatto từ hạt điều nhuộm ứng dụng phẩm màu annatto làm phẩm màu thực phẩm Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng Hạt điều nhuộm, phẩm màu annatto chiết. .. người sử dụng, nên nhóm chúng tơi chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu chiết tách phẩm màu annatto hạt điều nhuộm để ứng dụng nhuộm màu thực phẩm? ?? nhầm mục đích mở rộng phạm vi ứng dụng phẩm màu annatto 2... Lớp: 08SHH Tên đề tài ? ?Nghiên cứu chiết tách phẩm màu annatto hạt điều nhuộm để ứng dụng nhuộm màu thực phẩm? ?? Nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ, hóa chất - Ngun liệu: Hạt điều nhuộm - Thiết bị: Cân