Nghiên cứu lựa chọn quy trình chiết tách phẩm màu annatto từ hạt điều nhuộm

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG T NG TH VI T HÀ NGHIÊN C U L A CH N QUY TRÌNH CHI T TÁCH PH M MÀU ANNATTO T H T ĐI U NHU M Chuyên ngành: Hóa h u Mã s : 60 44 27 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ KHOA H C Đà N ng - Năm 2011 Cơng trình đư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: GS.TS Đào Hùng Cư ng Ph n bi n 1: GS.TSKH Tr n Văn Sung Ph n bi n 2: PGS.TS Ph m C m Nam Lu n văn ñư c b o v t i H i ñ ng b o v ch m Lu n văn t t nghi p Th c sĩ Khoa h c h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 30 tháng 12 năm 2011 Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm thông tin - H c li u - Đ i h c Đà N ng - Thư vi n trư ng Đ i h c Sư Ph m, Đ i h c Đà N ng M Đ U Lý ch n ñ tài Ngày nay, ch t màu th c ph m ñang v n ñ r t ñư c quan tâm b i nh ng ng d ng to l n ngành công ngh th c ph m Nhu m màu cho lo i th c ph m nh m làm tăng giá tr c a th c ph m Tuy nhiên n i ám nh c a ngư i tiêu dùng v nh ng ph m màu t ng h p ñ c h i ngày gia tăng Do ñó vi c l a ch n ph m màu thiên nhiên v n khơng có đ c tính hi n xu hư ng thích h p cho cơng nghi p th c ph m Vi t Nam, d ng ph m màu v n chưa ñư c khai thác hi u qu Chính th , nghiên c u v ch t màu th c ph m có giá tr r t quan tr ng cơng cu c cơng nghi p hóa đ t nư c nói chung, cơng nghi p ph m màu th c ph m nói riêng Trên th gi i, ch t màu th c ph m ñư c ng d ng r t r ng rãi nhu c u s d ng h t s c to l n M t nh ng lo i ph m màu ñư c s d ng ph bi n ch t màu annatto ñư c l y t h t ñi u nhu m Ph m màu annatto chi t t ñi u nhu m lo i ph m màu t nhiên ñư c CODEX ñưa vào danh m c s d ng an toàn th c ph m, dư c ph m, ñem l i tính h p d n nâng cao giá tr cho s n ph m Lo i ph m màu có ho t tính sinh h c cao, có giá tr s d ng giá tr kinh t cao Vi t Nam, ñi u nhu m ñư c tr ng ch y u Nam b Tây Nguyên Vi c nghiên c u quy trình tách chi t ch t màu annatto l a ch n đư c quy trình n đ nh, đơn gi n, có hi u su t cao s có ý nghĩa l n nh m đưa ch t màu t nhiên annatto vào ng d ng r ng rãi quy mơ cơng nghi p, góp ph n tích c c vào cơng cu c phát tri n công nghi p nư c ta Trong ph m vi tìm hi u c a chúng tơi, hi n Vi t Nam có nhi u phương pháp chi t ph m màu annatto khác Trong phương pháp chưa có đ tài, cơng trình mang tính khoa h c v cơng ngh đ chi t ph m màu thích h p nh t Do ti n hành nghiên c u c th v ph m màu h t ñi u nhu m v i n i dung “Nghiên c u l a ch n quy trình chi t tách ph m màu annatto t h t ñi u nhu m” M c tiêu nghiên c u - Nghiên c u kh o sát quy trình chi t tách ph m màu t nhiên annatto t h t ñi u nhu m, l a ch n quy trình chi t tách hi u qu nh t ki m tra l i quy trình l a ch n Đ i tư ng ph m vi nghiên c u - Đ i tư ng: h t ñi u nhu m - Ph m vi nghiên c u: Quá trình th c nghi m đư c ti n hành phịng thí nghi m Hóa h c, trư ng Đ i h c Sư Ph m Đà N ng Phương pháp nghiên c u Phương pháp chi t chưng ninh chi t soxlet Phương pháp kh i lư ng, phương pháp ño quang UV – VIS, AAS Phương pháp xác ñ nh ch tiêu v t lý – hóa lý N i dung nghiên c u Nghiên c u lý thuy t - Cây ñi u nhu m: Mơ t , đ c m sinh thái - Ph m màu annatto: Ngu n g c, thành ph n hóa h c, ng d ng - Các phương pháp chi t tách: Chưng c t, chưng ninh, hịa tan b ng dung mơi, k t tinh - Phương pháp h p th phân t UV – VIS - Phương pháp xác ñ nh ch tiêu v t lý – hóa lý: Xác đ nh ñ m toàn ph n, hàm lư ng ch t h u cơ, vô cơ… Nghiên c u th c nghi m - X lý m u: Thu th p, phân lo i, r a, s y… - Xác ñ nh đ m tồn ph n, hàm lư ng tro c a m u ñi u nhu m nghiên c u - Xác ñ nh hàm lư ng kim lo i n ng h t u nhm bàng phương pháp quang ph h p th nguyên t AAS - Chi t tách ph m màu annatto b i dung môi NaOH, nư c, etanol, etyl axetat - Dùng phương pháp quang ph h p th phân t UV-VIS đ kh o sát bư c sóng h p th , d a vào ñ h p th ñ nghiên c u kh o sát t i ưu ñi u ki n chi t - Đ nh tính, ñ nh lư ng d ch chi t lo i dung môi - Xây d ng, l a ch n quy trình chi t tách đ t hi u su t cao nh t - Ki m tra, đánh giá l i quy trình ch n Ý nghĩa khoa h c th c ti n c a đ tài - Cung c p thơng tin khoa h c v quy trình tách chi t ph m màu annatto h t ñi u nhu m, nghiên c u l a ch n quy trình hi u qu nh t - ng d ng k t qu nghiên c u vào th c t s n xu t ph m màu annatto t h t ñi u nhu m CHƯƠNG - T NG QUAN 1.1 Gi i thi u v ñi u nhu m 1.1.1 Đ c ñi m sinh thái ñi u nhu m Cây ñi u nh m cịn đư c g i u màu, sâm ph ng, ch m phù, cà ri Tên Khoa h c: Bixa orellana L 1.1.2 Thành ph n hóa h c c a h t màu u nhu m Tinh d u Annatto ñư c chi t xu t t h t ngu n c a ch t nh m màu có tên bixin norbixin, bixin ch t t o màu ñ chi m t l 80% norbixin ch t t o màu vàng 1.1.3 Ph m màu annatto 1.1.4 Tính ch t hóa h c c a ph m màu annatto 1.1.5 ng d ng c a ph m màu annatto 1.1.5.1 Tác d ng dư c h c Các thành ph n c a ñi u nhu m ñã ñư c ngư i s d ng t nhi u th k trư c H t có tác d ng thu li m thối nhi t Hoa có tác d ng b huy t tr l , có tác d ng h nhi t 1.1.5.2 Ph m màu th c ph m Annatto (cam): g m bixin norbixin Ph m màu bixin tan d u: dùng cho s n ph m c a ch t béo s a, phơ mai, bơ, margarin, l p xư ng,mì tơm, kem, đ tráng mi ng, th c ph m nư ng bánh snack Ph m màu norbixin tan nư c: dùng cho bánh k o, phô mai, kem s n ph m c a s a, ñ tráng mi ng, s n ph m c a ngũ c c bánh mì (ph n ru t bánh), t o màu cho ñ u ng 1.1.5.3 Thu c nhu m màu t nhiên 1.2 Ch t màu t nhiên 1.2.1 Khái ni m 1.2.2 Phân lo i 1.2.2.1 Clorophyl 1.2.2.2 Carotenoid 1.2.2.3 Flavonoit 1.2.3 ng d ng c a ch t màu t nhiên 1.3 Phương pháp chi t tách ph m màu 1.3.1 Phương pháp chi t 1.3.2.Phương pháp k t tinh 1.3.3 Phương pháp hồ tan dung mơi h u 1.4 Phương pháp ño quang ph h p th nguyên t AAS 1.4.1 Gi i thi u phương pháp 1.4.2 Ngun t c phép đo 1.4.3 Quy trình phép đo AAS 1.5 Phương pháp ño quang ph h p th phân t UV-VIS 1.5.1 Gi i thi u phương pháp 1.5.2 Cơ sơ lý thuy t c a phương pháp 1.5.3 Các ñi u ki n t i ưu cho phương pháp phân tích 1.5.3.1 Ánh sáng đơn s c 1.5.3.2 Ph h p th 1.5.3.3 nh hư ng c a n ng ñ 1.5.3.4 nh hư ng c a pH môi trư ng 1.5.3.5 nh hư ng c a ion l 1.5.3.6 nh hư ng c a th i gian 1.5.4 Máy ño quang ph h p th phân t UV-VIS CHƯƠNG NGUYÊN LI U VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 2.1 Nguyên li u, d ng c , hoá ch t 2.1.1 Thu gom nguyên li u Nguyên li u ñư c thu mua ng u nhiên t i ch Hòa Khánh, Thành ph Đà N ng, có ngu n g c ch y u Qu ng Nam, thư ng ñư c g i h t cari H t ñi u nhu m thu mua thư ng lo i h t già, khơ, có màu đ s m Hình 2.1 H t u nhu m khơ 2.1.2 X lí ngun li u Ngun li u ñư c thu mua ng u nhiên c n lo i b h t lép, rác sau r a s ch, phơi khơ B o qu n h t u s ch l kín 2.1.3 Thi t b , d ng c hóa ch t 2.1.3.1.Thi t b - d ng c 2.1.3.2 Hóa ch t Các dung mơi h u cơ: n-hexan, etanol, etylaxetat Hố ch t vơ cơ: dung d ch axit đ m đ c lỗng HCl, HNO3, H2SO4, dung d ch ki m NaOH, nư c c t 2.2 Sơ đ quy trình nghiên c u H t Đi u Nhu m Làm s ch S y khơ Ki m tra: đ m, hàm lư ng tro, X lý nguyên li u Kh o sát quy trình chi t tách ph m màu annatto L a ch n quy trình chi t tách hi u qu Chi t b ng dung môi nư c Chi t b ng ki m loãng Chi t b ng dung môi etyl axetat Chi t b ng dung môi c n Ti n hành quy trình ch n S y khô Ph m màu Đánh giá ch t lư ng ph m màu Đ nh tính: C m quan, ñ tan, ph Đ tinh t: Hàm lư ng As, Pb, Hg Đ nh lư ng t ng ch t màu 10 2.3 Các phương pháp xác ñ nh ch tiêu hóa lí 2.3.1 Xác đ nh đ m 2.3.2 Xác ñ nh hàm lư ng tro b ng phương pháp tro hóa m u 2.3.3 Xác đ nh hàm lư ng m t s kim lo i h t ñi u nhu m, cao annatto b ng phương pháp quang ph h p th nguyên t 2.4 Phương pháp chi t kh o sát ñi u ki n chi t annatto t h t ñi u nhu m 2.4.1 Phương pháp chi t 2.4.1.1 Phương pháp chưng ninh 2.4.1.2 Phương pháp soxhlet 2.4.2 Kh o sát ñi u ki n chi t 2.4.2.1 Kh o sát ñi u ki n chưng ninh 2.4.2.2 Kh o sát ñi u ki n chi t soxhlet 2.5 Ki m tra, ñánh giá ch t lư ng ph m màu annatto 2.6 Phương pháp ñ nh lư ng t ng ph m màu Hàm lư ng T ng ch t màu không th p 35% (tính theo norbixin) Đ nh lư ng t ng ch t màu b ng phương pháp quang ph JECFA monograph 1-Vol - quy trình 1: % ch t màu = 100 x (A/A1%1cm) x (F/W) Trong đó: A m t ñ quang c a dung d ch m u phân tích, A1%1cm m t đ quang c a dung d ch chu n a h s h p th ánh sáng c a dung d ch chu n (g-cm) F h s pha loãng (F = V dd pha lỗng/ V dd pha chu n) 12 B ng 3.4 M t ñ quang c a d ch chi t n ng ñ dung d ch NaOH khác λ nm M t ñ quang D M1 M2 M3 M4 CNaOH (0,1M) (0,5M) (1M) (1,2M) 453 2,013 2,284 2,348 2,261 480 1,161 1,832 1,913 1,722 Đ nh h p th bư c sóng λ = 453 nm ñ c trưng c a ch t màu norbixin hi n rõ ràng, cịn đ nh h p th bixin hi n không rõ Đi u ch ng t λ = 480 ñ c trưng cho ph m màu annatto chi t t h t u nhu m có thành ph n màu ch y u norbixin, bixin ñã b ki m hóa chuy n thành d ng mu i c a norbixin Đu i dung môi d ch chi t b p cách th y nhi t ñ 60 C, thu ñư c cao m m annatto, s y nhi u gi t s y nhi t ñ 55 C cho t i khô Cân kh i lư ng cao màu thu đư c tính hi u su t c a trình chi t tách T k t qu th c nghi m b ng 3.4 ta th y n ng đ dung mơi NaOH 1M ñ t giá tr m t ñ quang D cao nh t, t c hàm lư ng thành ph n màu d ch chi t l n nh t V y n ng ñ chi t t i ưu nh t NaOH 1M, ñ t hi u su t chi t 24,75% 3.2.2 Kh o sát th i gian chi t t i ưu L y m u v i 10g h t ñi u/ 200ml dung môi NaOH 1M, ñánh s th t m u, chưng ninh kho ng th i gian: M u 1: 4h; M u 2: 6h; M u 3: 8h; M u 4: 10h Hút 1ml d ch chi t thu ñư c ñem pha lỗng xác bình đ nh m c 100 ml, ño UV – VIS thu ñư c k t qu b ng 3.6 13 B ng 3.6 M t ñ quang c a d ch chi t dung d ch NaOH th i gian chi t khác λ nm M t ñ quang D M u M1 M2 M3 M4 452 0,487 0,887 1,395 0,586 481 0,306 0,687 0,983 0,392 Đu i dung môi d ch chi t thu ñư c k t qu hi u su t trình chi t tách b ng 3.7 B ng 3.7 nh hư ng c a th i gian ñ n hàm lư ng ph m màu dung d ch NaOH STT Th i gian M0 M1 m2 m % ch t màu 10,003 62,003 64,228 2,225 22,24 10,026 61,173 64,188 2,715 27,08 10,001 61,062 64,074 3,102 31,02 10 10,030 60,908 63,815 2,907 28,98 S kéo dài thêm th i gian không làm tăng hi u qu chi t Hi u su t chi t t t nh t chưng ninh 10g h t ñi u 200ml dung d ch NaOH 1M v i th i gian gi ñ t 31,02% 3.2.3 Kh o sát t l r n – l ng t i ưu Chu n b m u, cho vào bình c u m t lư ng h t ñi u, thay đ i th tích dung mơi ti n hành chưng ninh th i gian t i ưu ti ng: L c d ch chi t, pha lỗng 100 l n, đo UV – VIS v i m u tr ng dung d ch NaOH 1M 14 B ng 3.8 M t ñ quang c a d ch chi t dung d ch NaOH t l R/L khác λ nm M t ñ quang (D) M u 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 Đu i dung mơi thu đư c hi u su t chi t tách sau: B ng 3.9 nh hư ng c a t l R/L ñ n hàm lư ng ph m màu dung d ch NaOH STT Th tích NaOH m0 m1 m2 m % ch t 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 K t qu th c nghi m b ng cho th y v i t l kh i lư ng h t ñi u nhu m (10,005g)/th tích dung d ch NaOH (280ml), t c t l R/L kho ng 1/28 s cho hi u su t chi t ph m màu h t ñi u nhu m t t nh t 32,52% 3.3 Xây d ng quy trình chi t annatto t h t ñi u nhu m dung môi nư c 3.3.1 Kh o sát th i gian chi t t i ưu Chu n b bình c u 500ml s ch, cho vào 300 ml dung mơi nư c, sau cho vào bình c u 30g h t ñi u r i ti n hành chưng ninh 1000C th i gian khác 15 B ng 3.10 M t ñ quang c a d ch chi t dung môi nư c th i gian chi t khác λ nm M t ñ quang D M1 M2 M3 M4 16h 20h 24h 28h 456 1,758 2,195 2,091 1,813 487 1,515 1,952 1,821 1,535 Th i gian T k t qu th c nghi m ta th y, th i gian chi t 20h kh h p th màu c a d ch chi t t t nh t, t c hàm lư ng màu d ch chi t cao nh t 3.3.2 Kh o sát t r n – l ng Các m u đem chưng ninh có kh i lương h t u/ th tích dung môi tương ng sau: M u 1: 10,021g/300ml (t l 1/30), M u 2: 12,013g/300ml (1/25), M u 3: 15,009g/300ml (t l 1/20), M u 4: 20, 015g/300ml (t l 1/15) Chưng ninh kho ng th i gian t i ưu v a kh o sát 20 gi K t qu th hi n ph h p th hình 3.5, b ng 3.11 B ng 3.11 M t ñ quang c a d ch chi t dung môi nư c t l R/L khác λ nm M t ñ quang D M u M1 M2 M3 M4 456 1,504 2,256 2,540 1,739 487 1,292 2,195 2,447 1,533 T l kh i lư ng h t u nhu m (15,009g)/th tích dung môi nư c (300ml), t c t l R/L kho ng 1/20 giá tr m t đ quang D l n nh t, t c hàm lư ng màu d ch chi t m u l n nh t 3.4 Xây d ng quy trình chi t tách ph m màu annatto dung mơi etanol 16 3.4.1 Kh o sát đ c n chi t t i ưu Pha dung d ch c n 500, 600, 700, 800, 900 Ti n hành chi t m u 10g h t ñi u 150 ml dung mơi đ c n khác B ng 3.12 M t ñ quang D c a d ch chi t λ nm cácñ c n khác M t ñ quang (D) M u M1 M2 M3 M4 M5 456 2,361 2,381 2,512 2,856 2,715 485 1,708 1,734 1,854 3,025 2,812 Đu i dung mơi b ng b p đun cách th y, cân kh i lư ng ph m màu tính hi u su t c a trình chi t tách B ng 3.13 nh hư ng c a ñ c n ñ n hàm lư ng ph m màu dung môi c n Đ m1 m0 m2 m % Ch t c n (gam) (gam) (gam) (gam) màu 50 10.008 54.626 54.979 0.353 3.53 60 10.009 50.365 50.736 0.371 3.71 70 10.012 33.558 34.036 0.478 4.77 80 10.019 53.189 53.842 0.653 6.52 90 10.013 56.54 57.012 0.472 4.71 STT T k t q a th c nghi m cho th y ñ c n 800 cho hi u su t chi t cao nh t ñ t 6,52%, m t ñ quang c a d ch chi t ñ t giá tr t i ưu V y ta ch n dung môi c n 800 cho trình chi t tách 3.4.2 Kh o sát th i gian chi t t i ưu Chi t soxhlet th i gian chi t khác v i dung môi c n 800 17 Th i gian chi t là: M u 1: gi , M u 2: gi , M u 3: gi , M u 4: 10 gi D ch chi t thu đư c đem pha lỗng 25 l n, ño UV – VIS v i m u tr ng dung môi c n Đu i dung mơi b p cách th y, tính hi u su t trình chi t tách B ng 3.14 M t ñ quang c a d ch chi t dung môi c n th i gian chi t khác λ nm M t ñ quang D M u M1 M2 M3 M4 457 2,613 2,665 2,762 2,774 487 2,268 2,332 2,653 2,722 B ng 3.15 nh hư ng c a th i gian ñ n hàm lư ng ph m màu c n Th i gian m1 m0 m2 m % Ch t (gi ) (gam) (gam) (gam) (gam) màu 10.018 56.145 56.571 0.426 4.25 10.005 52.024 52.536 0.512 5.12 10.017 54.626 55.261 0.635 6.34 10 10.018 51.467 52.079 0.612 6.11 STT T k t qu th c nghi m b ng 3.14, b ng 3.15 cho th y th i gian chi t 8h, cho hi u su t chi t t t nh t 6,34% 3.4.3 Kh o sát t l r n – l ng chi t t i ưu Ti n hành chi t soxhlet m u ñi u nhu m v i dung môi c n 80 , th i gian chi t ti ng, gi nguyên kh i lư ng h t ñi u thay đ i th tích dung mơi chi t đ kh o sát t l r n – l ng t i ưu 18 M u 1: 10,008g/250ml; M u 2: 10,012g/200ml; M u 3: 10,019g/180ml; M u 4: 10,016g/150ml B ng 3.16 M t ñ quang c a d ch chi t dung môi c n t l R/L khác λ nm M t ñ quang D M u 456 M1 M2 M3 M4 2,431 2,673 1,675 1,721 486 2,014 2,882 1,303 1,312 B ng 3.17 nh hư ng c a t l R/L ñ n hi u su t trình chi t c n STT V (ml) m1 (gam) m0 (gam) m2 (gam) m (gam) % Ch t màu 250 10.017 50.365 50.945 0.58 5.79 200 10.019 53.673 54.467 0.794 7.92 180 10.012 51.259 51.819 0.56 5.59 150 10.015 56.163 56.653 0.49 4.89 T k t qu th c nghi m ta th y trình chi t ph m màu dung môi c n v i th i gian chi t gi , t l R/L 1/20 trình chi t tách x y tri t ñ nh t ñ t hi u su t chi t 7,92% 3.5 Xây d ng quy trình chi t tách ph m màu annatto dung môi etyl axetat 3.5.1 Kh o sát th i gian chi t t i ưu Ti n hành chi t soxhlet m u ñi u nhu m th i gian chi t khác v i dung môi etyl axetat D ch chi t thu ñư c ñem 19 pha loãng 25 l n, ño UV – VIS v i m u tr ng dung mơi etyl axetat B ng 3.18 M t đ quang c a d ch chi t dung môi etyl axetat th i gian chi t khác λ nm M t ñ quang (D) M u M2 2,621 487 M1 M3 2,688 2,675 M4 M5 2,712 2,643 Đu i dung môi b p cách th y ta có b ng k t qu hi u su t trình chi t B ng 3.19 nh hư ng c a th i gian ñ n hàm lư ng ph m màu etyl axetat Th i gian M1 m0 m2 m % Ch t (gi ) (gam) (gam) (gam) (gam) màu 10.012 50.365 50.711 0.346 3.46 10.015 54.626 55.087 0.461 4.46 10.009 53.189 53.641 0.452 4.52 10 10.016 56.540 56.966 0.426 4.25 12 10.013 33.558 33.833 0.275 2.75 STT T b ng k t qu th c nghi m ta th y th i gian chi t t i ưu 6h ñ t hi u su t chi t 4,46%, tăng th i gian chi t không làm tăng giá tr hi u su t ph m màu thu ñư c Khi tth i gian chi t dài hi u su t chi t tách gi m, có th th i gian gia nhi t lâu làm phá v h th ng n i đơi cách c a h p ch t màu h t ñi u nhu m 3.5.2 Kh o sát t l r n – l ng chi t t i ưu 20 Ti n hành chi t soxhlet m u u nhu m v i dung mơi c n etyl axetat, th i gian chi t ti ng, gi nguyên kh i lư ng h t u thay đ i th tích dung môi chi t Chu n b m u v i t l kh i lư ng h t ñi u nhu m/ th tích dung mơi etyl axetat sau: M u 1: 10,009g/100ml; M u 2: 10,015g/150ml; M u 3: 10,018g/180ml; M u 4: 10,016g/200ml; M u 5: 10,023g/250ml B ng 3.20 M t ñ quang c a d ch chi t dung môi etyl axetat t l R/L khác λ nm M t ñ quang (D) M u M2 M3 M4 M5 2,778 482 M1 2,821 2,863 2, 834 2,829 B ng 3.21 nh hư ng c a t l R/L ñ n hàm lư ng ph m màu etyl axetat V m1 m0 m2 m % Ch t (ml) (gam) (gam) (gam) (gam) màu 100 10.009 52.476 53.017 0541 5.41 150 10.015 50.867 51.47 0.603 6.02 180 10.018 56.431 57.287 0.856 8.54 200 10.016 58.215 58.989 0.774 7.73 250 10.023 51.953 52.57 0.617 6.16 STT 21 V y v i th i gian chi t 6h t l kh i lư ng h t ñi u/ th tích dung mơi etyl axetat chi t 1/18 q trình chi t đ t hi u su t cao nh t 8,54% 3.6 L a ch n quy trình chi t tách annatto hi u qu nh t Th c hi n quy trình chi t annatto dung môi khác K t qu hi u su t chi t th hi n b ng 3.22 B ng 3.22 K t qu hi u su t chi t tách ph m màu c a quy trình Thơi gian Dung mơi m1 (g) V (ml) M2 (g) NaOH 1M 10,042 280 3,237 8h 32,24 Nư c 20,012 400 0,433 20h 2,15 C n 80 10,023 200 0,871 8h 8,69 Etyl axetat 10,015 180 0,972 6h 9,71 chi t H% Các quy trình ñ u ñư c ti n hành u ki n c a phịng thí nghi m B4 – Đ i h c Sư ph m – Đà N ng T k t qu ta th y, hi u su t c a quy trình chi t tách ph m màu annatto dung môi ki m NaOH cao nh t S n ph m cao màu annatto thu ñư c b o qu n d dàng, thành ph n ch y u c a norbixin (đã trung hịa) nên d tan nư c Dung môi ki m ph n l y ñư c c hai thành ph n ph m màu annatto bixin norbixin nên hi u su t thu ñư c cao nh t Phương pháp chi t chưng ninh nên d th c hi n v i kh i lư ng h t ñi u l n, kh ng d ng th c t cao S n ph m cao màu chi t dung mơi nư c khó b o qu n, d b m c có nhi u thành ph n h u khác c a th c v t như: protein, xenlulo,… Hi u su t c a quy trình r t th p dung mơi nư c ch chi t ñư c norbixin Tuy nhiên h t ñi u thu mua ch ch 22 y u h t ñi u già, hàm lư ng norbixin th p nên ph i chi t v i lư ng h t ñi u l n m i thu ñư c ph m màu Th i gian th c hi n trình chi t tách cao nhi u so v i quy trình khác Cao màu chi t dung mơi c n có màu s c ñ p, thành ph n ch y u bixin, hi u su t c a trình chi t tách so v i dung môi nư c cao Dung môi c n d bay hơi, đu i dung mơi ch c n gia nhi t 600C ÷ 800C nên khơng làm phân h y thành ph n mang màu M t khác dung môi c n giá thành cao, d bay hơi, s d ng phương pháp chi t soxhlet nên khó th c hi n v i kh i lư ng h t ñi u l n Cao màu chi t dung mơi etyl axetat có màu s c đ p, thành ph n ch y u bixin, không tan nư c nên kh ng d ng h n ch Hi u su t c a trình chi t tách cao so v i chi t dung mơi c n kh tách bixin t t hơn, nhiên so v i chi t dung mơi ki m hi u su t th p Dung môi etyl axetat giá thành cao, r t d bay hơi, s d ng phương pháp chi t soxhlet nên khó th c hi n v i kh i lư ng h t ñi u l n T nh ng nh n ñ nh v quy trình chi t tách ta th y quy trình chi t tách ph m màu annatto dung môi ki m hi u qu nh t Sơ đ nghiên c u c a quy trình chi t tách ph m màu annatto 23 H t Đi u Nhu m Đã làm s ch Dung môi NaOH 1M Th c hi n chưng ninh theo ñi u ki n ñã kh o sát Th i gian chi t 6h L c nóng T l R/L 1/28 D ch chi t ki m Trung hòa b ng HCl ñ c D ch chi t trung hòa Chi t nhi u l n v i n-hexan Cao màu annatto khô S y t s y nhi t ñ 50 – 600C D ch chi t s ch Đu i dung môi b p cách th y 600C Cao màu annatto d ng s t 3.7 K t qu ki m tra, ñánh giá ch t lư ng ph m màu annatto 3.7.1 Ki m tra đ nh tính Ki m tra cao màu annatto thu đư c quy trình chi t tách v i dung môi ki m NaOH theo thông tư c a B Y T ban hành “Quy chu n k thu t qu c gia v ph gia th c ph m - Ph m màu” C m quan: B t màu đ nâu s m đ n đ tím 24 Ta th y cao màu thu ñư c có màu nâu s m, chi u sáng ánh tím Đ tan: Tan dung d ch ki m, tan ethanol H p th UV-VIS Dung d ch m u th 0,5% dung d ch kali hydroxyd Có c c đ i h p th t i kho ng 453 482 nm Hình 3.14 : Ph h p th UV –VIS c a cao màu annatto Đ tinh t B ng 3.23 B ng hàm lư ng m t s kim lo i cao annatto Kim lo i Hàm lư ng (mg/kg h t ñi u nhu m) TCVN (mg/kg) As Hg Pb 0,182 0,074 0,162 3,000 1,000 2,000 Hàm lư ng kim lo i n ng ph m màu thu ñư c vùng an toàn, phù h p v i quy ñ nh c a B y t , ñư c phép s d ng s n ph m th c ph m mà không gây h i t i s c kh e ngư i 3.7.2 Đ nh lư ng t ng ph m màu Ti n hành theo quy trình chuyên lu n ñ nh lư ng t ng ch t màu b ng phương pháp quang ph JECFA monograph 1Vol - quy trình v i u ki n sau: Dung môi: dung d ch KOH 0,5% 25 Đo ñ h p th quang t i λmax ~ 482 nm Đ h p th riêng A1%1cm = 2.870 K t qu ño UV – Vis t i λmax c a m u cao annatto là: 0, 3171 Áp d ng cơng th c tính t ng ph m màu: % ch t màu = 100.(A/A1%1cm) (F/W) M u cao annatto ti n hành đo có h s pha lỗng F = Ta có: % ch t màu = 100 x 0,3171 x 2,870 x 0,25 = 44,2% V y cao màu annatto ñi u ch đư c theo quy trình chi t tách mơi trư ng ki m l a ch n th a mãn ñi u ki n hàm lư ng t ng ch t màu không th p 35% (tính theo norbixin) K T LU N VÀ KI N NGH I K T LU N Qua trình nghiên c u th c nghi m, rút m t s k t lu n sau: H t u nhu m khơ có: đ m trung bình 10,097%; hàm lư ng tro 5,045% Hàm lư ng kim lo i n ng (Zn2+: 11,82mg/kg; Cu2+: 12,74mg/kg; Pb2+: 0,2mg/kg) phù h p v i tiêu chu n Vi t Nam cho an toàn v sinh th c ph m Đã kh o sát xác ñ nh ñư c ñi u ki n thích h p đ chi t ph m màu annatto t h t ñi u nhu m dung mơi NaOH, nư c, c n etyl axetat: • V i dung d ch ki m NaOH: N ng ñ NaOH 1M, t l R/L 1/20, th i gian chi t gi Hi u su t chi t ñi u ki n t i ưu đ t H1 = 32,24% • V i dung môi nư c: T l R/L 1/20, th i gian chi t 20h Hi u su t chi t ñi u ki n t i ưu ñ t H2 = 2,15% 26 • V i dung môi c n: Đ c n 800, t l R/L 10/20, th i gian chi t gi Hi u su t chi t ñi u ki n t i ưu ñ t H3 = 8,69% • V i dung mơi etyl axetat: t l R/L 1/18, th i gian chi t gi Hi u su t chi t ñi u ki n t i ưu ñ t H4 = 9,71% Đã l a ch n xây d ng đư c sơ đ quy trình cơng ngh chi t tách ph m màu annatto b ng dung d ch ki m v i hi u su t cao H = 32,24% Đã ki m tra, ñánh giá ñư c ch t lư ng c a ph m màu annatto chi t tách: C m quan màu ñ tím, tan t t nư c, tan ethanol, có c c đ i h p th UV - VIS t i kho ng 453 482 nm Đ nh lư ng ñư c t ng ph m màu cao annatto chi t ñư c t quy trình 44,2%, đ t u c u l n 35% theo thông tư c a B Y T ban hành “Quy chu n k thu t qu c gia v ph gia th c ph m - Ph m màu” II KI N NGH Ti p t c nghiên c u theo hư ng sâu hơn: ch y s c kí b n m ng đ phân l p ñư c c u t tinh t t d ch chi t h t ñi u nhu m Đo s c kí l ng ghép kh i ph HPLC - MS ñ xác ñ nh c u trúc, thành ph n h p ch t có d ch chi t h t ñi u nhu m Làm giàu c u t chính, th ho t tính sinh h c nghiên c u ph n ng chuy n hóa chúng C n nghiên c u v i kh i lư ng h t ñi u l n ñ ñưa quy trình cơng ngh ng d ng s n xu t quy mô công nghi p ... nhu m v i n i dung ? ?Nghiên c u l a ch n quy trình chi t tách ph m màu annatto t h t ñi u nhu m” M c tiêu nghiên c u - Nghiên c u kh o sát quy trình chi t tách ph m màu t nhiên annatto t h t ñi u... Vi c nghiên c u quy trình tách chi t ch t màu annatto l a ch n ñư c quy trình n đ nh, đơn gi n, có hi u su t cao s có ý nghĩa l n nh m ñưa ch t màu t nhiên annatto vào ng d ng r ng rãi quy mô... l n T nh ng nh n ñ nh v quy trình chi t tách ta th y quy trình chi t tách ph m màu annatto dung môi ki m hi u qu nh t Sơ ñ nghiên c u c a quy trình chi t tách ph m màu annatto 23 H t Đi u Nhu