Đánh giá hàm lượng độc tố xianua trong hạt cao su làm nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HÓA HỌC NGUYỄN THỊ THẢO ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG ĐỘC TỐ XIANUA TRONG HẠT CAO SU LÀM NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN THỨC ĂN CHĂN NUÔI KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM VINH - 2010 TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HÓA HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG ĐỘC TỐ XIANUA TRONG HẠT CAO SU LÀM NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN THỨC ĂN CHĂN NUÔI GVHD: TS Nguyễn Hoa Du SVTH : Nguyễn Thị Thảo Lớp : 47K - Công nghệ thực phẩm Vinh, 12/2010 i LỜI CẢM ƠN Đề tài thực Trung tâm kiểm định an toàn Thực phẩm - Mơi trường phịng thí nghiệm Hóa thực phẩm, trường Đại học Vinh từ tháng 8/2010 11/2010 Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, ngồi nổ lực thân, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo, bạn bè gia đình Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới tồn thể thầy giáo, giáo khoa Hóa học, trường Đại học Vinh truyền đạt cho em kiến thức quý báu thời gian em học tập trường Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Hoa Du dành nhiều thời gian tâm huyết trực tiếp hướng dẫn em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ThS Ngô Thị Thủy Hà, ThS Chu Thị Thanh Lâm Kỹ thuật viên phịng thí nghiệm Hóa thực phẩm, phịng thí nghiêm chun đề Hóa vơ cơ, Trung tâm Kiểm định an tồn Thực phẩm Mơi trường có ý kiến đóng góp quý báu tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian em thực khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy giáo Nguyễn Đình Vinh, cán giảng dạy khoa Nơng - Lâm - Ngư cung cấp mẫu cho em thực đề tài Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè người thân quan tâm giúp đỡ, động viên em suốt khóa học Khóa luận tốt nghiệp khơng thể tránh khỏi thiếu sót Do vậy, em mong nhận giúp đỡ, đóng góp ý kiến thầy giáo bạn để khóa luận hồn thiện Vinh, tháng 12 năm 2010 Sinh viên Nguyễn Thị Thảo ii MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG : TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY CAO SU 1.1.1 Nguồn gốc, tên gọi, phân loại, canh tác 1.1.2 Đặc điểm thực vật học cao su 1.1.3 Giới thiệu hạt cao su 1.1.4 Giá trị kinh tế cao su 1.1.5 Tình hình trồng cao su giới Việt Nam 1.1.6 Quy trình chế biến thức ăn cho cá từ hạt cao su 1.2 TỔNG QUAN VỀ XIANUA 1.2.1 Hóa học độc tính xianua 1.2.2 Sự phân bố xianua môi trường 1.2.3 Phân loại loại hợp chất xianua 1.2.4 Xianua thực vật 14 1.2.5 Cơ chế tác động độc tố xianua lên thể người động vật 15 1.2.6 Biểu lâm sàng ngộ độc xianua cấp tính cách điều trị 16 1.2.7 Một số phương pháp phát định lượng xianua 17 1.2.8 Các biện pháp xử lý làm tiêu hủy xianua 20 CHƢƠNG 2: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 25 2.1 DỤNG CỤ, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 25 2.1.1 Dụng cụ 25 2.1.2 Hóa chất 26 2.2 CHUẨN BỊ CÁC DUNG DỊCH THÍ NGHIỆM 27 2.2.1 Dung dịch KCN 27 2.2.2 Dung dịch NaOH 27 2.2.3 Dung dịch cloramin-T 1% 27 2.2.4 Dung dịch thuốc thử pyridin - axit barbituric 27 2.2.5 Dung dịch đệm axetat (pH = 5,4) 27 2.3 KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 28 iii 2.3.1 Chưng cất xianua 28 2.3.2 Xác định hàm lượng xianua thuốc thử pyridin - axit barbituric 28 2.3.3 Xây dựng đường chuẩn 28 2.3.4 Xác định xianua hạt cao su 29 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỂ ĐỊNH LƯỢNG XIANUA BẰNG THUỐC THỬ PYRIDIN - AXIT BARBITURIC 32 3.1.1 Chọn bước sóng hấp thụ tối ưu 32 3.1.2 Khảo sát thể tích thuốc thử tối ưu 32 3.1.3 Thời gian chờ ổn định màu tối ưu 34 3.1.4 Thể tích axit H3PO4 tối ưu dùng cho chưng cất xianua 35 3.1.5 Thời gian chưng cất tối ưu 36 3.1.6 Xây dựng đường chuẩn 36 3.1.7 Phương pháp xử lý kết 37 3.1.8 Đánh giá hiệu suất thu hồi trình chưng cất 38 3.1.9 Khảo sát pH môi trường ngâm mẫu tối ưu 39 3.2 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG XIANUA TRONG HẠT CAO SU 41 3.3 NGHIÊN CỨU XỬ LÝ GIẢM THIỂU HÀM LƯỢNG XIANUA TRONG HẠT CAO SU 43 KẾT LUẬN 45 Khả định lượng xianua thuốc thử pyridin - barbituric 45 Khả chưng cất xianua 45 Hàm lượng xianua hạt cao su 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 iv DANH MỤC BẢNG, HÌNH Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng hạt cao su Bảng 1.2: Thành phần axit amin hạt cao su Bảng 3.1: Sự phụ thuộc mật độ quang vào lượng thuốc thử 33 Bảng 3.2: Sự phụ thuộc mật độ quang vào thời gian đo 34 Bảng 3.3: Sự phụ thuộc mật độ quang vào thể tích axit H3PO4 35 Bảng 3.4: Sự phụ thuộc mật độ quang vào thời gian chưng cất 36 Bảng 3.5: Kết thí nghiệm xây dựng đường chuẩn 37 Bảng 3.7: Ảnh hưởng môi trường ngâm mẫu đến khả tách xianua 39 Bảng 3.8: Sự phân bố hàm lượng xianua hạt cao su 41 Bảng 3.9: Lượng xianua lại hạt cao su sau xử lý mẫu 43 Bảng 3.10: Hàm lượng xianua thức ăn cho cá thay bột nhân hạt cao su cho bột cá 44 Hình 1.1: Hạt cao su Hình 1.2: Sơ đồ chế biến thức ăn cho cá từ nhân hạt cao su Hình 2.1: Bộ chưng cất xianua 26 Hình 3.1 Phổ hấp thụ dung dịch phân tích xianua thuốc thử pyridin - axit barbituric 32 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào lượng thuốc thử 33 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc độ bền màu dung dịch vào thời gian đo 34 Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào thể tích axit H3PO4 35 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào thời gian chưng cất 36 Hình 3.6: Đường chuẩn biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ CN- 37 Hình 3.7: Đồ thị thể ảnh hưởng mơi trường ngâm với q trình tách xianua 39 Hình 3.8: Quy trình phân tích xác định hàm lượng xianua hạt cao su 40 Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn mức độ thu hồi xianua mẫu 4, mẫu 5, mẫu theo thời gian ngâm mẫu 42 Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn phần trăm (%) xianua phần so với tổng lượng xianua có hạt 42 Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn lượng xianua lại mẫu sau xử lý 44 LỜI MỞ ĐẦU Xianua chất độc khoa học nghiên cứu nhiều từ trước đến Nó có mặt nhiều lồi thực vật, có nhiều măng, sắn nguyên nhân gây vị đắng lồi thực vật Đã có nhiều trường hợp ngộ độc xianua ghi nhận, nhẹ dẫn đến triệu chứng mệt mỏi, đau đầu, buồn nơn; nặng dẫn đến tử vong Cây cao su 2600 lồi thực vật có chứa xianua biết đến Cây cao su có giá trị kinh tế cao, ngồi lợi ích cao su mang lại mủ dùng để chế tạo săm, lốp xe, dây điện, sản phẩm chống mài mòn, sản phẩm đúc , hạt cao su sử dụng sản xuất sơn, sản xuất xà bơng, ủ phân Người ta cịn xác định hạt cao su có chứa hàm lượng protein axit béo cao Do đó, có nhiều đề tài khoa học nghiên cứu để sử dụng hạt cao su làm thức ăn chăn nuôi Tuy nhiên, người ta xác định hạt cao su chứa hàm lượng xianua định Việc xác định kiểm soát hàm lượng xianua hạt cao su để sử dụng tốt hạt cao su vào sản xuất thức ăn chăn nuôi việc làm cần thiết Đó lý em chọn đề tài "Đánh giá hàm lượng độc tố xianua hạt cao su làm nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi" làm đề tài tốt nghiệp đại học Đề tài nhằm giải vấn đề: - Nghiên cứu điều kiện tách tổng xianua từ hạt cao su để sử dụng hạt cao su làm nguyên liệu sản xuất thức ăn chăn nuôi - Nghiên cứu khả định lượng xianua thuốc thử pyridin - axit barbituric - Nghiên cứu phân bố hàm lượng xianua hạt cao su nông trường Trảng Bom, Đồng Nai - Sơ nghiên cứu phương pháp giảm thiểu xianua hạt cao su CHƢƠNG : TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY CAO SU 1.1.1 Nguồn gốc, tên gọi, phân loại, canh tác Cây cao su có tên khoa học Hevea brasiliensis, có nguồn gốc từ Nam Mỹ, ban đầu mọc khu vực rừng mưa Amazone Cách gần 10 kỷ, thổ dân Mainas sống biết lấy nhựa dùng để tẩm vào quần áo chống ẩm ướt, tạo bóng vui chơi dịp hội hè Họ gọi chất nhựa Caouchouk Cố gắng thử nghiệm việc trồng cao su phạm vi Brasil diễn vào năm 1873 Sau vài nỗ lực, 12 hạt giống nảy mầm Vườn thực vật Hoàng gia Kew Những gửi tới Ấn Độ để gieo trồng, chúng bị chết Cố gắng thứ hai sau thực hiện, khoảng 70.000 hạt giống gửi tới Kew năm 1875 Khoảng 4% hạt giống nảy mầm, vào năm 1876 khoảng 2000 giống gửi tới Ceylon, 22 gửi tới vườn thực vật Singapore Sau thiết lập có mặt ngồi nơi địa nó, cao su nhân giống rộng khắp thuộc địa Anh Các cao su có mặt vườn thực vật Buitenzorg, Malaysia năm 1883 Vào năm 1898, đồn điền trồng cao su thành lập Malaisia, ngày phần lớn khu vực trồng cao su nằm Đông Nam Á số khu vực Châu Phi nhiệt đới 1.1.2 Đặc điểm thực vật học cao su Thân cao su thuộc loại thân gỗ, to, cao Ở lâu năm cao tới 20 - 30m, đường kính 1m Hình dạng thân thực sinh ghép có khác nhau, phần sát gốc ghép bình thường thực sinh lại có dạng chân voi Khi cao su non, điểm sinh trưởng đỉnh hoạt động mạnh, phát sinh thành tầng rõ rệt Cây cao su bắt đầu sản xuất hoa, lúc tuổi, đạt độ tuổi - tuổi người ta bắt đầu thu hoạch nhựa mủ đạt 26 - 30 tuổi.[1] Cây cao su sinh trưởng hạt, hạt đem ươm non 1.1.3 Giới thiệu hạt cao su [17, 26] Cây cao su bắt đầu sản xuất hoa, lúc tuổi Một trái có chứa - hạt Hạt cao su có hình elip, chiều dài 2,0 - 3,0cm, nặng - 4g, bên vỏ cứng màu nâu đen với chấm trắng, bóng hạt nhân mềm trắng Tỷ lệ hạt nhân khoảng 50 - 60% tổng trọng lượng hạt Dầu hạt cao su có màu nâu chiếm khoảng 33% khối lượng hạt, có chứa hàm lượng axit béo tự cao Chỉ số axit lên đến 72 mg KOH/g, tương đương hàm lượng axit béo tự khoảng 35% Nó chứa 18,19% axit béo no gồm axit panmitic axit stearic, 80,5% axit béo không no gồm chủ yếu axit oleic, axit linoleic axit linolenic Theo FAO, thành phần dinh dưỡng hạt cao su trình bày bảng sau[17]: Bảng 1.1: Thành phần dinh dƣỡng hạt cao su Stt Thành phần Axit xyanhydric(mg/100g) Hạt cao su sấy khơ 330 Hạt cao su hấp sau sấy khơ 8,9 Bánh dầu hạt cao su 3,4 Protein(%) 27 34,3 Lipit(%) 32,3 14,6 Xơ(%) 2,4 3,0 Độ ẩm(%) 3,6 5,7 Nguồn: theo "The American journal of clinical nutrition", trang 1301 Hạt cao su có thành phần axit amin cao Các axit amin thiết yếu protein chứa lưu huỳnh, đặc biệt methionine Các axit amin quan trọng khác mức chấp nhận Cũng theo tiêu chuẩn FAO, thành phần axit amin hạt cao su trình bày bảng sau: Bảng 1.2: Thành phần axit amin hạt cao su Stt Axit amin Tiêu chuẩn FAO Hạt cao su Isoleucine 4,2 3,1 Leucine 4,8 6,7 Lysine 4,2 5,4 Phenylalanine 2,8 3,8 Tyrosine 2,8 2,6 Total S - containing 4,2 1,9 Methionine 2,2 0,7 threonine 2,8 2,8 Tryptophan 1,4 1,3 Valine 4,2 6,4 Nguồn: theo "The American journal of clinical nutrition", trang 1301 Như vậy, hạt cao su loại hạt có giá trị dinh dưỡng tương đối cao 1.1.4 Giá trị kinh tế cao su [ 1] Cây cao su loại có giá trị kinh tế lớn chi Hevea Cây cao su cho sản lượng mủ cao, phẩm chất tốt loại có nhựa mủ Cao su loại nguyên liệu công nghiệp đại (than đá, gang thép, dầu hỏa, cao su) Cao su có nhiều tác dụng lớn lĩnh vực cơng nghiệp, nơng nghiệp, quốc phịng, dân dụng Trong đời sống xã hội có tới vạn loại sản phẩm có chất liệu cao su Chẳng hạn, áo mưa cần 1kg cao su khô, ôtô cần 240kg máy bay cần 600kg cao su khô Trong y tế, cao su sử dụng chế tạo dụng cụ y tế, găng tay, ống truyền máu ; đời sống, cao su sử dụng để sản xuất đồ chơi, giày dép, đế giày dép; gỗ cao su để chế tạo bàn ghế, tủ, đồ dùng gia dụng, sản xuất giấy Trong kinh doanh, cao su thu lợi nhuận lớn gấp - 10 lần so với trồng lương thực Hạt cao su ép lấy dầu (tỷ lệ dầu 33%) để sản xuất sơn điện di, làm xà phịng, làm dầu đốt Khơ dầu hạt cao su chứa 35% protein thô, 13 - 15% chất béo, khử độc làm thức ăn bổ sung cho gà, lợn cá 33 nút bình, lắc để yên phút Thêm tiếp thể tích thuốc thử khác vào bình, chờ cho ổn định màu 15 phút tiến hành đo mật độ quang Kết thí nghiệm thể bảng sau: Bảng 3.1: Sự phụ thuộc mật độ quang vào lƣợng thuốc thử Dung tích Vthuốc Nồng độ Nồng độ bình định thử thuốc thử CN- CCN- mức(ml) (ml) Cbarbituric (g/l) (mg/l) 25 0,5 1,2 0,20 0,14497 25 1,0 2,4 0,20 0,18207 25 1,5 3,6 0,20 0,26347 25 2,0 4,8 0,20 0,36123 25 2,5 6,0 0,20 0,53178 25 3,0 7,2 0,20 0,53180 25 3,5 8,4 0,20 0,53178 25 4,0 9,6 0,20 0,53176 Stt bình Mật độ quang A Và biểu diễn đồ thị sau: A 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.5 1.5 2.5 3.5 V(ml) Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào lượng thuốc thử Như vậy, từ kết thu được, ta chọn thể tích thuốc thử tối ưu 5ml dung dịch chuẩn CN- µg/ml để sử dụng 2,5ml thuốc thử pyridin - axit barbituric có nồng độ axit barbituric 60g/l 34 3.1.3 Thời gian chờ ổn định màu tối ƣu Cho vào bình định mức dung tích 25ml dung dịch: 5ml dung dịch KCN (1µg CN-/ 1ml); 5ml dung dịch NaOH 0,04M; 2ml đệm axetat 2ml cloramin – T, sau đậy kín nút bình, lắc để n phút Thêm tiếp 2,5ml thuốc thử pyridin - axit barbituric, định mức đến vạch nước cất Lắc kỹ để yên 15 phút tiến hành đo mật độ quang A sau thời gian khác Ta thu kết sau: Bảng 3.2: Sự phụ thuộc mật độ quang vào thời gian đo Stt Thời gian đo (phút) Mật độ quang A 10 0,38116 15 0,53120 20 0,53137 25 0,53132 30 0,53127 35 0,45817 40 0,38981 50 0,37631 60 0,36521 Và biểu diễn đồ thị sau: A 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 10 20 30 40 50 60 70t(phút) Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc độ bền màu dung dịch vào thời gian đo Từ kết thu trên, ta thấy màu dung dịch chứa 5ml dung dịch chuẩn CN- 1µg/ml 2,5ml thuốc thử (Cbarbituric = 60g/l) ổn định sau 15 phút kể từ 35 cho thuốc thử vào tương đối bền vòng 30 phút Để tiết kiệm thời gian làm thí nghiệm, sau cho thuốc thử, ta để yên dung dịch 15 phút tiến hành đo mật độ quang 3.1.4 Thể tích axit H3PO4 tối ƣu dùng cho chƣng cất xianua Lấy xác 500ml dung dịch KCN chứa 0,5 mg CN- cho vào bình cầu chưng cất xyanua, thêm vào bình cầu 5g MgSO4 tiến hành chưng cất với thể tích dung dịch H3PO4 đặc khác nhau, chưng cất với thời gian 90 phút Các thí nghiệm tiến hành điều kiện đo mật độ quang A Kết thí nghiệm thể bảng sau: Bảng 3.3: Sự phụ thuộc mật độ quang vào thể tích axit H3PO4 Stt VH3PO4 (ml) Mật độ quang A 0,78797 10 0,95552 15 1,24160 20 1,24160 25 1,24160 30 1,24160 Và biểu diễn đồ thị sau: A 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 10 15 20 25 30 Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào thể tích axit H3PO4 35 V(ml) 36 Từ kết thu được, ta thấy lượng xianua thu cực đại ổn định thể tích axit H3PO4 đặc ≥ 15ml Để tiết kiệm hóa chất, chúng tơi sử dụng thể tích axit H3PO4 đặc cho lần chưng cất sau 15ml 3.1.5 Thời gian chƣng cất tối ƣu Lấy xác 500ml dung dịch KCN chứa 0,5mg CN- cho vào bình cầu, sau thêm tiếp 5g MgSO4, cho thêm vào 15ml axit H3PO4 đặc, tiến hành chưng cất khoảng thời gian khác đo mật độ quang dung dịch thu theo phương pháp trắc quang Kết thí nghiệm thể bảng sau: Bảng 3.4: Sự phụ thuộc mật độ quang vào thời gian chƣng cất Stt Thời gian chƣng cất (phút) A 30 0,083880 60 0,95552 90 1,24160 120 1,24160 150 1,24160 180 1,24160 Và biểu diễn đồ thị: (A) 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 50 100 150 200 t(phút) Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào thời gian chưng cất Từ kết thu được, ta thấy lượng xianua thu cực đại ổn định thời gian chưng cất ≥ 90 phút Để tiết kiệm thời gian làm thí nghiệm, chúng tơi chọn thời gian chưng cất 90 phút cho thí nghiệm sau 3.1.6 Xây dựng đƣờng chuẩn 37 Chuẩn bị bình định mức dung tích 25ml Lần lượt cho vào bình hóa chất nư bảng Tiến hành đo mật độ quang ghi lại kết Thí nghiệm xây dựng đường chuẩn mô tả bảng sau: Bảng 3.5: Kết thí nghiệm xây dựng đƣờng chuẩn Bình Vdd KCN(ml) 0,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,5 VNaOH 0,04M 5 5 5 5 CCN- (mg/l) 0,0 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,18 Vdd đệm (ml) 2 2 2 2 4 4 4 4 Vthuốc thử (ml) 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 Mật độ quang A Vdd Cloramin-T (ml) 0,07044 0,11958 0,17688 0,23627 0,29614 0,34197 0,45256 Sử dụng chương trình Microsoft Excel để xây dựng đường chuẩn, ta có phương trình đường chuẩn xác định hàm lượng xianua sau: A = 2,7555a - 0,0414 Với a nồng độ xianua tính mg/l R2 = 0,9992 Hệ số tương quan: A 0.5 y = 2.7555x - 0.0414 R2 = 0.9992 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.05 0.1 0.15 0.2 C CN- (mg/l) Hình 3.6: Đường chuẩn biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ CN- 3.1.7 Phƣơng pháp xử lý kết Ta tính tốn hàm lượng xianua theo cách: - Hàm lượng xianua tính theo mg/l 38 Dựa vào phương trình đường chuẩn: A = 2,7555a – 0,0414 Từ mật độ quang đo ta tính hàm lượng a(mg/l) - Hàm lượng xianua tính theo mg/kg f * a * 0,05 CCN- (mg/kg) = - (3.1) m Trong đó: f hệ số pha loãng từ dung dịch hấp thụ đến dung dịch đem đo A CCN- nồng độ xianua tính mg/kg a nồng độ xianua tính mg/l bình định mức dung tích 25ml tạo màu để đo A m khối lượng mẫu lấy để phân tích (tính kg) 3.1.8 Đánh giá hiệu suất thu hồi trình chƣng cất Tiến hành chưng cất mẫu: + Mẫu A: 10g bột nhân hạt cao su ngâm nước cất ngày đem chưng cất Sau lấy dung dịch hấp thụ đem tạo màu đo mật độ quang + Mẫu B: Tiến hành giống mẫu 1, trước cất cho thêm 50ml dung dịch chuẩn CN- chuẩn hóa có nồng độ 0,9776µg/ml Qua thí nghiệm ta thu kết quả: Bảng 3.6: Kết thí nghiệm xác định hiệu suất thu hồi mẫu Mẫu Mật độ quang A C (mg/kg) Mẫu có chuẩn 0,4502 Cmẫu = 223,0044 Mẫu khơng có chuẩn 0,4395 Cblank = 218,3605 Thay kết thu vào công thức trên, ta tính được: Cmẫu - Cblank H = - * m * 100% Cspike 223,0044 - 218,3608 = * 10 * 100% = 95% 0,9776 * 50 Vậy hiệu suất thu hồi trình chưng cất 95% 39 3.1.9 Khảo sát pH môi trƣờng ngâm mẫu tối ƣu Để khảo sát pH môi trường ngâm mẫu, chúng tơi tiến hành thí nghiệm mẫu nhân hạt cao su qua sấy Chuẩn bị bình tam giác tương ứng với mẫu: mẫu 1, mẫu mẫu 3: + Mẫu 1: 10,00g mẫu bột sấy + 80ml nước cất, pH môi trường trung tính + Mẫu 2: 10,00g mẫu bột sấy + 80ml nước cất, điều chỉnh pH = axit H3PO4 + Mẫu 3: 10,00g mẫu bột sấy + 80ml nước cất, điều chỉnh pH = axit HCl Tiến hành ngâm mẫu 24h chưng cất tách xyanua Lưu ý ngâm mẫu phải lót bơng tẩm kiềm miệng bình, bên ngồi bọc giấy bóng, đặt nơi tránh ánh sáng trực tiếp Khi chưng cất, bỏ vào để chưng cất với mẫu Kết thí nghiệm thể bảng sau: Bảng 3.7: Ảnh hƣởng môi trƣờng ngâm mẫu đến khả tách xianua Stt Mẫu pH môi trƣờng ngâm Mật độ quang Nồng độ dung dịch mẫu A hấp thụ (mg/l) 1 pH trung tính (H2O) 0,44006 43,6825 2 pH = (H3PO4) 0,38243 38,4531 3 pH = (HCl) 0,27684 8,6620 Để dễ dàng nhận thấy khác nồng độ dung dịch hấp thụ ngâm mẫu mơi trường có pH khác nhau, ta minh họa đồ thị sau: Nồng độ dung dịch hấp thụ C (mg/l) 50 40 30 20 10 pH = (H2O) pH = (H3PO4) pH = (HCl) pH pH mơi trường ngâm mẫu Hình 3.7: Đồ thị thể ảnh hưởng môi trường ngâm với trình tách xianua 40 Từ kết trên, nhận thấy ngâm mẫu nước cất cách đơn giản thu hiệu cao Điều phù hợp với kết nghiên cứu khoa học công bố PH trung tính thuận lợi cho thủy phân enzim Linamarase, lượng CN- tạo thành nhiều Do vậy, ta chọn cách ngâm mẫu nước cất để tiến hành thí nghiệm Sau nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện trên, chúng tơi đưa quy trình phân tích xianua hạt cao su mô tả theo sơ đồ sau: Lấy mẫu Xử lý mẫu trước phân tích Nghiền nhỏ Ngâm với nước cất (có bơng tẩm kiềm miệng bình) Chưng cất tách xianua thời gian 90 phut Nếu cịn xianua Điều chỉnh pH trung tính Hấp thụ NaOH 0,5M Phân tích trắc quang, đo bước sóng 582nm Hình 3.8: Quy trình phân tích xác định hàm lượng xianua hạt cao su 41 3.2 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG XIANUA TRONG HẠT CAO SU * Nghiên cứu phân bố xianua hạt cao su Thí nghiệm tiến hành sau: Chia hạt cao su làm phần: phần đầu (phần có chứa phơi), phần phần cuối Nghiền nhỏ phần Chuẩn bị bình tam giác tương ứng với mẫu 4, mẫu 5, mẫu thực sau: + Mẫu 4: 7,5g mẫu tươi nghiền nhỏ (phần đầu) + 80ml nước cất, pH mơi trường trung tính + Mẫu 5: 7,5g mẫu tươi nghiền nhỏ (phần giữa) + 80ml nước cất, pH mơi trường trung tính + Mẫu 6: 7,5g mẫu tươi nghiền nhỏ (phần cuối) + 80ml nước cất, pH mơi trường trung tính Các mẫu ngâm 24h đem chưng cất Lưu ý ngâm mẫu phải lót bơng tẩm kiềm miệng bình, bên ngồi bọc giấy bóng, đặt nơi tránh ánh sáng trực tiếp Sau xác định nồng độ xianua dung dịch hấp thụ phương pháp trắc quang trình bày Kết thu thể bảng sau: Bảng 3.8: Sự phân bố hàm lƣợng xianua hạt cao su Lần Thời gian chƣng cất ngâm Hàm lƣợng xianua (mg/kg) Mẫu Mẫu Mẫu (phần đầu) (phần giữa) (phần cuối) 24 219,3333 142,5300 147,0000 48 94,0800 66,8100 70,5500 72 20,8000 8,0000 22,1300 96 13,6160 0,8730 1,0687 120 2,1712 - - 144 0,8998 - - 350,8970 218,2130 240,7487 Tổng Mức độ thu hồi xianua (%) mẫu theo thời gian ngâm mẫu biểu diễn đồ thị sau: 42 120 100 80 mau mau mau 60 40 20 24 48 72 96 120 144 Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn mức độ thu hồi xianua mẫu 4, mẫu 5, mẫu theo thời gian ngâm mẫu Từ đồ thị trên, ta thấy rằng: để chưng cất triệt để xianua có mẫu nhiều thời gian (có mẫu cần ngâm đến 144h) Tuy nhiên, phân tích, hiệu suất thu hồi đạt từ 80% - 120% chấp nhận Nhìn vào đồ thị trên, sau lần chưng cất thứ (sau 48h ngâm mẫu), mẫu đạt hiệu suất lớn 80% Để dễ quan sát phân bố khác rõ rệt xianua theo cấu tạo hạt cao su, ta biểu diễn kết thu biểu đồ sau: phần cuối 29,73% phần đầu 43,33% phần 26,94% Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn phần trăm (%) xianua phần so với tổng lượng xianua có hạt 43 Từ kết trên, ta kết luận: Trong hạt cao su, xianua phân bố nhiều phần đầu (phần có chứa phơi) Điều giải thích glucosit sinh xianua thực vật có chức bảo vệ khỏi động vật tác nhân khác Trong hạt cao su, đặc điểm nảy mầm hạt, phơi phận cần bảo vệ Do đó, phần đầu hạt cao su có chứa nhiều xianua 3.3 NGHIÊN CỨU XỬ LÝ GIẢM THIỂU HÀM LƢỢNG XIANUA TRONG HẠT CAO SU Hạt cao su sau xử lý điều kiện khác nghiền nhỏ ngâm nước cất bình tam giác có nút bơng tẩm kiềm, đặt nơi tránh ánh sáng trực tiếp Quá trình chuẩn bị mẫu cụ thể kết thí nghiệm thể bảng sau: Bảng 3.9: Lƣợng xianua lại hạt cao su sau xử lý mẫu Phần trăm Khối Mẫu lƣợng Cách xử lý mẫu mẫu (g) Cách chuẩn bị mẫu Hàm lƣợng xianua xianua lại so với (mg/kg) trƣớc xử lý (%) 7,50 10,00 5,00 5,00 10 5,00 Bột nhân hạt tươi Bột nhân hạt sấy đến độ ẩm 5,00% Bột nhân hạt sấy đến độ ẩm 1,95% Mẫu qua Bột nhân hạt sấy đến xử lý đem độ ẩm 1,66% ngâm với Bột nhân hạt sấy đến 80ml nước độ ẩm 0,59% cất 306,1057 100 261,1434 85,31 250,5050 81,82 249,4125 81,48 158,7745 51,87 93,6150 30,58 Bột nhân hạt mẫu 11 5,00 1, đem bão hòa nước tiếng sấy đến độ ẩm 0,17% 44 Sự giảm hàm lượng xianua theo điều kiện xử lý nhiệt thể rõ đồ thị đây: CCN(mg/kg) 350 300 250 200 150 100 50 mẫu mẫu mẫu mẫu mẫu 10 mẫu 11 mẫu Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn lượng xianua lại mẫu sau xử lý Từ kết đồ thị trên, ta nhận thấy lượng xianua hạt cao su giảm dần theo trình xử lý mẫu nhiệt, giảm mạnh hấp bão hòa nước trước sấy Sau bão hòa nước tiếng sấy đến độ ẩm 0,17%, lượng xianua lại hạt 30,58% so với ban đầu Như vậy, giả sử ta thay bột nhân hạt cao su cho bột cá theo tỷ lệ khác để sản xuất thức ăn cho cá lượng xianua chứa 1kg thức ăn cho cá là: Bảng 3.10: Hàm lƣợng xianua thức ăn cho cá thay bột nhân hạt cao su cho bột cá Phần trăm Hàm lƣợng xianua thức ăn cho cá (mg/kg) bột nhân hạt cao su thay thế(%) Sử dụng bột nhân hạt tƣơi Sử dụng bột nhân sấy đến độ ẩm 5% Sử dụng bột nhân hấp bão hòa nƣớc sấy đến độ ẩm 0,17% 10 30,6106 26,1143 9,3615 20 61,2211 52,2287 18,7230 30 91,8317 78,3430 28,0845 40 122,4423 104,4574 37,4660 Dựa vào kết tính tốn trên, ta nhận thấy rằng: Quá trình xử lý hạt cao su nhiệt trước đưa vào sản xuất thức ăn chăn nuôi loại phần lớn lượng xianua ngun liệu Do đó, q trình có ảnh hưởng lớn tới chất lượng sản phẩm thức ăn chăn ni 45 KẾT LUẬN Trong khóa luận này, nghiên cứu định lượng xianua hạt cao su lấy từ nông trường Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai thu kết sau: Khả định lƣợng xianua thuốc thử pyridin - barbituric Các điều kiện phân tích tối ưu: + Bước sóng hấp thụ tối ưu : 582nm + Thể tích thuốc thử (Cbarbituric = 60g/l) tối ưu cho 5ml dung dịch KCN 1µg/ml: 2,5ml + Thời gian ổn định màu dung dịch 15 phút, thời gian bền màu dung dịch 15 - 30 phút + Phương trình đường chuẩn biểu thị phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ xianua: A = 2,7555a - 0,0414 Trong đó: - A giá trị mật độ quang đo - a nồng độ xianua tính mg/l Khả chƣng cất xianua Các điều kiện chưng cất tối ưu + Lượng axit H3PO4 tối ưu: 15ml + Thời gian chưng cất tối ưu: 90 phút + Hiệu suất thu hồi trình chưng cất: 95% Hàm lƣợng xianua hạt cao su + Điều kiện ngâm mẫu tốt ngâm mẫu nước cất + Sự phân bố hàm lượng xianua phần hạt cao su  Hàm lượng xianua phần đầu (phần có chứa phơi): 43,33%  Hàm lượng xianua phần giữa: 26,94%  Hàm lượng xianua phần cuối hạt: 29,73% + Hàm lượng xianua hạt cao su tươi: 306,1057mg/kg + Hạt cao su sấy khơ hàm lượng xianua giảm giảm mạnh hấp bão hòa nước trước sấy 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đoàn Thị Thanh Nhàn, et al (1996) Giáo trình cơng nghiệp Nhà xuất Nông Nghiệp Lê Văn Khoa, et al, (2001) Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón, trồng Nhà xuất Giáo dục Trần Đức Viên, (2008) Hội thảo “phát triển bền vững ngành Cao su Việt nam thời kỳ hội nhập kinh tế quốc tế" Lê Đức Việt,(2010) Thử nghiệm thay 30% pr bột nhân hạt cao su cho Protein bột cá phần ăn cá rô phi đơn tính bể Composite Luận văn tốt nghiệp Đại học cấp trường, Đại Học Vinh Nguyễn Tinh Dung, (1976) Hóa học phân tích phần III Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hoàng Minh Châu, Từ Vọng Nghi, Từ Văn Mặc Cơ sở hóa học phân tích Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hồng Nhâm, (2002) Hóa học vơ tập II Nhà xuất Giáo Dục Hồ Viết Quý, (1999) Phân tích hóa lý Nhà xuất Giáo Dục Bộ trưởng Khoa Học, Công Nghệ Môi Trường, (ngày 10/11/1999) QUYẾT ĐỊNH số 1971/1999/QĐ-BKHCNMT việc ban hành quy trình cơng nghệ tiêu hủy tái sử dụng xyanua 10 Hoàng Xuân Huy, (2009) Nghiên cứu phân bố Xyanua củ sắn cao sản, giống sắn KM 94 Thanh Chương - Nghệ An Luận văn tốt nghiệp Đại học cấp trường, Đại Học Vinh 11 Nguyễn Thị Duyên, (2010) Nghiên cứu hàm lượng độc tố Xyanua măng luồng huyện Quế Phong - Nghệ An Luận văn tốt nghiệp Đại học cấp trường, Đại Học Vinh 12 http://foru m.hoaho c.org/archive /inde x.php/t -34 9.ht ml (09/2010) 13 http://community.h2vn.com/index.php?topic=7773.0 (10/2010) 14 http://www.xaluan.com/modules.php?name=News&file=article&sid=28559#i xzz0uOqLUWnW 15 http://mtx.vn/diendan/archive/index.php/t-264.html 47 16 http://forum.hoahoc.org/archive/index.php/t-4349.html 17 Lauw Tjin Giok, et al (1967) The American journal of clinical nutrition pp 1300 - 1303 U.S.A 18 http://tranbathoaimdphd.wordpress.com/2009/10/15/cyanide-intoxication/ (08/2010) 19 http://www.vinachem.com.vn/XBPViewCo ID=1&Year=2001 (09/2010) 20 http://www.idph.state.il.us/Bioterrorism/factsheets/cyanide.htm (09/2010) 21 http://en.wikipedia.org/wiki/Cyanide (12/2010) 22 http://vi.wikipedia.org/wiki/Xyanua_kali (12/2010) 23 http://www.hervietnam.com/Suc-khoe/Thong-tin-dinh-duong/Chat-doc-cotrong-thuc-vat4 (09/2010) 24 Lê Đức Ngoan (chủ biên), Nguyễn Thị Hoa Lý, Dư Thị Thanh Hằng, (2004), Giáo trình thức ăn gia súc, Đại học Nông Lâm Huế 25 Vũ Duy Giảng, Trường Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội, Các chất kháng dinh dưỡng (antinutritional factors) thức ăn động vật nhai lại , (theo tài liệu từ Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn, Viện chăn nuôi) 26 A.S Ramadhas, S Jayaraj, C.Muraleedharan, Sản xuất biodiesel từ dầu hạt cao su có hàm lượng acid béo tự (FFA) cao, (Nguồn: Feed 84 (2005) 335 – 340) 27 PP.Kơrơxtelev,(1974), Chuẩn bị dung dịch cho phân tích hóa học Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 28 Lê Ngọc Tú Độc tố học an toàn thực phẩm Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 29 Nguyễn Đức Lượng, Phạm Minh Tâm Vệ sinh an toàn thực phẩm Đại học kỹ thuật TP Hồ Chí Minh ... lượng xianua định Việc xác định kiểm soát hàm lượng xianua hạt cao su để sử dụng tốt hạt cao su vào sản xuất thức ăn chăn nuôi việc làm cần thiết Đó lý em chọn đề tài "Đánh giá hàm lượng độc tố xianua. .. hạt cao su làm nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi" làm đề tài tốt nghiệp đại học Đề tài nhằm giải vấn đề: - Nghiên cứu điều kiện tách tổng xianua từ hạt cao su để sử dụng hạt cao su làm nguyên. ..TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HÓA HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG ĐỘC TỐ XIANUA TRONG HẠT CAO SU LÀM NGUYÊN LIỆU CHẾ BIẾN THỨC ĂN CHĂN NUÔI GVHD: TS Nguyễn Hoa Du SVTH : Nguyễn Thị