- Chuẩn bị mẫu: Rượu sau khi mua về được bảo quản ở điều kiện thường. Khi tiến hành thí nghiệm, đánh giá cảm quan rượu rồi đem đi xác định các yếu tố sau:
+ Độ cồn của rượu
+ Hàm lượng aldehyde trong rượu
Đây là các yếu tố ban đầu của rượu mẫu, sau khi có kết quả cần ghi lại để làm kết quả đối chứng so sánh với kết quả sau khi đã xử lý bằng dung dịch chitosan.
Sử dụng chitosan có DD > 90%, trọng lượng phân tử ≤ 200KDal, pha thành nồng độ 50 ppm bằng dung dịch acid acetic 1%.
Tiến hành khử aldehyde trong mẫu rượu ban đầu bằng cách thêm đúng thể tích dung dịch chitosan 50 ppm vào. Để hỗn hợp dung dịch ở điều kiện thường phòng thí nghiệm trong vòng 24h.
Sau 24h, thu hồi lại hỗn hợp dung dịch rượu đem đi tiến hành xác định lại các yếu tố sau:
+ Độ cồn của rượu
+ Hàm lượng aldehyde trong rượu + Yếu tố cảm quan
Đây là các yếu tố của rượu sau khi đã xử lý bằng dung dịch chitosan. Sau khi đã có được kết quả, so sánh với kết quả đối chứng ban đầu. Đưa ra kết luận xem khả năng khử aldehyde trong rượu của chitosan như thế nào. Khả năng khử aldehyde trong rượu của chitosan được biểu thị qua hiệu suất khử.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Kết luận
1. Đề tài đã đánh giá được ảnh hưởng của nồng độ, trọng lượng phân tử, DD của chitosan đến khả năng khử aldehyde trong rượu cồn.
2. Xác định được nồng độ, trọng lượng phân tử, DD của chitosan thích hợp ứng dụng để khử aldehyde trong rượu cồn: nồng độ 50ppm, trọng lượng phân tử ≤ 200 KDal, DD ≥ 90 %.
3. Đề xuất được quy trình khử aldehyde trong rượu cồn bằng loại chitosan cùng nồng độ xử lý thích hợp. Với quy trình xử lý và loại chitosan đã lựa chọn thì hiệu suất xử lý cao nhất là 90,21% , ở điều kiện phòng, thời gian xử lý 24h.
Đề xuất ý kiến
Vì thời gian thực hiện đề tài có hạn, đồng thời gặp khó khăn về điều kiện cơ sở vật chất phòng thí nghiệm do đó tôi chưa thực hiện được một số nội dung liên quan đến đề tài nên có một số đề xuất như sau:
1. Tiếp tục thí nghiệm xác định được thông số pH thích hợp nhất của dung dịch chitosan để khử aldehyde trong rượu cồn.
2. Khi sản xuất chitosan, ở các công đoạn rửa cần sử dụng nước cất hoặc nước có độ tinh khiết cao nhất để nâng cao chất lượng của chitosan.
3. Khi tiến hành phân tích, một số loại hóa chất rất độc hại như Fuchshin gốc là một chất gây ung thư, do đó người trực tiếp sử dụng cần phải đeo găng tay y tế, khẩu trang chống độc; tránh tiếp xúc hoặc hít vào.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
1. Trần Thị Hồng Chúc (2008), Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình bảo quản rượu nếp than sản xuất bằng công nghệ enzyme và nấm men thuần chủng, Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư, Trường Đại Học Cần Thơ.
2. Hà Thành Chung (2001), Nghiên cứu quy trình tinh chế chitosan từ phế liệu tôm, Đồ án tốt nghiệp, Trường Đại Học Nha Trang.
3. Nguyễn Quyết Chiến (2002), Nghiên cứu và ứng dụng các hợp chất azometin, oxim và hydrazon, Đồ án tốt nghiệp, Trường Đại Học Dược Hà Nội.
4. Nguyễn Thị Huệ, Đỗ Hải Sơn (2006), Nghiên cứu phản ứng thủy phân chitosan bằng một số acid hữu cơ, Tạp chí khoa học, Trường Đại Học Quốc Gia Hà Nội, tr. 91-96.
5. Trương Quốc Khánh (2011) , Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu suất thu hồi rượu gạo sản xuất ở quy mô hộ gia đình, Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật, Trường Đại học Đà Nẵng.
6. Trần Trung Kiên (2010), Điều tra hiện trạng sản xuất rượu truyền thống ở Bến Lức – Long An và đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng sản phẩm, Đồ án Môn học chuyên ngành, Trường Đại Học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh.
7. Đỗ Thị Liền (2008), Nghiên cứu cắt mạch Chitosan bằng hydroperoxit và thử nghiệm khả năng kháng khuẩn của chúng, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Nha Trang.
8. Ngô Thị Luyên, Bài Giảng Hóa Học, 54 (9), tr. 5-20.
9. Trần Thị Luyến (2004), Báo cáo tổng kết dự án sản xuất thử nghiệm cấp Bộ sản xuất chitin-chitosan từ phế liệu thủy sản, Trường Đại Học Nha Trang, Nha Trang.
10.Trần Thị Luyến, Huỳnh Nguyễn Duy Bảo và cộng sự (2000), Hoàn thiện quy trình sản xuất chitin-chitosan và chế biến một số sản phẩm công nghiệp từ phế liệu tôm, cua, Báo cáo Đề tài cấp bộ, Trường Đại học Nha Trang.
11.Trần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng, Nguyễn Anh Tuấn (2006), Sản xuất các chế phấm kỹ thuật và y dược từ phế liệu thủy sản, Nhà xuất bản Nông Nghiệp.
12. Quy chuẩn Việt Nam 6-3:2010/Bộ Y Tế (2010), “Quy chuẩn quốc gia đối với các sản phẩm đồ uống có cồn”.
13. Khiếu Thị Tâm (2012), Nghiên cứu phản ứng lưới hoá chitosan, một số dẫn xuất của chitosan và khả năng hấp phụ ion kim loại Nặng, Đồ án tốt nghiệp , Trường Đại học Khoa học tự nhiên - ĐHQG HN.
14. Tiêu chuẩn Việt Nam 7043:2002 (2002), “Rượu trắng - quy định kỹ
thuật”.
15. Tiêu chuẩn Việt Nam 8009:2009 (2009), “Rượu chưng cất – Xác định hàm lượng aldehyde”.
16. Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng (2007), Công nghệ sản xuất và kiểm tra cồn Ethylic, Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật.
17. Trang Sĩ Trung (2008), Nghiên cứu kết hợp phương pháp sinh học để nâng cao hiệu quả quy trình sản xuất chitin-chitosan từ phế liệu vỏ tôm, Báo cáo Đề tài cấp Bộ, Trường Đại Học Nha Trang.
18. Trang Sỹ Trung, Trần Thị Luyến, Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Thị Hằng Phương (2009), Chitin – chitosan từ phế liệu thủy sản và ứng dụng, Nhà xuất bản Nông Nghiệp.
Tài liệu tiếng Anh
19. Adachi, Mizoi, Naito, Yamamoto, Fujiwara, Ninomiya (1991), Determination of ß-carbolines in foodstuffs by high-performance liquid
chromatography and high-perfor- mance liquid chromatography-mass spectrometry, J. Chromatogr. 538, pp. 331-339.
20. AOAC (1990), Official Method of Analysis, Vol.15th Association of official analytical chemists, Arlington, VA, 70-75.
21. Boffetta P, Hashibe M, La Vecchia C, Zatonski W, Rehm J (2006), The burden of cancer attributable to alcohol drinking, International Journal of Cancer Aug. 119 (4): 884-887.
22. Jeon, Y-J., Shahidi, F., Kim, S-K, (2002), Preparation of chitin and
chitosan oligomers and their application in physiological functional foods, Food Review International, 16 (2):159-776.
23. Rao, M. S, Nyein, K. A, Trung, T. S. and Stevens, W. F. (2007), “Optimum parameters for production of chitin and chitosan from Squilla (S. empusa)”, J. Appl. Polym. Sci. 103, pp. 3694-3700.
24. Takashi Miyake, Takayuki Shibamoto (1993), Quantitative Analysis of Acetaldehyde in Foods and Beverages, J. Agric. Food. Chem. 41, pp.1968-1970.
25. Tan, S. C., Khor, E., Tan, T. K. and Wong, S. M. (1996), “The degree of deacetylation of chitosan: advocating the first derivative UV spectrophotometry method of determination”, Talanta. 45, pp. 713-719.
26. Teh Hua Tsai, Chung Chin Yu, Yu Chuan Liu, Kuang Hsuan Yang (2013), Effectively Catalytic Decomposition of Acetaldehydes in Spirits by Using Chitosan-Capped Gold Nanoparticles, J. Appl. Polym. Sci. 130, pp. 86-91.
27. Xie W., Xu P., Liu Q. (2001), Antioxidant activity of water-soluble chitosan derivatives, Bioorg. Med. Chem. Letters., 11, 1699-1701.
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Các phương pháp phân tích chính sử dụng trong đề tài 1. Xác định hàm lượng ẩm và hàm lượng khoáng [20]
Cốc sấy được sấy khô ở nhiệt độ 105oC trong 5-6 giờ (đến khối lượng không đổi), sau đó để trong bình hút ẩm để làm nguội. Cân xác định khối lượng của cốc sấy là W1. Cho mẫu vào cốc sấy cân được khối lượng là W2. Sấy ở 105oC trong 24 giờ, cân được khối lượng W3 (AOAC, 1990). Tất cả khối lượng xác định đều tính theo gram. Hàm lượng ẩm được tính theo công thức sau:
% Hàm lượng ẩm = [(W2 - W3)/(W2 - W1)] x 100.
Sau khi xác định hàm lượng ẩm, ta đem nung cốc sấy có chứa mẫu khô ở nhiệt độ 600oC, khoảng 6 giờ, để trong bình hút ẩm và cân được khối lượng W4. Hàm lượng tro được xác định theo công thức sau:
% Hàm lượng tro = [(W4 – W1)/(W2 – W1)] x 100.
2. Xác định hàm lượng protein trong mẫu chitosan bằng phương pháp Microbiuret [18]
Thuốc thử Microbiuret:
Dung dịch 1: Hòa tan 173 g natri citrat và 100 g natri cacbonat trong 500 ml nước cất nóng.
Dung dịch 2: Hòa tan 17,3 g đồng sunfat trong 100 ml nước cất.
Trộn dung dịch 1 và dung dịch 2 sau đó làm đầy đến 1000 ml bằng nước cất. Dung dịch thuốc thử được giữ trong chai màu.
Xây dựng đường chuẩn:
Pha dung dịch protein chuẩn BSA ở các nồng độ 0,05, 0,1, 0,15, 0,2, 0,25 mg/ml. Cho vào mỗi ống nghiệm 4 ml BSA chuẩn sau đó thêm 200 µl dung dịch thuốc thử microbiuret, ủ ở nhiệt độ phòng trong 15 phút, sau đó đo phổ UV ở bước sóng 330 nm.
Từ các số liệu thu thập được, lập phương trình đường chuẩn để từ đó tính toán hàm lượng protein trong mẫu.
Phương pháp chiết mẫu:
Cân 1g chitosan, thêm 10 ml NaOH 3%, sau đó ủ ở 80oC trong 8 giờ. Sau khi ủ, tiến hành lọc khối ủ (sử dụng 10 – 15 ml NaOH 3% nữa để rửa mẫu); định mức dịch lọc đến một thể tích nhất định (V1).
Dịch lọc được mang đi ly tâm với tốc độ 5000 vòng trong 15 phút.
Sử dụng 4 ml dịch sau ly tâm sau đó thêm 200 µl dung dịch thuốc thử microbiuret, ủ trong 15 phút ở nhiệt độ phòng và đo màu ở bước sóng 330 nm.
Từ giá trị OD thu được, thay vào phương trình đường chuẩn để suy ra hàm lượng protein trong mẫu.
Tính toán kết quả:
Hàm lượng protein trong chitosan được xác định theo công thức sau:
Hàm lượng protein (%) =
Trong đó:
V1: thể tích dịch lọc (ml)
C: Hàm lượng protein tính theo đường chuẩn Microbiuret (mg/ml) W: khối lượng mẫu ủ (g)
MC: độ ẩm của mẫu (%)
3. Xác định độ deacetyl của chitosan bằng phương pháp UV [25]. Xây dựng đường chuẩn N-acetyl glucosamine:
Hòa tan 0,1105 g N-acetyl glucosamine trong 10 ml H3PO4 được dung dịch có nồng độ 0,05 M
Lấy 2 ml dung dịch trên sau đó thêm 98 ml nước cất được dung dịch có nồng độ 0,001 M.
w (g) x (100-MC)/100 x 1000 mg/g V1 (ml) x C (mg/ml) x 100
Từ dung dịch trên ta pha thành các dung dịch có nồng độ tương ứng là 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,001 M.
Sau khi đã có dãy nồng độ như trên, tiến hành do OD ở bước sóng 210 nm để xây dựng đường chuẩn N-acetyl glucosamine.
Chuẩn bị mẫu chitosan
Hòa tan 100 mg chtosan trong 20 ml H3PO4 85 %, khuấy đảo ở 60oC trong vòng 40 phút.
Lấy 10 ml dung dịch ở trên định mức đến 100 ml bằng nước cất, sau đó ủ dung dịch trên trong 2 giờ ở 60oC.
Sau khi ủ, dung dịch trên được do OD ở bước sóng 210 nm.
Từ kết quả đo được, thay vào đường chuẩn N-acetyl glucosamine để tính ra lượng N-acetyl glucosamine.
Tính kết quả
Độ deacetyl của chitosan được tính theo công thức sau
DD = molGclNACmolGlcNACmolGcl
1 * 100 16117 . 0 20321 . 0 * molGclNAC w molGcl Trong đó:
W: khối lượng mẫu khô tuyệt đối
µmol Gcl NAC: hàm lượng N-acetyl glucosamine xác định theo đường chuẩn µmol Gcl: hàm lượng glucosamine
4. Xác định độ nhớt của chitosan [18]
Độ nhớt của chitosan được xác định bằng nhớt kế Brookfield, model RVT. Dung dịch chitosan 1% hòa tan trong acid acetic 1%. Tiến hành đo độ nhớt bằng trục quay số 61 và 64, tốc độ quay 30vòng/phút ở 20oC, đơn vị tính là centipoises.
5. Xác định độ tan của chitosan [20]
Giấy sấy được sấy khô ở nhiệt độ 105oC trong 5 giờ (đến khối lượng không đổi), sau đó để trong bình hút ẩm để làm nguội. Cân xác định khối lượng của giấy sấy là W1. Cân 0.2g chitosan hòa tan trong 20ml dung dịch acid acetic 1%. Để 24h, định mức lên 200ml bằng nước cất, sau đó tiến hành lọc. Sấy ở 1050C trong 24h, cân xác định khối lượng W2. Độ tan tính theo công thức sau:
% Độ tan = [W2/ (W1 x Độ ẩm)] x 100.
6. Xác định trọng lượng phân tử của mẫu chitosan [23]
Mục đích: xác định trọng lượng phân tử của các mẫu chitosan đã chuẩn bị.
Trọng lượng phân tử chitosan có thể được xác định bằng một số phương pháp như phương pháp sắc kí, phân tán ánh sáng hoặc đo độ nhớt. Tuy nhiên hiện nay phương pháp được dùng phổ biến đó là xác định thông qua độ nhớt nội được đo bằng nhớt kế mao quản Ubbelohde.
Ưu điểm:Nhanh và dễ tiến hành
Nhược điểm:Sai số lớn phụ thuộc nhiều vào thao tác người thực hiện.Chỉ cho
biết khối lượng phân tử trung bình của dung dịch. Chuẩn bị:
Chuẩn bị dung dịch Axit acetic (CH3COOH) 0.2M: pha 100ml CH3COOH 0.2M Chuẩn bị Sodium acetate (CH3COONa)
Chuẩn bị dung môi: CH3COOH 0.2.M/CH3COONa 0.1M
Chuẩn bị Chitosan mẫu (0.3%): chitosan mẫu được pha trong CH3COOH 0.2M/ CH3COONa 0.1M.
Tiến hành thí nghiệm:
- Cài đặt nhiệt độ cho bộ ổn nhiệt: 300C
- Dung dịch CH3COOH/CH3COONa là dung môi nên cần phải xác định thời gian chảy của dung môi. Dung dịch CH3COOH/CH3COONa được lọc bằng phin lọc 5 m. Lấy 4 ml dung dịch này đưa vào nhớt kế. Lắp nhớt kế vào giá đỡ, đợi khoảng 10 phút để dung dịch cần đo đạt được nhiệt độ cài đặt trong bể ổn nhiệt. Tiến hành đo. Trên bộ điều khiển cần cài đặt số lần đo và thời gian nghỉ giữa các lần đó, sau đó bấm start. Bộ điều khiển sẽ điều khiển quá trình hoàn toàn tự động. Đầu tiên dịch được hút lên trên ống bên trái của nhớt kế sau khi đến một mức nào đó (cao hơn vạch bắt đầu đếm giờ) thì việc hút dịch ngừng lại. Dịch bắt đầu chảy xuống dưới tác dụng của trọng lực. Đến khi mức dịch ngang bằng với vạch trên thì máy tự động tính giờ. Khi mức dịch ngang bằng với vạch dưới thì sẽ kế thúc quá trình đếm giờ.
- Tính trung bình thời gian chảy của dung môi (trung bình cộng của số lần) - Làm vệ sinh nhớt kế: rửa sạch bằng nước cất (dùng chân không nước chảy để hút), rửa bằng aceton, làm khô bằng bơm chân không.
- Lắp nhớt kế vào giá tiếp tục đo dung dịch cần đo. - Làm sạch nhớt kế.
- Pha loãng dung dịch ban đầu thành các dung dịch loãng hơn: Pha loãng 1(C1): 1 ml dung dịch ban đầu + 9 ml dung môi Pha loãng 2(C2): 2 ml dung dịch ban đầu + 8 ml dung môi Pha loãng 3(C3): 3 ml dung dịch ban đầu + 7 ml dung môi Pha loãng 4(C4): 4 ml dung dịch ban đầu + 6 ml dung môi Pha loãng 5(C5): 5 ml dung dịch ban đầu + 5 ml dung môi - Tiến hành đo thời gian chảy của các dung dịch được pha loãng. - Sau mỗi lần đo một dung dịch cần phải làm vệ sinh nhớt kế một lần. Tính kết quả:
Sau khi có được kết quả là thời gian chảy của dung môi và thời gian chảy của dung dịch cần đo với các nồng độ khác nhau, tiến hành tính toán một số thông số, vẽ đồ thị và từ đó có được độ nhớt nội.
Solution (with polymer) viscosity (độ nhớt dung dịch) : η
Solvent viscosity (độ nhớt dung môi) : ηo
Relative viscosity (độ nhớt tương đối) : η = η ηo = 𝑡
𝑡𝑜
Specific viscosity (độ nhớt cụ thể) : ηsp = η−ηo
ηo = ηr – 1 = 𝑡 𝑡𝑜−1
Do [η] = (ηsp/C)C→O = (ηred)C→O nên ta có thể xác định độ nhớt nội (intrinsic viscosity) bằng cách ngoại suy khi nồng độ bằng không.
Trong đó C: g / ml.
Trọng lượng phân tử trung bình thông qua độ nhớt được tính toán dựa trên các phương trình Mark- Houwink:
[η]=KMa
Trong đó: K = 0,0966 a = 0,742
7. Xác định hàm lượng aldehyde trong rượu cồn bằng phương pháp quang phổ [15]
Giới hạn xác nhận:
Phương pháp này áp dụng cho các sản phẩm có hàm lượng aldehyde, tính theo acetaldehyde, trong khoảng từ 0,00025% đến 0,00125% (theo khối lượng).
Schiff là thuốc thử dùng để nhận biết sự có mặt của các aldehyde trong dung dịch mẫu.
Các aldehyde phản ứng với thuốc thử schiff tạo ra dung dịch có màu hồng tươi. Sử dụng máy quang phổ UV-VIS để xác định hàm lượng aldehyde còn lại trong dung dịch mẫu. Từ đó có thể biết được hiệu suất khử aldehyde.