2.2.5.1. Phương pháp chiết xuất caffeine từ nguyên liệu chè xanh.[13][37] Nguyên tắc:
Caffeine là một chất trong nhĩm alkaloid cĩ nhân purin, ít tan trong nước, dễ tan trong dung mơi hữu cơ như chloroform, acetone... Trong chè nĩ ở dạng kết hợp với một số chất hữu cơ khác, thường ở dạng muối, vì vậy, cĩ thể tách caffeine bằng dung dịch kiềm yếu như CaCO3, CaO, amoniac…., sau đĩ dùng dung mơi để tách chúng khỏi hỗn hợp. Thu nhận dung mơi và làm thăng hoa để được caffeine tinh khiết.
Cách tiến hành:
Cân 60g vụn chè xanh và 20g CaCO3, hồ tan trong 300ml nước, đun sơi hồn lưu trong 20 phút, lọc thu hồi dung dịch, rửa bã 3 lần mỗi lần 60ml nước, thu tồn bộ dịch chiết, lọc sạch. Đun cách thuỷ dịch chiết cạn cịn khoản 200ml, để nguội.
Tách caffein bằng chloroform. Dùng bình lĩng tách caffein bằng chloroform 3 lần, mỗi lần tách theo tỉ lệ dung dịch chiết : chloroform = 8:1, nhập dịch trích chloroform lại, lọc bằng giấy lọc, thêm 1g Na2SO4 khan để loại nước cịn sĩt trong dung dịch, lọc lại một lần nữa.
Tồn bộ dung dịch chloroform vừa thu nhận đem đun cách thuỷ để tách chloroform cho khi dịch chiết cịn lại 2-3ml cho vào chén sứ. Đặt chén sứ trên đĩa cát nĩng. Đậy chén sứ bằng giấy lọc cĩ nhiều lỗ, trên giấy lọc úp một phễu thuỷ tinh, đuơi phễu thuỷ tinh bịt kín bằng bơng gịn, đun nĩng caffeine sẽ thăng hoa và kết tinh trên giấy lọc. Thu nhận sản phẩm caffeine.
Phần 2: Vật liệu & phương pháp
2.2.5.2. Xác định hiệu suất thu sản phẩm caffeine so với trọng lượng nguyên liệu khơ.[13][15][16]
Tiến hành chiết xuất thu sản phẩm caffeine như mục 2.2.5.1. Cân giấy lọc trước và sau khi caffeine thăng hoa, xác định được khối lượng caffeine thu được.
Xác định hiệu suất thu sản phẩm caffeine so với trọng lượng nguyên liệu khơ theo cơng thức 2.10.
m2
H1% = x 100 (CT 2.10)
(so với TL NL khơ) m1*(100-w)/100
Với:
- m1: Trọng lượng nguyên liệu (g)
- m2: Trọng lượng sản phẩm caffeine thu được (g) - w: Độ ẩm nguyên liệu (%).
2.2.5.3. Xác định hàm lượng caffeine trong sản phẩm caffeine.[13]
Từ sản phẩm caffeine thu nhận ở mục 2.2.5.1, pha dung dịch caffeine: -Cân 7 g sản phẩm caffeine, 10g Natri benzoate.
-Hồ tan trong nước cất định mức thành 100ml.
Sau đĩ, tiến hành xác định hàm lượng caffeine bằng phương pháp hố học như sau:
Hút 1ml dung dịch cĩ caffeine cho vào bình định mức 100ml, thêm 14ml dung dịch H2SO4 10%, thêm 20ml dung dịch iod 0,1N cho thêm nước cất định mức thành 100ml, lắc đều. Để yên 15 phút chỗ tối, lọc nhanh qua bơng gịn và bỏ đi 15ml dịch lọc ban đầu. Lấy 50ml dịch lọc cho vào erlen rồi định lượng iod thừa bằng dung dịch Na2S2O3 0,1N với chất chỉ thị màu là hồ tinh bột 0,5ml.
Song song tiến hành một mẫu thử khơng bằng cách thay 1ml dung dịch caffeine bằng 1ml nước cất.
Hàm lượng caffeine trong dung dịch được tính theo cơng thức 2.11 (V0 - V) x 0,005305
Hàm lượng caffeine trong = (g/ml) (CT 2.11) sản phẩm a
Phần 2: Vật liệu & phương pháp
Với:
V0 : Thể tích Na2S2O3 0,1N dùng để chuẩn độ mẫu thử khơng (ml). V : Thể tích Na2S2O3 0,1N dùng để chuẩn độ mẫu thử thật (ml). 0,005305: Lượng caffein tương ứng với 1ml dung dịch iod 0,1N.
a : Thể tích dd caffeine đã lấy để tiến hành phản ứng (a=0,5 ml).
2.2.5.4. Xác định hiệu suất thu nhận caffeine so với lượng caffeine trong nguyên liệu. nguyên liệu.
Xác định hiệu suất thu nhận caffeine theo cơng thức 2.12. m2*C2
H2% = x 100 (CT 2.12)
(so với caffeine trong NL) m1*C1
Với:
- m1: Trọng lượng nguyên liệu khơ dùng làm thí nghiệm (g). - m2: Trọng lượng sản phẩm caffeine thu được (g).
- C1: Hàm lượng caffeine trong nguyên liệu (3%) [phụ lục 5.2.2]. - C2: Hàm lượng caffeine trong sản phẩm [kết quả mục.2.5.2]. 2.3. Xử lý số liệu thí nghiệm. [7][14]
Số liệu thu được của các thí nghiệm được xử lý thống kê sử dụng phần mềm Excel để phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA) để đánh giá sự khác biệt giữa chúng.
Phần 3: Kết quả & thảo luận
PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. THU NHẬN CHLOROPHYLL.
3.1.1. Khảo sát phổ hấp thu ánh sáng của chlorophyll.
Nhằm xác định bước sĩng ánh sáng mà tại đĩ dung dịch màu chlorophyll được chiết từ nguyên liệu cĩ độ hấp thu cực đại. Từ đĩ sử dụng để đo độ hấp thu dung dịch màu chlorophyll trong các thí nghiệm tiếp theo, và xác định các điều kiện tối ưu trong quá trình tách chiết chlorophyll cĩ hiệu quả cao nhất.
3.1.1.1.Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ chồi Dứa.
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.1.1, thu được dung dịch chlorophyll, đo giá trị OD ở các λ khác nhau
Kết quả được trình bày trong bảng 3.1 và trên đồ thị 3.1.
Bảng 3.1: Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ chồi Dứa ở các bước sĩng khác nhau.
λ (nm) OD
Đồ thị 3.1:Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ chồi Dứa ở các bước sĩng khác nhau.
360 0,388 380 0,413 400 0,447 440 0,417 460 0,365 480 0,333 500 0,253 520 0,189 540 0,178 560 0,177 580 0,176 600 0,183 620 0,196 640 0,208 650 0,216 660 0,251 680 0,224 700 0,166 720 0,151 Nhận xét:
Dung dịch màu chlorophyll ly trích từ chồi dứa cĩ độ hấp thu cực đại tại các bước sĩng 400nm và 660nm. Dựa vào phổ hấp thu này chúng tơi chọn bước sĩng 660nm làm bước sĩng đo
Phần 3: Kết quả & thảo luận
độ hấp thu ánh sáng của dung dịch màu chlorophyll ly trích từ chồi dứa trong các thí nghiệm tiếp theo.
3.1.1.2.Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ vỏ lá Nha Đam.
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.1.1
Kết quả được trình bày trong bảng 3.2 và trên đồ thị 3.2.
Bảng 3.2: Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ vỏ lá Nha Đam ở các bước sĩng khác nhau.
λ (nm) OD
Đồ thị 3.2:Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ vỏ Nha Đam ở các bước sĩng khác nhau.
340 0,594 360 0,672 380 0,722 400 0,555 420 0,439 440 0,375 460 0,329 500 0,155 520 0,103 540 0,089 560 0,071 580 0,069 600 0,055 620 0,066 640 0,099 660 0,215 680 0,151 700 0,121 720 0,111 740 0,109 Nhận xét:
Dung dịch màu chlorophyll ly trích từ vỏ nha đam cĩ độ hấp thu cực đại tại các bước sĩng 380nm và 660nm. Dựa vào phổ hấp thu này chúng tơi chọn bước sĩng 660nm làm bước sĩng đo độ hấp thu ánh sáng của dung dịch màu chlorophyll ly trích từ vỏ nha đam trong các thí nghiệm tiếp theo.
Phần 3: Kết quả & thảo luận
3.1.1.3.Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ lá rau Dền
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.1.1
Kết quả được trình bày trong bảng 3.3 và trên đồ thị 3.3.
Bảng 3.3: Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ lá rau Dền ở các bước sĩng khác nhau.
λ
(nm) OD
Đồ thị 3.3: Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ rau Dền ở các bước sĩng khác nhau.
340 0,291 360 0,332 380 0,346 400 0,371 420 0,331 440 0,315 460 0,295 500 0,181 520 0,104 540 0,094 560 0,101 580 0,108 600 0,114 620 0,135 640 0,168 660 0,285 680 0,211 700 0,076 720 0,055 Nhận xét:
Dung dịch màu chlorophyll ly trích từ rau dền cĩ độ hấp thu cực đại tại các bước sĩng 400nm và 660nm. Dựa vào phổ hấp thu này chúng tơi chọn bước sĩng 660nm làm bước sĩng đo độ hấp thu ánh sáng của dung dịch màu chlorophyll ly trích từ rau dền trong các thí nghiệm tiếp theo.
Phần 3: Kết quả & thảo luận
3.1.1.4.Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ lá rau Ngĩt.
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.1.1
Kết quả được trình bày trong bảng 3.4 và trên đồ thị 3.4.
Bảng 3.4: Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ rau Ngĩt ở các bước sĩng khác nhau.
λ
(nm) OD
Đồ thị 3.4: Phổ hấp thu ánh sáng của dung dịch chlorophyll trích ly từ rau Ngĩt ở các bước sĩng khác nhau.
340 0,493 360 0,534 380 0,616 400 0,628 420 0,708 440 0,649 460 0,493 500 0,244 520 0,143 540 0,134 560 0,144 580 0,156 600 0,167 620 0,195 640 0,342 660 0,458 680 0,351 700 0,105 720 0,082 Nhận xét:
Dung dịch màu chlorophyll ly trích từ rau ngĩt cĩ độ hấp thu cực đại tại các bước sĩng 420nm và 660nm. Dựa vào phổ hấp thu này chúng tơi chọn bước sĩng 660nm làm bước sĩng đo độ hấp thu ánh sáng của dung dịch màu chlorophyll ly trích từ rau ngĩt trong các thí nghiệm tiếp theo.
Phần 3: Kết quả & thảo luận
Chúng tơi chọn bước sĩng 660nm làm bước sĩng đo độ hấp thu ánh sáng của dung dịch màu chlorophyll ly trích từ các nguồn nguyên liệu trong các thí nghiệm tiếp theo.
3.1.2. Xác định hàm lượng chlorophyll trong các nguyên liệu.
Tiến hành theo mục 2.2.1.2
Kết quả được trình bày trong bảng 3.5
Bảng 3.5: Hàm lượng chlorophyll trong các loại nguyên liệu
Nguyên liệu Lượng chlorophyll
Chồi dứa Vỏ nha đam Lá rau dền Lá rau ngĩt
Lượng chlorophyll
(mg/g) 4,433 3,054 8,357 8,877
Lượng chlorophyll so với
nguyên liệu tươi (%) 0,443 0,305 0,836 0,888
(Số liệu được trích từ bảng 5.1.1 phần phụ lục)
Nhận xét: Hàm lượng chlorophyll trong chồi dứa, vỏ nha đam, rau dền, rau ngĩt khá cao. Các nguồn phế liệu này cĩ thể tận dụng để thu nhận lượng lớn chế phẩm chlorophyll.
3.1.3. Khảo sát lượng NaOH phù hợp cho quá trình tách chiết chlorophyll.
3.1.3.1. Ảnh hưởng của lượng NaOH đến quá trình tách chiết chlorophyll từ chồi Dứa.
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.2.1
Kết quả được trình bày trong bảng 3.6 và trên biểu đồ 3.1.
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của lượng NaOH đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ chồi Dứa.
Lượng NaOH (g) 10g NL OD660nm
0,3 0,161 0,4 0,174 0,5 0,201 0,6 0,182 0,7 0,179 (Số liệu được trích từ bảng 5.1.2 phần phụ lục)
Phần 3: Kết quả & thảo luận
Biểu đồ 3.1: Ảnh hưởng của lượng NaOH đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ chồi Dứa.
Nhận xét:
Từ bảng kết quả và biểu đồ 3.1, dựa trên màu của dung dịch chiết và giá trị OD chúng tơi chọn lượng NaOH thích hợp để ly trích chlorophyll từ chồi Dứa là 0,5g NaOH cho 10g nguyên liệu tươi trong 50ml H2O.
3.1.3.2. Ảnh hưởng của lượng NaOH đến quá trình tách chiết chlorophyll từ vỏ Nha Đam.
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.2.1
Kết quả được trình bày trong bảng 3.7 và trên biểu đồ 3.2.
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của lượng NaOH đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ vỏ Nha Đam.
Lượng NaOH (g) 10g NL OD660nm
0,1 0,061 0,2 0,073 0,3 0,102 0,4 0,096 0,5 0,093 0,6 0,088 (Số liệu được trích từ bảng 5.1.3 phần phụ lục)
Phần 3: Kết quả & thảo luận
Biểu đồ 3.2: Ảnh hưởng của lượng NaOH đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ vỏ Nha Đam.
Nhận xét:
Từ bảng kết quả và biểu đồ 3.2, dựa trên màu của dung dịch chiết và giá trị OD chúng tơi chọn lượng NaOH thích hợp để ly trích chlorophyll từ vỏ Nha Đam là 0,3g NaOH cho 10g nguyên liệu tươi trong 50ml nước.
3.1.3.3. Ảnh hưởng của lượng NaOH đến quá trình tách chiết chlorophyll từ rau Dền.
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.2.1
Kết quả được trình bày trong bảng 3.8 và trên biểu đồ 3.3.
Bảng 3.8: Ảnh hưởng của lượng NaOH đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ rau Dền.
Lượng NaOH (g) 10g NL OD660nm
0,3 0,217 0,4 0,228 0,5 0,237 0,6 0,224 0,7 0,206 (Số liệu được trích từ bảng 5.1.4 phần phụ lục)
Phần 3: Kết quả & thảo luận
Biểu đồ 3.3: Ảnh hưởng của lượng NaOH đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ rau Dền.
Nhận xét:
Từ bảng kết quả và biểu đồ 3.3, dựa trên màu của dung dịch chiết và giá trị OD chúng
tơi chọn lượng NaOH thích hợp để ly trích chlorophyll từ rau Dền là 0,5g NaOH cho 10g
nguyên liệu tươi trong 50ml.
3.1.3.4. Ảnh hưởng của lượng NaOH đến quá trình tách chiết chlorophyll từ rau Ngĩt.
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.2.1
Kết quả được trình bày trong bảng 3.9 và trên biểu đồ 3.4.
Bảng 3.9: Ảnh hưởng của lượng NaOH đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ rau Ngĩt.
Lượng NaOH (g) 10g NL OD660nm
0,3 0,403 0,4 0,426 0,5 0,385 0,6 0,355 0,7 0,338 (Số liệu được trích từ bảng 5.1.5 phần phụ lục)
Phần 3: Kết quả & thảo luận
Biểu đồ 3.4: Ảnh hưởng của lượng NaOH đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ rau Ngĩt.
Nhận xét:
Từ bảng kết quả và biểu đồ 3.4, dựa trên màu của dung dịch chiết và giá trị OD, chúng
tơi chọn lượng NaOH thích hợp để ly trích chlorophyll từ rau Ngĩt là 0,4g NaOH cho10g
nguyên liệu tươi trong 50ml.
3.1.4.Khảo sát thời gian tách chiết chlorophyll phù hợp.
3.1.4.1. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến quá trình tách chiết chlorophyll từ lá chồi Dứa.
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.2.2
Kết quả được trình bày trong bảng 3.10 và trên biểu đồ 3.5.
Bảng 3.10: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ chồi Dứa.
Thời gian (phút) OD660nm
120 0,208 150 0,213 180 0,224 210 0,209 240 0,203 270 0,195 (Số liệu được trích từ bảng 5.1.6 phần phụ lục)
Phần 3: Kết quả & thảo luận
Biểu đồ 3.5: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ chồi Dứa.
3.1.4.2. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến quá trình tách chiết chlorophyll từ vỏ Nha Đam.
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.2.2
Kết quả được trình bày trong bảng 3.11 và trên biểu đồ 3.6.
Bảng 3.11: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ vỏ Nha Đam.
Thời gian (phút) OD660nm
120 0,101 150 0,104 180 0,110 210 0,097 240 0,085 270 0,081 (Số liệu được trích từ bảng 5.1.7 phần phụ lục)
Phần 3: Kết quả & thảo luận
Biểu đồ 3.6: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ vỏ Nha Đam.
3.1.4.3. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến quá trình tách chiết chlorophyll từ rau Dền.
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.2.2
Kết quả được trình bày trong bảng 3.12 và trên biểu đồ 3.7.
Bảng 3.12: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ rau Dền.
Thời gian (phút) OD660nm
120 0,222 150 0,239 180 0,252 210 0,244 240 0,205 270 0,197 (Số liệu được trích từ bảng 5.1.8 phần phụ lục)
Phần 3: Kết quả & thảo luận
Biểu đồ 3.7: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ rau Dền.
3.1.4.4.Ảnh hưởng của thời gian chiết đến quá trình tách chiết chlorophyll từ rau Ngĩt.
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.2.2
Kết quả được trình bày trong bảng 3.13 và trên biểu đồ 3.8.
Bảng 3.13: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ rau Ngĩt. Thời gian (phút) OD660nm 120 0,486 150 0,517 180 0,535 210 0,521 240 0,450 270 0,486 (Số liệu được trích từ bảng 5.1.9 phần phụ lục)
Phần 3: Kết quả & thảo luận
Biểu đồ 3.8: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ lá rau Ngĩt.
Nhận xét:
Từ kết quả bảng 3.10; bảng 3.11; bảng 3.12; bảng 3.13 và biểu đồ 3.5; biểu đồ 3.6; biểu đồ 3.7; biểu đồ 3.8. Dựa trên màu của dung dịch chiết và giá trị OD chúng tơi nhận thấy để ly trích chlorophyll từ các nguồn nguyên liệu: chồi Dứa, vỏ Nha Đam, rau dền, rau ngĩt đều cĩ thời gian tối ưu là 180 phút .
3.1.5. Khảo sát sự ảnh hưởng tỉ lệ thể tích nước với trọng lượng nguyên liệu đến quá trình tách chiết chlorophyll.
3.1.5.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích nước với trọng lượng nguyên liệu đến quá trình tách chiết chlorophyll từ chồi Dứa.
Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.2.2.3
Kết quả được trình bày trong bảng 3.14 và trên biểu đồ 3.9.
Bảng 3.14:Tỉ lệ thể tích nước với trọng lượng nguyên liệu ảnh hưởng đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ chồi Dứa.
Thể tích nước / trọng lượng NL (ml/10gNL) OD 660nm 30 0,203 40 0,214 50 0,228 60 0,222 70 0,209 80 0,194 (Số liệu được trích từ bảng 5.1.10 phần phụ lục)
Phần 3: Kết quả & thảo luận
Biểu đồ 3.9: Tỉ lệ thể tích nước với trọng lượng nguyên liệu ảnh hưởng đến giá trị OD của dung dịch chlorophyll tách chiết từ chồi Dứa.
Nhận xét:
-Với lượng nước 30 ml, 40ml cho 10g nguyên liệu tươi và 0,5 g NaOH thì khả năng thẩm thấu và khuếch tán của các chất khơng cao, dịch chiết chlorophyll cĩ giá trị OD660nm thấp, lượng chlorophyll ly trích trong dịch chiết chưa cao.