SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

6. Bố cục đề tài

2.3. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Để thực hiện các nội dung nghiên cứu của đề tài, tôi tiến hành thực nghiệm theo sơ đồ thực nghiệm như Hình 2.7 và 2.8

Hình 2.7. Sơ đồ thực nghiệm theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước.

Đo GC - MS

Thu tinh dầu

Giã nhỏ

Thử hoạt tính sinh học Nguyên liệu:

Rễ củ nghệ tươi

Tạo mẫu nguyên liệu tuơi

Bã Làm sạch

32

Hình 2.8. Sơ đồ thực nghiệm chiết soxhlet với các dung môi hữu cơ

2.4. KHẢO SÁT CHIẾT THU TINH DẦUBẰNG PHƯƠNG PHÁP CHƯNG CẤT LÔI CUỐN HƠI NƯỚC

2.4.1. Khảo sát tỷ lệ rắn/lỏng

Cân 100g rễ củ nghệ tươi đã giã nhỏ, tiến hành chiết lần lượt với các thể tích nước là 100ml, 200ml, 300ml, 400ml, 500ml trong thời gian 2 giờ.

33

Công thức tính phần trăm tinh dầu:

% tinhdaàu .100 ngheätöôi V tinh daàu m  (2.3 )

2.4.2. Khảo sát thời gian chưng cất

Cân 100g rễ củ nghệ tươi đã giã nhỏ, tiến hành chưng chất 300ml nước. Tiến hành quan sát lượng tinh dầu thu được theo thời gian là 2giờ, 3 giờ, 4 giờ, 5 giờ, 6 giờ và 7 giờ

2.4.3. Khảo sát hoạt tính chống oxy hoá và thử hoạt tính sinh họccủa các chất có trong tinh dầu

- Khảo sát hoạt tính chống oxy hoá thông qua phản ứng bao vây gốc tự do (DPPH).

- Thử hoạt tính kháng khuẩn với các chủng loại vi khuẩn là Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Lactobacillus fermentum, Salmonella enteric, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, nấm Candida albicans.

Tại Viện Hoá học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

2.5. QUI TRÌNH CHIẾT SOXHLET VỚI CÁC DUNG MÔI HỮU CƠ

- Chuẩn bị bộ chiết Soxhlet 250ml, rửa sạch, tráng bằng nước cất, sấy khô.

- Cân chính xác khoảng 10g bột rễ củ nghệ vàng, gói bằng giấy lọc (không bọc trong vải vì trong quá trình chiết sẽ sinh ra tạp chất) được khâu kín 4 mặt, ta có m1, rồi cho vào thiết bị chiết của bộ chiết soxlhlet. Đong chính xác 150ml dung môi chiết cho vào bình cầu. Tiến hành lắp dụng cụ, sau đó tiến hành chiết soxhlet song song với bốn loại dung môi hữu cơ là n-hexane, dichloromethane, ethylacetat và methanol, ở nhiệt độ 80oC với thời gian chiết lần lượt là 4 giờ, 6 giờ, 8 giờ, 10 giờ, 12 giờ.

34

3 2 ( / ) 10

m m

D  g ml

nhằm loại bỏ tạp chất và bột nghệ lẫn trong dịch chiết. Sau đó sử dụng bộ chưng cất thường để cất đuổi dung môi.

- Tiến hành đo khối lượng riêng của dung môi chiết bằng cách hút chính xác 10ml dung môi chiết, cho vào cốc đã biết chính xác khối lượng (m2). Cân cốc và dung môi, ta có m3. Tính toán khối lượng riêng của dung môi thực hiện. - Đối với mỗi mẫu sau khi chiết xong, tiến hành đo chính xác thể tích (V) dịch chiết thu được. Dùng pipet bầu hút chính xác 10ml dịch chiết cho vào cốc đã biết chính xác khối lượng (m4). Cân cốc và dịch chiết, ta có khối lượng m5. Tính toán suy ra được khối lượng riêng (d) của dịch chiết, từ đó tính được phần trăm khối lượng chiết ra (%m). Theo các công thức sau:

(2.4) 5 4 ( / ) 10 m m d  g ml (2. 5) 1 %m dV DV (%) m   (2.6)

m2: Khối luợng cốc (dùng để đựng dung môi) m4: Khối luợng cốc (dùng để đựng dịch chiết) m3: Khối lượng cốc và dung môi

m5: Khối lượng cốc và dịch chiết. D: Khối lượng riêng dung môi d: Khối luợng riêng dịch chiết

35

CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Những kết quả nghiên cứu từ mẫu nghệ vàng ở tỉnh ChamPaSak nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào. Thực hiện tại phòng thí nghiệm Hóa hữu cơ, trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng.

3.1. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU HÓA LÝ CỦA NGHỆ 3.1.1. Xác định độ ẩm của nghệ tươi và nghệ bột

a. Xác định độ ẩm của nghệ tươi

Nguyên tắc: Sấy nguyên liệu ẩm ở 700C đến khối lượng không đổi. Từ

đó suy ra khối lượng nước tự do trong nguyên liệu.

Tiến hành thí nghiệm với 5 mẫu và lấy kết quả trung bình. Kết quả được trình bày ở Bảng 3.1

Bảng 3.1. Kết quả xác định độ ẩm của nghệ tươi

TT mo(g) m1(g) m2(g) m(g) (m1 – m2)(g) W(%) 1 34,220 39,318 34,831 5,098 4,487 88,015 2 29,820 34,795 30,368 4,975 4,427 88,985 3 35,268 40,575 35,952 5,307 4,623 87,111 4 31,511 36,559 32,120 5,048 4,439 87,936 5 29,622 34,695 30,186 5,073 4,509 88,882 Trung bình 88,186 Trong đó:

mo: Khối lượng chén sứ không đổi (g).

m1: Khối lượng chén sứ và nguyên liệu trước khi sấy (g). m2: Khối lượng chén sứ và nguyên liệu sau khi sấy (g). m: Khối lượng của mẫu nghệ tươi (g).

36

W: Độ ẩm tương đối của nguyên liệu tươi (%), theo công thức (2.1) Kết quả trên Bảng 3.1 cho thấy độ ẩm của nghệ tươi là 88,186%

Nhận xét:

Từ kết quả Bảng 3.1 ta thấy được rằng kết quả độ ẩm nghệ tươi 88,186% là rất cao sẽ gây khó khăn trong quá trình bảo quản, vận chuyển và dễ gây hư hỏng hao hụt nguyên liệu ảnh hướng đến quá trình chiết tách sau này, vì thế nguyên liệu sau khi thu mua về cần phải tiến hành sơ chế về dạng bột khô để bảo quản và vận chuyển.

b. Xác định độ ẩm của bột nghệ khô (mẫu nguyên liệu đã qua xử lý)

Nguyên tắc: Sấy mẫu nguyên liệu ở 700C đến khối lượng không đổi. Từ

đó suy ra khối lượng nước tự do trong nguyên liệu.

Tiến hành thí nghiệm với 5 mẫu và lấy kết quả trung bình. Kết quả được trình bày ở Bảng 3.2

Bảng 3.2. Kết quả xác định độ ẩm của bột nghệ khô

TT mo(g) m1(g) m2(g) m(g) (m1- m0) (m1 – m2)(g) W(%) 1 30,162 32,176 31,943 2,014 0,233 11,569 2 22,434 24,452 24,240 2,018 0,212 10,505 3 20,652 22,660 22,450 2,008 0,210 10,458 4 30,119 32,122 31,901 2,003 0,211 11,033 5 32,792 34,800 34,574 2,008 0,226 11,255 Trung bình 10,964 Trong đó:

mo: Khối lượng chén sứ không đổi (g).

m1: Khối lượng chén sứ và nguyên liệu trước khi sấy (g). m2: Khối lượng chén sứ và nguyên liệu sau khi sấy (g). m: Khối lượng của mẫu bột nghệ khô (g).

37

W: Độ ẩm tương đối của nguyên liệu bột nghệ khô (%)

Kết quả trên Bảng 3.2 cho thấy độ ẩm của bột nghệ khô là 10,964%

Nhận xét:

Kết quả độ ẩm của bột nghệ khô 10,964% hơi cao, vì thế để quá trình chiết tách được hiệu quả tốt cần sấy mẫu nguyên liệu trong tủ sấy trước khi chiết tách để loại bỏ bớt lượng ẩm.

3.1.2. Xác định hàm lượng tro của mẫu nghệ bột

Nguyên tắc: Tro hóa mẫu trong lò nung ở nhiệt độ 5500C trong 8 giờ

Tiến hành với 5 mẫu và lấy kết quả trung bình. Kết quả được trình bày ở Bảng 3.3

Bảng 3.3. Kết quả xác định hàm lượng tro của bột nghệ khô

TT mo(g) m1(g) m (g) (m1-m0) m3(g) m4 (m3-m0) H (%) H trung bình(%) 1 25,431 27,449 2,018 25,607 0,176 8,721 8,630 2 30,452 32,464 2,012 30,630 0,178 8,847 3 29,127 31,128 2,001 29,294 0,167 8,346 4 20,552 22,558 2,006 20,724 0,172 8,574 5 33,664 35,673 2,009 33,838 0,174 8,661 Trong đó:

mo: Khối lượng chén sứ không đổi (g).

m1: Khối luợng chén sứ và khối luợng nguyên liệu truớc khi tro hóa m: Khối lượng mẫu nghệ bột khô ban đầu (g).

m3: Khối lượng chén sứ và nguyên liệu sau khi tro hóa (g). m4: Khối lượng tro

H: Hàm lượng tro của mỗi mẫu (%) theo công thức (2.2)

38

Nhận xét

Kết quả xác định hàm lượng tro của mẫu nghệ bột là 8,630% thấp vì thế có thể thấy rằng hàm lượng các chất vô cơ và kim loại nặng trong mẫu nguyên liệu là ít, củ nghệ có giá trị sử dụng cao.

3.1.3. Xác định hàm lượng kim loại nặng

Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3. Một số kim loại nặng có thể cần thiết cho sinh vật, chúng được xem là nguyên tố vi lượng. Một số không cần thiết nhưng khi đi vào cơ thể sinh vật có thể gây độc hại. Kim loại nặng gây độc hại với môi trường và cơ thể sinh vật khi hàm lượng của chúng vượt quá tiêu chuẩn cho phép.

Ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm có thể gây nên những hậu quả khôn lường cho sức khỏe, ô nhiễm nặng thường gây những biểu hiện ngộ độc cấp tính, đặc hiệu, gây tử vong. Khi thực phẩm có hàm lượng kim loại nặng cao chúng sẽ nhiễm và tích lũy dần trong cơ thể đến một lượng đáng kể sẽ gây độc. - Chì (Pb): là nguyên tố có độc tính cao đối với sức khoẻ con người. Chì gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ngoại biên, tác động lên hệ enzim có nhóm hoạt động chứa hyđro. Người bị nhiễm độc chì sẽ bị rối loạn bộ phận tạo huyết (tuỷ xương). Chì đi vào cơ thể qua con đường không khí, nước và các loại thực phẩm có nhiễm chì.

- Cadimi (Cd): Cadimi xâm nhập vào cơ thể qua con đường hô hấp và thực phẩm bị nhiễm Cadimi. Cadimi tích tụ ở thận, xương và gây nhiễu hoạt động của một số enzim, gây tăng huyết áp, ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi, làm rối loạn chức năng thận, phá huỷ tuỷ xương, gây ảnh hưởng đến sức khỏe và tim mạch.

- Asen (As): Asen là một nguyên tố không chỉ có trong nước mà còn có trong không khí, đất thực phẩm và có thể xâm nhập vào cơ thể con người. Ảnh hưởng đáng lo ngại nhất của Asen đến sức khỏe là khả năng gây đột biến gen,

39

ung thư, thiếu máu, các bệnh tim mạch (cao huyết áp, rối loạn tuần hoàn máu, thiếu máu cục bộ cơ tim và não), tiểu đường, bệnh gan và các vấn đề liên quan đến hệ tiêu hóa, các rối loạn ở hệ thần kinh. Sau 15 – 20 năm kể từ khi phát hiện người nhiễm Asen sẽ chuyển sang ung thư và chết.

- Thủy ngân (Hg): Thủy ngân là chất độc có khả năng tích lũy sinh học dễ dàng hấp thụ qua da, các cơ quan hô hấp và tiêu hóa. Thủy ngân nguyên tố cũng có thể chuyển đổi dạng thành thủy ngân hữu cơ gây độc khi ăn phải. Thủy ngân kết hợp và bất hoạt gây thoái hóa tế bào thần kinh ở vỏ não và tiểu não dẫn đến triệu chứng liệt, thất điều, điếc. Thời gian bán hủy của thủy ngân ở người lớn là 40 – 50 ngày, đào thải chủ yếu qua phân và nước tiểu. Như vậy trên cơ thể người, thủy ngân không chỉ có độc tính cao mà còn tồn tại dai dẳng gây tác hại kéo dài. Liều gây chết người của thủy ngân vô cơ là 1 – 4g đối với người lớn.

Nguyên tắc:

Tiến hành phá mẫu bằng dung dịch axit nitric sau đó thêm nước cất vào rồi lọc ta thu được dịch lọc đem phân tích.

Thực hiện theo các phương pháp thí nghiệm đã được nêu ở mục 2.2.2, chuẩn bị dịch lọc để phân tích

Mẫu được đưa đi xác định hàm lượng kim loại ở Trung tâm tiêu chuẩn kỹ thuật và Đo lường chất lượng II, số 2 Ngô Quyền, Thành phố Đà Nẵng.

Kết quả thu được được trình bày ở Bảng 3.4

Nhận xét

Theo Quyết định 46/2007/QĐ-BYT của Bộ Y tế về việc ban hành "Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hoá học trong thực phẩm” thì hàm lượng kim loại Pb, Cd, As, nằm trong khoảng cho phép, còn hàm lượng kim loại Hg cao vượt mức cho phép theo tiêu chuẩn của Việt Nam vì thế cần hạn

40

chế sử dụng làm thực phẩm và chú ý trong việc loại bỏ thủy ngân khi sử dụng điều chế dược phẩm, phẩm nhuộm

Bảng 3.4. Kết quả khảo sát hàm lượng kim loại nặng

TT Tên kim

loại

Phương pháp thử

(AAS) Kết quả (mg/kg) Hàm lượng cho

phép (mg/kg) 1 Pb AOAC 999.10; 11 (2010) 0,056 2 2 Cd AOAC 999.10; 11 (2010) 0,110 0,2 3 As AOAC 986.15 (2010) Không phát hiện (< 0,05) 0,2 4 Hg AOAC 971.21 (2010) 0,097 0,05

Theo nghiên cứu của tác giả Lê Thị Thúy Hằng năm 2012, luận văn thạc sỹ, đề tài “ nghiên cứu thành phần hóa học có trong tinh dầu và một số dịch chiết của củ nghệ vàng Kon Tum” tại Đại học Đà Nẵng. Kết quả xác định hàm

lượng kim loại được thể hiện tại Bảng 3.5

Bảng 3.5. Hàm lượng một số kim loại trong nghệ vàng KonTum

Kim loại Cd2+ Pb2+ Cr (tổng)

Hàm lượng kim loại trong nghệ vàng KonTum (mg/Kg)

0.165 0.199 0.049

41

Hàm lượng kim loại Cd và Pb có trong mẫu nghệ vàng Champasak –Lào thấp hơn so với nghệ vàng KonTum – Việt Nam.

3.2. CHIẾT TÁCH TINH DẦU RỄ CỦ NGHỆ BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÔI CUỐN HƠI NƯỚC

3.2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến lượng tinh dầu

a. Khảo sát tỷ lệ rắn (nguyên liệu)/lỏng (dung môi)

Thực hiện chưng cất lôi cuốn hơi nuớc với 100gcủ nghệ tươi đã xay nhuyễn, tiến hành chiết lần lượt với các lượng nước cất là: 100ml, 200ml, 300ml, 400ml, 500ml trong thời gian 2 giờ. Đọc thể tích tinh dầu thu đuợc bên nhánh hứng. Kết quả khảo sát tỉ lệ rắn/lỏng khi chiết tinh dầu, được xác định theo công thức (2.3), ta có kết quả ghi ở Bảng 3.6 và Hình 3.1

Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ rắn/ lỏng đến hiệu quả chiết

STT Khối luợng nghệ(g) Thể tích nước (mL) Thời gian chiết (giờ) Thể tích tinh dầu (mL) Hàm lượng tinh dầu (%) 1 100 100 2 0.2 0.2 2 100 200 2 0.4 0.4 3 100 300 2 0.5 0.5 4 100 400 2 0.4 0.4 5 100 500 2 0.3 0.3

Nhận xét: Khi lấy 100 gam nghệ tươi, chưng cất trong thời gian 2 giờ

thì tinh dầu sẽ thu được nhiều nhất, tỉ lệ 100g nghệ/ 300ml nước. Khi cho lượng nước nhiều quá, thì một số thành phần trong tinh dầu có tính phân cực sẽ tan vào trong nước.

42

Hình 3.1.Đồ thị ảnh hưởng của tỉ lệ rắn/ lỏng đến luợng tinh dầu

b. Khảo sát thời gian chưng cất tốt nhất

Thực hiện chưng cất lôi cuốn hơi nuớc với 100gcủ nghệ tươi đã giã nhỏ, tiến hành chiết với lượng nước cất là 300ml. Kết quả lượng tinh dầu thu được theo thời gian: 2giờ, 3 giờ, 4 giờ, 5 giờ, 6 giờ và 7 giờ, được xác định theo công thức (2.3 ), ta có kết quả ghi ở Bảng 3.7 và Hình 3.2

Hình 3.2. Đồ thị ảnh hưởng của thời gian chiết đến luợng tinh dầu

0.2 0.4 0.5 0.4 0.3 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 100 200 300 400 500 600 H àm lư ợn g t in h dầ u Thể tích nuớc (mL) 0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 2 4 6 8

Thời gian chiết (giờ)

H àm lư ợn g t in h dầ u ( % m)

43

Bảng 3.7. Kết quả khảo sát thời gian chiết tinh dầu

STT Khối luợng nghệ (g) Thể tích nước (mL) Thời gian chiết (giờ) Thể tích tinh dầu (mL) Hàm lượng tinh dầu (%) 1 100 300 2 0.5 0.5 2 100 300 3 0.5 0.5 3 100 300 4 0.6 0.6 4 100 300 5 0.7 0.7 5 100 300 6 0.8 0.8 6 100 300 7 0.8 0.8

Nhận xét: Dựa vào đồ thị, ta thu được thời gian chưng cất tinh dầu tốt

nhất là 6 giờ. Sau 6 giờ, thể tích tinh dầu không tăng.

3.2.2. Xác định thành phần hóa học trong tinh dầu củ nghệ bằng phương pháp GC-MS

Từ kết quả nghiên cứu các điều kiện chiết tách thích hợp, tôi tiến hành chiết lượng lớn nghệ tuơi, thu được tinh dầu thể hiện ở Hình 3.3

44

Mẫu được đưa đi định danh thành phần hóa học bằng phương pháp GC- MStại Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng II, số 2 Ngô Quyền, Đà Nẵng. Kết quả thể hiện qua Sắc kí đồ GC ở Hình 3.4 và thành phần hóa học của dầu nghệ trình bày ở Bảng 3.8.

45

Bảng 3.8. Kết quả thành phần hóa học trong tinh dầu rễ củ nghệ vàng Lào

STT RT

(phút) Tên công thức hóa học Area

(%) 1 4.879 α-Pinene 0.41 2 5.128 Camphene 0.06 3 5.426 β - Phellandrene 0.04 4 5.532 β-Pinene 0.14 5 5.928 α - Phellandrene 0.12 6 6.091 (+)-4-Carene 0.13 7 6.472 Eucalyptol 15.66 8 6.701 1,4-Cyclohexadiene, 1- methyl-4-(1-methylethyl)- 0.08 9 7.161 Cyclohexene, 1-methyl-4-(1-methylethylidene)- 2.39 10 7.202 Benzene, 1- methyl-4-(1-methylethenyl)- 0.08