6. Bố cục đề tài
2.5. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HÓA LÝ CỦA NGUYÊN LIỆU
2.5.1. Xác định độ ẩm [9]
- Nguyên tắc
Dùng sức nóng làm bay hơi hết nƣớc trong mẫu. Cân trọng lƣợng mẫu trƣớc và sau khi sấy khô, từ đó tính phần trăm nƣớc có trong mẫu.
- Dụng cụ và thiết bị
+ Tủ điều chỉnh nhiệt độ (1000C – 1050C). + Cân phân tích 4 số.
+ Bình hút ẩm phía dƣới để chất hút ẩm (silicagel). + Chén sứ có nắp kín, đũa thủy tinh.
- Cách tiến hành
Cân 5g (chính xác đến 0.0001g) bột rễ cây thầu dầu vào 5 sứ, dùng đũa thủy tinh dàn đều thành lớp mỏng lớp mỏng. Cho tất cả vào tủ sấy ở 100 –
1050C. Sấy khoảng 4h. Sấy xong lấy mẫu ra khỏi tủ, đậy nắp chén, làm nguội trong bình hút ẩm (20 – 25 phút). Cân và ghi lại khối lƣợng.
Cho lại vào tủ sấy 100 – 1050C trong 1h. Lặp lại cho đến khi khối lƣợng giữa 2 lần cân liên tiếp không quá 0,005g.
- Tính toán kết quả: Độ ẩm phần trăm đƣợc tính theo công thức: ω % = x 100
Trong đó: m0 : trọng lƣợng mẫu trƣớc khi sấy (g) m1 : trọng lƣợng mẫu sau khi sấy (g).
2.5.2. Xác định hàm lƣợng tro [12]
- Nguyên tắc
Phá hủy hợp chất hữu cơ bằng cách nung ở nhiệt độ 5250C 250C đến khối lƣợng không đổi.
- Dụng cụ và thiết bị + Lò nung.
+ Cân phân tích 4 số.
+ Bình hút ẩm phía dƣới để chất hút ẩm (silicagel). + Chén sứ.
- Cách tiến hành
Cân 5g (chính xác đến 0.0001g) bột rễ cây thầu dầu vào 5 chén sứ. Cho tất cả vào lò nung ở nhiệt độ 5250C 250C. Nung trong khoảng 5h. Nung xong lấy mẫu ra khỏi lò, làm nguội trong bình hút ẩm (20 – 25 phút). Cân và ghi lại khối lƣợng.
Cho lại vào lò và nung ở 5250C 250C trong 1h. Lặp lại cho đến khi khối lƣợng giữa 2 lần cân liên tiếp không quá 0,001g.
H % = x 100% Trong đó :
m1 : khối lƣợng tro
m0 : khối lƣợng bột rễ cây thầu dầu trƣớc khi tro hóa.
2.5.3. Hàm lƣợng kim loại [8]
- Nguyên tắc
Mẫu đƣợc vô cơ hóa và đo trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tắc AAS.
- Dụng cụ và thiết bị
+ Lò nung, máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS + Bình định mức, pipet, chén nung…
- Hóa chất
+ Axit nitric đậm đặc. + Axit clohidic.
- Cách tiến hành
Cân khoảng 10g (chính xác đến 0.0001g) bột rễ cây thầu dầu cho vào chén nung. Đặt chén mẫu vào lò nung ở nhiệt độ < 1000C, nâng từ từ nhiệt độ đến 4500C, giữ nhiệt độ này trong khoảng 6-8 giờ.
Lấy chén nung ra khỏi lò nung, làm nguội đến nhiệt độ phòng, nếu tro chƣa chƣa trắng thì thêm vào mẫu 1-2ml dung dịch HNO3 0.1M, đƣa vào lò nung tiếp tục đun đến tro trắng.
Hòa tan cặn bằng 15ml HNO3 0.1M, chuyển mẫu vào bình định mức 25ml, định mức đến vạch bằng dung dịch HNO3 0.1M. Dung dịch này dùng để đo trên máy AAS.
- Tính toán kết quả
Trong đó:
X : hàm lƣợng kim loại trong mẫu (mg/kg) (µg/kg)
C : hàm lƣợng kim loại đo đƣợc trên thiết bị (mg/L) (µg/L) V : thể tích định mức (ml)
2.6. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHƢNG NINH CHƢNG NINH
2.6.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ
Cân 6 mẫu, mỗi mẫu cân chính xác khoảng 10 gam bột rễ thầu dầu. Tiến hành chiết chƣng ninh các mẫu này trong cùng một lƣợng dung môi nhất định (100ml metanol) ở các nhiệt độ khác nhau: 400
C, 500C, 600C, 700C, 800C, 900C trong cùng thời gian 100 phút, lọc và thu đƣợc các dịch chiết tƣơng ứng.
Để xác định khối lƣợng chất tan trong dịch chiết ngƣời ta tiến hành nhƣ sau:
- Rửa sạch và sấy khô bình tỉ trọng 50ml, cho dung môi metanol vào bình tỉ trọng, cân thu đƣợc khối lƣợng m0 (gam).
- Cho các dịch chiết vào bình tỉ trọng, cân thu đƣợc khối lƣợng m1
(gam).
- Khối lƣợng chất tan trong dịch chiết đƣợc tính theo công thức: mct = m1 – m0 (gam)
Trong đó:
m0: khối lƣợng bình tỉ trọng và dung môi metanol (gam)
m1: khối lƣợng bình tỉ trọng và dịch chiết trong dung môi metanol (gam)
2.6.2. Ảnh hƣởng của thời gian chiết
Cân 6 mẫu, mỗi mẫu cân chính xác khoảng 10 gam bột rễ thầu dầu. Tiến hành chiết chƣng ninh các mẫu này trong các khoảng thời gian khác
nhau: 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ, 4 giờ, 5 giờ, 6 giờ ở 800C trong cùng 100 ml dung môi metanol, lọc và thu đƣợc các dịch chiết tƣơng ứng.
Để xác định khối lƣợng chất tan trong dịch chiết ngƣời ta tiến hành nhƣ sau:
- Rửa sạch và sấy khô bình tỉ trọng 50ml, cho dung môi metanol vào bình tỉ trọng, cân thu đƣợc khối lƣợng m0 (gam).
- Cho các dịch chiết vào bình tỉ trọng, cân thu đƣợc khối lƣợng m1
(gam).
- Khối lƣợng chất tan trong dịch chiết đƣợc tính tƣơng tự nhƣ trên.
2.6.3. Ảnh hƣởng của tỷ lệ rắn(g)/lỏng(ml)
Cân 5 mẫu, mỗi mẫu cân chính xác khoảng 10 gam bột rễ thầu dầu. Tiến hành chiết chƣng ninh các mẫu này trong các lƣợng thể tích dung môi chiết khác nhau: 60ml, 80ml, 100ml, 120ml, 150ml ở 800C trong cùng thời gian 4 giờ, lọc và thu đƣợc các dịch chiết tƣơng ứng.
Để xác định khối lƣợng chất tan trong dịch chiết ngƣời ta tiến hành nhƣ sau:
- Rửa sạch và sấy khô bình tỉ trọng 50ml, cho dung môi methanol vào bình tỉ trọng, cân thu đƣợc khối lƣợng m0 (gam).
- Cho các dịch chiết vào bình tỉ trọng, cân thu đƣợc khối lƣợng m1
(gam).
- Khối lƣợng chất tan trong dịch chiết đƣợc tính tƣơng tự nhƣ công thức trên.
2.6.4. Ảnh hƣởng của số lần chƣng ninh
- Cân chính xác khoảng 10 gam mẫu bột rễ thầu dầu. Tiến hành chiết trong 100 ml dung môi metanol ở 800C trong vòng 4 giờ. Lọc thu đƣợc dịch chiết 1 và bã. Xác định mct1.
- Thu lấy bã, tiến hành chiết lần 2 với 100 ml dung môi metanol ở 800C trong vòng 4 giờ, lọc, thu dịch chiết 2 và bã. Xác định mct2.
- Lặp lại quá trình cho đến khi khối lƣợng chất tan trong dịch chiết hết. - Để xác định khối lƣợng chất tan trong dịch chiết ngƣời ta tiến hành nhƣ sau:
+ Rửa sạch và sấy khô bình tỉ trọng 50ml, cho dung môi metanol vào bình tỉ trọng, cân thu đƣợc khối lƣợng m0 (gam).
+ Cho các dịch chiết vào bình tỉ trọng, cân thu đƣợc khối lƣợng m1
(gam).
mct = m1 – m0 (gam) Trong đó:
m0: khối lƣợng bình tỉ trọng và dung môi metanol (gam)
m1: khối lƣợng bình tỉ trọng và dịch chiết trong dung môi metanol (gam)
- Khối lƣợng chất tan sau n lần chiết chính là tổng khối lƣợng của n lần chiết.
2.7. CHIẾT TÁCH RỄ THẦU DẦU BẰNG PHƢƠNG PHÁP CHIẾT SOXHLET SOXHLET
Lấy khoảng 10 gam bột rễ thầu dầu, cho vào túi vải, buộc lỏng rồi bỏ vào dụng cụ chiết shoxhlet 250 ml. Tiến hành chiết với dung môi: n-hexan ở 800C. Tiến hành tƣơng tự với dung môi cloroform, etyl axetat và metanol ở các nhiệt độ nhiệt độ tƣơng ứng 750C, 850C, 800C.
Các dịch chiết thu đƣợc đem lọc, đuổi bớt dung môi rồi đem đo phổ GC – MS tại trung tâm đo lƣờng kỹ thuật chất lƣợng kỹ thuật, số 2, Ngô Quyền, Quận 3, TP Đà Nẵng.
Máy đo GC- MS xác định thành phần hóa học dịch chiết của rễ thầu dầu tại trung tâm đo lƣờng kỹ thuật chất lƣợng kỹ thuật, số 2, Ngô Quyền,
Quận 3, TP Đà Nẵng với chƣơng trình chạy nhƣ sau:
+ Thiết bị phân tích: GC/MS 7890A/5975C của hãng Agilent. + Điều kiện chạy máy:
Cột mao quản: DB5-MS (30m-250µm-0,25 µm) Chƣơng trình nhiệt độ buồng cột:
7o/phút 1o/phút 30o/phút 50oC 120oC 165oC 300oC 0 phút 0 phút 0 phút 10 phút Injector: - Khí mang: khí Heli, chế độ chia dòng: Split 10:1. - Nhiệt độ: 280 oC, Áp suất khí mang: 10 psi.
Detector: MS, Chế độ phân tích: Scan Mass (35-600) MS Source: 230 oC
MS Quad: 150 oC
2.8. CHIẾT TÁCH CÁC HỢP CHẤT TRONG RỄ CÂY THẦU DẦU TỪ CAO METHANOL QUA CÁC PHÂN ĐOẠN CHIẾT LỎNG-LỎNG CAO METHANOL QUA CÁC PHÂN ĐOẠN CHIẾT LỎNG-LỎNG
Hình 2.4. Chiết rắn/lỏng bột rễ thầu dầu bằng phương pháp chưng ninh
Cân chính xác khoảng 100g bột rễ thầu dầu, tiến hành chƣng ninh với các điều kiện tối ƣu thu đƣợc ở trên. Sau khi chƣng ninh xong tiến hành lọc
tách riêng dịch chiết và bã. Bã sau khi chƣng ninh lần 1 giữ lại tiến hành chƣng ninh cho đến khi khối lƣợng cặn chiết ra đƣợc ít thì dừng lại.
Cô cạn cao chiết của 3 lần chƣng ninh vào 3 cốc khác nhau và cân khối lƣợng cao.
2.8.1. Chiết lỏng – lỏng bằng các dung môi khác nhau
Cao chiết sau 3 lần chƣng ninh phân tán bằng 100 ml nƣớc cất cho vào bình tam giác có nút nhám và tiến hành chiết lỏng – lỏng với các dung môi theo độ phân cực tăng dần.
Hình 2.5. Chiết lỏng – lỏng bằng Hình 2.6. Chiết lỏng – lỏng bằng dung môi n – hexan dung môi chloroform
2.8.2. Chiết lỏng – lỏng bằng dung môi n – hexan.
Cho tiếp vào bình tam giác có nút nhám ở trên 100ml n-hexan và lắc trong 1h, sau đó cho vào phễu chiết, để lắng trong thời gian 20 phút, dung dịch trong phễu phân bố thành 2 lớp riêng biệt: lớp dƣới là dịch n-hexan, lớp trên là dịch nƣớc (hình 2.3), ta sẽ chiết để lấy phần dƣới còn phần trên cho vào bình tam giác có nút nhám dùng để chiết lần 2 tƣơng tự nhƣ trên chiết liên tục 4 lần thì dịch chiết đƣợc trong suốt thì ngừng chiết, phần dịch nƣớc trong phễu chiết nằm cho vào bình tam giác có nút nhám để chiết với dung môi tiếp theo.
2.8.3. Chiết lỏng – lỏng với dung môi chloroform.
Mỗi lần chiết dùng 50ml dung môi chloroform, lắc trong 1h, tiến hành chiết tƣơng tự nhƣ dung môi n-hexan (Lƣu ý: lớp trên là dịch chloroform, lớp dƣới là dịch nƣớc- hình 2.4), chiết liên tục 3 lần thì dịch chiết đƣợc trong suốt thì ngừng chiết. Dịch nƣớc còn lại tiến hành chiết bằng dung môi tiếp theo
2.8.4. Chiết lỏng – lỏng với dung môi etylaxetat.
Chiết tƣơng tự dung môi n-hexan (50ml etylaxetat, lắc trong 1h), chiết liên tục 9 lần thì dịch chiết đƣợc trong suốt thì ngừng chiết. Dịch nƣớc còn lại là dịch chứa các chất tan đƣợc trong methanol còn lại qua các lần chiết.
Các dịch chiết sau khi đƣợc chiết lỏng – lỏng bằng các dung môi có độ phân cực tăng dần thì chúng ta đựng trong các cốc riêng biệt và cô cạn để thu đƣợc khối lƣợng cao chiết, sau đó hòa tan các cao này bằng chính dung môi chiết ra và chụp phổ GC – MS.
Chế độ đo phổ GC-MS:
+ Thiết bị phân tích: GC/MS 7890A/5975C của hãng Agilent. + Điều kiện chạy máy:
Cột mao quản: DB5-MS (30m-250µm-0,25 µm) Chƣơng trình nhiệt độ buồng cột:
7o/phút 1o/phút 30o/phút 50oC 120oC 165oC 300oC
0 phút 0 phút 0 phút 10 phút
Injector: - Khí mang: khí Heli, chế độ chia dòng: Split 10:1. - Nhiệt độ: 280 oC, Áp suất khí mang: 10 psi, MS Source: 230 oC.
CHƢƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. THU NGUYÊN LIỆU
Nguyên liệu nghiên cứu là rễ cây thầu dầu đƣợc lấy tại phƣờng hòa Khánh Nam, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng vào tháng 8 năm 2014. Cây thầu dầu đƣợc đào về đem chặt lấy rễ, rửa sạch, băm nhỏ, phơi khô sau đó xay thành bột mịn.
a) b)
c) d)
Hình 3.1. a) Cây thầu dầu b) Rễ thầu dầu c) Rễ thầu dầu băm nhỏ d) Bột rễ thầu dầu
3.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ HÓA LÝ CỦA RỄ THẦU DẦU DẦU
3.2.1. Xác định độ ẩm
Bột rễ cây thầu dầu đƣợc đem xác định độ ẩm. Số lƣợng mẫu đƣợc lấy để xác định là 3 mẫu. Độ ẩm của mỗi mẫu là hiệu số khối lƣợng giữa khối lƣợng của mẫu trƣớc và sau khi sấy.
Độ ẩm của rễ là độ ẩm trung bình của 3 mẫu.
Kết quả khảo sát độ ẩm của rễ cây thầu dầu trình bày qua bảng 3.1.
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát độ ẩm rễ thầu dầu.
STT m (g) m0 (g) m2 (g) W (%) WTB (%)
1 5,0028 29,4899 34,0710 8,43
8,45
2 5,0000 32,8198 37,4014 8,37
3 5,0007 30,6296 35,2032 8,54
Nhận xét: Độ ẩm trung bình của rễ cây thầu dầu là 8.45%. Độ ẩm thay
đổi tùy thuộc vào điều kiện khí hậu, thổ nhƣỡng nơi cây thầu dầu sinh trƣởng. Với độ ẩm này, chúng tôi đã bảo quản nguyên liệu trong thời gian dài nhƣng không bị mốc, nguyên liệu có độ ổn định tốt.
3.2.2. Xác định hàm lƣợng tro
Từ 3 mẫu bột đã xác định độ ẩm ở trên, tiến hành nung cho đến khi tro có màu trắng xám. Làm nguội trong bình hút ẩm rồi tiến hành cân khối lƣợng. Quá trình nung kết thúc khi khối lƣợng cân giữa hai lần cuối cùng là không đổi.
Hàm lƣợng tro của nguyên liệu là hàm lƣợng trung bình của 3 mẫu Kết quả khảo sát hàm lƣợng tro của rễ cây thầu dầu đƣợc trình bày qua bảng 3.2.
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát hàm lượng tro của rễ cây thầu dầu STT m0 m1 m2 X (%) XTB (%) 1 29,4899 5,0028 29,8688 7,57 7,57 2 32,8198 5,0000 33,2034 7,67 3 30,6296 5,0007 31,0039 7,48
Nhận xét: Hàm lƣợng tro trung bình của rễ cây thầu dầu là 7.57%. Từ
bảng 3.2 cho thấy trong rễ cây thầu dầu chứa một lƣợng chất vô cơ, trong đó có thể có mặt của một số kim loại nhƣng hàm lƣợng các kim loại chứa trong rễ cây thầu dầu không lớn.
3.2.3. Xác định hàm lƣợng kim loại trong rễ thầu dầu
Hàm lƣợng một số kim loại trong rễ cây thầu dầu đƣợc xác định bằng phƣơng pháp đo AAS. Kết quả đƣợc tổng hợp ở bảng 3.3.
Bảng 3.3. Kết quả hàm lượng một số kim loại trong rễ cây thầu dầu
STT Kim loại Kết quả (mg/l) Kết quả (mg/kg) Hàm lƣợng cho phép (mg/kg) 1 As 0.045 0.9 1 2 Pb 0.034 0.68 2 3 Cd 0.006 0.12 1
Nhận xét: Căn cứ quyết định của Bộ Y tế số 46/2007/QĐ – BYT ngày
19 tháng 12 năm 2007 của Bộ trƣởng Bộ Y tế về việc ban hành qui định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm với hàm lƣợng các kim loại nặng cho phép trong thực phẩm (rau, quả, chè và các sản phẩm chè), chúng tôi nhận thấy hàm lƣợng kim loại có trong rễ cây thầu dầu thấp hơn so với hàm lƣợng tối đa cho phép.
3.3. KẾT QUẢ KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN CHIẾT TÁCH CÁC HỢP CHẤT TRONG RỄ CÂY THẦU DẦU BẰNG DUNG MÔI METHANOL THEO PHƢƠNG PHÁP CHƢNG NINH.
3.3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ
Với 10g mẫu, 100 ml dung môi, thời gian 3h, nhiệt độ thay đổi 400C, 500C, 600C, 700C, 800C. Kết quả thu đƣợc trình bày ở bảng 3.4
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ bên ngoài đến quá trình chưng ninh STT m0 (g) Nhiệt độ (0C) m (g) m1(g) m1-m2(g) %mct 1 68.6920 40 10,0173 69.0956 0.4036 4.029 2 50 10.0031 69.1080 0.4160 4.159 3 60 10.0131 69.1220 0.4300 4.294 4 70 10.0092 69.1732 0.4812 4.808 5 80 10.0108 69.4225 0.7305 7.297 6 90 10.0098 69.3996 0.7076 7.069
Trong đó: m0: khối lƣợng dung môi methanol (cân bằng bình tỷ trọng) m : khối lƣợng bột rễ thầu dầu
m1: khối lƣợng dịch sau chƣng ninh (cân bằng bình tỷ trọng) m1-m0 : khối lƣợng cao thu đƣợc sau mỗi lần chƣng ninh
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chưng ninh
Nhận xét: Với 10g bột rễ thầu dầu chƣng ninh với 100ml dung môi methanol thì khối lƣợng cao nhiều nhất là 0.7305gam tƣơng ứng với 800C. Nhiệt độ càng cao thì các chất trong dịch chiết sẽ bị phân hủy vì vậy nhiệt độ chƣng ninh bên ngoài tối ƣu là 800
C.
3.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian
Với 10g mẫu, 100 ml dung môi, nhiệt độ 800C, thời gian thay đổi 1h,2h, 3h, 4h, 5h, 6h kết quả thu đƣợc đƣợc trình bày ở bảng 3.5
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình chưng ninh STT m0 (g) Thời gian (giờ) m (g) m1 (g) m1 -m0 (g) %mct 1 68.3898 1 10.0035 68.8506 0.4158 4.157 2 2 10.0225 68.9273 0.5375 5.363