CHIẾT TÁCH DỊCH MÀU TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM
3.1.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng hạt điều/thể tích dung môi nước
Quá trình chiết tách dịch màu từ hạt điều nhuộm thực hiện trong điều kiện thí nghiệm:
- Thể tích dung môi: 100 mL nước; nhiệt độ: 70oC; thời gian chiết: 30 phút; pH môi trường 8; khối lượng hạt điều nhuộm thay đổi: 20g, 25g, 30g, 35g, 40g.
Kết quả ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng hạt điều/thể tích dung môi nước đến phổ UV-Vis của dịch màu được trình bày ở Hình 3.1 và Bảng 3.1.
Hình 3.1. Phổ UV-Vis của dịch chiết ở các khối lượng hạt điều khác nhau. Bảng 3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng hạt điều / thể tích dung môi nước đến
giá trị mật độ quang A tại λmax (450 nm) của dịch chiết.
m(g)/100mL
H2O 20 25 30 35 40
A 1,46 1,67 1,95 1,87 1,49
Kết quả Hình 3.1 và Bảng 3.1 cho thấy, khi tỷ lệ khối lượng hạt điều/thể tích dung môi nước tăng thì mật độ quang của dịch chiết tăng và đạt tối ưu ở tỷ lệ 30g hạt điều/100mL nước. Nếu tiếp tục tăng tỷ lệ khối lượng hạt điều từ 30 đến 40 gam thì giá trị mật độ quang giảm, nghĩa là hiệu suất chiết cũng giảm dần. Ứng với một thể tích
nước, khi tăng khối lượng nguyên liệu, lượng chất màu trong hạt điều tách ra càng nhiều. Tuy nhiên khi tăng lượng hạt điều vượt quá mức tối ưu mà lượng dung môi không đổi thì bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi giảm hay lượng dung môi sẽ không đủ để hòa tan các hợp chất mang màu trong hạt điều. Do đó chọn tỉ lệ tối ưu là 30g/100 mL nước để khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tiếp theo.
3.1.2. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình chiết tách dịch màu từ hạt
điều nhuộm
Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết đến quá trình chiết tách hạt điều trong điều kiện: khối lượng hạt điều nhuộm: 30g/ 100 mL nước; nhiệt độ chiết 70oC; pH môi trường là 8; thời gian chiết tách thay đổi: 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút .
Kết quả ảnh hưởng của thời gian chiết đến phổ UV-Vis và mật độ quang của dịch chiết được trình bày ở Hình 3.2 và Bảng 3.2.
Hình 3.2. Phổ UV-Vis của dịch chiết ở các thời gian chiết khác nhau. Bảng 3.2. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến giá trị mật độ quang A tại max
của dịch chiết.
Thời gian
(phút) 30 60 90 120
A 1,95 2,09 2,02 1,90
Kết quả Hình 3.2 và Bảng 3.2 cho thấy khi thời gian chiết càng tăng thì lượng chất màu tách ra càng tăng và đạt cao nhất ở 60 phút. Nếu tiếp tục tăng thời gian thì lượng chất màu giảm xuống. Thời gian chiết phụ thuộc vào nguyên liệu, dung môi và nhiệt độ chiết. Khi thời gian chiết càng dài thì hiệu suất càng cao. Tuy nhiên đến một
ngưỡng thời gian nhất định việc tăng thời gian không làm tăng hiệu quả chiết mà còn ảnh hưởng đến cấu trúc chất màu hoặc có thể tách ra các chất khác có ảnh hưởng đến màu của dịch nên mật độ quang giảm. Vì vậy, 60 phút là khoảng thời gian đủ để hòa tan hoàn toàn các chất màu có trong hạt điều nhuộm nên chọn thời gian tối ưu là 60 phút để khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tiếp theo.
3.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chiết chất màu từ hạt điều
nhuộm
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chiết chất màu từ hạt điều nhuộm thực hiện trong điều kiện thí nghiệm: khối lượng hạt điều nhuộm 30g/ 100 mL nước; thời gian trích ly 60 phút; pH môi trường là 8; nhiệt độ thay đổi: 500C, 600C, 700C, 800C, 900C.
Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ đến mật độ quang của các dịch chiết từ hạt điều nhuộm được trình bày ở Hình 3.3 và Bảng 3.3.
Hình 3.3. Phổ UV-Vis của dịch chiết ở các nhiệt độ chiết khác nhau. Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến giá trị mật độ quang A tại max của
dịch chiết.
Nhiệt độ
(oC) 60 70 80 90
A 1,96 2,09 2,45 1,98
Kết quả Hình 3.3 và Bảng 3.3 cho thấy khi nhiệt độ tăng thì khả năng chiết chất màu tăng và ở nhiệt độ 80ᵒC có mật độ quang cao nhất. Nguyên nhân: Nhiệt độ chiết có ảnh hưởng lớn đến quá trình chiết tách chất màu. Khi nhiệt độ tăng sẽ làm tăng vận
tốc khuếch tán của chất màu vào dung dịch, dẫn đến hiệu suất chiết tách chất màu tăng lên đến một giá trị tối ưu nhất định. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng đến 90oC thì mật độ quang giảm; nguyên nhân là do nhiệt độ cao ảnh hưởng đến cấu trúc phân tử chất màu, có thể làm phá vỡ cấu trúc cũng như sẽ làm biến đổi chất màu làm chúng chuyển hóa sang một dạng khác dẫn đến hiệu suất chiết tách giảm đi. Vì vậy nhiệt độ 80oC là phù hợp cho quá trình chiết tách.
3.1.4. Ảnh hưởng của pH môi trường đến quá trình chiết chất màu từ hạt
điều nhuộm
Ảnh hưởng của pH dung môi đến quá trình trích ly chất màu từ hạt điều nhuộm được thực hiện trong điều kiện sau: khối lượng hạt điều nhuộm 30g/ 100mL nước; thời gian chiết 60 phút; nhiệt độ 80oC; pH môi trường thay đổi từ 8 đến 11.
Kết quả đo phổ UV-Vis và mật độ quang được trình bày ở Hình 3.4 và Bảng 3.4.
Hình 3.4. Phổ UV-Vis của dịch chiết ở các pH môi trường khác nhau. Bảng 3.4. Ảnh hưởng của pH môi trường đến giá trị mật độ quang A tại max của
dịch chiết.
pH 8 9 10 11
A 2,45 3,00 3,35 2,73
Kết quả ở Hình 3.4 và Bảng 3.4 cho thấy khi pH dung môi chiết tăng thì hiệu suất tách chất màu từ hạt điều tăng. Nguyên nhân là do chất màu trong dịch điều chứa Bixin và Norbixin, các chất này dễ tan trong môi trường kiềm nên mật độ quang của dịch chiết tăng khi pH tăng và đạt cực đại ở pH = 10. Tuy nhiên, khi pH tiếp tục tăng thì mật độ quang lại giảm; điều này có thể ở pH cao quá đã ảnh hưởng đến cấu trúc chất màu.
* Như vậy điều kiện tối ưu cho quá trình chiết tách dịch màu từ hạt điều nhuộm là:
- Nhiệt độ: 80oC
- Tỷ lệ khối lượng hạt điều/thể tích dung môi là 30g/100mL nước
- Thời gian chiết: 60 phút
- pH môi trường: 10
Hình 3.5. Dịch chiết hạt điều nhuộm