4.3 Tối ưu hóa quá trình chiết tách chất nhuộm màu đen trong lá sau sau và xây dựng
4.3.1. Kết quả nghiên cứu lựa chọn các yếu tố và miền khảo sát cho quá trình chiết tách chất màu đen từ thực vật
Từ việc căn cứ vào đặc tính của chất màu anthocyanin có trong lá sau sau, các tính chất kết hợp của anthocyanin với tanin trong lá sau sau, dựa vào miền chiết tách tối thích cho anthocyanin qua các nghiên cứu trên các đối tượng khác đã được công bố và dựa trên kiến thức bản địa thu thập được. Vì vậy tôi đã tiến hành lựa chọn 3 yếu tố ảnh hưởng chủ yếu tới quá trình chiết tách chất nhuộm màu đen từ lá sau sau là: tỷ lệ nguyên liệu trên dung môi, nhiệt độ (ºC) chiết tách, thời gian chiết tách. Yếu tố pH không được lựa chọn do dung môi dùng chiết là nước có pH môi trường trung tính là dung môi chiết tốt nhất.
Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu trên dung môi đến nồng độ chất màu theo OD trong quá trình chiết.
Tỷ lệ nguyên liệu trên dung môi là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình chiết. Do động lực của quá trình chiết là sự chênh lệch nồng độ chất tan giữa môi trường bên trong tế bào và môi trường chiết. Cần xác định tỷ lệ nguyên liệu trên dung môi để vừa đảm bảo chiết tách được chất tan nhiều nhất vừa đảm bảo tính kinh tế.
Để xác định tỷ lệ nguyên liệu trên dung môi đến nồng độ chất màu thu được qua giá trị OD ta tiến hành thay đổi tỷ lệ nguyên liệu trên dung môi 1:2, 1: 4, 1:6, 1:8, 1: 10.(g/ml). Đo giá trị OD tại 2h, 3h, 4h, 5h, 6h, 7h, 8h. Đây chỉ là phương pháp mang tính tương đối và không xác định được rõ hàm lượng chất màu muốn xác định được chính xác hàm lượng ta cần đem đi phân tích sắc kí lỏng cao áp. Tuy nhiên do thời gian có hạn nên tôi chỉ dừng lại ở xác định nồng độ chất màu qua giá trị đo OD. Kết quả giá trị OD tại 360nm được ghi trong bảng sau.
Bảng 4.5 Giá trị do OD với các tỷ lệ nguyên liệu trên dung môi khác nhau Thời gian
Tỷ lệ 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h
1:2(g/ml) 0,856 0,878 0,895 0,922 0,923 0,912 0,909 1:4(g/ml) 0,826 0,835 0,881 0,959 0,973 0,985 0,972 1:6(g/ml) 0,813 0,854 0,863 0,998 0,953 0,948 0,939 1:8(g/ml) 0,798 0,812 0,828 0,949 0,963 0,975 0,945 1:10(g/ml) 0,753 0,794 0,805 0,867 0,895 0,912 0,868
Hình 4.4 Giá trị đo OD dịch chiết chất màu theo tỷ lệ nguyên liệu trên dung môi Nhìn vào biểu đồ hình 4.4 và bảng 4.5 kết quả đo giá trị OD theo các tỷ lệ tại các thời điểm khác nhau ta thấy ở tỷ lệ nguyên liệu trên dung môi 1:4, 1:6, 1:8 (g / ml) thì các mẫu cho giá trị OD tốt nhất. Còn tại tỷ lệ 1:2 g/ml lượng dung môi chưa đủ để tách chiết hết chất màu, tỷ lệ 1:10(g/ml) lượng dung môi nhiều làm loãng nồng độ chất màu gây lãng phí.
Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến nồng độ chất màu theo OD trong quá trình chiết
Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến quá trình chiết tách chất màu bởi các hợp chất tự nhiên rất dễ bị biến đổi bởi nhiệt. Xác định nhiệt độ nào cho nồng độ chất màu cao nhất mà giữ được chất lượng của dịch chiết là điều vô cùng cần thiết.
Nguyên liệu được xay nhỏ trong 5 phút tỷ lệ nguyên liệu trên nước là 3 : 16 , ngâm chiết ở nhiệt độ 25ºC, 30ºC, 35ºC, 40ºC, 45ºC, 50ºC, 55ºC, 60ºC, 65ºC, 70ºC, 75ºC, 80ºC.
Bảng 4.6 Giá trị đo OD theo nhiệt độ
Thời gian 4 5 6
25ºC 0,450 0,489 0,563 30ºC 0,521 0,589 0,653 35ºC 0,763 0,798 0,853 40ºC 0,828 0,989 0,963 45ºC 0,835 0,997 0,965 50ºC 0,847 0,986 0,886
55ºC 0,854 0,988 0,87
60ºC 0,875 0,989 0,832
65ºC 0,879 0,91 0,839
70ºC 0,867 0,853 0,789 75ºC 0,873 0,786 0,739 80ºC 0,865 0,759 0,659
Hình 4.5 Giá trị đo OD dịch chiết chất màu theo nhiệt độ
Qua khảo sát quá trình chiết với các dải nhiệt độ trên đo giá trị OD trong thời gian 4h, 5h, 6h ta nhận thấy giá trị đo OD cao nhất ở tất cả các nhiệt độ là khi chiết được 5h.
Ở nhiệt độ 40ºC, 45ºC, 50ºC giá trị OD cao hơn các nhiệt độ khác.
Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến nồng độ chất màu theo OD trong quá trình chiết
Thời gian là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình chiết, xác định thời điểm dừng chiết thu chất màu nhiều nhát có ý nghĩa thực tế nhất, mang tính kinh tế.
Nguyên liệu được xay nhỏ trong 5 phút tỷ lệ nguyên liệu trên nước là 1: 6 , chiết ở nhiệt độ 45ºC. Theo dõi kết quả OD ở thời điểm 2h 3h, 4h, 5h, 6h, 7h, 8h, 9h, 10h cho phép đánh giá nồng độ chất màu theo OD lớn nhất tại thời điểm nào.
Bảng 4.7 Giá trị đo DO theo thời gian Thời gian
(giờ) 2 3 4 5 6 7 8 9 10
OD
(360nm) 0,673 0,721 0,895 0,995 0,926 0,876 0,821 0,789 0,774
Hình 4.6. Giá trị đo OD dịch chiết chất màu theo thời gian
Nhìn vào biểu đồ hình 4.6 ta thấy giá trị OD tăng khi tăng thời gian chiết từ 1 -6h và khi tăng tiếp lên 10h giá trị OD có chiều hướng giẩm dần. Khoảng thời gian 4h, 5h, 6h cho kết quả giá trị đo OD là tốt nhát thời gian ngắn tính kinh tế cao hơn.