III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2.3. Điều chế chất tạo nhũ sucroester
Có nhiều phương pháp được sử dụng để điều chế sucroester. Theo phương pháp hóa học, phản ứng giữa sucrose và ester ethyl acid béo xảy ra ở nhiệt độ khoảng 165oC với xúc tác kiềm, thường là K2CO3 trong dung môi DMSO hay DMF. Sản phẩm là một hỗn hợp mono và diesterdo không kiểm soát được tiến trình phản ứng và hiệu suất thường rất thấp, khoảng 20-30%. Gần đây người ta điều chế sucroester với xúc tác enzyme, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ khoảng 40oC, hiệu suất có thể lên đến 75-80% [48].
Trong đề tài này chúng tôi dùng enzyme lipase làm xúc tác phản ứng xuyên ester hóa giữa sucrose và ethyl laurateđiều chế từ dầu dừa để điều chế sucroester.
59
Hình 3.15: Quy trình điều chế sucroester.
b. Diễn giải quy trình công nghệ
i. Xúc tác lipase
Enzym lipase tên thuơng mại Lipolase 100M và 100T hấp thu trên chất mang rắn SiO2 dạng hạt do vi khuẩnThermomyces lanuginosus sinh tổng hợp. Enzyme này được nhập từ hãng Novozyms A/S (Đan Mạch).
Sucrose (2,06kg, 6mol)
- Lọc hỗn hợp phản ứng, loại bỏ cặn.
- Chưng cất dưới áp suất thấp thu hồi dung môi butanol.
- Trích với hexane để thu hồi ethyl laurate.
- Trích tiếp hỗn hợp phản ứng còn lại với một lượng gấp đôi (v/v) hỗn hợp dung môi cyclohexane/butanol 1:1 (v/v).
- Chưng cất dưới áp suất thấp thu hồi dung môi. - Sắc ký cột với silicagel 60 H Merck dung ly gradient CHCl3/EtOH (từ 20:1 đến 1:1) tách ra 2 chất A và B.
- Kiểm tra A và B với thuốc thử Bial để xác định A và B là 2 sucroester.
- Đo chỉ số OH cùng với chỉ số xà phòng hóa của A và B để phân biệt 2 chất mono và di-sucroester. Hỗn hợp
phản ứng ester hóa
- Hòa tan sucrose trong 20l butanol.
- Cho vào 10g lipase hoạt độ 4,5 – 18 μkat. Khuấy trong 30 min ở 40oC.
- Cho tiếp vào 1,56kg (6mol) ethyl laurate khan. - Theo dõi phản ứng với TLC Kieselgel 60; phản ứng kết thúc sau 20 giờ.
60
Hỗn hợp mono và di-sucroester
60
ii. Sắc ký lớp mỏng (TLC)
TLC được thực hiện với bản mỏng silica gel 60 Merck, dung ly CHCl3/MeOH 4:1 (v/v). Các vết sucroester được phát hiện bằng cách nhúng bản mỏng trong dung dịch thuốc thử Bial (orcinol/FeCl3 pha trong ethanol). Sấy khô với không khí nóng đến 120oC trong 5 phút, sucroester hiện ra dạng vết tròn màu nâu sậm [49].
iii. Tách các sucroester
Sắc ký cột silica gel với dung ly CHCl3/EtOH tách ra 2 chất sucroester A và B. Để phân biệt A và B cần xác định chỉ số hydroxyl và chỉ số xà phòng hóa của A và B.
Chỉ số hydroxyl của một chất được biểu diễn bằng số nhóm OH có chứa trong 100g chất đó nên mono-sucroester có chỉ số hydroxyl lớn hơn di-sucroester.
Chỉ số xà phòng hóa của một chất là số mg KOH cần thiết để xà phòng hóa các thành phần có thể bị xà phòng hóa chứa trong 1g chất đó. Do đómono-sucroester có chỉ số xà phòng hóa thấp hơn di-sucroester.
Xác định chỉ số hydroxyl của A và B bằng cách acetyl hóa A và B với lượng thừa anhydrid acetic xúc tác pyridine, sau đó thủy giải anhydrid acetic dư và định phân acetic acid sinh ra bằng dung dịch NaOH.
Kết quả:
Chỉ số hydroxyl của A là: 295 – 300 Chỉ số hydroxyl của B là: 183 – 197
Xác định chỉ số xà phòng hóa của A và B bằng cách xà phòng hóa hoàn toàn A và B với lượng thừa KOH, sau đó định phân kiềm dư bằng acid.
Kết quả:
Chỉ số xà phòng hóa của A là: 140 – 143 Chỉ số xà phòng hóa của B là: 152 – 155
Như thế A là mono-sucroester có trọng lượng 1,96kg (60,49%). B là di-sucroester có trọng lượng 0,74kg (16,74%).