Thạc Sĩ Xây dựng quy trình chiết tách phẩm màu annatto E của hạt điều nhuộm ở quy mô pilot.

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU . 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 5
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÂY ĐIỀU NHUỘM . 5
1.1.1. Đặc điểm sinh thái 5
1.1.1.1. Tên gọi . 5
1.1.1.2. Nguồn gốc và phân bố . 5
1.1.2. Đặc tính thực vật . 5
1.1.3. Cây điều nhuộm ở Việt Nam . 6
1.1.4. Thành phần hóa học của cây điều nhuộm 7
1.1.5. Ứng dụng cây điều nhuộm trong thực tế . 7
1.2. CẤU TRÚC MANG MÀU 8
1.2.1. Bixin . 8
1.2.1.1. Cấu trúc của bixin . 8
1.2.1.3. Hoạt tính sinh học 9
1.2.2. Norbixin . 9
1.2.2.1. Cấu trúc của norbixin 9
1.2.2.2. Tính chất vật lý 10
1.2.2.3. Hoạt tính sinh học 10
1.2.3. Phẩm màu annatto . 10
1.2.3.1. Giới thiệu về phẩm màu annatto 10
1.2.3.2. Tính chất của phẩm màu annatto E 11
1.2.3.3. Ứng dụng phẩm màu annatto trong thực tế 12
1.3. LÝ THUYẾT VỀ MÀU SẮC 13
1.3.1. Phân loại phẩm màu 13
1.3.1.1. Phẩm màu thiên nhiên . 14
1.3.1.2. Phẩm màu tổng hợp . 15
1.3.2. Các thuyết về hợp chất có màu . 17
1.3.2.1. Thuyết cổ điển về hợp chất có màu 17
1.3.2.2. Thuyết hiện đại về hợp chất có màu . 18
1.3.2.3. Phương pháp phối ghép màu . 19
1.4. CHIẾT TÁCH CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN 20
1.4.1. Tầm quan trọng của chiết xuất các hợp chất thiên nhiên . 20
1.4.2. Nguyên liệu chiết xuất 21
1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất các hợp chất thiên nhiên . 21
1.4.3.1. Những yếu tố thuộc về thành phần, cấu tạo của nguyên liệu 21
1.4.3.2. Những yếu tố thuộc về dung môi 22
1.4.3.3. Những yếu tố thuộc về thông số kỹ thuật 22

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
2.1. NGUYÊN LIỆU . 26
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 26
2.2.1. Phương pháp phân tích trọng lượng 26
2.2.2. Phương pháp trích ly rắn – lỏng 27
2.2.3. Phương pháp vật lý . 28
2.2.3.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) . 28
2.2.3.2. Phương pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử (UV – VIS) . 29
2.2.3.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học bằng quang phổ hồng ngoại(IR) . 29

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31
3.1. QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU 31
3.2. THUYẾT MINH SƠ ĐỒ . 32
3.2.1. Nguyên liệu 32
3.2.2. Xử lý nguyên liệu . 32
3.2.3. Xác định một số thông số về chỉ tiêu của nguyên liệu khô 32
3.2.3.1. Độ ẩm 32
3.2.3.2. Hàm lượng tro . 33
3.2.3.3. Xác định hàm lượng kim loại . 34
3.2.4. Khảo sát các thông số tối ưu chiết tách phẩm màu annatto E ở quy mô phòng thí nghiệm 35
3.2.4.1. Khảo sát loại dung môi chiết và nồng độ dung môi chiết tối ưu . 35
3.2.4.2. Khảo sát tỷ lệ rắn lỏng . 37
3.2.4.3. Khảo sát thời gian chiết . 37
3.2.4.4. Khảo sát nhiệt độ chiết . 39
3.2.5. Xây dựng chiết tách phẩm màu annatto E ở quy mô pilot 39
3.2.5.1. Khảo sát tỷ lệ rắn lỏng ở quy mô 100g nguyên liệu 40
3.2.5.2. Khảo sát tỷ lệ rắn lỏng ở quy mô 300g nguyên liệu 40
3.2.5.3. Khảo sát thời gian ở quy mô 300g nguyên liệu . 41
3.2.5.4. Xây dựng quy trình chiết tách phẩm màu annatto E ở quy mô pilot 43
3.2.6. Khảo sát khả năng hòa tan của phẩm màu annatto E . 43
3.2.7. Đo phổ hồng ngoại IR . 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO 47
PHỤ LỤC 48

LỜI MỞ ĐẦU
Cảm quan và màu sắc bắt mắt của thực phẩm là một trong những yếu tố quan trọng thu hút các thực khách. Bởi thế mà từ xa xưa, ông cha ta đã biết dùng các chất màu tự nhiên từ thực vật như màu đỏ từ gấc, cà chua, ớt chín; màu tím từ hoa dâm bụt chua, lá cẩm; màu xanh từ lá dứa thơm, rau ngót; màu vàng từ nghệ .để làm phụ gia cho thực phẩm, giúp cho món ăn trông ngon miệng, đẹp mắt và hấp dẫn hơn. Ngày nay, để đáp ứng nhu cầu của các nhà chế biến thực phẩm, phẩm màu tổng hợp dần ra đời và ngày càng được ưa chuộng bởi tính đa dạng, độ bền cao, dễ sử dụng và chi phí thấp. Tuy nhiên, việc sử dụng thực phẩm chứa phẩm màu tổng hợp lâu dài sẽ có những nguy hại cho sức khỏe như: gây mầm bệnh u não, ung thư bàng quang, dị ứng, hen suyễn, chứng hiếu động thái quá ở người .
Qua những nghiên cứu cho thấy sự độc hại khi sử dụng phẩm màu tổng hợp, việc sử dụng phẩm màu tự nhiên đang là vấn đề được nhiều người quan tâm bởi yếu tố không những an toàn cho sức khỏe mà nó còn cung cấp cho chúng ta nguồn dinh dưỡng và các chất vi lượng khác tốt cho sức khỏe. Sức khỏe là tài sản quý nhất của mỗi con người nói riêng và của quốc gia nói chung. Vì vậy, vấn đề bảo vệ sức khỏe luôn luôn được ưu tiên và đặt lên hàng đầu. Tuy nhiên, việc nghiên cứu sản xuất những phẩm màu tự nhiên có tính quy mô từ nguồn nguyên liệu dồi dào và rẻ tiền ở Việt Nam để dần thay thế phẩm màu tổng hợp vẫn chưa được xem trọng.
Cây điều nhuộm là một loại cây thông dụng được trồng khá phổ biến ở Việt Nam. Thành phần chính tạo màu trong hạt điều nhuộm là bixin và norbixin. Hai loại hợp chất hóa học này đều thuộc loại carotenoit. Các thành phần hóa học trong hạt điều nhuộm không chỉ cho màu sắc đẹp, hấp dẫn mà còn có những tính chất quý như chống oxy hóa, bảo vệ gan, giảm cholesterol, giảm huyết áp, dưỡng da . Ở Việt Nam, các nhà nội trợ thường sử dụng biện pháp truyền thống để tách phẩm màu từ hạt điều nhuộm để làm chất màu trong chế biến thức ăn, bằng cách cho dầu vào chảo, khi dầu nóng đem ra khỏi bếp, cho hạt điều vào, dầu nóng sẽ làm hạt điều ra
màu. Ở quy mô phòng thí nghiệm cũng đã có vài nghiên cứu về việc chiết tách phẩm màu từ loại hạt này. Tuy nhiên việc đưa nghiên cứu ở phòng thí nghiệm vào sản xuất ở quy mô lớn là một khoảng cách khá xa. Trong tình hình hiện nay, việc sử dụng phẩm màu tổng hợp đang còn gây nhiều tranh cải. Việc sản xuất được phẩm màu vàng đỏ từ tự nhiên với qui mô công nghiệp là một yêu cầu mang tính bức thiết, có tính thực tế cao. Vì vậy, xuất phát từ những thực tế đó, tôi xin chọn đề tài “Xây dựng quy trình chiết tách phẩm màu annatto E của hạt điều nhuộm ở quy mô pilot” nhằm nghiên cứu các thông số tối ưu trong việc chiết tách bixin và norbixin từ hạt điều nhuộm để ứng dụng trong sản xuất phẩm màu góp phần tạo ra một loại phẩm màu thương mại tốt cho sức khỏe của người tiêu dùng.