Tài liệu Nghiên cứu điều kiện chiết tách tối ưu anthocyanin từ bắp cải tím. ứng dụng sản xuất giấy chỉ thị phát hiện nhanh hàn the trong thực phẩm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA NGHIÊM TRỌNG NGHĨA NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN CHIẾT TÁCH TỐI ƢU ANTHOCYANIN TỪ BẮP CẢI TÍM. ỨNG DỤNG SẢN XUẤT GIẤY CHỈ THỊ PHÁT HIỆN NHANH HÀN THE TRONG THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đà Nẵng - Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA NGHIÊM TRỌNG NGHĨA NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN CHIẾT TÁCH TỐI ƢU ANTHOCYANIN TỪ BẮP CẢI TÍM. ỨNG DỤNG SẢN XUẤT GIẤY CHỈ THỊ PHÁT HIỆN NHANH HÀN THE TRONG THỰC PHẨM Ngành: PHÂN TÍCH - MÔI TRƢỜNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Cán bộ hƣớng dẫn: PGS.TS LÊ TỰ HẢI Đà Nẵng - Năm 2017 LỜI CẢM ƠN Khóa luận là cơ hội để mỗi sinh viên vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế, đồng thời cũng giúp sinh viên phát huy tính sáng tạo, học cách tự tìm ra điểm mạnh bản thân, cách tự lên kế hoạch làm việc, cách giải quyết các vấn đề phát sinh và hoàn thành các mục tiêu đã đặt ra. Trong suốt thời gian thực hiện khóa luận: “Nghiên cứu điều kiện chiết tách tối ƣu Anthocyanin từ bắp cải tím. Ứng dụng sản xuất giấy chỉ thị phát hiện nhanh hàn the trong thực phẩm” từ giai đoạn tìm đề tài, lên kế hoạch làm việc, đến việc tiến hành và hoàn thành báo cáo tôi đã làm không ít thí nghiệm thực nghiệm và gặp rất nhiều khó khăn mà bản thân không thể giải quyết được nhưng nhờ sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lê Tự Hải cùng sự giúp đỡ, chỉ bảo, tạo điều kiện của các thầy cô giáo giảng dạy cũng như các thầy cô giáo phụ trách các phòng thí nghiệm nên chúng tôi đã hoàn thành bài báo cáo và đạt được kết quả như mong muốn. Nhân đây chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn Lê Tự Hải, cô Phạm Thị Hà giảng dạy môn Phân tích định lượng và các thầy cô giáo phụ trách phòng thí nghiệm: cô Lê Thị Tuyết Anh, thầy Đoàn Văn Dương, thầy Nguyễn Văn Din. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn quý thầy cô. Tuy đã có nhiều cố gắng song không tránh khỏi các sai sót, rất mong nhận được sự giúp đỡ góp ý của quý thầy cô trong hội đồng phản biện. Xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 21 tháng 4 năm 2018 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................1 2. Mục tiêu của đề tài ....................................................................................................1 3. Nội dung nghiên cứu..................................................................................................2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................3 1.1. Tổng quan một số chất chỉ thị đang đƣợc sử dụng trong chuẩn độ axit - bazơ .........................................................................................................................................3 1.1.1. Phenolphtalein ..................................................................................................3 1.1.2. Metyl da cam......................................................................................................4 1.1.3. Metyl đỏ .............................................................................................................5 1.2. Tổng quan về Anthocyanin và tính hình nghiên cứu Anthocyanin ...................6 1.2.1. Tổng quan về Anthocyanin ...............................................................................6 1.2.1.1. Tên gọi, cấu tạo ...........................................................................................6 1.2.1.2. Tính chất hóa lý ...........................................................................................7 1.2.1.3. Tính chất dược liệu của anthocyanin ..........................................................7 1.2.2. Tình hình chiết tách Anthocyanin từ thiên nhiên ...........................................8 1.3. Tổng quan về bắp cải tím .......................................................................................9 1.3.1. Thực trạng phân bố, thu hoạch bắp cải tại nước ta ......................................10 1.3.1.1. Thời vụ .......................................................................................................10 1.3.1.2. Thời gian thu hoạch ...................................................................................10 1.3.2. Công dụng của bắp cải tím .............................................................................11 1.3.2.1. Ngăn ngừa ung thư ....................................................................................11 1.3.2.2. Giảm cân ...................................................................................................11 1.3.2.3. Mắt sáng ....................................................................................................11 1.3.2.4. Tăng cường hệ miễn dịch...........................................................................11 1.3.2.5. Ngăn ngừa loãng xương ............................................................................11 1.3.2.6. Cải thiện bệnh viêm loét dạ dày ................................................................11 1.4. Tổng quan về hàn the[12] ....................................................................................11 1.4.1. Giới thiệu về hàn the .......................................................................................11 1.4.2. Công dụng .......................................................................................................12 1.4.3. Mục đích đưa vào thực phẩm .........................................................................13 1.4.4. Độc tính của hàn the .......................................................................................13 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................................................................................15 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ...........................................................................................15 2.2. Nội dung nghiên cứu.............................................................................................15 2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình chiết tách Anthocyanin từ bắp cải tím .......................................................................................15 2.2.1.1. Dụng cụ .....................................................................................................15 2.2.1.2. Hóa chất ....................................................................................................15 2.2.1.3. Tiến hành ...................................................................................................16 2.2.2. Chiết tách Anthocyanin ở điều kiện tối ưu ....................................................16 2.2.3. Ứng dụng Anthocyanin làm chất chỉ thị màu trong chuẩn độ axit – bazo, so sánh với các chất chỉ thị khác ..................................................................................16 2.2.4. Xác định khoảng đổi màu, bước nhảy chuẩn độ của anthocyanin ..............16 2.2.5. Khảo sát các điều kiện tối ưu sản xuất giấy chỉ thị phát hiện nhanh hàn the trong thực phẩm ........................................................................................................16 2.2.5.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu ....................................................................16 2.2.5.2. Khảo sát thời gian tẩm dịch màu lên giấy ................................................16 2.2.5.3. Khảo sát thời gian nhúng giấy chỉ thị vào mẫu thử ..................................16 2.2.6. Nghiên cứu ngưỡng phát hiện hàn the tối thiểu của giấy chỉ thị, tạo bản màu so sánh với ngưỡng hàn the cho phép trong thực phẩm ................................16 2.2.7. Sản xuất giấy chỉ thị nhanh hàn the đo thử một số mẫu thực phẩm tại các chợ trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.......................................................................16 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .....................................................................................17 2.3.1. Phương pháp thu thập thông tin ....................................................................17 2.3.2. Phương pháp kế thừa......................................................................................17 2.3.3. Phương pháp chuyên gia ................................................................................17 2.3.4. Phương pháp lấy mẫu ngoài hiện trường......................................................17 2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu ..............................................................................17 2.3.6. Phương pháp định tính và bán định lượng ...................................................17 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................................18 3.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số yếu tố đến quá trình chiết tách Anthocyanin từ bắp cải tím[4][5] ...............................................................................18 3.1.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi .................................................18 3.1.2. Ảnh hưởng của thời gian chiết .......................................................................19 3.1.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi .......................................................................20 3.2. Chiết tách Anthocyanin ở điều kiện tối ƣu. .......................................................21 3.2.1. Cách tiến hành. ...............................................................................................21 3.3. Ứng dụng dung dịch anthocyanin làm chất chỉ thị màu trong chuẩn độ axit – bazo, so sánh với các dung dịch chỉ thị khác.............................................................22 3.4. Xác định khoảng đổi màu, bƣớc nhảy chuẩn độ của anthocyanin. .................24 3.4.1 Cách tiến hành ................................................................................................24 3.5. Khảo sát các điều kiện tối ƣu sản xuất giấy chỉ thị phát hiện nhanh hàn the trong thực phẩm ..........................................................................................................25 3.5.1. Chuẩn bị dung dịch hàn the để khảo sát ..........................................................25 3.5.2. Khảo sát nồng độ (độ pha loãng Anthocyanin) ...............................................26 3.5.3. Khảo sát thời gian tẩm dịch màu lên giấy .......................................................27 3.5.4. Khảo sát thời gian nhúng giấy chỉ thị vào mẫu thử .........................................28 3.6. Nghiên cứu ngƣỡng phát hiện hàn the tối thiểu của giấy chỉ thị, tạo bản màu so sánh với ngƣỡng hàn the cho phép trong thực phẩm ..........................................29 3.7. Sản xuất giấy chỉ thị nhanh hàn the đo thử một số mẫu thực phẩm tại các chợ trên địa bàn thành phố Đà Nẵng ................................................................................31 KẾT LUẬN ..................................................................................................................33 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................34 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Sự thay đổi màu của phenolphthalein .............................................................4 Bảng 1.2. Sự thay đổi màu của metyl da cam theo pH ...................................................5 Bảng 1.3. Sự thay đổi màu theo pH của metyl đỏ ...........................................................6 Bảng 1.4. Các anthocyanidin của anthocyanin khác nhau là do các gốc R khác nhau ........7 Bảng 1.5. Thông tin dinh dưỡng có trong 100g bắp cải tím ...........................................9 Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi .......................18 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết. ..........................................19 Bảng 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi. ..........................................20 Bảng 3.4. So sánh khả năng chỉ thị của anthocyanin và các chất chỉ thị khác ..............23 Bảng 3.5. Kết quả xác định bước nhảy chuẩn độ của anthocyanin ...............................24 Bảng 3.6. Bảng khảo sát độ pha loãng Anthocyanin.....................................................26 Bảng 3.7. Bảng khảo sát thời gian tẩm dịch màu lên giấy ............................................27 Bảng 3.8. Bảng khảo sát thời gian nhúng giấy chỉ thị vào mẫu thử ..............................29 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Công thức phân tử của phenolphtalein ............................................................3 Hình 1.2. Cơ chế đổi màu của phenolphthalein ..............................................................3 Hình 1.3. Công thức phân tử của metyl da cam ..............................................................4 Hình 1.4. Metyl da cam ...................................................................................................4 Hình 1.5. Cơ chế đổi màu của Metyl da cam ..................................................................5 Hình 1.6. Công thức phân tử của metyl đỏ......................................................................5 Hình 1.7. Metyl đỏ ...........................................................................................................5 Hình 1.8. Cơ chế thay đổi màu của chỉ thị Metyl đỏ.......................................................6 Hình 1.9. Cấu trúc cơ bản của anthocyanidin của anthocyanin ......................................6 Hình 1.10. Bắp cải tím ...................................................................................................10 Hình 1.11: Bột hàn the được bán ngoài thị trường ........................................................12 Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi...................18 Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian chiết ........................................19 Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi........................................20 Hình 3.4. Quy trình chiết tách Anthocyanin từ bắp cải tím ..........................................21 Hình 3.5. Dung dịch Anthocyanin chiết tách ở điều kiện tối ưu ...................................22 Hình 3.6. Hình ảnh trước và sau khi chuẩn độ ..............................................................23 Hình 3.7. Bước nhảy chuẩn độ của anthocyanin ...........................................................25 Hình 3.8. Kết quả thử giấy khảo sát nồng độ pha loãng ...............................................26 Hình 3.9. Kết quả thử giấy khảo sát thời gian tẩm dịch màu ........................................28 Hình 3.10. Kết quả thử giấy khảo sát thời gian nhúng giấy chỉ thị vào mẫu thử ..........29 Hình 3.11. Kết quả thử giấy tạo bản so màu mẫu thử xác định nồng độ hàn the..........31 Hình 3.12. Xử lý mẫu chả thu được dịch chiết..............................................................31 Hình 3.13. Kết quả thử giấy trên các mẫu chả ..............................................................32 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Có lẽ chưa khi nào, vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm lại tốn kém nhiều giấy mực của báo chí như hiện nay. Việc Việt Nam xếp thứ 3 trên thế giới về tỉ lệ người mắc ung thư với 205 người mắc ung thư tử vong mỗi ngày trở thành nỗi ám ảnh lớn đối với toàn xã hội[10]. Các chuyên gia đã xác định được nguyên nhân hàng đầu gây nên căn bệnh nguy hiểm này là do người bệnh từng sử dụng những thực phẩm bẩn từ trước đó. Trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm, tình trạng người dân đã “lạm dụng” một số hóa chất để làm cho sản phẩm tươi, ngon và hấp dẫn hơn. Thậm chí, họ còn dùng hóa chất không được phép sử dụng. Việc làm này đã gây ra nhiều hệ lụy với sức khỏe người tiêu dùng. Đối với các loại bánh tráng, bánh phở, hủ tiếu, giò chả... nếu chỉ làm nguyên chất thì thành phẩm sẽ có màu không đẹp, khi ăn không được giòn và để còn mau mốc, thiu... Để khắc phục các nhược điểm trên, người sản xuất đã cho thêm một hóa chất mà dân gian thường gọi là hàn the. Thực chất đây chính là borax - tên thương mại của hóa chất sodium tetra borate decahydrate. Do hóa chất này có tính hút nước, khử trùng, trừ sâu nhẹ cho nên được ứng dụng nhiều trong các kỹ nghệ công nghiệp. Và đây là một loại thuốc sát trùng nhẹ cho nên tính độc hại của nó cũng ảnh hưởng lên con người. Khi tiếp xúc với borax (liều cao) qua đường thực quản, cơ thể sẽ cảm thấy khó chịu như bị dị ứng và có thể dẫn đến tử vong khi hấp thụ một liều lượng lớn. Biết rõ nguyên nhân của vấn đề, nhưng nhiều người dân Việt Nam vẫn phải sử dụng những loại thực phẩm không đảm bảo an toàn, bởi họ không biết mua thực phẩm sạch ở đâu và không thể nhận biết được đâu là thực phẩm bẩn, đâu là thực phẩm sạch. Chính vì vậy, trong bài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu điều kiện chiết tách tối ƣu Anthocyanin từ bắp cải tím. Ứng dụng sản xuất giấy chỉ thị phát hiện nhanh hàn the trong thực phẩm” tôi xin phép được trình bày quá trình nghiên cứu dẫn đến kết luận đề xuất sản xuất hàng loạt giấy chỉ thị nhanh phát hiện nhanh hàn the trong thực phẩm, nhằm mục đích phát hiện nhanh độc chất trong thực phẩm bảo vệ sức khỏe cho người sử dụng, kiểm tra và giám sát các cơ sở sản xuất thực phẩm. 2. Mục tiêu của đề tài - Tìm điều kiện tối ưu chiết tách anthocyanin từ bắp cải tím. 1 - Chiết tách bắp cải tím trên điều kiện tối ưu. - Khảo sát các yếu tố điều kiện tối ưu sản xuất giấy phát hiện nhanh hàn the trong thực phẩm. - Ứng dụng sản xuất giấy hàng loạt chỉ thị phát hiện nhanh hàn the trong thực phẩm. 3. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình chiết tách Anthocyanin từ bắp cải tím  Ảnh hƣởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi.  Ảnh hƣởng của thời gian chiết.  Ảnh hƣởng của tỷ lệ dung môi.  Chiết tách Anthocyanin ở điều kiện tối ưu  Ứng dụng Anthocyanin làm chất chỉ thị màu trong chuẩn độ axit – bazo, so sánh với các chất chỉ thị khác.  Xác định khoảng đổi màu, bước nhảy chuẩn độ của anthocyanin. Khảo sát các điều kiện tối ưu sản xuất giấychỉ thị phát hiện nhanh hàn the trong thực phẩm.  Khảo sát nồng độ (độ pha loãng anthocyanin).  Khảo sát thời gian tẩm dịch màu lên giấy.  Khảo sát thời gian nhúng giấy chỉ thị vào mẫu thử.  Nghiên cứu ngưỡng phát hiện hàn the tối thiểu của giấy chỉ thị, tạo bản màu so sánh với ngưỡng hàn the cho phép trong thực phẩm.  Sản xuất giấy chỉ thị nhanh hàn the đo thử một số mẫu thực phẩm tại các chợ trên địa bàn thành phố Đà Nẵng. 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan một số chất chỉ thị đang đƣợc sử dụng trong chuẩn độ axit - bazơ 1.1.1. Phenolphtalein Phenolphtalein là một hợp chất hóa học với công thức C20H14O4. Phenolphtalein thường được sử dụng trong chuẩn độ, nó chuyển sang không màu trong các dung dịch có tính axit và màu hồng trong các dung dịch bazơ (pH = 8 -10).[9] Cơ chế đổi màu của phenolphtalein : Phenolphtalein có khoảng chuyển màu từ pH = 8 (không màu) đến pH = 9,8 (màu tím hồng).[9] Hình 1.1. Công thức phân tử của phenolphtalein Dạng lacton: không màu Dạng B: Muối, không màu (pH < 8) (pH = 8) Dạng C: Quinon , màu hồng Dạng D: Cacbinol, không màu (pH = 8-12) (pH > 13,5) Hình 1.2. Cơ chế đổi màu của phenolphthalein 3 Bảng 1.1. Sự thay đổi màu của phenolphthalein Độ pH pH < 8 Phenolphtalein Không màu pH = 8-12 pH > 13,5 Không màu 1.1.2. Metyl da cam Metyl da cam là một chất bột tinh thể màu da cam, không tan trong dung môi hữu cơ, khó tan trong nước nguội, nhưng dễ tan trong nước nóng. Dung dịch trong nước dùng làm chỉ thị chuẩn độ axit - bazơ; có màu hồng trong môi trường axit, vàng da cam trong môi trường kiềm; khoảng pH chuyển màu: 3,1 - 4,4. Metyl da cam chất hữu cơ có tính chất lưỡng tính.[9] Hình 1.3. Công thức phân tử của metyl da cam Công thức: C14H14N3NaO3S Khối lƣợng phân tử: 327,33 g/mol Mật độ: 1,28 g/cm³ Hình 1.4. Metyl da cam Cơ chế đổi màu của Metyl da cam Màu vàng da cam 4 H+hay OH- Màu đỏ Hình 1.5. Cơ chế đổi màu của Metyl da cam Bảng 1.2. Sự thay đổi màu của metyl da cam theo pH Độ pH Dƣới 3.1 Trên 4.4 Metyl da cam 1.1.3. Metyl đỏ Methyl đỏ là một chất nhuộm azo, có dạng tinh thể màu đỏ, một chỉ thị pH; nó có màu đỏ ở độ pH dưới 4,4, vàng có pH trên 6,2. Methyl đỏ còn được gọi là (2- (N, Ndimetyl-4-aminophenyl) axit azobenzenecarboxylic), là một thuốc nhuộm chỉ số chuyển màu đỏ thành dung dịch axit. Công thức C15H15N3O2 Hình 1.6. Công thức phân tử của metyl đỏ Hình 1.7. Metyl đỏ 5 Cơ chế đổi màu Methyl đỏ: giống như cơ chế đổi màu của metyl da cam, sự thay đổi môi trường pH làm thay đổi cấu trúc từ dạng hydrazine sang dạng quinone làm thay đổi màu dung dịch.[9] Hình 1.8. Cơ chế thay đổi màu của chỉ thị Metyl đỏ Bảng 1.3. Sự thay đổi màu theo pH của metyl đỏ Độ pH >6 < 4.4 Metyl đỏ 1.2. Tổng quan về Anthocyanin và tính hình nghiên cứu Anthocyanin 1.2.1. Tổng quan về Anthocyanin 1.2.1.1. Tên gọi, cấu tạo Anthocyanin là hợp chất gồm có gốc aglycon có màu (được gọi là anthocyanidin hay anthocyanidol) kết hợp với các glucoside có gốc đường glucose, galactose… Anthocyanin hòa tan trong nước còn anthocyanidin thì không tan trong nước. Anthocyanin tham gia vào việc tạo nên đa sắc màu cho hoa quả. Đồng thời cùng với chất tạo màu khác như clorophin, carotenoid[2] để tạo cho hoa quả có cường độ màu [1]khác nhau tùy thuộc vào hàm lượng và số đồng phân của chúng[4]. Hình 1.9. Cấu trúc cơ bản của anthocyanidin của anthocyanin 6 Các anthocyanidin của anthocyanin khác nhau là do các gốc R khác nhau. Bảng 1.4. Các anthocyanidin của anthocyanin khác nhau là do các gốc R khác nhau Anthocyanidin R3' R4' R5' R3 R5 R6 R7 Arantinidin -H -OH -H -OH -OH -OH -OH Cyanidin - OH -OH -H -OH -OH -H -OH Delphinidin - OH -OH -OH -OH -OH -H -OH Europhinidin -OCH3 -OH -OH -OH -OCH3 -H -OH Luteolinidin -OH -OH -H -H -OH -H -OH Perlagonidin -H -OH -H -OH -OH -H -OH Mavildin - OCH3 -OH -OCH3 -OH -OH -H -OH Peonidin -OCH3 -OH -H -OH -OH -H -OH Petunidin -OH -OH -OCH3 -OH -OH -H -OH Rosinidin OCH3 -OH -H -OH -OH -H - OCH3 1.2.1.2. Tính chất hóa lý Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực[4]. Màu sắc của anthocyanin luôn thay đổi phụ thuộc vào pH, các chất màu có mặt và nhiều yếu tố khác, tuy nhiên màu sắc của anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH môi trường[2][3]. Thông thường khi pH < 7 các anthocyanin có màu đỏ, khi pH > 7 thì có màu xanh. Ở pH = 1 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ, ở pH = 4  5 chúng có thể chuyển về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu, ở pH = 7  8 lại về dạng bazơ quinoidal anhydro màu xanh. Anthocyanin có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụ cực đại tại bước sóng 510540nm[5]. Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắc của các anthocyanin chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch, nồng độ anthocyanin: thường pH thuộc vùng acid mạnh có độ hấp thụ lớn, nồng độ anthocyanin càng lớn độ hấp thụ càng mạnh. 1.2.1.3. Tính chất dược liệu của anthocyanin Trong y học tác dụng của Anthocyanin rất đa dạng nên được ứng dụng rộng rãi: do khả năng làm giảm tính thấm thành mạch và thành tế bào nên được sử dụng trong trường hợp chảy máu, hoặc có nguy cơ chảy máu; do có khả năng chống oxy hóa nên 7 được sử dụng để chống lão hóa, hạn chế sự giảm sức đề kháng do sự suy giảm của hệ thống miễn dịch. Nhờ có tác dụng chống tia phóng xạ nên có thể hỗ trợ cho cơ thể sống trong môi trường có những bức xạ điện từ.[5] Với nhiều đặc tính quý báu anthocyanin còn được dùng để chống dị ứng, viêm loét do nguyên nhân nội sinh hay ngoại sinh, kháng nhiều vi khuẩn khó tiêu diệt. Tăng chức năng chống độc của gan, ngăn ngừa gan nhiễm mỡ và hoại tử mô gan. Điều hòa lượng cholesterol trong máu, tránh nguy cơ tắc nghẽn, xơ vữa động mạch, phục hồi trương lực của tim, điều hòa nhịp tim và huyết áp, điều hòa chuyển hóa canxi. Anthocyanin là các hợp chất glycosid có khả năng dập tắt các gốc tự do như: -OH, ROO - ..., các gốc này sinh ra trong tế bào, gây các ảnh hưởng nguy hại như biến dị, hủy hoại tế bào, ung thư, Anthocyanin đưa các chất chống oxy hóa như flavonoid vào cơ thể để bảo vệ tế bào, giúp ngăn ngừa các nguy cơ như xơ vữa động mạch, tai biến mạch máu, lão hóa tổn thương do bức xạ, thoái hóa gan... Các dẫn xuất anthocyanin tạo được phản ứng với các ion kim loại mà chính các ion kim loại này là xúc tác cho nhiều phản ứng oxy hóa. Các dẫn xuất anthocyanin có tác dụng tái tạo tế bào võng mạc và giúp tăng thị lực vào ban đêm. Vì vậy anthocyanin được dùng chủ yếu để đề phòng những biến cố của xơ vữa động mạch, điều trị các trường hợp suy yếu tĩnh mạch, những trường hợp xuất huyết như chảy máu cam, ho ra máu, tử cung xuất huyết... Ngoài ra anthocyanin còn có thể có nhiều ứng dụng khác do các phản ứng đa dạng của chúng trong các enzyme và quá trình trao đổi chất khác nhau chính vì vậy việc quan tâm đến thực phẩm giàu anthocyanin ngày càng được tăng cường vì nó có lợi cho sức khỏe con người. Những đặc tính quí báu của anthocyanin đã mở ra một hướng nghiên cứu ứng dụng hợp chất màu anthocyanin lấy từ thiên nhiên vào trong đời sống hàng ngày, đặc biệt trong lĩnh vực hóa học xanh. Điều đó hoàn toàn phù hợp với xu hướng hiện nay của các nước trên thế giới là nghiên cứu khai thác chất thiên nhiên để phát triển hóa học một cách bền vững, có tính an toàn cao cho người sử dụng, giảm thiểu và ngăn ngừa ô nhiễm tại nguồn của các chất hóa học nguy hại. 1.2.2. Tình hình chiết tách Anthocyanin từ thiên nhiên Anthocyanin phân bố rộng rãi trong tự nhiên, có mặt trong 27 họ thực vật, trong hầu hết các thực vật bậc cao, thường tạo ra các màu đỏ, tím, xanh thẫm ở nhiều loại rau, hoa, quả như hoa dâm bụt, rễ củ cải đỏ, lá tía tô, dâu tây và bắp cải tím… 8 Anthocyanin tích lũy chủ yếu ở trong tế bào biểu bì và hạ biểu bì thực vật, tập trung trong không bào hoặc các túi gọi là anthocyanoplast. Nhìn chung, hàm lượng anthocyanin trong phần lớn rau quả dao động từ 0,1 đến 1,11% hàm lượng chất khô. Thực vật chứa anthocyanin cũng đồng thời chứa flavonoid[4]. Hiện nay, việc chiết tách Anthocyanin được nghiên cứu sử dụng nhiều phương pháp lý hóa sinh khác nhau: trích ly , trích ly kết hợp với cô quay chân không, thu nhận anthocyanin bằng phương pháp nuôi cấy tế bào bắp cải tím,... Tuy nhiên các phương pháp trên chưa đưa ra thống nhất được điều kiện chiết tách tối ưu, vẫn còn mâu thuẫn về phương pháp tiếp cận nghiên cứu. 1.3. Tổng quan về bắp cải tím - Bắp cải tím (Brassica oleracea var capitata ruba) xuất xứ từ Địa Trung Hải, hiện nay được trồng rộng rãi khắp thế giới, thích hợp với khí hậu ôn đới.[5] - Thông tin dinh dưỡng: Bảng 1.5. Thông tin dinh dƣỡng có trong 100g bắp cải tím Giá trị dinh dƣỡng 100g Vitamin A 0,116 Calo (kcal) 31 Canxi 45mg Lipid 0,2g Vitamin D 0IU Cholesteron 0mg Vitamin B12 0μg Natri 27mg Vitamin C 57g Kali 243mg Sắt 0,8mg Cacbonhydrat 7g Vitamin B6 0,2mg Chất xơ 2,1g Magie 16mg Đƣờng 3,8g Protein 1,4g - Sở dĩ bắp cải có màu tím là do có chứa lượng đáng kể anthocyanin. Bắp cải màu tím đậm rất giàu anthocyanin polyphenols (chất chống oxy hóa, các tính năng kháng viêm khác nhau), bổ dưỡng hơn so với bắp cải xanh. Một số nghiên cứu cho rằng, anthocyanin có thể giúp giảm nguy cơ tim mạch, tiểu đường và một số bệnh ung thư. Tại Việt Nam bắp cải tím được trồng nhiều ở Đà Lạt. Bằng phương pháp tối ưu hoá thực nghiệm trong quá trình chiết tách, đã xác định được hàm lượng antho trong bắp cải tím Đà Lạt chiếm khoảng 1,110%. Sắc tố chính được chiết xuất từ bắp cải tím đó là cyanidin 3,5-diglucoside của hệ màu antho và có màu sắc thay đổi rõ rệt theo pH 9 môi trường. Trong môi trường acid nó có màu đỏ bền và khi môi trường chuyển sang bazo màu của nó chuyển sang xanh và ổn định trong thời gian dài. Đây là đặc tính rất khác so với các antho của một số nguyên liệu khác (màu thay đổi liên tục tại pH ) như lá tía tô, quả dâu, ... 1.3.1 Thực trạng phân bố, thu hoạch bắp cải tại nước ta Bắp cải tím được trồng trong vụ đông xuân ở các tỉnh phía bắc, miền trung và Tây Nguyên. Cải bắp thuộc nhóm rau có nguồn gốc ôn đới, nhiệt độ xuân hóa (nhiệt độ cần thiết để phân hoá mầm hoa) là 1-10 °C trong khoảng 15-30 ngày tùy thời gian sinh trưởng của giống. 1.3.1.1 Thời vụ Ở các tỉnh phía bắc có 3 vụ trồng bắp cải chủ yếu : - Vụ sớm: gieo cuối tháng 7 đầu tháng 8, trồng cuối tháng 8 và tháng 9 để thu hoạch vào tháng 11, tháng 12. - Vụ chính: gieo tháng 9-10, trồng giữa tháng 10 đến hết tháng 11 để thu hoạch vào tháng 1-2 năm sau. Hình 1.10. Bắp cải tím - Vụ muộn: gieo tháng 11, trồng vào giữa tháng 12 để thu hoạch vào tháng 2- 3 năm sau. Ở Tây nguyên, có thể gieo vụ 9-10 và vụ tháng 11[9]. 1.3.1.2 Thời gian thu hoạch Sau khi trồng 90-110 ngày là có thể thu hoạch. Thu khi bắp đã cuốn chắc, chặt, mặt bắp mịn, lá xếp phẳng và căng, gốc chuyển sang màu trắng đục hay trắng sữa, đủ tuổi sinh trưởng để đạt chất lượng tốt nhất. Thu hoạch vào lúc sáng sớm hoặc buổi chiều.[9] 10 1.3.2 Công dụng của bắp cải tím 1.3.2.1 Ngăn ngừa ung thư Bắp cải tím có màu sắc bắt mắt là do chứa một lượng lớn chất chống oxy hóa. Ăn bắp cải tím giúp cơ thể chống lại các phân tử gốc tự do (free radicals) - nguyên nhân gây ra sự tổn hại tế bào dẫn đến ung thư. 1.3.2.2 Giảm cân Một phần quan trọng trong kế hoạch giảm cân hoàn hảo là tăng cường ăn các loại hoa quả và rau xanh. Thêm bắp cải tím vào khẩu phần của bữa ăn, bởi loại rau này tạo cảm giác no. Bắp cải tím chứa rất ít calo nhưng nhiều vitamin và khoáng chất. 1.3.2.3 Mắt sáng Có rất nhiều dưỡng chất trong bắp cải tím nhưng đáng kể nhất chính là vitamin A. Loại vitamin này rất tốt cho mắt. Thực chất chúng là chất chống oxy hóa có khả năng bảo vệ giác mạc và võng mạc, giúp mắt khỏe mạnh với tầm nhìn tốt. 1.3.2.4 Tăng cường hệ miễn dịch Một trong những cách dễ dàng nhất để tăng cường hệ miễn dịch là ăn bắp cải tím bởi thực phẩm này chứa rất nhiều vitamin C. Không những thế, ăn bắp cải tím khi bị cảm lạnh hay ho giúp cải thiện tình trạng rất nhiều. 1.3.2.5 Ngăn ngừa loãng xương Loãng xương luôn là vấn đề mà số đông người Việt Nam phải đối mặt. Bắp cải tím chứa các khoáng chất canxi, magie và mangan giúp xương khỏe mạnh. 1.3.2.6 Cải thiện bệnh viêm loét dạ dày Để cải thiện tình trạng của dạ dày, hãy ăn bắp cải tím thường xuyên. Chúng có chứa glutamine - một loại axit nổi tiếng hiệu quả trong việc giảm đau và giảm sưng tấy dạ dày. 1.4 . Tổng quan về hàn the[12] 1.4.1. Giới thiệu về hàn the Hàn the là tên gọi để chỉ các khoáng chất hay hợp chất hóa học có quan hệ gần nhau, trong hóa học gọi là Borac. Hàn the thường tồn tại ở dạng tinh thể trong suốt hoặc bột mầu trắng, không mùi, vị ngọt và hơi cay, hòa tan rất tốt trong nước. Trong hóa học, Borac gồm có các loại sau: - Borac khan hay têtraborat natri khan (Na2B4O7) - Borac pentahiđrat (Na2B4O7.5H2O) 11 - Borac đềcahiđrat (Na2B4O7.10H2O) Khi phản ứng với nước sẽ tạo môi trường kiềm mạnh. Phản ứng hóa học xảy ra như sau: Na2B4O7 + H2O = H3BO3 + NaOH Hình 1.11: Bột hàn the được bán ngoài thị trường Borac cũng được gọi là borat natri ngậm 10 phân tử nước hay têtraborat natri ngậm 10 phân tử nước, là một hợp chất hóa học quan trọng của bo. Nó là một chất rắn kết tinh màu trắng, mềm, nhiều cạnh dễ dàng hòa tan trong nước. Khi để ra ngoài không khí khô, nó bị mất nước dần và trở thành khoáng chất tincalconit màu trắng như phấn (Na2B4O7.5 H2O). 1.4.2. Công dụng Hàn the được sử dụng rất rộng rãi trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, dược phẩm, và thực phẩm, nghiên cứu khoa học, cũng như cuộc sống hàng ngày. Trong sản xuất công nghiệp, borat natri được sử dụng trong công nghệ luyện kim, chế tác vàng bạc. Bột borat natri được dùng để đánh bóng bề mặt kim loại, sản xuất men sứ, kính chống nấm, một số vật liệu chịu nhiệt, xà phòng giặt và một số loại chất tẩy rửa[12]. Trong sản xuất nông nghiệp, với một lượng nhỏ, nguyên tố Bo thúc đẩy quá trình phát triển của cây trồng, nhất là quá trình ra hoa, kết quả, đâm chồi, và phát triển rễ cây. Tuy nhiên, cây trồng trên những vùng đất có nhiều borat natri thường lại bị còi cọc, giảm năng suất, và chóng thoái hóa. Động vật cũng chỉ cần một lượng rất nhỏ nguyên tố Bo. Trong các phòng thí nghiệm, borat natri được dùng làm chất đệm trong phân tích gen (ADN), phân tích sắc phổ, hoặc tạo dung dịch nhũ tương nhằm hòa tan các chất hóa học khác trong nước. 12