BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO TRƯỜNGĐẠIHỌCNƠNGLÂMTHÀNHPHỐHỒCHÍMINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TÁCH CAROTENOIDS TỪ DẦU GẤC BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU Họ tên sinh viên: TRẦN VŨ MINH SANG Ngành: CÔNG NGHỆ HĨA HỌC Niên khóa: 2009 - 2013 Tp HCM, 08/2013   NGHIÊN CỨU TÁCH CAROTENOIDS TỪ DẦU GẤC BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU Tác giả TRẦN VŨ MINH SANG Khóa luận đệ trình để đáp ứng u cầu cấp kỹ sư ngành Cơng Nghệ Hóa Học Giáo viên hướng dẫn: Th.S Mai Huỳnh Cang Tp HCM, 08/2013 i      LỜI CẢM ƠN   Xin cảm ơn q thầy Bộ mơn Cơng Nghệ Hóa Học thầy cô Trường Đại Học Nông Lâm TP HCM giảng dạy truyền đạt kiến thức cho suốt năm học qua Chân thành cảm ơn Cô Mai Huỳnh Cang, giảng viên Bộ môn Công Nghệ Hóa Học, Trường Đại Học Nơng Lâm TP HCM tận tình giúp đỡ, hướng dẫn truyền đạt nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian thực đề tài Tôi xin cảm ơn cán Bộ Mơn Cơng Nghệ Hóa Học giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi hồn thành đề tài Con xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến ba mẹ người thân gia đình ni khơn lớn để có thành ngày hôm Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất bạn lớp Cơng Nghệ Hóa Học Khóa 35 động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập thực luận văn Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 Sinh viên thực TRẦN VŨ MINH SANG ii      TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu tách carotenoids từ dầu gấc phương pháp khác nhau” thực phịng thí nghiệm I4 thuộc Bộ mơn Cơng Nghệ Hóa Học, trường Đại Học Nơng Lâm, Tp.Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng đến tháng năm 2013 Mục đích đề tài khảo sát ảnh hưởng việc tách carotenoids phương pháp sắc ký cột phương pháp dung môi kết hợp xử lý xà phịng hóa lên dầu gấc, nguồn nguyên liệu giàu carotenoids Việt Nam, đồng thời tối ưu hóa phương pháp tách carotenoids dung mơi kết hợp xà phịng hóa, đề tài đạt kết sau đây: Hàm lượng carotenoids có dầu gấc nguyên liệu 12.62mg/g; tỷ trọng 0.91g/ml; số axit, xà phịng hóa peroxit 0.94mgKOH/g mẫu, 1647.04mgKOH/g mẫu 0.71meq/kg Trong phương pháp sắc ký cột, điều kiện tốc độ chảy 45giọt/phút, hàm lượng carotenoids cao dầu gấc không trải qua q trình xà phịng hóa cao gấp 8.16 lần so với dầu gấc nguyên liệu Trong phương pháp tách carotenoids dung mơi kết hợp xà phịng hóa, thông số tối ưu phương pháp cho thấy điều kiện 300C; thời gian xà phịng hóa 25phút với tốc độ khuấy 500vòng/phút cho kết chiết tách tốt nhất, hàm lượng carotenoids thu cao phương pháp tách carotenoids sắc ký cột cao gấp 22.59 lần so với dầu gấc nguyên liệu Đề tài tối ưu hóa phương pháp tách carotenoids dung mơi kết hợp xà phịng hóa, kết cho thấy hàm lượng carotenoids tối đa đạt 291.6mg/g giá trị yếu tố: tốc độ khuấy 528.22vòng/phút, nhiệt độ32.170Ctrong thời gian 23.29phút       iii      ABSTRACT The thesis named “Studying ability to an isolate Carotenoids from Gac oil by another methods” was done at the I4 laboratory of the Chemical Engineering Department, Nong Lam University, Ho Chi Minh City, from March to August, 2013 The purpose of the thesis isolate carotenoids from Gac oil by using Column Chromatography and enhance carotenoids concentration by saponification reaction The study has achived the following results: The total carotenoids content in Gac oil was 12.62mg/g The Gac oil had a density of 0,91g/ml The index of axit, saponification, peroxides are in oder 0.94mgKOH/g sample, 1647.04mgKOH/g mẫu 0.71meq/kg In column chromatography, the flow rate conditions is 45drops/min, higher levels of carotenoids Gac oil does not use the process of saponification and 8.16 times higher than the content of carotenoids contained in the raw Gac oil In carotenoids separation method combined with solvent saponification, the optimal parameters of this method shows that the conditions at 300C; saponification time is 25minutes with stirring speed is 500round/min for results best extraction, the content of carotenoids obtained higher separation methods carotenoids by column chromatography and 22.59 times higher than raw Gac oil Topics also optimize carotenoids separation methods combined with solvent saponification, results showed that the maximum 22 concentration achieved carotenoids 291.6mg/g in value factors: the rate of stirring speed 528.22round/min, temperature ratio 32.17 0C and percentage time 23.29 minutes           iv      MỤC LỤC   LỜI CẢM ƠN ii  TÓM TẮT iii  ABSTRACT iv  MỤC LỤC v  DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii  DANH SÁCH CÁC BẢNG ix  DANH SÁCH CÁC HÌNH xi  DANH SÁCH PHỤ LỤC xiii  Chương MỞ ĐẦU 1  1.1.  Đặt vấn đề   1  1.2.  Đối tượng và phạm vi nghiên cứu   2  1.2.1.  Đối tượng   2  1.2.2.  Phạm vi nghiên cứu  . 2  1.3.  Mục tiêu của đề tài   2  1.4.  Nội dung nghiên cứu   2  1.5.  Phương pháp nghiên cứu  . 3  Chương TỔNG QUAN 4  2.1.  Nguyên liệu   4  2.1.1.  Cây gấc   4  2.1.2.  Dầu gấc  . 8  2.2.  Carotenoids   10  2.2.1.  Công thức cấu tạo chung   10  2.2.2.  Phân loại và danh pháp  . 11  2.2.3.  Tính chất vật lý và tính chất hóa học   15  2.2.4.  Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu của carotenoids:   16  2.2.5.  Ứng dụng của carotenoids   17  2.3.  Các phương pháp chiết tách carotenoids  . 18  2.3.1.  Sắc kí cột   18  v      2.3.2.  Phương pháp sắc ký lỏng cao áp HPLC   20  2.3.3.  Phương pháp trích ly bằng dung mơi   20  2.3.4.  Tổng quan về phản ứng xà phịng hóa   21  Chương VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23  3.1.  Nội dung nghiên cứu   23  3.2.  Vật liệu và hóa chất   24  3.2.1.  Dầu gấc  . 24  3.2.2.  Hóa chất   24  3.3.  Thiết bị   24  3.4.  Phương pháp nghiên cứu  . 25  3.4.1.  Xác định thành phần, đặc tính hóa lý của dầu gấc   25  3.4.2.  Thí nghiệm 1: Thí nghiệm tách carotenoids bằng sắc ký cột  . 26  3.4.3.  Thí nghiệm 2: Phương pháp chiết tách carotenoids bằng dung mơi   30  3.4.4.  Thí nghiệm tối ưu hóa điều kiện nhiệt độ, thời gian và tốc độ khuấy của  phản ứng   34  3.5.  Phương pháp xử lý số liệu   35  Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37  4.1.  Thành phần, đặc tính hóa lý của dầu gấc  . 37  4.1.1.  Tỷ trọng của dầu gấc   37  4.1.2.  Hàm lượng carotenoids tổng   37  4.1.3.  Chỉ số xà phịng hóa   38  4.1.4.  Chỉ số peroxit   39  4.1.5.  Chỉ số axit   39  4.2.  Thí nghiệm 1: tách carotenoids bằng sắc ký cột   40  4.2.1.  Tách carotenoids bằng sắc ký cột khơng qua giai đoạn xà phịng hóa   40  4.2.2.  Tách carotenoids bằng sắc ký cột có qua giai đoạn xà phịng hóa   44  4.3.  Thí nghiệm 2: tách carotenoids bằng dung mơi   48  4.3.1.  Ảnh hưởng nồng độ kiềm và loại kiềm đến hiệu suất tách chiết  carotenoids.   48  4.3.2.  Ảnh hưởng của nhiệt độ   50  vi      4.3.3.  Ảnh hưởng của thời gian xà phòng   52  4.4.  Thí nghiệm tối ưu hóa điều kiện nhiệt độ, thời gian và tốc độ khuấy của phản  ứng    . 55  4.4.1.  Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian phản ứng và tốc độ khuấy   55  4.5.  So sánh và đánh giá các phương pháp chiết tách carotenoids khác nhau   58  Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60  TÀI LIỆU THAM KHẢO 63  PHỤ LỤC 66      vii      DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt ANOVA Analysis of variance HPLC High performance liquid chromatography LSD Least significant different Rpm Round per minute TCC Total carotenoids content – hàm lượng carotenoid tổng Ppm Parts per milion Ip Isoprene viii      DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1:Thành phần hóa học gấc Bảng 2.2:Thành phần dinh dưỡng gấc Bảng 2.3: Thành phần axit béo có màng hạt Bảng 2.4:Phân loại carotenoids 12 Bảng 2.5:Độ bền với ánh sáng, nhiệt độ, axit số chất thuộc carotenoids 15 Bảng 2.6:Những nghiên cứu tác dụng carotenoids 18 Bảng 2.7:Các chất hấp phụ dung môi sắc ký cột 20 Bảng 3.1: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng tốc độ chảy đến hàm lượng carotenoidsthu 26 Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng chiều cao cột silica gel đến hàm lượng carotenoids thu 27 Bảng 3.3: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ dung môi đến hàm lượng carotenoids thu 28 Bảng 3.4:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng tốc độ chảy đến hàm lượng carotenoids thu 29 Bảng 3.5:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng chiều cao cột silica gel đến hàm lượng carotenoids thu 29 Bảng 3.6: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng chiều cao cột silica gel đến hàm lượng carotenoids thu 30 Bảng 3.7:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng nồng độ kiềm loại kiềm điều kiện xà phịng hóa kiềm nước 31 Bảng 3.8:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng nồng độ kiềm loại kiềm điều kiện xà phịng hóa kiềm cồn 31 Bảng 3.9:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng carotenoids 32 Bảng 3.10:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng thời gian xà phịng hóa đến hàm lượng carotenoids 32 ix    ...  NGHIÊN CỨU TÁCH CAROTENOIDS TỪ DẦU GẤC BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU Tác giả TRẦN VŨ MINH SANG Khóa luận đệ trình để đáp ứng u cầu cấp kỹ sư ngành Cơng Nghệ Hóa Học Giáo viên hướng...Mục đích đề tài nghiên cứu chiết tách carotenoids từ dầu gấc phương pháp khác nhau, đồng thời chọn lựa phương pháp hiệu tối ưu hóa điều kiện chiết tách carotenoids từ dầu gấc cách tốt Kết trình ... Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, hướng dẫn Th.S Mai Huỳnh Cang, thực đề tài “NGHIÊN CỨU TÁCH CAROTENOIDS TỪ DẦU GẤC BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU? ?? 1      Đề tài tập trung nghiên cứu,