Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm bằng dung dịch NaOH 0,5n

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm bằng dung dịch NaOH 0,5N” MỞ ĐẦU Chất màu thực phẩm là một phụ gia thực phẩm (PGTP) quan trọng, đƣợc sử dụng không chỉ trong chế biến thực phẩm, mà cả trong công nghiệp mỹ phẩm (kem trang điểm, thuốc nhuộm tóc,…), dƣợc phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác. Hiện nay ở nƣớc ta và hầu hết các nƣớc trên thế giới vẫn còn phải sử dụng nhiều chất màu đƣợc tổng hợp bằng con đƣờng hoá học. Khi chất màu nhuộm công nghiệp đƣợc đem vào sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt của nhân dân thì ngƣời ta đã phát hiện ra các nhƣợc điểm của sản phẩm chất màu công nghiệp vì chúng có thể gây nên các tác dụng phụ (chúng có thể là tác nhân gây ung thƣ, rối loạn thần kinh, tiêu hoá hoặc ngộ độc gây tử vong...). Vì vậy trong những năm gần đây con ngƣời càng thấy đƣợc tính ƣu việt của các sản phẩm tự nhiên và đã quan tâm nghiên cứu các chất nhuộm màu có nguồn gốc thực vật để sử dụng chúng nhất là trong ngành công nghiệp thực phẩm, dƣợc phẩm, mỹ phẩm. Và các nhà khoa học trên thế giới đã chứng minh đƣợc chất màu chiết từ hạt điều nhuộm là Bixin và Norbixin hai thành phần chính của annatto có màu vàng và đỏ không gây độc hại tới sức khỏe con ngƣời. CODEX đã đƣa chất màu chiết từ hạt điều vào danh mục các loại phẩm màu tự nhiên đƣợc sử dụng an toàn cho thực phẩm và dƣợc phẩm.Ở Việt Nam, trong dân gian hạt điều đƣợc dùng để tạo màu cho thức ăn bằng cách cho trực tiếp vào thức ăn hoặc đun nóng dầu ăn rồi cho hạt điều nhuộm vào đó để lấy dung dịch màu. Các bộ phận của cây cũng có thể sử dụng để làm thuốc chống say nắng, viêm amiđan, bỏng, hủi, viêm màng phổi, ngừng thở, các rối loạn trực tràng và đau đầu trong y học cổ truyền của một số quốc gia trong khu vực Nam Mỹ. Nhựa từ quả cũng đƣợc sử dụng để điều trị bệnh đái đƣờng típ II hay chống nhiễm nấm. Hạt cây làm thuốc tẩy giun. Bixin và Norbixin có hoạt tính sinh học cao nên đƣợc dùng để chữa sốt, kiết lị, viêm gan, ho và các bệnh về tiêu hoá. Ngoài ra còn có tác dụng làm giảm huyết áp, giảm SVTH: LÊ THỊ TƢỜNG OANH 9 GVHD: GS.TS ĐÀO HÙNG CƢỜNG LỚP : 08CHD Đề tài: “Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm bằng dung dịch NaOH 0,5N” Cholesterol trong máu, chống ung thƣ và là một chất chống oxi hoá mạnh, có khả năng tiêu diệt các gốc tự do và các loại men hại gây ung thƣ trong thức ăn, nƣớc uống. Trƣớc những nghiên cứu ứng dụng rộng rãi của phẩm màu annatto nói riêng và hạt điều nói chung ở nƣớc ta đã có nhiều nhà hóa học quan tâm nhƣng đến nay vẫn chƣa có một quy trình công nghệ sản xuất ổn định và hiệu quả để triển khai quy mô công nghiệp. Vì vậy việc nghiên cứu chiết tách chất màu và xác định thời điểm thu hoạch quả có chứa hàm lƣợng chất màu cao nhất là một việc làm cần thiết, quan trọng và có ý nghĩa lớn nhằm ứng dụng rộng rãi chất màu tự nhiên trong thực phẩm, góp phần tích cực phát triển cây công nghiệp ở nƣớc ta. Với mong muốn có thể góp phần vào việc nghiên cứu trên nên em chọn đề tài: “Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm bằng dung dịch NaOH 0,5N” để làm đề tài khóa luận tốt nghiệp.

Đề tài:

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm

bằng dung dịch NaOH 0,5N”

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA

LÊ THỊ TƯỜNG OANH

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PHẨM MÀU ANNATTO

THEO ĐỘ CHÍN CỦA QUẢ ĐIỀU NHUỘM

Đà Nẵng đã chỉ dẫn em trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường

Em cũng xin cảm ơn các cán bộ tại phòng thí nghiệm phân tích MTKV – Trung tâm khí tượng thủy văn khu vực Trung trung bộ đã tạo điều kiện cho em hoàn thành khóa luận này

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 04 năm 2012

Lê Thị Tường Oanh

Đề tài:

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm

bằng dung dịch NaOH 0,5N”

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 9

I ĐIỀU NHUỘM 9

1 Đặc điểm sinh thái 9

1.1 Tên gọi 9

1.2 Phân loại khoa học 10

1.3 Nguồn gốc phân bố 10

2 Đặc tính thực vật 10

3 Thành phần hóa học 11

II KHÁI QUÁT VỀ ANNATTO 12

1 Công thức phân tử, công thức cấu tạo: 12

2 Một số tính chất 13

3 Hoạt tính sinh học 13

4 Ứng dụng trong thực tế 14

4.1 Tác dụng dược học 14

4.2 Trong thực phẩm 14

4.3 Annatto – Thuốc nhuộm tự nhiên 15

III SƠ LƯỢC VỀ HỢP CHẤT MÀU 18

1 Cấu tạo phân tử và màu sắc 18

Đề tài:

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm

bằng dung dịch NaOH 0,5N”

2 Phân loại các hợp chất màu 19

3 Phương pháp đánh giá độ bền màu của vật liệu 22

IV KHÁI QUÁT MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 23

1 Phương pháp phân tích trọng lượng 23

2 Phương pháp vật lý 27

2.1 Đo quang phổ hấp thụ phân tử UV – VIS 27

2.2 Đo quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 30

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

I NGUYÊN LIỆU 33

II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

1 Phân tích trọng lượng 34

2 Phương pháp vật lý 34

III QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU 35

IV THUYẾT MINH SƠ BỘ 36

1 Thu nguyên liệu 36

2 Phân loại nguyên liệu 36

3 Xử lý nguyên liệu 37

4 Xác định một số tính chất vật lý: 37

4.1 Xác định độ ẩm 37

4.2 Xác định hàm lượng tro 38

4.3 Xác định hàm lượng một số kim loại 39

5 Xác định hàm lượng phẩm màu annatto trong 4 mẫu phân loại 39

Đề tài:

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm

bằng dung dịch NaOH 0,5N”

6 Khảo sát các điều kiện chưng ninh tối ưu 40

6.1 Khảo sát tỉ lệ R/L 40

6.2 Khảo sát thời gian chiết tối ưu 40

6.3 Khảo sát nhiệt độ chiết tối ưu 40

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41

I Một số tính chất vật lý 41

1 Độ ẩm 41

2 Hàm lượng tro 42

3 Hàm lượng một số kim loại 43

4 Hàm lượng phẩm màu annatto trong 4 mẫu phân loại 44

5 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng 45

5.1 Khảo sát tỷ lệ R/L tối ưu 45

5.2 Khảo sát thời gian chiết tối ưu 46

5.3 Khảo sát nhiệt độ chiết tối ưu 47

KẾT LUẬN 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

Đề tài:

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm

bằng dung dịch NaOH 0,5N”

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cây điều nhuộm 9

Hình 1.2 Hoa cây điều nhuộm 10

Hình 1.3 Quả điều nhuộm xanh 11

Hình 1.4 Quả điều nhuộm chin 11

Hình 2.1 Quả và hạt điều nhuộm già 33

Hình 2.2 Hạt điều nhuộm chín 33

Hình 2.3 Hạt điều tươi trước và sau khi bóc vỏ 36

Đề tài:

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm

bằng dung dịch NaOH 0,5N”

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ

I Danh mục các bảng

Bảng 3.1 Bảng độ ẩm 41

Bảng 3.2 Hàm lƣợng tro 42

Bảng 3.3 Hàm lƣợng một số kim loại 43

Bảng 3.4 Mật độ quang của dịch chiết trong 4 mẫu phân loại 44

Bảng 3.5 Mật độ quang của dịch chiết theo khối lƣợng 45

Bảng 3.6 Mật độ quang của dịch chiết theo thời gian 46

Bảng 3.7 Mật độ quang của dịch chiết theo nhiệt độ 47

II Danh mục các biểu đồ Đồ thị 3.1 Biễu diễn mật độ quang của 4 mẫu điều nhuộm phân loại 44

Đồ thị 3.2 Biễu diễn mật độ quang theo khối lƣợng 46

Đồ thị 3.3 Biễu diễn mật độ quang theo thời gian 47

Đồ thị 3.4 Biễu diễn mật độ quang theo nhiệt độ 48

Hiện nay ở nước ta và hầu hết các nước trên thế giới vẫn còn phải sử dụng nhiều chất màu được tổng hợp bằng con đường hoá học Khi chất màu nhuộm công nghiệp được đem vào sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt của nhân dân thì người ta đã phát hiện ra các nhược điểm của sản phẩm chất màu công nghiệp vì chúng có thể gây nên các tác dụng phụ (chúng có thể là tác nhân gây ung thư, rối loạn thần kinh, tiêu hoá hoặc ngộ độc gây tử vong ) Vì vậy trong những năm gần đây con người càng thấy được tính ưu việt của các sản phẩm tự nhiên và đã quan tâm nghiên cứu các chất nhuộm màu có nguồn gốc thực vật

để sử dụng chúng nhất là trong ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm Và các nhà khoa học trên thế giới đã chứng minh được chất màu chiết từ hạt điều nhuộm là Bixin và Norbixin hai thành phần chính của annatto có màu vàng và đỏ không gây độc hại tới sức khỏe con người CODEX đã đưa chất màu chiết từ hạt điều vào danh mục các loại phẩm màu tự nhiên được sử dụng an toàn cho thực phẩm và dược phẩm.Ở Việt Nam, trong dân gian hạt điều được dùng để tạo màu cho thức ăn bằng cách cho trực tiếp vào thức ăn hoặc đun nóng dầu ăn rồi cho hạt điều nhuộm vào đó để lấy dung dịch màu Các bộ phận của cây cũng có thể sử dụng để làm thuốc chống say nắng, viêm amiđan, bỏng, hủi, viêm màng phổi, ngừng thở, các rối loạn trực tràng và đau đầu trong y học cổ truyền của một số quốc gia trong khu vực Nam Mỹ Nhựa từ quả cũng được sử dụng để điều trị bệnh đái đường típ II hay chống nhiễm nấm Hạt cây làm thuốc tẩy giun

Bixin và Norbixin có hoạt tính sinh học cao nên được dùng để chữa sốt, kiết lị, viêm gan, ho và các bệnh về tiêu hoá Ngoài ra còn có tác dụng làm giảm huyết áp, giảm

đề tài: “Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều

nhuộm bằng dung dịch NaOH 0,5N” để làm đề tài khóa luận tốt nghiệp

 Tên thường gọi: Cây Điều nhuộm, điều màu, cà-ri

 Tên khoa học: Bixa Orellana L

 Các tên khoa học cũ đã từng gọi: Bixa acuminata, B.americana, B.odorata, B.platycarpa, B.purpurea, B.tinctoria, B.upatensis, B.urucurana, Orellana americana, O.orellana

 Những tên gọi khác: annatto, anatto, lip stick tree, annatto tree (tiếng Anh); Rocouyer, annato, orelana (tiếng Pháp); Kam tai (Thái); Kesumba (Indonesia); Acafroa-do-brasil hoặc anato (Bồ Đào Nha); Jarak belanda (Malay); Anotto (Ý)

Hình 1.1 Cây điều nhuộm

Có nguồn gốc ở Tây Ban Nha và được đưa vào châu Á và Nam Mỹ (Brazil) vào thế kỉ 17

Nó là cây trồng tự nhiên ở vùng nhiệt đới Nam Mỹ, Bắc Mỹ, Caribe, Tây Ấn Độ và được phân bố rộng từ Mexico đến Brazil, một số nước Đông

Nam Á

2 Đặc tính thực vật

Điều nhuộm là cây trồng nhiệt đới, cây cao

5 – 10m, dạng bụi Lá đơn mềm, nhẵn, hình ba cạnh, đầu

nhọn Hoa tương đối lớn, có màu tía hay trắng, mọc thành

chùy ngắn ở đầu cành

Hình 1.2 Hoa cây điều nhuộm

Quả mọc chùm, hình tim, đỏ tươi đến nâu khô khi chín, trên mặt có gai mềm, mở bằng hai van, mỗi mảnh mang chứa nhiều hạt Hạt hơi có dạng lập phương trên một cuống

ngắn, xung quanh tẽ nở thành áo hạt ngắn màu đỏ, có mùi hạnh nhân đặc trưng

và nứt ra làm khô các hạt ở trong và hạt tự rơi xuống đất Vì vậy hạt rất dễ phát tán để phát triển thành cây điều khác

Ở nước ta, cây điều được trồng nhiều ở các tỉnh Tây Nguyên và có thể trồng vào bất

kì thời điểm nào trong năm, sau 2 năm điều có quả và có thể thu hoạch Điều bắt đầu ra hoa

từ tháng 9, một cây có thể cho tối đa 270 kg hạt màu

Bên cạnh bixin một số lƣợng lớn các chất màu khác đƣợc nghiên cứu tính chất từ phần chiết của cây điều nhuộm bao gồm 6 apocarotenoids (C30 và C32), 8 diapocarotenoids (C19, C22, C24, C25) và một dẫn xuất của carotenoid (C14) Chúng chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ

II KHÁI QUÁT VỀ ANNATTO: [2], [6], [8]

1 Công thức phân tử, công thức cấu tạo

 Bị biến đổi khi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng cường độ cao, thời gian kéo dài

 Norbixin bị kết tủa trong môi trường pH thấp, khi Norbixin kết tủa nó có thể liên kết với protein, tinh bột và thành phần khác để tạo ra sự đồng đều màu sắc trong sản

phẩm Annatto rất bền trong môi trường kiềm

 Annatto nhạy cảm đối với sự oxy hóa

 Annatto có khả năng kháng lại sự tấn công của vi sinh vật

3 Hoạt tính sinh học

 Một số nơi dùng lá chữa lị, sốt, sốt rét

 Các bộ phận của cây có thể sử dụng để làm thuốc chống say nắng, viêm amiđan, bỏng, hủi, viêm màng phổi, ngừng thở, các rối loạn trực tràng và đau đầu trong y học cổ truyền của một số quốc gia trong khu vực Nam Mỹ

 Nhựa từ quả cũng được sử dụng để điều trị bệnh đái đường típ II hay chống nhiễm nấm

Hạt cây làm thuốc tẩy giun

4 Ứng dụng trong thực tế:

4.1 Tác dụng dược học:

Ngày nay, dạng bột nhão hoặc dạng dầu của hạt điều nhuộm được sử dụng rộng rãi, nhưng toàn bộ cây điều đã được các bộ lạc rừng nhiệt đới dùng trong y học từ nhiều thế kỉ trước Lá có tác dụng tốt với hệ thống cơ quan bài tiết và tăng thêm thể tích của nước trong trường hợp thiếu hụt thận Nó còn có tác dụng bảo vệ gan và giảm choletrol Trà từ chồi non dùng làm thuốc chống kiết lị, bệnh sốt Hoa được bộ lạc Cojede làm thuốc xổ, chống đờm dãi ở trẻ em mới sinh Nước chiết từ hạt chống sâu bọ và bảo vệ tia tử ngoại mặt trời

Nước chiết từ hạt điều làm giảm cholesterol trong máu ở chuột, thỏ, chó Trong những thí nghiệm lâm sàng, kết quả được xác nhận trong vòng mười ngày tiêu thụ (thay vì mười lăm ngày như đã định trước) bởi lượng chất béo trong máu giảm nhanh so với mức bình thường Nó làm tăng quá trình trao đổi chất của chất béo, kết quả làm giảm lượng triacylglycerol và cholesterol Ngoài ra, nó còn được dùng để điều trị bệnh đái đường hay chống nhiễm nấm

4.2 Trong thực phẩm:

Annatto còn được dùng làm chất nhuộm màu thực phẩm Nó tạo cho thức ăn và đồ uống một màu vàng tới màu vàng cam sâu Nó giống như màu của lòng đỏ trứng gà trong bột nhão của bánh và làm tăng màu vàng của dầu salad, nước cam quýt, đồ uống nhiệt đới, kẹo thạch, kẹo cứng và ngũ cốc nảy mầm

Theo truyền thống, những hạt điều được ép, ngâm trong nước, để bay hơi được bột nhão màu tươi Bột này được thêm vào súp, phomat, những loại thức ăn nhẹ cho màu vàng hoặc màu cam tươi Chúng được xuất khẩu qua Bắc Mỹ, Châu Âu, trở thành màu của bơ, phomat (màu cam của phomat cứng, màu đỏ của phomat edam Hà Lan…) Màu này dùng thay thế cho màu vàng của nghệ (rất đắt) Annatto đã từng được dùng để làm chất để sâu màu chocola ở Châu Âu Chúng được dùng để tô màu cho thịt lợn quay, nước xốt ở Trung Quốc Còn ở Việt Nam, màu này được dùng trong cari, bột bánh, gà quay mật ong, làm màu cho món chim nướng để tạo được sự lôi cuốn về màu sắc Ở Mexico, annatto được trộn với thứ gia vị khác tạo thành gia vị màu đỏ gạch gọi là: achiote paste và adobo, gia vị này là thứ yêu thích của người dân Mexico Đầu bếp Mexico thường sử dụng achiote với

nó an toàn cho việc ăn kiêng

Annatto có giá trị thương nghiệp ở dạng hòa tan trong dầu và dạng hòa tan trong nước, tùy thuộc vào phương pháp chiết, sự pha loãng tiếp theo, sự kết tủa, sự pha trộn và quá trình làm khô

Khi làm việc với annatto phải chú ý đến tính bền vững của nó Annatto thành công trong việc chế biến thực phẩm nhiều nhiệt và vô trùng Tuy nhiên, sự đốt nóng quá mức và kéo dài sẽ làm phân hủy chất màu Vì vậy, người ta khuyến cáo rằng đối với những trường hợp đó nên thêm annatto vào cuối quá trình Hai đặc điểm khác cũng làm ảnh hưởng đến sắc thái màu của annatto là tính hòa tan và độ pH Các sản phẩm hoà tan trong dầu cho màu vàng hơn so với thực phẩm dùng cho bữa ăn nhẹ hoặc trong quá trình sản xuất phomat Nếu chất màu được kết tủa trong thực phẩm, tính hòa tan giảm hoặc pH giảm thì màu sắc

sẽ đỏ hơn

4.3 Annatto – Thuốc nhuộm tự nhiên:

 Annato, một nguồn màu sáng tự nhiên cho chất liệu silk

Việc nhuộm màu tự nhiên đang tiến tới một thời kỳ phục hưng sau hơn 3/4 thế kỷ

do ý thức về môi trường, hệ sinh thái và sự kiểm soát tình trạng ô nhiễm tăng lên cả trong từng quốc gia lẫn trên phạm vi toàn thế giới Chúng thích hợp với môi trường do đặc tính không gây nguy hiểm và tạo ra màu dịu, nhẹ và tinh tế

Annato (Bixa orellana) là một nguồn chất màu thực phẩm rất lâu đời Nó tạo ra màu cam ở bơ và pho mát Mặc dù nó có thể đem lại màu sáng cho sợi nhưng công dụng của nó chỉ giới hạn trên phạm vi thực phẩm do thuốc nhuộm không thể tồn tại lâu dài với thời gian Người ta phát triển các qui trình làm cho chất nhuộm bền trên chất liệu tơ sợi hơn và điều này đã dẫn đến một sự mở đầu của một kỷ nguyên mới đối với thuốc nhuộm annato

và bột trong nước và lọc, phơi khô rồi nén thành dạng thích hợp

Thuốc nhuộm không thấm vào tơ sợi nhiều Nhưng chúng lại thấm ở một mức độ nhất định đối với tơ sợi protein Vì vậy, chúng ta cần phải sử dụng chất cắm màu để giúp chất

nhuộm tồn tại lâu trên tơ sợi Những chất cắm màu có sẵn như kali nhôm sunfat

(K2SO4.Al2(SO4)3), kali dichromate (K2Cr2O7), đồng sunfat (CuSO4) và sắt sunfat

(Fe2(SO4)3) thường được sử dụng để kéo dài tuổi thọ cuả thuốc nhuộm trên tơ sợi Tuỳ vào từng giai đoạn các chất cắm màu được thêm vào tơ sợi, 3 phương pháp cắm màu trước,

cắm màu đồng thời và cắm màu sau đang được sử dụng rộng rãi

Các thuốc nhuộm khác nhau về cấu trúc và vì vậy có những dạng hoá học khác nhau Rất khó để tiêu chuẩn hoá những điều kiện nhuộm đối với một nhóm chất nhuộm nào giống như trong nhuộm sợi tổng hợp Vì vậy, cần thiết phải thiết lập qui trình tiêu chuẩn đối với mỗi chất nhuộm trên mỗi loại vải sợi Những qui trình đối với thuốc nhuộm annatto trên vải silk đã được tiêu chuẩn hoá

Đã từng được xem là chỉ dùng được trong thời gian ngắn, nay thuốc nhuộm annatto có thể bền hơn với sự lựa chọn thích hợp và hiệu quả được nâng lên mức cao nhất với việc sử dụng các phương pháp nhuộm phù hợp Màu cam rực rỡ lưu lại trên vải silk là một bước đột phá đối với đặc tính tinh tế của thuốc nhuộm màu tự nhiên Cây annatto có thể được

 Nhuộm màu vàng đỏ trên nilông và polyester

Thuốc nhuộm annatto có độ ái lực tương đối cao đối với cả sợi nilông và polyester Màu sắc trên sợi nilông và polyester có độ bền tương đối trong khi giặt

Quá trình nhuộm thu nhiệt khi tỷ lệ hấp thụ thuốc nhuộm tăng lên cùng với độ tăng của nhiệt độ Một phát hiện nữa cũng rất thú vị đó là thuốc nhuộm annatto bixin có khả năng nhuộm sợi ion hoá và không ion hoá bằng những cơ chế khác nhau Trên nilông, thuốc nhuộm nhìn bề ngoài có vẻ như được hấp thụ vào những vị trí tuyệt đối và lực ion kiểm soát sự hấp thụ đó, trong khi đối với polyester sự hấp thụ tương ứng với mô hình dung dịch rắn mà điều đó có nghĩa là sự hấp thụ chủ yếu phụ thuộc vào sự tiếp xúc không ion

Màu của thuốc nhuộm annatto thay đổi giữa màu đỏ và vàng Bixin không bền ở nhiệt độ cao (trên 800C), ánh sáng và không khí Do đó, trong quá trình nhuộm, khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, quá trình oxi hóa và phản ứng đồng phân hóa có thể xảy ra dẫn đến

sự loại bỏ một lượng lớn màu vàng Một số nghiên cứu cho rằng có thể thiết lập được cân bằng đỏ/vàng với nhiệt độ và một quá trình gia nhiệt thích hợp

Ngoài ra, annatto còn được sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc sắc đẹp, nó được thêm vào để tạo ra màu nắng trong dầu gội, kem, mỹ phẩm nước dùng cho da

Hạt điều nhuộm đã được thổ dân châu Mỹ sử dụng từ rất lâu để làm thuốc màu vẽ lên cơ thể, đặc biêt là môi, vì thế mà đôi khi nó còn được gọi tại khu vực này như là “cây son môi”

Đề tài:

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm

bằng dung dịch NaOH 0,5N”

III SƠ KƯỢC VỀ HỢP CHẤT MÀU: [1], [2], [7]

1 Cấu tạo phân tử và màu sắc

Ta đã biết có những chất hấp thụ chọn lọc ánh sáng trong vùng nhìn thấy mới có màu, hấp thụ các vùng tử ngoại, hồng ngoại và các vùng khác vẫn không có màu

Năng lượng bức xạ phụ thuộc vào tần số bức xạ và bước sóng Vùng nhìn thấy khá hẹp có năng lượng từ 110 – 69 kcal/mol

Trong hóa học hữu cơ, phân tử các hợp chất có màu thường được tạo thành từ liên kết p và liên kết d

Các hợp chất có màu có liên kết p liên hợp, phân tử của chúng có những nhóm đặc biệt có tác dụng mở rộng hệ liên kết làm kéo dài hệ liên hợp p

Đề tài:

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm

bằng dung dịch NaOH 0,5N”

2 Phân loại các chất màu

Các chất màu gồm có các chất màu hữu cơ và vô cơ, mỗi loại đều có chất màu thiên nhiên và tổng hợp

2.1 Màu vô cơ:

Thường có cấu tạo đơn giản là muối hoặc oxit kim loại: PbCrO4, HgS màu đỏ, vàng chanh ZNCrO4 + K2Cr2O7

Các chất màu vô cơ rẻ, bền với nhiệt và ánh sang, kém bền với axit, bazơ, cường đọ màu không cao, dùng để chế tạo sơn, mực in công nghiệp, màu cho thủy tinh, đồ sứ, cao

su

2.2 Màu hữu cơ:

2.2.1 Màu hữu cơ thiên nhiên:

Ngày nay các chất màu hữu cơ được sử dụng rộng rãi và đa dạng, có nhiều chủng loại màu sắc tươi đẹp, cường độ màu cao, được sử dụng trong nhiều lĩnh vực kinh tế khác nhau

Các màu thiên nhiên thường có sẵn, chủ yếu trong thực vật

 Ví dụ:

Màu đỏ của hạt điều nhuộm

Màu vàng măng cụt: vỏ măng cụt chứa 13% tannin và nhựa nangostin C23H24O6màu vàng tươi tan nhiều trong kiềm và ete, không tan trong nước

Màu nghệ: củ nghệ chứa 4% cuacumyl, đem nghệ nghiền nhỏ trích ly với ligroin loại chất hữu cơ, sau đó trích ly với ete và kết tinh lại trong benzene được cuacumyl

Đề tài:

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm

bằng dung dịch NaOH 0,5N”

2.2.2 Màu hữu cơ tổng hợp:

Hiện nay, có hàng ngàn loại màu hữu cơ tổng hợp khác nhau được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực kinh tế như: sơn, in, nhuộm, thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm, cao su, nhựa …

 Các chất hữu cơ không tan trong nước thường sản xuất ở dạng bột, hạt nhỏ ỡ micro, loại này gọi là Pigment Pigmen là chất màu không tan trong nước và không tan trong môi trường sử dụng

 Các chất màu tan trong nước hoặc có khả năng biến dạng, tan trong nước hoặc dung môi khác gọi là các phẩm màu

 Các chất màu chứa nhóm –COOH, -SO3H dễ tan trong nước, có chứa nhóm =C=O

 Pigment azo axetoaxetacrylic

 Pigment azo pyrazolone

 Pigment azo b – naphtol

 Pigment azo axit 2 – hydroxy 3 – naphtholc

 Pigment azo axit 2 – hydroxy 3 – naphthorilic

 Pigment axit naphthoic

 Pigment triphenyl metan

Đề tài:

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm

bằng dung dịch NaOH 0,5N”

 Phân loại thuốc nhuộm (phẩm nhuộm): 2 cách phân loại

 Phân loại theo cấu tạo hóa học về nhóm mang màu, có 9 loại :

 Phẩm nhuộm nitro

 Phẩm nhuộm nitrosơ

 Phẩm nhuộm azo

 Phẩm nhuộm phenyl metan

 Phẩm nhuộm tryphenyl metan

 Phẩm nhuộm xeton, quinon

 Phẩm nhuộm indigo

 Phẩm nhuộm lưu huỳnh

 Phẩm nhuộm cơ nguyên tố Phân loại theo cách này giúp cho người nghiên cứu về cấu tạo, tính chất và phương pháp tổng hợp chúng

 Phân loại theo kỹ thuật: thuận lợi cho người tiêu dùng

Khi nói đến tên thuốc nhuộm người ta có thể biết được cần dùng phương pháp nào

để nhuộm, có thể nhuộm được những loại sợi vải nào, độ bền ra sao …

Theo cách phân loại này, mỗi thuốc nhuộm gồm có 3 phần:

 Phần 1: ký hiệu bằng chữ cho biết tên thuốc nhuộm

 Phần 2: chỉ màu của thuốc nhuộm thường viết là chữ (vàng, xanh, đỏ

…)

 Phần 3: kí hiệu bằng chữ cái đứng cuối mỗi tên gọi cho biết sắc màu, hình thể, trạng thái của màu

Đề tài:

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm

bằng dung dịch NaOH 0,5N”

Trong thực tế, người ta còn quy định thuốc nhuộm theo % so với nồng độ mẫu

3 Phương pháp đánh giá độ bền màu của vật liệu

3.1 Kiểm tra độ bền màu với giặt:

Mẫu kiểm tra được chuẩn bị theo đúng tiêu chuẩn, sau đó tiến hành giặt mẫu trong dung dịch gồm: xà phòng 4 – 5 g/l, Na2CO3 2 – 3 g/l, M = 50

Tiến hành giặt ở 35 – 400

C (30 phút), 50 – 600C (45 phút), 93 – 1000C (30 phút) sau

đó sấy ở nhiệt độ < 600

C

3.2 Kiểm tra độ bền mà với mồ hôi:

Dung dịch thử gồm: 5 g/l NaCl, dd NH4OH 25% 6 ml/l Nhiệt độ giặt 37 ± 20C trong 30 phút (10 lần) Cho thêm 7 ml/l CH3COOH băng, làm như trên 10 lần và sấy khô ở

< 600C

3.3 Kiểm tra độ bền màu với nước biển:

Dung dịch NaCl 30 g/l, nhiệt độ giặt 37 ± 20C (trong 4h) Sau đó sấy ở nhiệt độ < 600

C

3.4 Kiểm tra độ bền màu với clo:

Dung dịch thử NaOCl 1 – 2 g/l, nhiệt độ môi trường trong 1h Trước và sau khi giặt bằng dung dịch trên thì phải giặt bằng nước cất

Tiếp tục giặt bằng Na2SO3 ở nhiệt độ môi trường trong 10 phút và sấy khô rồi đánh giá sự phai màu của mẫu thử theo tiêu chuẩn bảng màu ghi

3.5 Kiểm tra độ bền màu với cọ xát:

Nguyên tắc chung là cho vải màu chuyển động cọ xát với vải trắng dưới tác dụng của lực 1kg (lực tác dụng lên đầu hình trụ đè lên vải là 1kg)

Nếu thử độ bền màu với ma sát ướt thì phải nhúng ướt vải màu và vải trắng trong nước cất rồi vắt đến hàm ẩm 100% Đánh giá độ bền màu bằng sự thay đổi màu ban đầu (phai màu) và dây màu sang vải trắng theo bảng chuẩn màu ghi

Đề tài:

“Nghiên cứu xác định hàm lượng phẩm màu annatto theo độ chín của quả điều nhuộm

bằng dung dịch NaOH 0,5N”

3.6 Kiểm tra độ bền màu với H 2 O 2 :

Mẫu thử được chuẩn bị theo mẫu phức tạp rồi cuộn lại theo chiều ngang 4cm, cho mẫu vào ống nghiệm và đổ dung dịch tẩy vào để tiến hành thí nghiệm

Sau thí nghiệm lấy mẫu ra giặt 10 phút trong nước sạch rồi sấy ở < 600C hoặc phơi khô

3.7 Kiểm tra độ bền màu với ánh sáng:

Dựa vào bảng chuẩn màu xanh gồm 8 mẫu len được nhuộm bằng các loại thuốc nhuộm có độ bền ánh sáng khác nhau do viện nghiên cứu tiêu chuẩn Anh đã xác định Cách làm dựa trên sự phai màu của mẫu thử ở ngoài ánh sáng trong 24h với các cấp độ che khuất mẫu khác nhau

3.8 Kiểm tra độ bền màu với ánh sáng và thời tiết:

Tiến hành kiểm tra đồng thời độ bền màu với ánh sáng, với ánh sáng và thời tiết trên cùng một bộ mẫu chuẩn Có những thiết bị chuyên dụng để kiểm tra độ bền màu với ánh sáng, với ánh sáng và thời tiết cho kết quả nhanh và chính xác

IV Khái quát một số phương pháp nghiên cứu: [2], [4], [5], [6]

1 Phân tích trọng lượng

1.1 Bản chất của phương pháp phân tích trọng lượng

Phương pháp phân tích trọng lượng là phương pháp phân tích định lượng dựa vào kết quả cân khối lượng của sản phẩm, hình thành sau phản ứng kết tủa bằng phương pháp hoá học hay bằng phương pháp vật lý Do chất phân tích chiếm một tỷ lệ xác định trong sản phẩm đem cân nên dựa vào khối lượng của sản phẩm đem cân dễ dàng suy ra lượng chất phân tích trong đối tượng phân tích

 Nguyên tắc: Dựa trên nguyên tắc sấy đến khối lượng không đổi

 Cơ sở của phương pháp: Nguyên liệu ẩm có thể xem như hỗn hợp cơ học

Trong đó: m: khối lượng chung của nguyên liệu

m0: khối lượng của chất khô tuyệt đối (không có ẩm)

w: khối lượng của nước chứa trong nguyên liệu

1.2 Phân loại các phương pháp phân tích trọng lượng

Có thể chia tất cả các phương pháp phân tích trọng lượng thành 3 nhóm lớn:

 Các phương pháp tách: trong các phương pháp này, cấu tử cần xác định được tách ra

từ chất phân tích dưới dạng tự do và được cân trên cân phân tích

 Các phương pháp kết tủa: trong các phương pháp này người ta kết tủa định lượng cấu tử cần xác định bằng phương pháp hóa học dưới dạng hợp chất hóa học ít tan có thành phần hóa học nghiêm ngặt Kết tủa tách ra được rửa, sấy hoặc đem nung Khi

đó kết tủa thường được chuyển thành một chất mới có thành phần biết chính xác Hợp chất này được cân trên cân phân tích

 Các phương pháp cất: trong các phương pháp này, người ta cất một cách định lượng cấu tử cần xác định dưới dạng hợp chất bay hơi Phần cần xác định được tách ra bằng cách đốt nóng chất phân tích hoặc bằng tác dụng của các thuốc thử thích hợp làm tách ra các sản phẩm bay hơi Các phương pháp cất thường là các phương pháp trực tiếp và gián tiếp

1.3 Một số kỹ thuật của phương pháp phân tích trọng lượng

1.3.1 Lấy và hòa tan mẫu cân:

Độ lớn của lượng cân chất lấy để nghiên cứu ảnh hưởng tới độ chính xác của sự phân tích Lượng cân của chất phân tích càng lớn, độ chính xác tương đối của các kết quả phân tích càng cao