tổng hợp các chất hoạt động bề mặt sinh học không ion từ dầu dừa ứng dụng trong bảo quản nông sản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TỔNG HỢP CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ
MẶT SINH HỌC KHÔNG ION TỪ DẦU
DỪA - ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN
NÔNG SẢN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

PGS. TS. Bùi Thị Bửu Huê

Phù Quốc Minh Phương
MSSV: 2082232
Ngành: Công Nghệ Hóa Học-Khóa 34

Tháng 4/2012


LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp đại học, em đã học tập được rất
nhiều kiến thức bổ ích, thiết thực từ quý thầy cô và bạn bè. Em xin chân thành gửi
lời cảm ơn sâu sắc đến:
PGS. TS. Bùi Thị Bửu Huê - Bộ môn Hóa Học - Khoa Khoa Học Tự

Nhiên - Đại học Cần Thơ. Cô là một nhà giáo mẫu mực, người thầy đáng kính,
cô đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong suốt thời gian
nghiên cứu và thực hiện đề tài. Cô đã dành thời gian quý báu, những kinh nghiệm
quý giá cùng những tình cảm cao đẹp của mình để truyền đạt kiến thức và những
phương pháp cần thiết để xử lý một vấn đề khoa học. Bên cạnh đó cô luôn động
viên, an ủi giúp em vượt qua mọi trở ngại. Em xin tri ân những lời động viên và tất
cả những điều tốt đẹp nhất cô dành cho em trong suốt thời gian qua.
Quý thầy cô, Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học – Khoa Công Nghệ - Đại Học
Cần Thơ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em học tập và nghiên cứu trong suốt
thời gian qua.
Các anh chị và các bạn cùng thực hiện luận văn với em tại phòng thí
nghiệm hóa hữu cơ chuyên sâu, đã chia sẻ và giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quá
trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng, lời cảm ơn chân thành con dành cho cha mẹ, anh chị em - những
người thân yêu nhất trong cuộc đời đã luôn an ủi, động viên để con có thêm niềm
tin và nghị lực trong những lúc khó khăn.
Cần thơ, ngày 13 tháng 4 năm 2012
Phù Quốc Minh Phương

i


MỞ ĐẦU
Hiện nay, các chất hoạt động bề mặt được ứng dụng khá phổ biến trong các
sản phẩm sơn, sữa, kem, bánh, kẹo,…Các chất này đóng vai trò là phụ gia, chất
nhũ hóa. Đặc biệt, dựa trên nguyên lý phá lớp biểu bì, làm mất nước, mất dầu và
ngăn cản quá trình hô hấp qua da của côn trùng, các chất hoạt động bề mặt rất hữu
hiệu trong việc tiêu diệt côn trùng, nên chúng còn được ứng dụng trong bảo quản
nông sản, đó là một ý tưởng mới. Đặc biệt các chất hoạt động bề mặt chủ yếu được
tổng hợp từ nguồn nguyên liệu hóa thạch (dầu mỏ), đó cũng là nguyên nhân mà

chúng phân hủy sinh học chậm và gây ảnh hưởng đến môi trường. Mặt khác,
nguồn nguyên liệu hóa thạch có nguy cơ bị cạn kiệt. Vì vậy, hướng nghiên cứu
tổng hợp CHĐBM và ứng dụng vào trong bảo quản nông sản là hướng nghiên cứu
phù hợp và thiết thực.
Vì vậy, đề tài “Tổng hợp chất hoạt động bề mặt sinh học không ion từ
dầu dừa - ứng dụng trong bảo quản nông sản” được thực hiện. Đề tài nhằm
mục tiêu thiết lập quy trình tổng hợp các chất hoạt động bề mặt sinh học không ion
từ dầu dừa và ứng dụng chất hoạt động bề mặt tổng hợp được trong bảo quản nông
sản ở quy mô phòng thí nghiệm. Từ những kết quả thu được qua đề tài này, hiệu
quả kinh tế từ cây dừa ở đồng bằng sông Cửu Long sẽ được nâng lên một tầm cao
mới.

xvii


Trường Đại Học Cần Thơ
Khoa Công Nghệ
Bộ môn: Công nghệ hóa học

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2012

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1. Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Bùi Thị Bửu Huê
Tên đề tài: Tổng hợp các chất hoạt động bề mặt sinh học không ion từ dầu dừa

ứng dụng bảo quản nông sản
2. Sinh viên thực hiện: Phù Quốc Minh Phương

MSSV: 2082232

Lớp Công Nghệ Hóa Học - Khóa 34
3. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:
 Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: ..........................................................
................................................................................................................................
 Những vấn đề còn hạn chế: ......................................................................
................................................................................................................................
c. Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
d. Kết luận, đề nghị và điểm:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2012

Cán bộ hướng dẫn
ii

Trường Đại Học Cần Thơ
Khoa Công Nghệ
Bộ môn: Công nghệ hóa học

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2012

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
4. Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Bùi Thị Bửu Huê
Tên đề tài: Tổng hợp các chất hoạt động bề mặt sinh học không ion từ dầu dừa
ứng dụng bảo quản nông sản
1. Sinh viên thực hiện: Phù Quốc Minh Phương

MSSV:2082232

Lớp Công Nghệ Hóa Học - Khóa 34
2. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:
 Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: ..........................................................
................................................................................................................................
 Những vấn đề còn hạn chế: ......................................................................

................................................................................................................................
c. Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
d. Kết luận, đề nghị và điểm:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2012

Cán bộ phản biện

iii


MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN………………………………………………………………………i
MỤC LỤC………………………………………………………………………...iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT………………………………………………..x
DANH MỤC BẢNG……………………………………………………………..xii
DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ………………………………………………...xiv
LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………………………...xvii
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN………………………………………………………..1
1.1 Sơ lược về lipid………………………………………………………………...1
1.1.1 Định nghĩa và phân loại…………………………………………………...1
1.1.1.1 Glyceride……………………………………………………………..1

1.1.1.2 Phospholipid………………………………………………………….2
1.1.1.3 Steride và sterol………………………………………………………3
1.1.1.4 Sáp……………………………………………………………………4
1.1.2 Tính chất vật lý……………………………………………………………5
1.1.3 Tính chất hóa học của lipid……………………………………………….5
1.1.3.1 Phản ứng thủy phân…………………………………………………..5
1.1.3.2 Phản ứng hydro hóa…………………………………………………..6
1.1.3.3 Phản ứng tự oxy hóa (sự ôi mỡ)……………………………………...6
1.1.4 Các chỉ số đặc trưng cho lipid…………………………………………….6
1.1.4.1 Chỉ số acid…………………………………………………………...6
1.1.4.2 Chỉ số xà phòng hóa…………………………………………………7
1.1.4.3 Chỉ số iodine………………………………………………………....7
1.1.4.4 Chỉ số ester…………………………………………………………...7

iv


1.2 Sơ lược về cây dừa ……………………………………………………………7
1.2.1 Khái quát chung …………………………………………………………..7
1.2.2 Thành phần hóa học của dầu dừa…………………………………………8
1.2.3 Ứng dụng của dầu dừa…………………………………………………..10
1.3 Tổng quan về chất họat động bề mặt ………………………………………...10
1.3.1 Khái niệm ……………………………………………………………….10
1.3.2 Phân loại chất hoạt động bề mặt………………………………………...11
1.3.2.1 Chất hoạt động bề mặt anion………………………………………..11
1.3.2.2 Chất hoạt động bề mặt cation……………………………………….12
1.3.2.3 Chất hoạt động bề mặt không ion…………………………………..15
1.3.2.4 Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính…………………………………..16
1.3.3 Tính chất vật lý của chất họat động bề mặt……………………………...17
1.3.3.1 Nồng độ micelle tới hạn (Critical Micelle Concentration, CMC)….17

1.3.3.2 Điểm Kraft………………………………………………………….17
1.3.3.3 Điểm đục……………………………………………………………17
1.3.3.4 Chỉ số calcium chấp nhận…………………………………………..17
1.3.3.5 Cân bằng ưa nước - kỵ nước (Hydrophilic Lipophilic Balance)……18
1.3.4 Các tính chất đặc trưng của chất hoạt động bề mặt……………………...20
1.3.4.1 Khả năng tẩy rửa……………………………………………………20
1.3.4.2 Khả năng tạo nhũ…………………………………………………..20
1.3.4.3 Khả năng tạo bọt…………………………………………………...21
1.3.4.4 Khả năng tạo huyền phù…………………………………………….21
1.3.4.5 Khả năng thấm ướt………………………………………………….21
1.3.5 Ứng dụng………………………………………………………………...21
1.3.5.1 Ứng dụng trong các sản phẩm làm mềm vải………………………..21
1.3.5.2 Ứng dụng trong công nghiệp xây dựng…………………………….22
1.3.5.3 Ứng dụng trong các sản phẩm tẩy rửa……………………………...22
v


1.3.5.4 Ứng dụng trong những sản phẩm sát trùng…………………………22
1.3.5.5 Ứng dụng trong dệt nhuộm và công nghiệp in……………………...23
1.3.5.6 Ứng dụng trong môi trường………………………………………...23
1.4 Sơ lược về monoglyceride …………………………………………………...23
1.4.1 Giới thiệu chung…………………………………………………………23
1.4.2 Các phương pháp tổng hợp monoglyceride...............................................24
1.4.2.1 Ester hóa trực tiếp glycerol với các acid béo.....................................24
1.4.2.2 Transester hóa glycerol với các ester của acid béo............................25
1.4.2.3 Transeter hóa glycerol với dầu thực vật và mỡ động vật...................26
1.4.2.4 Bảo vệ nhóm hydroxyl của glycerol..................................................26
1.4.3 Ứng dụng của monoglyceride…………………………………………...27
1.5 CHĐBM sinh học có nguồn gốc từ monoglyceride………………………….28
1.5.1 Một số CHĐBM sinh học tiêu biểu có nguồn gốc từ monoglyceride …..28

1.5.1.1 Acetylated monoglyceride (AMG)………………………………....28
1.5.1.2 Lactylated monoglyceride (LMG) …………………………………28
1.5.1.3 Tartarylated monoglyceride (TMG)………………………………..29
1.5.1.4 Các chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc từ monoglyceride khác…29
1.5.2 Tổng hợp CHĐBM sinh học không ion có nguồn gốc từ
monoglyceride……………………………………………………………………31
1.5.3 Ứng dụng bảo quản nông sản của CHĐBM không ion từ
monoglyceride……………………………………………………………………32
1.5.3.1Màng bán thấm làm từ đường đa phân tử…………………………...32
1.5.3.2 Màng bán thấm có nguồn gốc protein………………………………33
1.5.3.3 Màng bán thấm làm từ chất béo……………………………………33
1.5.3.4 Màng làm từ sáp (wax) hoặc dầu…………………………………...34
1.5.3.5 Màng bán thấm làm từ acid béo và các dẫn xuất của
monoglyceride……………………………………………………………………34
1.5.3.6 Dung dịch nhũ tương……………………………………………….34
vi


CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……………….35
2.1 Nội dung nghiên cứu…………………………………………………………35
2.2 Phương pháp nghiên cứu..................................................................................36
CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM...............................................................................37
3.1 Phương tiện nghiên cứu....................................................................................37
3.1.1 Dụng cụ và thiết bị....................................................................................37
3.1.2 Hóa chất.....................................................................................................37
3.2 Nguyên liệu…………………………………………………………………...38
3.3 Chuẩn bị nguyên liệu…………………………………………………………38
3.4 Tổng hợp methyl ester (2)…………………………………………………….39
3.4.1 Ester hóa dầu dừa………………………………………………………..39
3.4.2 Transester hóa hỗn hợp methyl ester và triglyceride…………………….39

3.5 Tổng hợp monoglyceride (3)…………………………………………………40
3.6 Tổng hợp acetylated monoglyceride (4a)…………………………………….40
3.7 Tổng hợp lactylated monoglyceride (4b)……………………………………..40
3.8 Tổng hợp tartarylated monoglyceride (4c)…………………………………...41
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………………..…………………….42
4.1 Tổng hợp methyl ester (2)…………………………………………………….42
4.2 Tổng hợp monoglyceride (3)…………………………………………………43
4.2.1 Khảo sát tỉ lệ mol………………………………………………………...44
4.2.2 Khảo sát nhiệt độ phản ứng……………………………………………...45
4.2.3 Khảo sát thời gian phản ứng……………………………………………..46
4.2.4 Điều kiện thích hợp……………………………………………………...47
4.3 Tổng hợp acetylated monoglyceride (4a)…………………………………….48
4.3.1 Khảo sát tỉ lệ mol………………………………………………………...49
4.3.2 Khảo sát nhiệt độ phản ứng……………………………………………...50
4.3.3 Khảo sát thời gian phản ứng……………………………………………..51
vii


4.3.4 Điều kiện thích hợp……………………………………………………...52
4.4 Tổng hợp lactylated monoglyceride (4b)……………………………………..54
4.4.1 Khảo sát tỉ lệ mol………………………………………………………...56
4.4.2 Khảo sát nhiệt độ phản ứng……………………………………………...57
4.4.3 Khảo sát thời gian phản ứng……………………………………………..58
4.4.4 Điều kiện thích hợp……………………………………………………...59
4.5 Tổng hợp tartarylated monoglyceride (4c)…………………………………...59
4.5.1 Khảo sát tỉ lệ mol………………………………………………………...60
4.5.2 Khảo sát nhiệt độ phản ứng……………………………………………...62
4.5.3 Khảo sát thời gian phản ứng……………………………………………..63
4.5.4 Điều kiện thích hợp……………………………………………………...64
4.6 Đánh giá chất lượng sản phẩm………………………………………………..65

4.6.1 Xác định cân bằng ưa nước và kỵ nước (giá trị HLB) của sản phẩm
CHĐBM sinh học không ion……………………………………………………..65
4.6.1.1 Xác định cân bằng ưa nước và kỵ nước (giá trị HLB) của acetylated
monoglyceride (AMG)…………………………………………………………...65
4.6.1.2 Xác định cân bằng ưa nước và kỵ nước (giá trị HLB) của sản phẩm
lactylated monoglyceride (LMG)………………………………………………...66
4.6.1.3 Xác định cân bằng ưa nước và kỵ nước (giá trị HLB) của sản phẩm
tartarylated monoglyceride (TMG)……………………………………………….67
4.6.2 Khảo sát khả năng ứng dụng bảo quản nông sản của sản phẩm chất hoạt
động bề mặt sinh học không ion………………………………………………….68
4.6.2.1 Khảo sát mức độ hư hỏng của cà chua và dưa leo ở các loại màng bán
thấm có thành phần hóa học khác nhau…………………………………………..69
4.6.2.2 Khảo sát phần trăm khối lượng quả cà chua và dưa leo bị mất theo
thời gian…………………………………………………………………………..71

viii


CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………….....78
5.1 Kết luận………………………………………………………………………...78
5.2 Kiến nghị…………………………………………………………………….....79
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………………....81

ix


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ADPODS

Alkyl diphenyloxide disulphonate

AE

Alcohol Ethoxylate

AMG

Acetylated monoglyceride

APCC

Asian and Pacific Coconut Community

APE

Akylphenol Ethoxylate

APG

Alkyl polyglucosides

CHĐBM

Chất hoạt động bề mặt

CITREM

Citrated monoglyceride

CMC

Critical micelle concentration

DATEM

Diacetyl tartaric acid ester monoglyceride

DSDMAC

Distearyl dimethyl ammonium chloride

EDTA

Ethylene diamine tetraacetic acid

EMG

Ethoxylated monoglyceride

EtOAc

Ethyl acetate

GC - MS

Gas chromatography - mass spectrometry

HLB

Hydrophilic Lipophilic balance

LAS

Linear Alkylbenzene Sulfonate

LES

Lauryl Ether Sulfate

LMG

Lactylated monoglyceride

MES

Methyl ester sulfonate

PAS

Primary Alcohol Sulfate

PE

Petroleum eter

p-TsOH
Rf

para-Toluene sulfonic acid

Retention factor

SAS

Secondary Alkyl Sulfonate

SCI

Sodium Cocyl Isethonate

x


SMG

Succinylated monoglyceride

TMG

Tartarylated monoglyceride

xi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu dừa theo tiêu chuẩn APCC……..9
Bảng 1.2 Thành phần các acid béo có trong dầu dừa theo tiêu chuẩn APCC…….....9
Bảng 1.3 Mối liên hệ giữa độ hòa tan của các CHĐBM với HLB………………...18
Bảng 1.4 Giá trị HLB của các nhóm ưa nước vá các nhóm kỵ nước……………....19
Bảng 3.1 Kết quả các chỉ tiêu chất lượng của dầu dừa…………………………….38

Bảng 3.2 Kết quả xác định thành phần acid béo trong dầu dừa…………………....38
Bảng 4.1 Điều kiện sơ bộ tổng hợp methyl ester (2) ở giai đoạn một……………..42
Bảng 4.2 Điều kiện sơ bộ tổng hợp methyl ester (2) ở giai đoạn hai………………42
Bảng 4.3 Điều kiện sơ bộ tổng hợp monoglyceride (3)……………………………43
Bảng 4.4 Điều kiện thích hợp cho phản ứng tổng hợp monoglyceride (3)………...47
Bảng 4.5 Điều kiện sơ bộ tổng hợp acetylated monoglyceride (4a)……………….48
Bảng 4.6 Điều kiện thích hợp cho phản ứng tổng hợp acetylated
monoglyceride (4a)………………………………………………………………...52
Bảng 4.7 Điều kiện tổng hợp acetylated monoglyceride (4a) từ
acetic anhydride……………………………………………………………………53
Bảng 4.8 Điều kiện sơ bộ tổng hợp lactylated monoglyceride (4b)……………….55
Bảng 4.9 Điều kiện thích hợp cho phản ứng tổng hợp lactylated
monoglyceride (4b)………………………………………………………………..59
Bảng 4.10 Điều kiện sơ bộ tổng hợp tartarylated monoglyceride (4c)……………60
Bảng 4.11 Điều kiện thích hợp cho phản ứng tổng hợp tartarylated
monoglyceride (4c)………………………………………………………………...64
Bảng 4.12 Điều kiện tổng hợp citrated monoglyceride (4d)………………………65
Bảng 4.13 Khối lượng quả cà chua theo thời gian…………………………………73
Bảng 4.14 Khối lượng quả cà chua được quy ra phần trăm trên cơ sở khối lượng quả
ban đầu……………………………………………………………………………..74
Bảng 4.15 Khối lượng quả dưa leo theo thời gian…………………………………76

xii


Bảng 4.16 Khối lượng quả dưa leo được quy ra phần trăm trên cơ sở khối lượng quả
ban đầu……………………………………………………………………………..76

xiii

DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ
Hình 1.2 Cây dừa........................................................................................................7
Hình 1.3 Dầu dừa chưa tinh luyện và dầu dừa tinh luyện…………………………...9
Hình 1.4 Cấu trúc tổng quát của một phân tử CHĐBM……………………………10
Hình 1.5 Các dạng hạt micelle…………………………………………………......17
Sơ đồ 1 Quy trình tổng hợp 1-monoglyceride……………………………………..27
Sơ đồ 2 Quy trình tổng hợp 1-monoglyceride và 2-monoglyceride……………….27
Sơ đồ 3 Quy trình tổng hợp CHĐBM anion từ monoglyceride……………………31
Sơ đồ 4 Quy trình tổng hợp monoglyceride sulfate từ monoglyceride……….........31
Sơ đồ 5 Quy trình chung tổng hợp CHĐBM sinh học không ion có nguồn gốc từ
monoglyceride...........................................................................................................32
Hình 1.6 Cà rốt và Cần tây được phủ lớp bảo quản………………………………..33
Hình 1.7 Chuối được bảo quản bằng protein và dẫn xuất của
monoglyceride……………………………………………………………………...34
Sơ đồ 6 Quy trình tổng hợp CHĐBM sinh học không ion từ dầu dừa……….........35
Hình 3.1 Hỗn hợp methyl ester tách lớp sau khi được rửa với dung dịch NaHCO3
bão hòa……………………………………………………………………………..39
Hình 4.1 Bản mỏng sắc ký thu được sau phản ứng tổng hợp monoglyceride (3) (hệ
giải ly PE:EtOAc = 1:1)……………………………………………………………43
Hình 4.2 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát tỉ lệ mol methyl ester:glycerol (hệ
giải ly PE:EtOAc = 1:1)……………………………………………………............44
Hình 4.3 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát tỉ lệ nhiệt độ phản ứng tổng hợp
monoglyceride (3) (hệ giải ly PE:EtOAc = 1:1)…………………………...............46
Hình 4.4 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát thời gian phản ứng tổng hợp
monoglyceride (3) (hệ giải ly PE:EtOAc = 1:1)……………………………….......47
Hình 4.5 Sản phẩm monoglyceride (3) được điều chế theo điều kiện thích
hợp……………………………………………………………………………….....48
Hình 4.6 Bản mỏng sắc ký thu được sau phản ứng tổng hợp acetylated
monoglyceride (4a) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)………………………………….49

xiv


Hình 4.7 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát tỉ lệ mol monoglyceride:acetic
acid (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)………………………………………………......50
Hình 4.8 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát nhiệt độ phản ứng tổng hợp
acetylated monoglyceride (4a) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)………………………51
Hình 4.9 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát thời gian phản ứng tổng hợp
acetylated monoglyceride (4a) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)………………………52
Hình 4.10 Sản phẩm acetylated monoglyceride (4a) được điều chế theo điều kiện
thích hợp……………………………………………………………………………53
Hình 4.11 Bản mỏng sắc ký thu được khi tổng hợp acetylated monoglyceride (4a)
từ acetic anhydride (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)…………………………………..54
Hình 4.12 Bản mỏng sắc ký thu được sau phản ứng tổng hợp lactylated
monoglyceride (4b) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:3)………………………………….55
Hình 4.13 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát tỉ lệ mol monoglyceride:lactic
acid (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:3)………………………..........................................56
Hình 4.14 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát nhiệt độ phản ứng tổng hợp
lactylated monoglyceride (4b) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:3)……………………….57
Hình 4.15 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát thời gian phản ứng tổng hợp
lactylated monoglyceride (4b) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:3)……………………….58
Hình 4.16 Sản phẩm lactylated monoglyceride (4b) được điều chế theo điều kiện
thích hợp……………………………………………………………………………59
Hình 4.17 Bản mỏng sắc ký thu được sau phản ứng tổng hợp tartarylated
monoglyceride (4c) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)………………………………….60
Hình 4.18 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric
acid (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)……………………..............................................61
Hình 4.19 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát nhiệt độ phản ứng tổng hợp
tartarylated monoglyceride (4c) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)……………………..62

Hình 4.20 Bản mỏng sắc ký thu được khi khảo sát thời gian phản ứng tổng hợp
tartarylated monoglyceride (4c) (hệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)……………………..63
Hình 4.21 Sản phẩm tartarylated monoglyceride (4c) được điều chế theo điều kiện
thích hợp……………………………………………………………………………65
Hình 4.22 Bản mỏng sắc ký thu được khi tổng hợp citrated monoglyceride (hệ giải
ly PE:EtOAc = 2:1)………………………………………………………………...65

xv


Hình 4.23 Cà chua và dưa leo sau khi được rửa sạch và để ráo……………………70
Hình 4.24 Hỗn hợp có chứa 3% CHĐBM sinh học không ion ……………………70
Hình 4.25 Hỗn hợp có chứa 1% CHĐBM sinh học không ion ……………………71
Hình 4.26 Cà chua để tự nhiên và cà chua có phủ hỗn hợp các CHĐBM sinh học
không ion được tổng hợp sau 6 ngày………………………………………………71
Hình 4.27 Dưa leo để tự nhiên và cà chua có phủ hỗn hợp các CHĐBM sinh học
không ion được tổng hợp sau 6 ngày……………………………………..………..72
Hình 4.28 Đồ thị biểu thị phần trăm khối lượng quả cà chua còn lại không phủ lớp
bảo quản, phủ AMG 1% và AMG 3% theo thời gian……………………...............74
Hình 4.29 Đồ thị biểu thị phần trăm khối lượng quả cà chua còn lại không phủ lớp
bảo quản, phủ LMG 1% và LMG 3% theo thời gian……………………................75
Hình 4.30 Đồ thị biểu thị phần trăm khối lượng quả cà chua còn lại không phủ lớp
bảo quản, phủ TMG 1% và TMG 3% theo thời gian………………………………75
Hình 4.31 Đồ thị biểu thị phần trăm khối lượng quả dưa leo còn lại không phủ lớp
bảo quản, phủ AMG 1% và AMG 3% theo thời gian……………………………...77
Hình 4.32 Đồ thị biểu thị phần trăm khối lượng quả dưa leo còn lại không phủ lớp
bảo quản, phủ LMG 1% và LMG 3% theo thời gian……………………................77
Hình 4.33 Đồ thị biểu thị phần trăm khối lượng quả dưa leo còn lại không phủ lớp
bảo quản, phủ TMG 1% và TMG 3% theo thời gian……………………................78

xvi


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Sơ lược về lipid [1] [6] [8]
1.1.1 Định nghĩa và phân loại
Các chất béo động vật (mỡ) và chất béo thực vật tự nhiên (dầu) là các
glyceride tức là ester của glycerol và các acid béo. Cơ thể sinh vật gồm có ba thành
phần cơ bản là protein, glucide và lipid. Lipid là nguồn cung cấp năng lượng cho
các cơ thể sống nhiều hơn cả protein và glucide. Lipid được chia thành các nhóm
như glyceride, phosphatide, steride và sterol, sáp.
1.1.1.1 Glyceride
Glyceride hay acylglycerol là ester của glycerol và các acid béo (no, không no,
vòng). Công thức chung của glyceride là:
H2C OCOR1
HC OCOR2
H2C OCOR3

R1, R2, R3 là gốc hydrocarbon của acid béo. Chúng có thể giống nhau hoặc
khác nhau. Vì vậy, có thể có các glyceride thuần khiết (như triolein, tristearin...)
hoặc glyceride hỗn tạp (oleodistearin, oleopamitostearin).

Triolein (có trong mỡ cừu)

Tristearin

Oleopamitostearin (có trong mỡ bò)
Qua phân tích các thành phần của glyceride, hơn 50 acid béo khác nhau được
tìm thấy. Các acid này thường có cấu tạo mạch hở và có số carbon chẵn, khoảng từ

6 ÷ 24, nhưng các acid béo trong tế bào có số nguyên tử carbon phổ biến từ 16 ÷ 20.

Phù Quốc Minh Phương

1


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

Một số acid béo có chứa 6 ÷ 14 nguyên tử carbon:
Caproic acid, CH3(CH2)4COOH có dầu hạt cọ, dầu dừa.
Caprylic acid, CH3(CH2)6COOH có trong dầu hạt cọ, dầu dừa.
Capric acid, CH3(CH2)8COOH có trong dầu hạt cọ, dầu dừa.
Lauric acid, CH3(CH2)10COOH có trong dầu hạt cọ, dầu dừa.
Myristic acid, CH3(CH2)12COOH có trong dầu hạt cọ, dầu dừa.
Các acid béo có chứa 16 nguyên tử carbon:
Palmitic acid, CH3(CH2)14COOH có trong mỡ động vật, dầu hạt cọ, dầu dừa.
Palmitoleic acid, CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH có trong mỡ động vật, dầu
thực vật.
Một số acid béo chứa 18 nguyên tử carbon:
Oleic acid, CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH có trong mỡ lợn, dầu olive, dầu
dừa và nhiều loại dầu thực vật khác.
Stearic acid, CH3(CH2)16COOH có trong mỡ động vật, ca cao.
Linoleic acid, CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH có trong đậu
nành, dầu lanh, dầu bắp.
Linolenic acid, CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH có
trong dầu hạt gai, dầu lanh.
Eleostearic acid, CH3(CH2)3CH=CHCH=CHCH=CH(CH2)7COOH có trong
dầu hạt khổ qua.
Một số acid béo chứa 20 nguyên tử carbon:

Arachidic acid, CH3(CH2)18COOH có trong dầu đậu phộng và dầu bắp.
Arachidonic acid, CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4CH2CH2COOH có trong dầu đậu
phộng.
1.1.1.2 Phospholipid
Phospholipid là ester của glycerol với các acid béo phân tử lượng cao và ester
của phosphoric acid.

Lecithin

Cephalin

Lecithin có trong đậu tương, đậu nành, gấc, trứng, gan...

Phù Quốc Minh Phương

2


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

Cephalin có trong trứng, gan, não...
R1, R2 là gốc của acid béo no và chưa no.
Lecithin hay choline phospholipid cũng là triglyceride nhưng chỉ có hai nhóm
hydroxyl của glycerol tạo ester với hai acid béo phân tử lượng cao (R1COOH và
R2COOH), còn nhóm hydroxyl thứ ba của glycerol tạo ester với phosphoric acid và
nhóm hydroxyl thứ hai của phosphoric acid lại tạo ester với choline (trong lecithin)
hay cholamine (trong cephalin) hoặc với serine (trong phosphatidylserine).
Choline HOCH2CH2N+(CH3)3
Cholamine hay ethanolamine NH2CH2CH2OH
Serine HOCH2CH(NH2)COOH

Phosphatidylserine chiết từ não có cấu tạo như sau:

1.1.1.3 Steride và sterol
Sterol là alcol mạch vòng, còn steride là ester của acid béo và sterol.
Cholesteride là ester của acid béo phân tử lượng cao và cholesterol (một sterol).

H
H
H

H

HO
Cholesterol
Cholesterol có công thức phân tử C27H47O, là alcol mạch vòng bậc hai và ester
của nó là cholesteride. Cholesterol là một steroid rất gần gũi với con người, đặc biệt
trong y học nên được nghiên cứu khá kĩ càng. Cholesterol được tìm thấy trong hầu
hết các mô tế bào động vật nhất là trong óc, xương sống, sạn trong mật và thận.

Phù Quốc Minh Phương

3


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

Dẫn xuất của cholesterol lắng đọng ở động mạch, gây ra huyết áp cao và
tắc nghẽn động mạch. Cơ thể con người có khoảng 227g, ít hơn nhiều so với steroid
khác. Sỏi mật là dạng “đá” kết tinh của cholesterol. Cholesteride có cấu tạo như sau:

H
H
H

H

RCOO
Cholesteride
R là gốc acid béo phân tử lượng cao như stearic acid, palmitic acid và oleic
acid. Cholesteride còn được tìm thấy nhiều trong mỡ cừu.
1.1.1.4 Sáp
Sáp là những chất giống như mỡ và được tìm thấy cả ở trong động vật và thực
vật như sáp ong, sáp lông cừu, sáp cá nhà táng...Tương tự như dầu mỡ động thực
vật, sáp cũng là ester nhưng không phải là ester của glycerol mà là ester của alcol
đơn chức bậc cao có mạch hở hoặc vòng với acid béo phân tử lượng cao và có số
nguyên tử carbon chẵn.
Trong sáp, ngoài ester như trên còn chứa một lượng carboxylic acid tự do,
alcol, một ít hydrocarbon, kèm theo các sterol và chất màu thuộc loại carotenoid.
Một số acid béo phân tử lượng cao thường có trong các loại sáp như:
Cerotic acid: CH3(CH2)24COOH
Montanic acid: CH3(CH2)26COOH
Sáp cá voi (spermaceti) là sáp được tách khi làm lạnh dầu cá voi, có nhiệt độ
nóng chảy ở 42 – 47°C.
C15H31COOC16H33
Sáp cá voi
Sáp ong là sáp được thu từ tổ ong mật, là một hỗn hợp ester có nhiệt độ nóng
chảy ở 60 – 82°C. Khi thủy phân sáp ong, carboxylic acid có mạch carbon C26 và
C28, alcol bậc nhất với mạch carbon C30 và C32 được tạo thành:

Phù Quốc Minh Phương

4


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

C(25 – 27)H(51 – 55)COOC(30 – 32)H(61 – 65)

Sáp ong
Sáp carnauba được thu từ cây cọ Brazil, có nhiệt độ nóng chảy ở 80 – 87°C,
không thấm nước, thường được dùng làm phụ gia trong sơn bóng ôtô và nước bóng
nền nhà. Sáp carnauba là một hỗn hợp ester của acid có mạch carbon C24 và C28
với alcol bậc nhất có mạch carbon C32 và C34.
C(23 – 27)H(47 – 55)COOC(32 – 34)H(65 – 69)
Sáp carnauba
1.1.2 Tính chất vật lý
Mỡ động vật thường ở trạng thái rắn vì nó chứa hàm lượng acid béo no tương
đối cao. Dầu thực vật ở thể lỏng vì chứa nhiều acid không no như oleic acid,
linoleic acid. Các chất béo (dầu, mỡ) không tan trong nước, nhưng dễ tan trong các
dung môi hữu cơ. Dầu mỡ không bay hơi nên không chưng cất được. Khi đun nóng
đến nhiệt độ cao, nó bị phân hủy. Các glyceride tinh khiết có nhiệt độ nóng chảy
kép vì có các dạng kết tinh khác nhau. Ví dụ, tristearin có nhiệt độ nóng chảy ở
78°C, ngay sau khi để nguội đến khi hóa rắn và đun nóng trở lại thì nhiệt độ nóng
chảy lại ở 55°C. Để nguội đến hóa rắn lần nữa, khi đun nóng thì tristearin lại nóng
chảy ở 78°C.
1.1.3 Tính chất hóa học của lipid
1.1.3.1 Phản ứng thủy phân
Chất béo có thể bị thủy phân trong dung dịch acid hoặc dung dịch kiềm (xà
phòng hóa) hay nhờ enzyme lipase trong quá trình tiêu hóa của người và động vật.
Với xúc tác là acid hoặc enzyme lipase, chất béo bị thủy phân cho glycerol và acid

béo.

Với xúc tác kiềm, chất béo bị thủy phân thành glycerol và các muối của acid
béo (phản ứng xà phòng hóa).

Phù Quốc Minh Phương

5


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1.3.2 Phản ứng hydro hóa
Để biến dầu mỡ thực vật dạng lỏng có các gốc acid chưa no thành gốc acid no,
lipid dạng lỏng được cho tác dụng với hydro có xúc tác nickel.

Ứng dụng này để biến lipid lỏng thành lipid rắn trong sản xuất xà phòng và bơ.
1.1.3.3 Phản ứng tự oxy hóa (sự ôi mỡ)
Một số dầu mỡ động thực vật để lâu ngày ngoài không khí thường có mùi, vị
khó chịu (mùi hôi, khét, vị đắng) được gọi là “sự ôi mỡ”. Nguyên nhân là do chất
béo đã bị oxy hóa bởi oxy không khí tạo ra peroxide và hydro peroxide. Tiếp theo,
các sản phẩm oxy hóa đó bị thủy phân bởi hơi ẩm và vi khuẩn để tạo ra aldehyde,
ketone, carboxylic acid.
CH=CH CH2

+ O2

CH CH CH2
O

CH=CH CH2 CH2

+ O2

CH=CH CH CH2
O O H

CHO +

CH2CHO

O
CH=CH CH CH2
O O H
CH=CH CHO + HOCH2
CH=CH COCH2

+ H 2O

Hình 1.1 Chuỗi phản ứng tổng quát về quá trình oxy hóa chất béo.
1.1.4 Các chỉ số đặc trưng cho lipid
1.1.4.1 Chỉ số acid
Các chất béo tự nhiên là trung tính, tuy nhiên trong quá trình bảo quản, chất
béo có thể bị thủy phân cho acid tự do. Lượng acid này được đặc trưng bằng chỉ số
acid. Chỉ số acid là số miligam (mg) KOH cần để trung hòa acid béo tự do có trong
1 g chất béo. Chỉ số acid cho biết có mặt nhiều hay ít acid béo tự do trong chất béo.

Phù Quốc Minh Phương

6

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1.4.2 Chỉ số xà phòng hóa
Chỉ số xà phòng hóa là số mg KOH cần để xà phòng hóa hoàn toàn 1 g chất
béo. Chỉ số này không những cho sự xà phòng hóa các glyceride mà còn trung hòa
hết các acid béo tự do có trong 1 g chất béo đó. Chỉ số xà phòng cao chứng tỏ chất
béo có mặt là các acid béo phân tử nhỏ. Ngược lại, chỉ số xà phòng nhỏ chứng tỏ
chất béo có mặt là các acid béo phân tử lượng cao hoặc có chứa những chất không
xà phòng hóa. Ví dụ, chỉ số xà phòng hóa của mỡ bò là 226, dầu dừa từ 250 ÷ 260,
dầu cao su từ 183 ÷ 190.
1.1.4.3 Chỉ số iodine
Chỉ số iodine là số gam iodine có thể cộng vào liên kết bội trong mạch carbon
của 100g chất béo. Chỉ số iodine cho biết độ không no của acid béo trong chất béo.
Nó còn có ý nghĩa quan trọng để đánh giá tính khô của dầu.
Dầu không khô có: chỉ số iodine < 95 như dầu dừa, lạc, olive, dầu cọ, thầu
dầu...
Dầu bán khô có: 95 < chỉ số iodine < 130 như dầu đậu nành, dầu hướng dương,
dâu cao su, dầu bông, dầu mè...
Dầu khô có: chỉ số iodine > 130 như dầu lanh, dầu trẫu...
1.1.4.4 Chỉ số ester
Chỉ số ester là số mg KOH cần để xà phòng hóa các glyceride có trong 1 g
chất béo. Chỉ số này là hiệu của chỉ số xà phòng hóa và chỉ số acid.

1.2 Sơ lược về cây dừa
1.2.1 Khái quát chung [24]
Cây dừa có tên khoa học là Cocos nucifera, thuộc bộ Arecales, họ Cau
(Arecaceae), chi Cocos, loài C. nucifera.

Hình 1.2 Cây dừa

Phù Quốc Minh Phương

7