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


Trong y tế, borat được sử dụng để sản xuất một số dung dịch diệt khuẩn ngoài da
hoặc ở niêm mạc, thuốc tẩy uế, và hoá chất diệt côn trùng (kiến, bọ chét, gián).
1.4.3 Mục đích đưa vào thực phẩm
Hàn the là một loại hóa chất công nghiệp thực phẩm khá phổ biến được sử dụng
tương đối rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp, xưởng sản xuất với mục đích chính là
kéo dài thời bảo quản và sử dụng các loại thực phẩm. Một trong những lý do khiến cho
sản phẩm được sử dụng phổ biến nằm ở đặc tính không mùi, không vị, có tác dụng
kìm khuẩn nhẹ và khi có mặt trong thực phẩm hàn the tăng cường liên kết cấu trúc
mạng của tinh bột và protein, làm giảm độ bở, tăng độ dai, giòn của các loại thực

phẩm được chế biến từ bột ngũ cốc hoặc từ thịt gia súc, gia cầm, cải thiện trạng thái
cảm quan của sản phẩm, phù hợp với khẩu vị của người tiêu dùng; mặt khác còn giúp
bảo quản thực phẩm được lâu hơn và duy trì màu sắc thịt tươi hơn.
1.4.4 Độc tính của hàn the
Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy những biến đổi đáng lo ngại liên quan tới sử
dụng hàn the trên động vật thí nghiệm. Phần lớn muối borat natri (hàn the) trong thực
phẩm được hấp thu rất nhanh, tích lũy trong xương, tuyến lách, tuyến giáp và đào thải
qua nước tiểu. Lượng đào thải thường thấp hơn lượng hấp thu dẫn tới tình trạng tăng
lắng đọng của chất này trong cơ thể, nhất là khi có biểu hiện suy thận. Thí nghiệm trên
chuột, chó, và thỏ đều cho thấy sử dụng borat natri liều cao gây teo nhỏ tinh hoàn,
giảm số lượng và chất lượng tinh trùng ở con đực, gây nhiễm độc thai nghén và đẻ non
ở con cái, giảm cân nặng sơ sinh và dị dạng bào thai (bao gồm rối loạn phát triển
xương, tinh thần và thay đổi cấu trúc hệ tim mạch)[12].
Hàn the không có trong danh mục các chất được Bộ y tế cho phép dùng chế biến
thực phẩm do tính độc hại của nó. Hàn the sẽ tích lũy trong cơ thể, tùy liều lượng có
thể gây nên những triệu chứng cấp tính và mạn tính.
- Với tiêu hóa, nó gây nôn mửa, đau bụng tiêu chảy; với da thì gây ban đỏ dẫn
đến tróc vẩy.
- Về thần kinh, hàn the gây kích thích dẫn đến trầm cảm, hoặc kích thích màng
não, thay đổi nhiệt độ cơ thể.
- Với đường niệu, nó gây hư hại đặc biệt cho thận và toàn thân, gây rối loại chức
năng, yếu ớt, bất lực, rối loạn kinh nguyệt, rụng tóc.

13


Do cơ chế hấp thu, vận chuyển, dự trữ, và đào thải borat natri ở người và động
vật là hoàn toàn giống nhau, borat natri cũng có thể gây những hậu quả tương tự ở
người. Chính vì lý do kể trên, nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam đã
cấm sử dụng hàn the trong chế biến thực phẩm.

14


CHƢƠNG 2

NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Bắp cải tím được mua tại chợ siêu thị Đà Nẵng
2.2. Nội dung nghiên cứu
2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình chiết tách
Anthocyanin từ bắp cải tím
Dựa vào tài liệu tham khảo, thực hiện các thí nghiệm thăm dò để chọn các yếu tố
công nghệ ảnh hưởng đến quá trình chiết tách anthocyanin từ bắp cải tím.
2.2.1.1. Dụng cụ
- Cốc thủy tinh 500ml

- Pipet 10ml.

- Ống đong.

- Bình tam giác.

- Đũa thủy tinh.

- Buret 15ml.

- Máy xay sinh tố.

- Giấy lọc

- Máy lọc chân không.

- Tủ sấy

- Bình định mức 500ml.

- Cân phân tích

- Máy đo quang phổ hấp thụ UV- Vis.

- Giấy lọc cắt thành dải 1x4 cm

- Cốc thủy tinh 500ml.

2.2.1.2. Hóa chất
- Etanol.
- Nước cất.
- Dung dịch chuẩn HCl 0,1N.
- Dung dịch đem chuẩn NaOH.
- Phenolphtalein.
- Metyl đỏ.
- Metyl da cam.
- Anthocyanin chiết từ bắp cải tím.
- Dung dịch HCl 0,1N.
- Amoniac 5%.
- Hàn the Na2B4O7.10H2O dạng rắn.
15

2.2.1.3. Tiến hành
 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi.
 Ảnh hưởng của thời gian chiết
 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi.
o Kết luận: từ các kết quả thu được, kết luận có hay không sự ảnh hưởng của
từng yếu tố công nghệ đã khảo sát đến mật độ quang của anthocyanin.
2.2.2. Chiết tách Anthocyanin ở điều kiện tối ưu
2.2.3. Ứng dụng Anthocyanin làm chất chỉ thị màu trong chuẩn độ axit –
bazo, so sánh với các chất chỉ thị khác
2.2.4. Xác định khoảng đổi màu, bước nhảy chuẩn độ của anthocyanin
2.2.5. Khảo sát các điều kiện tối ưu sản xuất giấy chỉ thị phát hiện nhanh hàn
the trong thực phẩm
2.2.5.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu
 Khảo sát nồng độ (độ pha loãng anthocyanin)
Pha dãy dung dịch anthocyanin
- Dịch lọc sau khi chiết tách Anthocyanin theo điều kiện khảo sát tối ưu được
đem đi cô quay chân không ở nhiệt đô 600C, thời gian 60 phút , cài đặt trong máy thu
hồi dung môi Etanol và đặt áp suất 58 mbar.
- Lấy chính xác 10, 15, 20, 25 ml dung dịch màu anthocyanin cho vào các bình
định mức 200ml thêm nước cất đến vạch
2.2.5.2. Khảo sát thời gian tẩm dịch màu lên giấy
2.2.5.3. Khảo sát thời gian nhúng giấy chỉ thị vào mẫu thử
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
Xác định 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
Ở nồng độ thấp nhất mà tất cả các mẫu giấy lọc được thử đều cho kết quả dương
tính thì nồng độ đó chính là nồng độ thấp nhất của hàn the mà chỉ thị anthocyanin có
thể phát hiện được, được gọi là ngưỡng phát hiện
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
Trong quá trình thực hiện đề tài nhằm đạt được mục tiêu đề ra, các phương pháp
sử dụng cần thiết là:
2.3.1. Phương pháp thu thập thông tin
Điều tra khảo sát thực tế sử dụng hóa chất ở phòng thí nghiệm và thực tế ứng
dụng các chất màu trong chuẩn độ axit – bazo trên thế giới.
2.3.2. Phương pháp kế thừa
Dựa vào các thông tin điều tra khảo sát, các kết quả nghiên cứu đã được công bố
của các nhà khoa học, các chuyên gia và các tài liệu tham khảo để bổ sung vào các báo
cáo của đề tài.
2.3.3. Phương pháp chuyên gia
Tham khảo và trao đổi với những chuyên gia đầu ngành trong lĩnh vực nghiên
cứu của đề tài nhằm củng cố kinh nghiệm và kế thừa kiến thức sâu rộng làm tăng khả
năng thành công của đề tài.
2.3.4. Phương pháp lấy mẫu ngoài hiện trường
- Lấy mẫu thực phẩm về thịt và sản phẩm thịt:
Lấy mẫu thực phẩm về thịt và sản phẩm thịt được thực hiện theo hướng dẫn của
tiêu chuẩn TCVN 4833-1:2002 (ISO 3100 - 1 : 1991) về thịt và sản phẩm thịt. Tiêu
chuẩn này đưa ra các hướng dẫn chung và quy định quy trình lấy mẫu ban đầu của thịt
và sản phẩm thịt.
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu
Thực hiện tìm phương trình hồi quy thể hiện sự phụ thuộc của mật độ quang
anthocyanin vào các yếu tố ảnh hưởng bằng phương pháp lập ma trận trực giao cấp 1.
Thực hiện tìm điều kiện tối ưu của quá trình chiết tách anthocyanin từ bắp cải tím
bằng phương pháp leo dốc.

2.3.6. Phương pháp định tính và bán định lượng
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8895:2012 quy định phương pháp định tính và bán
định lượng để xác định natri borat và axit boric trong thực phẩm. Dựa vào phương
pháp trên để ứng dụng sản xuất giấy thử nhanh hàn the từ bắp cải tím.

17