Luận án Tiến sĩ Hóa học: Tổng hợp một số dung môi sâu trên cơ sở 2-alkylbenzimidazole, choline chloride và ứng dụng tách chiết Omega-3,6,9 trong mỡ cá basa ở Đồng bằng Sông Cửu Long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -----------------------------

LÊ THỊ THANH XUÂN

TỔNG HỢP MỘT SỐ DUNG MÔI SÂU TRÊN CƠ SỞ

2-ALKYLBENZIMIDAZOLE, CHOLINE CHLORIDE VÀ

ỨNG DỤNG TÁCH CHIẾT OMEGA-3,6,9 TRONG MỠ

CÁ BASA Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC

TP. HCM – 2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -----------------------------

LÊ THỊ THANH XUÂN

TỔNG HỢP MỘT SỐ DUNG MÔI SÂU TRÊN CƠ SỞ

2-ALKYLBENZIMIDAZOLE, CHOLINE CHLORIDE VÀ

ỨNG DỤNG TÁCH CHIẾT OMEGA-3,6,9 TRONG MỠ

CÁ BASA Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

Mã số: 9 44 01 14

LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS. TS. Hồ Sơn Lâm

2. TS. Cù Thành Sơn

TP.HCM – 2021

i

LỜI CẢM ƠN

Với lòng trân trọng và biết ơn sâu sắc, Nghiên cứu sinh xin được gửi lời cảm

ơn đến PGS.TS. Hồ Sơn Lâm và TS. Cù Thành Sơn đã chỉ đạo, hướng dẫn tận tình,

sâu sát và giúp đỡ Nghiên cứu sinh trong suốt quá trình thực hiện cũng như hoàn

thành luận án này. Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn các Lãnh đạo và Thầy, Cô

Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng - Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam đã luôn động

viên và giúp đỡ Nghiên cứu sinh trong quá trình thực hiện luận án.

Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc Học viện Khoa học và

Công nghệ, Ban Lãnh đạo Khoa Hóa và Bộ phận đào tạo của Học viện đã giúp đỡ

Nghiên cứu sinh trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.

Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Trường Đại học Đồng Tháp

và các bạn đồng nghiệp, bạn bè đã luôn động viên, ủng hộ và tạo mọi điều kiện giúp

đỡ Nghiên cứu sinh trong suốt quá trình học tập.

Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn Bộ Giáo dục và Đào tạo đã hỗ trợ kinh

phí để Nghiên cứu sinh hoàn thành luận án.

Tp. HCM, ngày tháng năm 2021

Tác giả luận án

Lê Thị Thanh Xuân

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng tất cả các số liệu, kết quả trình bày trong luận án này là

trung thực và chưa có ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận án

Lê Thị Thanh Xuân

iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... ii

MỤC LỤC ................................................................................................................. iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................................... vi

DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... viii

DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................... x

MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ................................................................ 3

1.1. Sơ lược về chất lỏng ion ....................................................................................... 3

1.2. Dung môi sâu (DES-deep eutectic solvent) thế hệ chất lỏng ion mới ................. 7

1.2.1. Sơ lược về sự hình thành phát triển và ứng dụng của DES .............................. 7

1.2.2. Cơ sở khoa học của các hệ DES ..................................................................... 10

1.3. Sơ lược về cá basa, cá tra ở Việt Nam và hàm lượng Omega-3,6,9 trong cá .... 12

1.3.1. Giới thiệu về cá basa, cá tra ............................................................................ 12

1.3.2. Trữ lượng cá basa, cá tra và hàm lượng omega trong cá ................................ 13

1.4. Giá trị và ứng dụng của Omega-3,6,9 trong cuộc sống ..................................... 14

1.4.1. Những nghiên cứu về mặt dược lý của omega đối với con người .................. 14

1.4.2. Giới thiệu về chất béo .................................................................................... 14

1.4.3. Phân loại aicd béo ........................................................................................... 15

1.4.4. Giới thiệu về omega ........................................................................................ 16

1.5. Một số phương pháp tách chiết Omega-3,6,9 .................................................... 21

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ................................................... 23

2.1. Hóa chất, nguyên liệu, dụng cụ tiến hành thí nghiệm ........................................ 23

2.1.1. Hóa chất, nguyên liệu ...................................................................................... 23

2.1.2. Dụng cụ tiến hành thí nghiệm ......................................................................... 23

2.2. Chuẩn bị nguyên liệu của cá basa, cá tra ........................................................... 24

2.2.1. Qui trình xử lý nguyên liệu ............................................................................. 24

2.2.2. Phương pháp chiết acid béo từ phụ phẩm ....................................................... 26

2.3. Các hệ DES đã tổng hợp và sử dụng trong luận án .......................................... 27

2.3.1. Hệ choline chloride/urea và các đồng đẳng .................................................. 288

2.3.2. Hệ methanol/urea và hệ ethylene glycol/benzimidazole ................................ 28

iv

2.4. Tổng hợp DES trên cơ sở choline chloride/urea và các đồng đẳng ................... 31

2.5. Tổng hợp 2-alkylbenzimidazole và hệ DES ...................................................... 32

2.5.1. Tổng hợp 2-alkylbenzimidazole ..................................................................... 32

2.5.2. Kết hợp ethylene glycol với 2-alkylbenzimidazole để tạo thành hệ DES ...... 34

2.6. Phương pháp phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu và sản phẩm ....... 34

2.6.1. Phân tích các hợp chất omega bằng phương pháp GC-FID ............................ 34

2.6.2. Các phương pháp phân tích cấu trúc của DES ................................................ 35

2.6.3. Các phương pháp xác định tính chất cơ lý của DES ....................................... 36

2.6.4. Phương pháp tính toán hiệu suất ................................................................... 377

2.7. Phương pháp chiết và tách Omega-3,6,9 khỏi acid béo ..................................... 37

2.7.1. Thiết bị và kỹ thuật thực hiện tách Omega-3,6,9 khỏi acid béo ..................... 37

2.7.2. Tỷ lệ các chất tham gia phản ứng tách omega .............................................. 388

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 40

3.1. Kết quả chiết cao acid béo trong từng bộ phận của cá basa, cá tra .................... 40

3.1.1. Kết quả chiết xuất mỡ nguyên sinh ................................................................. 40

3.1.2. Kết quả chiết xuất thịt cá (phile) ..................................................................... 40

3.1.3. Kết quả chiết xuất mỡ cá thu từ phụ phẩm ..................................................... 41

3.2. Kết quả phân tích và định danh các hợp chất chiết từ cá basa, cá tra ................ 42

3.2.1. Kết quả phân tích và định danh dịch chiết mỡ nguyên sinh ........................... 42

3.2.2. Kết quả phân tích và định danh dịch chiết thịt (phile) .................................... 42

3.2.3. Kết quả phân tích và định danh dịch chiết mỡ của phụ phẩm ........................ 42

3.2.4. Kết luận về nguyên liệu................................................................................... 44

3.2.5. Methyl ester của nguyên liệu (mỡ phụ phẩm của cá basa) ............................. 45

3.3. Kết quả tổng hợp DES trên cơ sở choline chloride với urea và các đồng đẳng 47

3.3.1. Kết quả phân tích FTIR và TGA ..................................................................... 47

3.3.2. Tính chất vật lý của các mẫu DES trên cơ sở choline chloride ...................... 52

3.4. Kết quả tổng hợp 2-alkylbenzimidazole và hệ ethylene glycol/benzimidazole. 52

3.4.1. Kết quả phân tích hợp chất dạng 2-alkylbenzimidazole ................................. 52

3.4.2. Hệ dung dịch ethylene glycol/alkylbenzimidazole ......................................... 62

3.5. Kết quả làm giàu và tách Omega-3,6,9 khỏi hỗn hợp acid béo) ........................ 62

3.5.1. Tách và làm giàu Omega-3,6,9 bằng hệ methanol/urea .................................. 62

3.5.2. Tách và làm giàu Omega-3,6,9 bằng hệ choline chloride ............................... 69

v

3.5.3. Tách và làm giàu Omega-3,6,9 bằng hệ ethylene glycol/benzimidazole ....... 76

3.6. So sánh và đánh giá hiệu quả làm giàu và tách Omega-3,6,9 ............................ 83

3.6.1. Khả năng làm giàu Omega-3,6,9 khi chưa tách .............................................. 83

3.6.2. Khả năng tách pha (lỏng và rắn) ..................................................................... 86

3.6.3. Khả năng tách các hợp chất trong phần lỏng .................................................. 87

3.6.4. So sánh chất lượng Omega-3 tách ra trong sản phẩm lỏng............................. 89

3.6.5. Kết luận chung về các hệ DES ........................................................................ 90

KẾT LUẬN ............................................................................................................... 91

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ......................................................... 93

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ................................................. 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 95

PHỤ LỤC

vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ĐBSCL: Đồng bằng Sông Cửu Long

FA: Saturated fatty acid

UFA: Unsaturated fatty acid

MUFA: monounsaturated fatty acid

PUFA: polyunsaturated fatty acid

DHA: Docosahexaenoic acid

EPA: Eicosapentaenoic acid

ALA: Alpha linolenic acid

LA: Linoleic acid

DPA: Docosapentaenoic acid

GLA: Gamma linolenic acid

DGLA: Dihomo gamma linolenic acid

LDL: Low densitynlipoprotein

HDL: High density lipoprotein

EAA: Essential amino acids

EFA: Essential fattyl acids

ILs: Ionic liquids

PILs: Protic ionic liquids

APILs: Aprotic ionic liquids

Emin: 1-ethyl-3-methylimidazolium

Bmin: 1-butyl-3-methylimidazolium

DES: Deep euteetic solvent

EG: Ethylene glycol

NADES: Natural deep eutectic solvents

GC-MS: Gas chromatography mass spectrometry

FTIR: Fourier transform infrared spectroscopy

NMR: Nuclear magnetic resonance

DSC: Differential scanning calorimetry

TGA: Thermogravimetric analysis

GC-FID: Gas chromatography flame ionization detector

vii

ME: Methyl ester

Me/U: Methanol/Urea

Ch/U: Choline chloride/ Urea

Ch/MU: Choline chloride/ Methyl urea

Ch/Thi: Choline chloride/ Thiourea

Ch/MThi: Choline chloride/ Methyl thiourea

Benz-C5: 2-Pentylbenzimidazole

Benz-C7: 2-Heptylbenzimidazole

Benz-C8: 2-Octylbenzimidazole

Benz-C9: 2-Nonylbenzimidazole

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Hóa chất sử dụng trong thí nghiệm

23

Bảng 2.2. Thành phần nguyên liệu ban đầu từ cá basa, cá tra 24

Bảng 2.3. Tỷ lệ khối lượng tổng hợp các mẫu DES 27

Bảng 2.4. Tỷ lệ methanol/urea cho các mẫu 30

Bảng 2.5. Các chất 2-alkylbenzimidazole và hiệu suất 33

Bảng 2.6. Tỷ lệ giữa khối lượng phần lỏng và phần rắn phụ thuộc vào DES 38

Bảng 3.1. Kết quả chiết xuất phần mỡ nguyên sinh 40

Bảng 3.2. Kết quả chiết xuất phần thịt (phile) 40

Bảng 3.3. Kết quả chiết xuất mỡ thu từ phụ phẩm 41

Bảng 3.4. Sản phẩm của dịch chiết từ mỡ nguyên sinh 42

Bảng 3.5. Sản phẩm của dịch chiết từ thịt 42

Bảng 3.6. Sản phẩm của dịch chiết mỡ từ phụ phẩm 43

Bảng 3.7. Tổng hàm lượng các acid béo dạng Omega-3,6,9 43

Bảng 3.8. Các hợp chất omega trong mỡ phụ phẩm 43

Bảng 3.9. Phần trăm các acid béo dạng Omega-3,6,9 44

Bảng 3.10. Hàm lượng các hợp chất trước và sau khi ester hóa 45

Bảng 3.11. Thành phần hóa học của các acid béo trong metylester nguyên liệu 45

Bảng 3.12. Các thành phần trong nguyên liệu (methyl ester) 46

Bảng 3.13. Tính chất vật lý của DES trên cơ sở choline chloride 52

Bảng 3.14. Tính chất vật lý của hệ dung dịch ethylene glycol/benzimidazole 62

Bảng 3.15. Tỷ lệ % và khối lượng sản phẩm sau khi khuấy 63

Bảng 3.16. Kết quả và hiệu suất tách của hệ methanol/urea 64

Bảng 3.17. Thành phần và hàm lượng các chất trong phần lỏng của hệ Me/U 66

Bảng 3.18. Khối lượng sản phẩm lỏng sau chiết 67

Bảng 3.19. Các hợp chất Omega-3 trong sản phẩm lỏng 67

Bảng 3.20. Hiệu suất tách các hợp chất của hệ methanol/urea 69

Bảng 3.21. Thành phần các hợp chất sau khi khấy trộn với hệ choline chloride 69

Bảng 3.22. Khối lượng sản phẩm sau khi phối trộn với hệ choline chloride 70

Bảng 3.23. Kết quả và hiệu suất tách của các hệ choline chloride 71

Bảng 3.24. Thành phần và hàm lượng các chất trong phần lỏng của hệ choline 73

ix

Bảng 3.25. Khối lượng sản phẩm lỏng sau chiết tách của hệ choline chloride

74

Bảng 3.26. Thành phần Omega-3 trong phần lỏng của hệ choline chloride 74

Bảng 3.27. Hiệu suất tách của hệ choline chloride/urea và đồng đẳng 75

Bảng 3.28. Thành phần các hợp chất sau khi phối trộn với hệ EG/Benz 76

Bảng 3.29. Khối lượng sản phẩm sau khi phối trộn với hệ EG/Benz 77

Bảng 3.30. Kết quả và hiệu suất tách của các hệ EG/Benz 78

Bảng 3.31. Thành phần và hàm lượng các chất trong phần lỏng của hệ EG/Benz 80

Bảng 3.32. Khối lượng sản phẩm lỏng sau chiết tách của hệ EG/Benz 81

Bảng 3.33. Thành phần Omega-3 trong sản phẩm lỏng của hệ EG/Benz 82

Bảng 3.34. Hiệu suất tách các hợp chất của hệ EG/Benz 8 2

Bảng 3.35. Sự thay đổi khối lượng của các nhóm chất sau khuấy trộn 83

Bảng 3.36. Khả năng tách pha của các hệ DES 86

Bảng 3.37. Tổng hợp hiệu suất tách các hợp chất của các hệ DES 87

Bảng 3.38. Hiệu suất tách Omega-3,6,9 trong phần lỏng 87

x

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Số lượng công trình liên quan tới DES

8

Hình 1.2. Giản đồ pha của 2 chất A và B 10

Hình 1.3. Cá basa 12

Hình 1.4. Cá tra 12

Hình 1.5. Nhà máy chế biến cá basa 14

Hình 2.1. Sơ đồ qui trình chuẩn bị nguyên liệu 26

Hình 2.2. Thiết bị chiết acid béo từ mỡ cá 26

Hình 2.3. Tổng hợp DES trên cơ sở choline chloide 31

Hình 2.4. Choline chloride/urea tỷ lệ 1:1 và 2:1 32

Hình 2.5. Thiết bị tổng hợp 2-alkylbenzimidazole 33

Hình 2.6. Các hợp chất 2-alkylbenzimidazole 33

Hình 2.7. Thiết bị phối trộn methyl ester và DES 37

39 Hình 2.8. Sơ đồ chi tiết qui trình làm giàu omega bằng dung môi sâu DES

47 Hình 3.1. Phổ FTIR của Ch, U và hỗn hợp Ch/U

48 Hình 3.2. Giản đồ TGA của hỗn hợp Ch/U

48 Hình 3.3. Phổ hồng ngoại của Ch, MU và hỗn hợp Ch/MU

49 Hình 3.4. Giản đồ TGA của hỗn hợp Ch/MU

Hình 3.5. Phổ hồng ngoại của Ch, Thi và hỗn hợp Ch/Thi 50

Hình 3.6. Giản đồ TGA của hỗn hợp Ch/Thi 50

Hình 3.7. Phổ hồng ngoại của Ch, MThi hỗn hợp Ch/Mthi 51

Hình 3.8. Giản đồ TGA của hỗn hợp Ch/Mthi 52

Hình 3.9. Các mẫu DES trên cơ sở choline chloride 52

Hình 3.10. Giản đồ TGA và DSC của 2-pentylbenzimidazole 53

Hình 3.11. Sắc ký đồ của 2-pentylbenzimidazole 53

Hình 3.12. Phổ FTIR của 2-pentylbenzimidazole 53

Hình 3.13. Phổ 1H-NMR của 2-pentylbenzimidazole 54

Hình 3.14. Phổ 13C-NMR của 2-pentylbenzimidazole 54

Hình 3.15. Giản đồ TGA và DSC 2-heptylbenzimidazole 55

Hình 3.16. Sắc ký đồ của 2-heptylbenzimidazole 55

Hình 3.17. Phổ FTIR của 2-heptylbenzimidazole 56

Hình 3.18. Phổ 1H-NMR của 2-heptylbenzimidazole 56

xi

Hình 3.19. Phổ 13C-NMR của 2-heptylbenzimidazole 57

Hình 3.20. Giản đồ TGA và DSC của 2-octylbenzimidazole 57

Hình 3.21 Sắc ký đồ của 2-octylbenzimidazole 58

Hình 3.22. Phổ FTIR của 2-octylbenzimidazole 58

Hình 3.23. Phổ 1H-NMR của 2-octylbenzimidazole 59

Hình 3.24. Phổ 13C-NMR của 2-octylbenzimidazole 59

Hình 3.25. Giản đồ TGA và DSC của 2-nonylbenzimidazole 60

Hình 3.26. Sắc ký đồ của 2-nonylbenzimidazole 60

Hình 3.27. Phổ FTIR của 2-nonylbenzimidazole 61

Hình 3.28. Phổ 1H-NMR của 2-nonylbenzimidazole 61

Hình 3.29. Phổ 13C-NMR của 2-nonylbenzimidazole 62

Hình 3.30. Hiệu suất tách phụ thuộc vào hàm lượng urea trong methanol 65

Hình 3.31. Cơ cấu Omega-3 trong sản phẩm của hệ methanol/urea 68

Hình 3.32. Hiệu suất tách phụ thuộc vào hệ Ch/U và đồng đẳng 72

Hình 3.33. Sắc ký đồ GC-FID trong phần lỏng của hệ Ch/U 72

Hình 3.34. Sắc ký đồ GC-FID trong phần lỏng của hệ Ch/MU 72

Hình 3.35. Sắc ký đồ GC-FID trong phần lỏng của hệ Ch/Thi 72

Hình 3.36. Sắc ký đồ GC-FID trong phần lỏng của hệ Ch/Mthi 73

Hình 3.37. Omega-3 tách ra từ các dung môi Ch/U và các đồng đẳng 75

Hình 3.38. Hiệu suất tách phụ thuộc vào hệ ethylene glycol/benzimidazole 78

Hình 3.39. Sắc ký đồ GC-FID trong sản phẩm lỏng của hệ EG/Benz-C5 79

Hình 3.40. Sắc ký đồ GC-FID trong sản phẩm lỏng của hệ EG/Benz-C7 79

Hình 3.41. Sắc ký đồ GC-FID trong sản phẩm lỏng của hệ EG/Benz-C8 79

Hình 3.42. Sắc ký đồ GC-FID trong sản phẩm lỏng của hệ EG/Benz-C9 79

Hình 3.43. Thành phần Omega-3 trong sản phẩm tách ra 81

85 Hình 3.44. Một số khả năng hình thành α-Linolenic acid

Hình 3.45. Tỷ lệ tách thành pha lỏng của các hệ DES 86

Hình 3.46. Cơ cấu Omega-3 trong phần lỏng của các hệ DES 89

1

MỞ ĐẦU

Hiện nay, nghề nuôi cá đặc biệt là cá basa, cá tra (catfish) phát triển mạnh ở

khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long, đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ trong nước và

làm nguyên liệu cho chế biến xuất khẩu, thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp

thủy sản Việt Nam. Tuy nhiên, cá basa, cá tra chủ yếu được sử dụng phần thịt (phile)

cho xuất khẩu và loại mỡ nguyên sinh cho thị trường trong nước. Các phụ phẩm của

qui trình chế biến như: đầu, xương, mỡ, da...chưa được tận dụng một cách hiệu quả.

Dạng phụ phẩm này từ trước đến nay được dùng làm phân bón hoặc thức ăn gia súc.

Nếu không có biện pháp xử lý phù hợp thì không chỉ lãng phí nguồn dinh dưỡng chứa

trong đó, mà còn trở thành nguồn gây ô nhiễm cho môi trường.

Trong vài năm gần đây, ở Việt Nam có một số công trình nghiên cứu tách các

hợp chất omega bằng các phương pháp như: Thủy giải lipid trong môi trường kiềm

và kết tủa urea, hoặc sử dụng phương pháp kết tinh phân đoạn ở nhiệt độ thấp… nhằm

nâng cao hiệu quả kinh tế của quá trình chế biến cá da trơn. Nhưng nhìn chung các

kết quả chỉ mới mang tính chất thăm dò, chưa có công trình nghiên cứu tách các hợp

chất Omega-3,6,9 khỏi hỗn hợp acid béo của mỡ cá basa và cá tra. Trên thế giới các

phương pháp tách chiết Omega-3,6,9 hiện có trong nghiên cứu và sản xuất như:

phương pháp sắc ký, phương pháp chưng cất và enzyme, phương pháp kết tủa urea

phức, phương pháp chiết chất lỏng siêu tới hạn…

Dung môi sâu là dạng chất lỏng ion thế hệ mới, chúng có thể được tạo ra bằng

cách trộn các thành phần thích hợp và đun nóng sẽ tạo ra chất lỏng có điểm đóng

băng thấp hơn các thành phần riêng lẻ. Việc hạ thấp điểm đóng băng là kết quả của

sự tương tác liên kết hydro giữa tác nhân. Dung môi sâu có tính chất đặc biệt như,

hoàn toàn không bay hơi và không có áp suất hơi. Do đó, chúng không gây ra những

vấn đề liên quan đến cháy nổ, an toàn cho người vận hành cũng như đối với môi

trường sống, như khả năng phân hủy sinh học và khả năng tương thích sinh học.

Chúng có thể thay thế các dung môi độc hại, hạn chế gây ô nhiễm môi trường, có khả

năng thu hồi và tái sử dụng. Vì vậy chúng là ứng cử viên được sử dụng như là dung

môi trong các kỹ thuật tách chiết.

Việc tách Omega-3,6,9 khỏi hỗn hợp acid béo cũng như tách riêng từng dạng

omega với một hệ dung môi xanh và có chi phí thấp là một vấn đề đang được các nhà

nghiên cứu và sản xuất quan tâm. Căn cứ vào nhu cầu thực tế về Omega-3,6,9 tại Việt

2

Nam, cũng như việc phải nâng cao hiệu quả kinh tế của cá da trơn Việt Nam, đáp ứng

yêu cầu tính khoa học cao của việc tách và làm giàu Omega-3,6,9 bằng những hệ dung

môi xanh và rẻ tiền, chúng tôi đã đề xuất thực hiện công trình “Tổng hợp một số dung

môi sâu trên cơ sở 2-alkylbenzimidazole, choline chloride và ứng dụng tách chiết

Omega-3,6,9 trong mỡ cá basa ở Đồng bằng Sông Cửu Long” và được Học Viện Khoa

học và Công nghệ chấp nhận làm nghiên cứu sinh với luận án có nội dung như trên.

* Mục tiêu của đề tài

- Tổng hợp các hệ dung môi sâu trên cơ sở choline chloride với các hợp chất,

2-alkylbenzimidazole/ethylene glycol và xác định cấu trúc của chúng.

- Sử dụng các dung môi sâu đã tổng hợp được để làm giàu và tách Omega-

3,6,9 từ mỡ phế thải theo qui trình nhà máy chế biến cá basa xuất khẩu.

* Nội dung của đề tài

1. Khảo sát thành phần, hàm lượng acid béo trong mỡ cá basa bằng dung môi

truyền thống và xây dựng qui trình tách acid béo ra khỏi phụ phẩm của quá trình chế

biến phile cá basa.

2. Nghiên cứu tổng hợp các dung môi sâu (Deep Eutectic Solvent) trên cơ sở

- Choline chloride với urea và đồng đẳng (methylurea, thiourea và

methylthiourea) xác định tính chất của chúng.

- 2-Alkylbenzimidazole (2-pentylbenzimidazole, 2-heptylbenzimidazole, 2-

octylbenzimidazole, 2-nonylbenzimidazole), và tạo hệ dung môi sâu ethylene

glycol/2-alkylbenzimidazole.

3. Sử dụng các dung môi sâu đã tổng hợp để tách và làm giàu Omega-3,6,9 từ

nguyên liệu.

4. So sánh quá trình làm giàu và tách Omega-3,6,9 bằng dung môi sâu đã tổng hợp.

* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Tìm ra phương pháp tách và làm giàu Omega-3,6,9 có trong mỡ phụ phẩm của

quá trình chế biến cá basa bằng dung môi sâu cho hàm lượng omega cao. Tận dụng

một cách có hiệu quả nguồn phụ phẩm trong chế biến xuất khẩu cá basa ở vùng Đồng

bằng Sông Cửu Long. Góp phần nâng cao giá trị kinh tế của con cá và bảo vệ môi

trường, hướng nghiên cứu này khá mới và có giá trị học thuật cao. Do ở Việt Nam

chưa có công trình nghiên cứu tách và làm giàu Omega-3,6,9 từ mỡ của nguồn phế

thải trong quá trình chế biến cá basa xuất khẩu bằng dung môi sâu.

3

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.1. Sơ lược về chất lỏng ion

Chiết xuất bằng dung môi ra đời từ rất lâu và cho đến ngày nay vẫn là một

trong những cách cơ bản truyền thống để phân lập các hợp chất hoạt tính sinh học từ

thực vật, động vật. Quá trình này dựa trên việc trộn các mẫu vật với một dung môi

phù hợp bằng cách sử dụng bất kỳ phương pháp chiết xuất nào. Một số kỹ thuật chiết

xuất đã được công bố trong nhiều công trình khoa học và sản xuất như chiết xuất có

hỗ trợ siêu âm, chiết chất lỏng điều áp, chiết xuất bằng lò vi sóng, chiết xuất hồi lưu

nhiệt, chiết bằng lôi cuốn hơi nước và chiết xuất bằng dung môi. Các dung môi truyền

thống thường được sử dụng chủ yếu là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Dung môi

đóng vai trò hết sức quan trọng, dung môi có thể được chia thành hai loại: phân cực

và không phân cực. Nói chung, các hằng số điện môi của dung môi phản ánh sơ bộ

oC hằng số điện môi là 78,5. Các dung môi có hằng số điện môi nhỏ hơn 15 thường

tính phân cực của dung môi. Tính phân cực mạnh của nước được lấy làm chuẩn, ở 20

được coi là không phân cực. Về mặt kỹ thuật, hằng số điện môi phản ánh khả năng

làm giảm cường độ trường điện của điện trường xung quanh một hạt tích điện nằm

trong đó. Sự giảm đi này sau đó được so sánh với cường độ trường điện của các hạt

tích điện trong chân không. Theo cách hiểu thông thường, hằng số điện môi của một

dung môi có thể được hiểu là khả năng làm giảm sự tích điện nội bộ của chất tan và

tính bền vững của quá trình (khả năng tái chế và khả năng sử dụng nhiều lần) có nghĩa

là dung môi phải ổn định về mặt hóa học và vật lý, độ bay hơi thấp, dễ sử dụng và dễ

dàng tái chế nhằm tái sử dụng.

Trong các hệ dung môi, nước là dung môi lý tưởng nhất về giá thành và môi

trường. Tuy nhiên, nhiều chất không thể trích ly bằng loại dung môi này ngoại trừ

một số hợp chất thu được khi sử dụng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước.

Các dung môi hữu cơ khác có nguồn gốc từ dầu mỏ, ancol, eter, ester… trong

một thời gian dài là nền tảng của kỹ thuật tách chiết. Tuy nhiên những nhược điểm

của chúng như dễ cháy nổ, bay hơi, độc hại…, ngày càng được chú trọng và cân nhắc

trong sử dụng.

4

Các hệ dung môi sinh học (chủ yếu là các hệ terpene) có thể thay thế hệ dung

môi truyền thống có nguồn gốc dầu mỏ như petroeter, n-hexane…nhưng có giá thành

cao và khả năng tương thích với chất bị chiết cao nên việc tách sản phẩm cuối rất khó

khăn [1-3].

Những vấn đề thực tế nói trên đã buộc các nhà nghiên cứu phải tìm ra những

hệ dung môi mới và đó là nguyên nhân ra đời của chất lỏng ion (ILs).

Trong những năm đầu của thế kỷ 20, một hệ chất lỏng ion mới dựa trên hỗn

hợp của muối amonium bậc bốn (2-hydroxy ethyl trimethyl amoni chloride) với một

số chất tạo liên kết hydro như amide, glycol hoặc acid carboxylic, để tạo thành một

dung môi có khả năng hòa tan giá thành thấp và dễ tái chế hoặc tự phân hủy mà không

gây ô nhiễm. Chất lỏng ion đầu tiên được công bố từ 1888 do S.Gabrien và J.Weiner

[4] là ethanolamonium nitrate có điểm nóng chảy là 52-55 oC. Mãi đến 1914, Paul

-] với nhiệt độ nóng chảy là 12 oC. Chất lỏng ion là chất lỏng

Wanden [5] mới tổng hợp được một chất lỏng ion ở nhiệt độ phòng là ethylamonium

+NO3

nitrate [(C2H5) NH3

chỉ chứa toàn bộ ion mà không có các phân tử trung hòa.

Chất lỏng ion được chia thành hai nhóm

+ Chất lỏng ion có proton (Protic ionic liquids-PILs)

Chất lỏng ion dạng muối amonium Chất lỏng ion dạng amide

+ Chất lỏng ion không có proton (Aprotic ionic liquids-APILs)

Chất lỏng ion dạng imidazole

Chất lỏng ion có proton được tạo thành thông qua chuyển proton từ một acid Bronsted

để thành một base Bronsted.

Các chất lỏng ion được xem là dung môi có tính chất thay đổi theo yêu cầu

của người sử dụng do các tính chất vật lý như: nhiệt độ nóng chảy, độ nhớt, tỷ trọng,

cân bằng ái nước, ái dầu của chúng có thể được thay đổi theo yêu cầu của phản ứng

5

cần thực hiện. Những thông số này có thể điều chỉnh được bằng cách thay đổi cấu

trúc của cation và anion hình thành nên chất lỏng ion. Các chất lỏng ion khi sử dụng

làm dung môi sẽ có một số tính chất đặc biệt.

- Các chất lỏng ion hoàn toàn không bay hơi và không có áp suất hơi. Do đó,

chúng không gây ra những vấn đề liên quan đến cháy nổ, an toàn cho người vận hành

cũng như đối với môi trường sống.

- Các chất lỏng ion có độ bền nhiệt cao và không bị phân hủy vì nhiệt trong

một khoảng nhiệt độ khá rộng. Vì vậy, có thể thực hiện các phản ứng đòi hỏi nhiệt

độ cao trong chất lỏng ion một cách hiệu quả.

- Các chất lỏng ion có khả năng hòa tan tốt các chất khí như: H2, O2, CO, CO2.

Do đó chúng là dung môi hứa hẹn cho các phản ứng cần sử dụng pha khí như hydro

hóa xúc tác, carbonyl hóa, hydroformyl hóa, oxy hóa bằng không khí.

- Độ tan của chất lỏng ion phụ thuộc và bản chất cation và anion tương ứng,

bằng cách thay đổi cấu trúc của các ion này, có thể điều chỉnh được độ tan của chúng

phù hợp với yêu cầu.

- Các chất lỏng ion mặc dù phân cực nhưng thông thường không tạo phức phối

trí với các hợp chất cơ kim, các enzyme và các hợp chất hữu cơ khác.

- Nhờ có tính chất ion, rất nhiều phản ứng hữu cơ được thực hiện trong dung

môi chất lỏng ion thường có tốc độ phản ứng lớn hơn so với trường hợp sử dụng các

dung môi hữu cơ thông thường, đặc biệt là khi có sự hỗ trợ của vi sóng.

- Hầu hết chất lỏng ion có thể được lưu trữ trong một thời gian dài mà không

bị phân hủy.

- Các chất lỏng ion là dung môi có nhiều triển vọng cho các phản ứng cần độ

chọn lọc quang học tốt. Có thể sử dụng các chất lỏng ion có cấu trúc bất đối xứng để

điều chỉnh độ chọn lọc quang học của phản ứng.

- Các chất lỏng ion chứa chloroaluminate ion là những lewis acid mạnh, có

khả năng thay thế cho các acid độc hại như HF trong nhiều phản ứng cần sử dụng xúc

tác acid.

Bên cạnh đó, chất lỏng ion còn có khả năng thu hồi và tái sử dụng xúc tác hòa

tan trong chất lỏng ion, đặc biệt là các xúc tác phức của kim loại chuyển tiếp. Trong

những năm gần đây, chất lỏng ion được biết đến như một lựa chọn “xanh” để thay

thế cho các dung môi hữu cơ thông thường nhờ vào những tính chất hóa lý nổi bật

6

như không có áp suất hơi, độ bền nhiệt cao, có khả năng hòa tan được nhiều hợp chất

vô cơ và hữu cơ. Mỗi năm, trên thế giới có hàng ngàn công trình nghiên cứu về các

phương diện khác nhau của chất lỏng ion nói chung và việc sử dụng chất lỏng ion

làm dung môi xanh cho tổng hợp hữu cơ nói riêng đã được công bố trên các tạp chí

chuyên ngành quốc tế có uy tín. Trong đó chất lỏng ion nguồn gốc từ muối

alkylimidazolium bất đối xứng được nghiên cứu khá phổ biến với ứng dụng không

chỉ trong lĩnh vực tổng hợp hữu cơ mà còn nhiều ngành khoa học công nghệ khác.

Trong các thập niên 70, 80, 90 hàng loạt chất lỏng ion đã được tổng hợp và

ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực công nghệ trong đó có thể kể ra một số ví dụ sau

- Chất lỏng ion được sử dụng như là xúc tác: xúc tác cho phản ứng sinh hóa

(biocatalysis), xúc tác tổng hợp hữu cơ, tổng hợp các hạt nano bằng phương pháp hóa

học, xúc tác cho phản ứng polymer hóa [6-10].

- Chất lỏng ion đóng vai trò quan trọng trong xử lý sinh khối và sản xuất nhiên

liệu sinh học từ sinh khối [11-15].

- Chất lỏng ion được sử dụng như là chất điện ly: Các chất điện ly này sử dụng

trong công nghệ tế bào nhiên liệu (fuel cells), cảm biến (sensor), đồ trang sức

(supercaps), làm sạch kim loại (metal finishing), mạ điện (electroplanting-

electrodeposition) và điện phân (electrolysis) [16-20].

- Chất lỏng ion được sử dụng như là dung môi trong các kỹ thuật tách chiết

các hợp chất hữu cơ, tách khí, tách chiết các kim loại trong đất hiếm, cũng như làm

chất truyền dẫn nhiệt trong những phản ứng quan trọng [21-38].

- Chất lỏng ion được sử dụng như là một hóa chất đặc biệt: làm phụ gia cho

dầu mỡ, nhiên liệu [39,40].

- Chất lỏng ion có thể là chất lưu trữ nhiệt mặt trời khá lý tưởng để sử dụng

nguồn nhiệt này cho con người [41,42].

- Hai lĩnh vực đặc biệt quan trọng trong công nghệ cao là tinh thể lỏng (liquid

cristal) và vật liệu đàn hồi (electroelastic material) trong công nghệ sản xuất robot

[43-45].

- Trong công nghệ môi trường, đặc biệt là trong tái chế chất thải phóng xạ,

chất lỏng ion là lựa chọn tối ưu và lý tưởng [46,47]. Bên cạnh đó, các chất lỏng ion

mặc dù phân cực nhưng thông thường không tạo phức phối trí với các hợp chất cơ

kim, các enzyme và các hợp chất hữu cơ khác nên có khả năng thu hồi và tái sử dụng.

7

Chất lỏng ion dùng xúc tác hòa tan, đặc biệt là xúc tác phức của kim loại

chuyển tiếp. Mỗi năm, trên thế giới có hàng ngàn công trình nghiên cứu về các

phương diện khác nhau của chất lỏng ion nói chung và việc sử dụng chất lỏng ion

làm dung môi xanh cho tổng hợp hữu cơ nói riêng đã được công bố trên các tạp chí

chuyên ngành quốc tế có uy tín. Trong đó, chất lỏng ion nguồn gốc từ muối

alkylimidazolium bất đối xứng được nghiên cứu khá phổ biến với những ứng dụng

không chỉ trong lĩnh vực tổng hợp hữu cơ mà còn nhiều ngành khoa học công nghệ

khác. Chất lỏng ion được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực như sơ đồ sau

1.2. Dung môi sâu (DES-deep eutectic solvent) thế hệ chất lỏng ion mới

1.2.1. Sơ lược về sự hình thành phát triển và ứng dụng của DES

Những giá trị của chất lỏng ion thông thường đã được minh chứng hơn 20 năm

qua. Tuy nhiên những hạn chế của nó như giá thành cao, khả năng phân hủy cũng

như độ tương thích với các thành phần hóa học thấp. Đặc biệt trong kỹ thuật chiết

tách, thường sử dụng một lượng lớn dung môi làm môi trường thì các chất lỏng ion

không đáp ứng được vì giá thành quá cao. Trong những năm đầu của thế kỷ 20, một

hệ chất lỏng ion mới dựa trên hỗn hợp của muối amoni bậc bốn (2-hydroxyethyl-

trimethyl amoni chloride) với một số chất tạo liên kết hydro như amide, glycol hoặc

acid carboxylic (monoacid, diacid) để tạo thành một dung môi có khả năng hòa tan

nhiều muối và oxid kim loại, giá thành thấp và dễ tái chế hoặc tự phân hủy mà không

gây ô nhiễm môi trường.

8

Chất lỏng ion mới này được gọi là DES (deep eutectic solvent). Những công

bố đầu tiên về hệ chất lỏng ion này là của Abbott và cộng sự từ những năm 2001 đến

nay [48-51]. Để làm nổi bật sự quan tâm ngày càng tăng của DES là dung môi xanh,

C. Andrew và các cộng sự [52] đã tìm kiếm thông qua cơ sở dữ liệu trích dẫn của

Web of Science Citation Database với tổng cộng 1374 là những công trình nghiên

cứu trong lĩnh vực DES. Điều này chỉ ra rằng kể từ giai đoạn 2003, tức là năm mà

nhóm Abbott đề xuất sử dụng linh hoạt DES cho đến thời điểm công bố, DES đã được

chấp nhận như một dung môi xanh thay thế cho các dung môi thông thường. Trong

hình sau, số lượng bài báo trong lĩnh vực liên quan đến DES được xuất bản từ năm

2003 đến năm 2017 được các tác giả trình bày. Rõ ràng từ con số này cho thấy số

lượng các bài báo tiếp tục tăng sau mỗi năm, và điều đó có thể chứng minh giá trị sử

dụng của loại hình dung môi.

Hình 1.1. Số lượng công trình liên quan tới DES từ 2003-2017 [53]

Các dung môi eutectic sâu sau này được nhiều công trình phát triển thành các

hệ thống hỗn hợp eutectic của acid Lewis hoặc Bronsted và các base có thể chứa

nhiều loại anion hoặc cation. Sự kết hợp một hoặc nhiều hợp chất ở dạng hỗn hợp

như vậy, đã tạo ra một hệ eutectic có điểm nóng chảy thấp hơn nhiều so với một trong

các thành phần riêng lẻ. Khi các hợp chất cấu thành DES là các chất chính, như

aminoacid, acid hữu cơ, đường hoặc dẫn xuất choline, thì DES được gọi là dung môi

eutectic sâu tự nhiên (NADES) [54-57]. Khi xem xét về tính chất hóa lý NADES có

đầy đủ các đặc trưng của nguyên tắc hóa học xanh, chúng phải đáp ứng các tiêu chí

khác nhau như tính sẵn có, không độc hại, khả năng phân hủy sinh học, thường ở

dạng lỏng, ở nhiệt độ thấp hơn 100 °C, khả năng tái chế và giá thành thấp… NADES

đã được sử dụng để xử lý sinh khối vi tảo và thực hiện chiết xuất các thành phần tế

9

bào, chẳng hạn như lipid, protein, carbohydrate và sắc tố quang hợp. Khái niệm về

hóa học xanh của thế kỷ 21 đã tạo thành nền tảng của hầu hết các nghiên cứu khoa

học ngày nay. Ý tưởng chính đằng sau khái niệm này là cung cấp các phương án công

nghệ và nguyên liệu có thể tái tạo, rẻ tiền và an toàn với môi trường, thay thế và làm

giảm việc sản xuất, sử dụng các vật liệu có hại ảnh hưởng đến con người và môi

trường. Hầu như tất cả các ngành hóa học đã chấp nhận khái niệm này kể từ khi xuất

hiện chính thức vào đầu những năm 1990 bằng cách tuân thủ mười hai nguyên tắc

xanh được đề xuất bởi Anastas và Warmer [58]. Dựa trên những nguyên tắc này, khái

niệm dung môi xanh được đề xuất với mục đích giảm tác động công nghiệp đến môi

trường bằng cách sử dụng các dung môi xanh an toàn và không độc hại như các dung

môi truyền thống thông thường. Các khái niệm đã được tóm tắt bởi [59].

1- Thay thế tất cả các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi được sử dụng làm dung môi

lành tính không bay hơi, tức là các dung môi có áp suất hơi không đáng kể.

2- Thay thế tất cả các dung môi nguy hiểm bằng một dung môi không độc hại

và thân thiện với môi trường.

3- Sử dụng dung môi sinh học thu được từ vật liệu tái tạo.

Trong vài năm qua, các dung môi sâu tự nhiên (NADES) đã được mở rộng

đáng kể như là sự thay thế đầy hứa hẹn cho các dung môi hữu cơ truyền thống [60-

63]. NADES dựa trên các hợp chất an toàn cho tiêu dùng của con người, mở ra nhiều

khả năng cho các ứng dụng của chúng trong lĩnh vực khoa học đời sống. Một trong

những ứng dụng của NADES là chiết xuất các hợp chất hoạt tính sinh học từ nguyên

liệu thực vật. Một vài nghiên cứu trong đó NADES đã được áp dụng để chiết xuất

các hợp chất hoạt tính sinh học cho thấy nhiều hợp chất được hòa tan tốt hơn trong

nước hoặc lipid. Là môi trường chất lỏng chức năng, các loài dung môi eutectic sâu

tự nhiên (NADES) có thể hòa tan các hóa chất tự nhiên hoặc tổng hợp có độ hòa tan

trong nước thấp. Hơn nữa, các tính chất đặc biệt của NADES, như khả năng phân hủy

sinh học và khả năng tương thích sinh học, cho thấy chúng là ứng cử viên thay thế

cho các khái niệm và ứng dụng liên quan đến một số dung môi hữu cơ và chất lỏng

ion. Tuy nhiên, không giống như các dung môi hữu cơ, đơn vị cấu trúc cơ bản của

môi trường NADES chủ yếu phụ thuộc vào các tương tác giữa các phân tử thành phần

của chúng. Điều này làm cho ma trận NADES dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác

nhau, chẳng hạn như hàm lượng nước, nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ thành phần các chất

10

bị chiết… Do đó, cần có nhiều công trình nghiên cứu hơn nữa, đặc biệt trong việc

chiết tách các hợp chất hữu cơ có trong lipid động vật.

1.2.2. Cơ sở khoa học của các hệ DES

Theo Abbott, một muối hữu cơ rắn và một tác nhân tạo phức khi trộn theo tỷ

lệ phù hợp và đun nóng sẽ tạo ra chất lỏng có điểm đóng băng thấp hơn các thành

phần riêng lẻ. Ngoài ra, nhiệt độ của hỗn hợp eutectic nằm dưới điểm sôi của nước.

Việc hạ thấp điểm đóng băng (hình1.2) là kết quả của sự tương tác liên kết hydro giữa

tác nhân tạo phức và muối hữu cơ.

Hình 1.2. Giản đồ pha của 2 chất A và B [64]

Liên kết hydro là một liên kết rất yếu được hình thành bởi lực hút tĩnh điện

giữa hydro (đã liên kết trong một phân tử) với một nguyên tử có độ âm điện mạnh có

kích thước bé (N,O, F...) ở một phân tử khác hoặc trong cùng một phân tử. Liên kết

hydro có thể hình thành giữa các phân tử hoặc trong cùng nội bộ một phân tử.

- Liên kết hydro liên phân tử: nếu liên kết hydro được hình thành giữa các

phân tử của cùng một chất sẽ có hiện tượng hội hợp phân tử. Những hội hợp phân tử

này có thể là những lưỡng phân, tam phân... Liên kết hydro có thể được hình thành

giữa các phân tử của những chất khác nhau, ví dụ giữa ancol và nước, ancol và

eteroxid, amin và nước…

- Liên kết hydro nội phân tử: liên kết hydro có thể hình thành giữa hai nhóm

nguyên tử trong cùng một phân tử, gọi là liên kết hydro nội phân tử, dẫn tới một vòng

khép kín (vòng càng cua, chức chelat). Năng lượng của liên kết hydro rất bé. Sự tồn

tại của liên kết hydro có ảnh hưởng đến nhiều tính chất vật lý của hợp chất như điểm

sôi, độ tan. Do có liên kết hydro nên ancol có điểm sôi cao hơn thioancol tương ứng.

Sự hình thành DES trên cơ sở liên kết hydro có thể xảy ra trong hai trường hợp

11

a/ Khi hai phân tử tan chảy thành chất lỏng: Khi các phân tử bắt đầu hóa

lỏng, các liên kết hydro bắt đầu phát huy tác dụng của nó, làm cho chất có nhiệt độ

nóng chảy cao trở nên “mềm” hơn và nhiệt độ nóng chảy của nó giảm xuống. Quá

trình tan chảy càng nhanh hơn khi môi trường liên kết hydro mạnh hơn. Khi đã tan

chảy hoàn toàn và các liên kết hydro cân bằng, hỗn hợp trở thành lỏng và không tái

kết tinh. Trường hợp liên kết hydro không cân bằng, có nghĩa là một phân tử có khối

lượng dư ra nhiều hơn khối lượng cần thiết, phần dư này sẽ nhanh chóng tái đóng rắn

và kéo theo sự đứt của liên kết hydro để tạo thành 2 phân tử ban đầu.

b/ Khi một chất A (rắn) hòa tan trong một chất B (lỏng): Liên kết hydro đóng

vai trò quan trọng trong quá trình hoà tan, bởi vì độ tan phụ thuộc vào khả năng của

chất đó tạo liên kết hydro với dung môi. Khi đó thường tạo thành các sản phẩm của

tương tác là các “solvat”. Một số chất hữu cơ như alcol, amin, acid carboxylic đầu

dãy dễ tan trong nước là do chúng có khả năng tạo liên kết hydro với nước.

Các dung môi mới này có thể được tạo ra bằng cách trộn các thành phần thích

hợp mà không cần tinh chế thêm [65]. Nhiều nghiên cứu kết luận rằng khả năng chiết

xuất của DES có thể liên quan đến tính chất hóa lý của chúng, bao gồm các tương tác

liên kết hydro, độ phân cực, độ nhớt và pH. Trong một công bố [66], các tác giả đã

chỉ ra rằng phân cực là một tính chất quan trọng của dung môi cho khả năng hòa tan

các chất hòa tan, dẫn đến việc các hợp chất không tan trong nước, DES có khả năng

hòa tan và chiết xuất vượt trội. Điều này đã được xác nhận khi độ hòa tan của rutin

trong DES được tìm thấy cao hơn ít nhất 50 lần so với trong nước [67]. Rõ ràng, DES

là dung môi lý tưởng trong chiết xuất các thành phần hữu cơ. Các đối tượng khác

nhau đã được báo cáo bởi [68] để chiết xuất các chất phenolic từ nghệ tây. Một lượng

đáng kể (từ 75% đến 97%) các chất phenolic đã được thu hồi từ DES. Theo các tác

giả, liên kết hydro xảy ra giữa các phân tử DES và các hợp chất phenolic là nguyên

nhân cho hiệu suất chiết cao.

12

1.3. Sơ lược về cá basa, cá tra ở Việt Nam và hàm lượng Omega-3,6,9 trong cá

1.3.1. Giới thiệu về cá basa, cá tra

Cá ba sa, tên khoa học Pangasius bocourti, là loại cá da trơn trong họ

Pangasiidae có giá trị kinh tế cao, được nuôi tập trung tại nhiều nước trên thế giới.

Loài cà này là loài cá bản địa ở Đồng bằng Sông Cửu Long tại Việt Nam và lưu

vực sông Chao Phraya ở Thái Lan. Loài cá này là thực phẩm quan trọng ở thị trường

quốc tế. Chúng thường được gắn nhãn ở Bắc Mỹ và Úc với tên là "cá sa" hay

"bocourti".

Hình 1.3. Cá basa (Pangasius bocourti)

Đặc điểm cá basa: Cá ba sa rất dễ phân biệt đối với các loài khác trong họ cá

da trơn. Thân ngắn hình thoi, hơi dẹp bên, lườn tròn, bụng to tích lũy nhiều mỡ, chiều

dài tiêu chuẩn bằng 2,5 lần chiều cao thân. Đầu cá ba sa ngắn hơi tròn, dẹp đứng.

Miệng hẹp, chiều rộng của miệng ít hơn 10% chiều dài chuẩn, miệng nằm hơi lệch

dưới mõm. Dãy răng hàm trên to rộng và có thể nhìn thấy được khi miệng khép lại,

có 2 đôi râu, râu hàm trên bằng 1/2 chiều dài đầu, râu hàm dưới bằng 1/3 chiều dài

đầu. Răng trên xương khẩu cái là một đám có vết lõm sâu ở giữa và hai đám răng trên

xương lá mía nằm hai bên. Có 40-46 lược mang trên cùng mang thứ nhất, vây hậu

môn có 31-36 tia vây. Răng vòm miệng với dãy răng trên xương khẩu cái ở giữa và

răng trên xương lá mía ở 2 bên. Chiều cao của cuống đuôi hơn 7% chiều dài chuẩn.

Mặt lưng có màu nâu, mặt bụng có màu trắng [69].

Cá tra tên khoa học là Pangasiidae là tên gọi một họ

chứa khoảng 28 loài cá nước ngọt đã biết thuộc bộ cá

da trơn. Các loài trong họ này được tìm thấy trong các

vùng nước ngọt và nước lợ, dọc theo miền Nam châu

Á, từ Pakistan tới Borneo. Hình 1.4. Cá tra (Pangasiidae)

13

1.3.2. Trữ lượng cá basa, cá tra và hàm lượng omega trong cá

Theo báo cáo thống kê của Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn sản lượng

cá basa, cá tra các tỉnh vùng ĐBSCL hằng năm như sau: Năm 2015 sản lượng thu

hoạch là 1123 ngàn tấn. Năm 2016 diện tích nuôi cá tra, cá basa trên 5550 ha sản

lượng 1183 ngàn tấn. Năm 2017 diện tích nuôi cá tra, cá basa trên 6078 ha sản lượng

1252 ngàn tấn. Năm 2018 diện tích nuôi 5400 ha, sản lượng đạt 1297,5 ngàn tấn.

Năm 2019 diện tích nuôi 3665 ha, sản lượng đạt 1166 ngàn tấn [70]. Kim ngạch xuất

khẩu năm 2015 ước đạt 1,6 tỷ USD, năm 2016 ước đạt 1,66 tỷ USD, năm 2017 ước

đạt 1,78 tỷ USD, năm 2018 ước đạt 2,26 tỷ USD, năm 2019 ước đạt 2,06 tỷ USD,

Theo hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP) Đồng bằng Sông

Cửu Long đáp ứng được cho nhu cầu chế biến xuất khẩu cá basa, cá tra. Trong đó,

Đồng Tháp và An Giang là hai tỉnh có diện tích nuôi và nhà máy chế biến xuất khẩu

nhiều nhất [71]. Theo báo cáo của Sở Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn Đồng

Tháp sản lượng nuôi cá basa, cá tra tại Đồng Tháp cụ thể qua các năm: năm 2015 là

375 ngàn tấn, năm 2016 là 403 ngàn tấn, năm 2017 là 466 ngàn tấn, năm 2018 là 452

ngàn tấn [72].

Trong dinh dưỡng học, người ta đã biết đến cá là một món ăn quý có nhiều

protein, nhiều chất khoáng quan trọng và có chứa đủ các loại vitamine, đặc biệt nhiều

vitamine A và D trong gan cá và một số vitamine nhóm B. Hơn thế nữa, cá basa, cá

tra là loài cá có giá trị dinh dưỡng cao vì chứa nhiều chất đạm, ít béo, nhiều EPA và

DHA, ít cholesterol. Lượng protein trong cá basa, cá tra vào khoảng 23% đến 28%,

tương đối cao hơn các loài cá nước ngọt khác (16-17% tùy loại cá). Các protein của

cá đều dễ tiêu hóa và dễ hấp thu hơn thịt động vật khác. Mặt khác, thành phần các

protein trong cá basa, cá tra vừa có chứa đầy đủ các acid amin cần thiết cho cơ thể lại

vừa có tỷ lệ các acid amin thiết yếu (EAA) rất cân bằng và phù hợp với nhu cầu EAA

của con người.

Về chất béo, hàm lượng chất béo trong cá basa, cá tra ít hơn so với thịt nhưng

chất lượng mỡ cá lại tốt hơn. Các acid béo chưa no hoạt tính cao chiếm từ 50% đến

70% trong tổng số lipid bao gồm oleic acid, linolenic acid, arachidonic acid,... Các

acid béo này là những chất quan trọng hỗ trợ cho nhiều cơ quan trong cơ thể như hệ

thần kinh, hệ tuần hoàn. Nhiều nghiên cứu khoa học đã phát hiện rằng trong chất béo

chưa bão hòa của cá basa, cá tra có chứa nhiều acid béo Omega-3,6,9 (EPA và DHA).

14

Đây là các acid béo quan trọng mà cơ thể chúng ta không thể tự tổng hợp được nên

bắt buộc phải được cung cấp từ thức ăn [73].

Hình 1.5. Nhà máy chế biến cá basa

Trên thực tế, mỡ cá basa, cá tra ở Đồng bằng Sông Cửu Long chủ yếu được

sử dụng làm thức ăn gia súc, làm biodiesel và một lượng lớn do thương lái Trung

Quốc mua gom với giá cả luôn biến động không có lợi cho người dân.

1.4. Giá trị và ứng dụng của Omega-3,6,9 trong cuộc sống

1.4.1. Những nghiên cứu về mặt dược lý của omega đối với con người

Từ những năm 1970, khi omega có tác dụng làm giảm bệnh tim, mạch vành…

người ta đã tập trung cao về sự ảnh hưởng các acid Omega-3,6,9 đối với sức khỏe

con người, đặc biệt là eicosapentaenoic acid (EPA) 20:5(n-3) và docosahexaenoic

acid (DHA) 22:6(n-3) là hai omega đa nối đôi quan trọng nhất đã được quan tâm. Các

acid Omega-3,6,9 là các acid béo không thay thế, vì là các acid béo có nhiều nối đôi

mà người và động vật có vú không tự tổng hợp được nhưng lại cần thiết cho sự chống

lão hóa tế bào và sinh tổng hợp các hormon sinh sản.

Theo những hiểu biết gần đây, Omega-3 đóng một vai trò quan trọng trong

việc ngăn cản và điều trị bệnh tim mạch, tăng huyết áp, viêm khớp, bệnh tự miễn dịch

mất định hướng, cũng như ung thư và cần thiết cho sự phát triển bình thường, đặc

biệt là não bộ và thị giác [74-75]. PUFA hoạt động chủ yếu bằng cách thay đổi thành

phần lipid màng, chuyển hóa tế bào, truyền tín hiệu và điều hòa biểu hiện gen. PUFA

điều chỉnh sự biểu hiện của các gen trong các mô khác nhau, bao gồm gan, tim, mô

mỡ và não [76].

1.4.2. Giới thiệu về chất béo

Chất béo bao gồm một nhóm các hợp chất hòa tan trong các dung môi hữu cơ,

thường không hòa tan trong nước và nhẹ hơn nước. Về mặt hóa học, chất béo là hỗn

hợp triglycerides của các acid béo khác nhau. Chất béo có thể tồn tại ở dạng rắn hoặc

15

lỏng trong điều kiện nhiệt độ phòng hoặc tùy thuộc vào cấu trúc và thành phần của

chúng. Các từ “dầu”, “mỡ” và “lipid” đều dùng để chỉ chất béo.

Trong hóa học đặc biệt là trong hoá sinh, một acid béo là acid carboxylic với

một đuôi không vòng và có thể là no hoặc chưa no. Hầu hết các acid béo trong tự

nhiên bao gồm một chuỗi các số chẵn của các nguyên tử carbon từ 4-28 nguyên tử

carbon. Chúng có các hoạt động sinh học tác động đến sự chuyển hóa tế bào và mô,

đặc biệt tim và cơ xương rất thích acid béo. Hơn nữa từ lâu đã khẳng định các acid

béo có thể được sử dụng như một nguồn nhiên liệu cho các tế bào não [77,78].

1.4.3. Phân loại aicd béo

 Acid béo bão hòa (saturated fatty acid) FA: là các acid béo trong phân tử

chỉ có liên kết đơn. Ví dụ: Myristic acid CH3(CH2)12COOH (C14:0); Palmitic acid

CH3(CH2)14COOH (C16:0); Margaric acid CH3(CH2)15COOH (C17:0); Stearic acid

CH3(CH2)16COOH (C18:0). Các loại acid béo bão hòa thường gặp chủ yếu nằm trong

thành phần mỡ động vật, có giá trị sinh học thấp hơn so với các acid béo chưa bão

hòa [79,80].

Myristic acid (C14:0)

Tetradecanoic acid

Palmitic acid (C16:0)

Hexadecanoic acid

Heptadecanoic acid

Margaric acid (C17:0)

 Acid béo chưa bão hòa (unsaturated fatty acid) UFA: là các acid béo có nối

đôi C=C trong phân tử của nó gồm có 2 loại là acid béo chưa bão hòa đơn và acid

béo chưa bão hòa đa

+ Acid béo chưa bão hòa đơn (monounsaturated fatty acid) MUFA: là những

acid béo có chứa một nối đôi trong cấu tạo của nó. Ví dụ: Myristoleic acid (7-

Myristoleic acid 14:1

Tetradecenoic acid) C14:1; Olenic acid 18:1.

16

Olenic acid 18:1

+ Acid béo chưa bão hòa đa (polyunsaturated fatty acid) PUFA: là những acid

béo có chứa hai hay nhiều nối đôi trong cấu tạo của nó. Ví dụ: Linolenic acid 18:2 có

hai nối đôi; γ- Linolenic acid 18:3(n-6); α-Linolenic acid ALA 18:3;

Linolenic acid 18:2

Docosahexaenoic acid 22:6; Arachidonic acid (AA) 20:4; Mead acid 20:3.

γ-Linolenic acid 18:3

Mead acid 20:3

Arachidonic acid 20:4

Docosahexaenoic acid 22:6

1.4.4. Giới thiệu về omega

Từ những năm 1970, khi có tác dụng làm giảm bệnh tim, mạch vành… người

ta đã tập trung cao về sự ảnh hưởng các acid Omega-3,6,9 đối với sức khỏe con người,

đặc biệt là eicosapentaenoic acid (EPA) 20:5(n-3) và docosahexaenoic acid (DHA)

22:6(n-3) là hai omega đa nối đôi quan trọng nhất đã được quan tâm. Các acid Omega-

3,6,9 là các acid béo không thay thế, vì là các acid béo có nhiều nối đôi mà người và

động vật có vú không tự tổng hợp được nhưng lại cần thiết cho sự chống lão hóa tế

bào và sinh tổng hợp các hormon sinh sản.

17

Số thứ tự 1, 2, 3…của nguyên tử carbon trong mạch hydrocarbon của acid béo

được tính từ nguyên tử carbon của nhóm carboxyl.

Hay là ký hiệu: α, β, γ, δ… cũng để chỉ thứ tự của nguyên tử carbon trong

mạch hydrocarbon của acid béo. Về cơ bản acid béo là một mạch dài các nguyên tử

carbon liên kết với nhau và được bao quanh bởi các nguyên tử hydrogen. Ở một đầu

của phân tử được xác định là đầu alpha (𝛼), gắn với một nhóm carboxyl (-COOH).

Một đầu còn lại của mạch là đầu cuối omega (𝜔), là nhóm methyl (-CH3). Trong bảng

chữ cái Hy Lạp 𝛼- là ký tự đầu tiên và 𝜔- là ký tự cuối.

Vị trí nối đôi C=C trong chuỗi carbon của các acid béo không no tạo nên sự

khác biệt lớn trong việc cơ thể con người chuyển hóa chúng. Nếu nối đôi đầu tiên

nằm cách 3 carbon so với đầu methyl (omega) của acid béo, nó là acid béo Omega-3

(ω-3) hay (n-3). Nếu nối đôi đầu tiên nằm cách đầu methyl 6 carbon, nó là acid béo

Omega-6 (ω-6 hay (n-6). Theo qui ước tương tự, một acid béo Omega-9 (ω-9) hay

(n-9) có nối đôi đầu tiên cách đầu methyl của acid béo 9 carbon. Trong thực phẩm,

alpha-linolenic acid (ALA) 18:3 (n-3) là acid béo ω-3; linoleic acid (LA) 18:2 (n-6)

là acid béo ω-6; và oleic acid 18:1(n-9) là acid béo ω-9.

Tương tự như vậy, cách khác được viết tắt để chỉ số nguyên tử carbon (X), số

liên kết đôi (Y), và vị trí của liên kết đôi từ acid carboxylic cuối (z) theo cách sau đây

X:YΔZ. Oleic acid 18:1 Δ9, linoleic acid (LA) 18:2 Δ9, Δ12 và alpha-linolenic acid (ALA)

18:3 Δ9, Δ12, Δ15

1.4.4.1. Omega-3

Acid béo Omega-3 rất quan trọng cho sự trao đổi chất, bình thường động vật

có vú không thể tự tổng hợp các acid béo Omega-3. Nhưng có thể thu nhận được acid

béo Omega-3 chuỗi ngắn ALA (18 nguyên tử cacbon và 3 liên kết đôi) qua chế độ ăn

uống và sử dụng nó để tạo thành các acid béo Omega-3 chuỗi dài quan trọng hơn như

EPA (20 nguyên tử cacbon và 5 liên kết đôi), và sau đó từ EPA chuyển hóa thành hợp

chất quan trọng nhất là tổng hợp DHA (22 nguyên tử cacbon và 6 liên kết đôi). Khả

năng tạo ra các acid béo Omega-3 chuỗi dài từ ALA có thể bị suy yếu trong quá trình

lão hóa. Khi thực phẩm tiếp xúc với không khí, các acid béo không bão hòa dễ bị oxy

hóa và ôi thiu.

18

Omega-3 là những chất acid béo thiết yếu (essential fatty acids) nằm trong

nhóm chất béo chưa bão hòa đa, rất cần thiết vì cơ thể không thể tự tổng hợp được

mà cần phải nhờ thực phẩm mang vào. Omega-3 có vai trò trong việc điều trị trầm

cảm, giảm nguy cơ bị bệnh tim mạch ở phụ nữ. Eicosapentaenoic acid (EPA) và

docosahexaenoic acid (DHA) rất quan trọng cho sự phát triển của thai nhi, bao gồm

chức năng thần kinh, võng mạc và miễn dịch, và có thể ảnh hưởng đến nhiều khía

cạnh của chức năng tim mạch [81-84]. Thành phần chính của Omega-3 gồm

+ Docosahexaenoic acid (DHA): được thấy nhiều trong các loài thủy sản (cá

thu, cá trích, cá ngừ, cá hồi, cá tuyết…) và trong sữa mẹ. DHA có tác dụng tích cực

đối với các bệnh như tăng huyết áp, viêm khớp, xơ vữa động mạch, trầm cảm, đái

tháo đường ở người lớn, nhồi máu cơ tim và một số bệnh ung thư, rối loạn tăng động

thiếu chú ý... Ngoài ra DHA rất cần thiết cho sự tăng trưởng và phát triển chức năng

của não ở trẻ sơ sinh.

Docosahexaenoic acid 22:6 (n-3) + Ecosapentaenoic acid (EPA): Một phần nhỏ được cơ thể tổng hợp từ chất

acid béo ALA, phần lớn còn lại được tìm thấy trong cá, tôm, sò. Đặc biệt là trong mỡ

cá sống ở vùng nước lạnh. Bệnh tiểu đường, tình trạng stress cũng như sự lạm dụng

rượu và thuốc lá đều gây trở ngại trong việc chuyển hoá ALA thành EPA.

Eicosapentaenoic acid 20:5(n-3) Người ta nói nhiều đến nhóm acid béo Omega-3 bởi nó là tiền chất của DHA

và EPA. Não người được cấu tạo bởi trên 60% là acid béo, trong số đó DHA chiếm

một số lượng khá lớn. Còn EPA, trong cơ thể nó được xem là acid béo thiết yếu để

chuyển hóa thành các chất sinh học quan trọng như prostaglandin, leucotrien. Đã có

khá nhiều công trình nghiên cứu tác dụng của nhóm acid béo Omega-3 đặc biệt là

DHA đối với sức khỏe con người.

19

+ Với não: Thành phần của não chủ yếu là chất béo, trong đó DHA chiếm

khoảng 1/4 lượng chất béo này. Do đó mà não cần một lượng acid béo Omega-3 (nhất

là DHA) để phát triển và duy trì hoạt động, người ta còn thấy rằng DHA kìm hãm sự

lão hóa não, ngăn ngừa sự suy giảm trí nhớ, chống trầm cảm. Đặt biệt bổ sung DHA

có thể cải thiện chức năng học tập và giảm trí nhớ, giảm co thắt mạch máu não và

nhồi máu não [85,86].

+ Với trẻ em: Do bộ não con người có khoảng 60% chất béo, acid Omega 3/6

có thể hỗ trợ việc học tập như cải thiện được khả năng đọc, chính tả, hành vi, sự chú

ý. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy những trẻ được bổ sung DHA đạt được các

điểm nhận thức cao hơn, ít mắc phải các vấn đề về hành vi và cảm xúc. DHA có vai

trò thiết yếu trong sự phát triển của não và võng mạc của trẻ. Bởi vậy, hiện nay có

nhiều loại sữa bột đã bổ sung DHA [87-89].

+ Với tim mạch: Nhiều công trình nghiên cứu chứng tỏ DHA làm giảm lượng

triglycerides trong máu, giảm rối loạn nhịp tim, giảm tỷ lệ bệnh động mạch vành,

giảm chứng nhồi máu cơ tim [90-92].

+ Với làn da: Nhóm acid béo omega có vai trò quan trọng trong cấu trúc của

da và đặc biệt là tầng sừng, vì chúng ngăn ngừa hiện tượng mất nước giữa các lớp da,

do đó giúp da mềm mại tươi trẻ hơn [93]. Linoleic acid (LA) là hợp chất gốc của các

Omega-6 và α-linolenic acid (ALA) là hợp chất của Omega-3, hai hợp chất gốc này

có chức năng quan trọng đối với sự khỏe mạnh của làn da, hơn nữa ALA và LA đôi

khi còn được gọi là “Vitamin F”.

Ngoài ra, nhóm acid béo còn cần thiết cho phát triển hoàn thiện chức năng

nhìn của mắt, giảm nguy cơ đái tháo đường, giảm mức độ số cơn hen phế quản, giảm

triệu chứng viêm khớp dạng thấp, chống trầm cảm. Vì vậy ăn nhiều cá sẽ có khả năng

giảm nguy cơ bệnh. Các acid béo omega còn có vai trò trong bệnh béo phì, hội chứng

chuyển hóa và một số bệnh khác.

1.4.4.2. Omega-6

Là một loại acid béo nằm trong nhóm chất béo chưa bão hòa đa. Acid béo

Omega-6 cũng rất cần thiết và là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng cho cơ thể,

chúng cũng được bổ sung trong chế độ ăn uống. Nhóm Omega-6 hỗ trợ làm lành vết

thương, điều chỉnh sự di trú và tăng khả năng sinh sản tế bào. Chế độ ăn uống giàu

acid béo Omega-6 là an toàn cho sức khỏe, cải thiện và ngăn ngừa các bệnh tim mạch,

20

cao huyết áp, bồi dưỡng mô võng mạc, giúp sáng mắt, giảm mỏi mắt khi sử dụng máy

vi tính, xem ti vi, đọc sách báo. Tăng sức đề kháng của cơ thể trước bệnh tật và suy

yếu do tuổi già, hỗ trợ điều trị các bệnh nhuận tràng, viêm khớp, điều hòa huyết áp,

các chứng bệnh do tiền mãn kinh gây nên, giúp nâng cao trí lực và giảm thoái hoá

não [94]. Thành phần Omega-6 gồm

+ Linoleic acid (LA): 18:2(n-6) ngày càng trở nên phổ biến trong ngành công

nghiệp sản phẩm làm đẹp vì các tính chất có lợi của nó trên da. Một nghiên cứu được

công bố trên tạp chí American journal of Clinical Nutrition cho thấy ảnh hưởng khi

kết hợp LA và Vitamin C kết quả cho thấy sự cải thiện đáng kể tình trạng da khô và

lão hóa cũng như hiện tượng da mỏng.

+ Gamma linolenic acid (GLA): 18:3 (n-6) Trong cơ thể, GLA chuyển thành

chất Prostaglandings. Chất này có tính chống viêm, sưng rất hữu hiệu để làm giảm

thiểu triệu chứng bệnh viêm khớp tự miễn.

+ Dihomo gamma linolenic acid (DGLA): 20:3(n-6) Giúp bảo vệ tim mạch,

kích thích miễn dịch và đồng thời có tính chống viêm sưng (antiinflammatory).

+ Arachidonic acid (AA): C20:4(n-6) Giúp vào việc làm lành các vết thương,

cũng như dự phần vào cơ chế của phản ứng dị ứng.

1.4.4.3. Omega-9

Đây là loại chất béo chưa bão hòa đơn, Omega-9 có thể giúp phòng ngừa bệnh,

tăng sự trao đổi chất và giúp duy trì mức cholesterol khỏe mạnh bằng cách giảm LDL

có hại và tăng mức HDL có lợi. Ngoài ra Omega-9 cũng có thể tăng cường năng

lượng và có khả năng mang lại lợi ích cho những người mắc bệnh Alzheimer. Acid

Omega-9 được tìm thấy trong bơ, dầu oliu, hạt dẻ, hạt điều, hạnh nhân, sụn,

thịt…thường gặp là oleic acid: 18:1(n−9) [95].

21

Tóm lại: Omega-3,6,9 giúp ngừa bệnh tim mạch và là tác nhân bảo vệ trái tim, giúp

ngăn chặn ung thư, làm giảm huyết áp, làm hạ cholesterol và triglycerides trong máu,

làm chậm quá trình lão hóa, bảo vệ mọi tế bào khỏi hư hại. Omega-3,6,9 là những

chất acid béo thiết yếu (EFA) vì cơ thể chúng ta không thể tự tổng hợp được mà cần

phải nhờ thực phẩm mang vào. Omega-3,6,9 giúp ngừa hiện tượng máu bị đóng cục

(antithrombotic), nhờ đó tránh được nguy cơ chết đột ngột. Omega-3,6,9 giúp tăng

cường và bảo vệ hệ miễn dịch, ngừa bệnh viêm khớp tự miễn (rheumatoid arthritis),

ngừa hiện tượng trầm cảm và bệnh mất trí Alhzeimer, giúp làm giảm sự đau nhức

viêm sưng khớp xương và có tính năng biến đổi chất enzyme, giúp người bệnh viêm

xương khớp có thể làm chậm đi sự giải phẫu thay thế khớp xương, bảo vệ tế bào thần

kinh não, tăng trí nhớ. Omega-3,6,9 bồi dưỡng mô võng mạc mắt giúp sáng mắt, giảm

mỏi mắt khi sử dụng vi tính, xem ti vi, giảm độc gan, đẹp da.

1.5. Một số phương pháp tách chiết Omega-3,6,9 hiện có trong nghiên cứu và

sản xuất

- Phương pháp sắc ký: Các acid béo tự do có thể được tách ra dựa trên cơ sở

số lượng carbon và độ bất bão hòa bằng cách sử dụng các chất hấp phụ thích hợp, hay

sử dụng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) [96,97] tách acid béo không bão hòa từ

dầu cá. Adlof và Emken sử dụng sắc ký nhựa tráng bạc vào việc cô lập các acid béo

chưa bão hòa. Dudley và Anderson đã sử dụng sắc ký lớp mỏng tráng bạc nitrat để

tách riêng các acid béo chưa bão hòa [98,99].

- Phương pháp chưng cất và enzyme: Dựa vào sự khác nhau về điểm sôi hoặc

nồng độ của các acid béo, chúng có thể tách ra bằng cách sử dụng phương pháp chưng

cất chân không hoặc thủy phân enzyme. Do acid béo không bão hòa dễ bị oxy hóa

nên chưng cất tốt nhất là thực hiện dưới áp suất thấp, nhiệt độ thấp và thời gian lưu

tối thiểu [100,101].

- Kết tinh nhiệt độ thấp hoặc kết tủa urea phức: Dựa vào sự khác nhau về nhiệt

độ kết tinh của các acid, ở nhiệt độ thấp các acid béo dễ kết tinh nên tách ra khỏi hỗn

hợp hoặc sử dụng hỗn hợp dung môi ở nhiệt độ thấp để tách acid béo bão hòa và acid

22

béo chưa bão hòa. Tách acid béo chưa bão hòa đa từ dầu cá chép, tách LA từ Jatropha

bằng phương pháp thủy phân và tạo tủa urea phức [102-105].

- Chất lỏng siêu tới hạn: Chất lỏng siêu tới hạn là chất mà bất kỳ ở nhiệt độ

và áp suất nào chúng chỉ thay đổi nhỏ về tính chất. Do tính chất như vậy, chất lỏng

siêu tới hạn cung cấp một sự lựa chọn hấp dẫn đối với việc tách và phân đoạn của

nhiều loại vật liệu thô cũng như các acid béo. Chẳng hạn carbon dioxide (CO2) là chất

lỏng siêu tới hạn sử dụng nhiều nhất cho quá trình tách chiết, do tính chất quan trọng

của nó là có nhiệt độ và áp suất thấp (31,1 oC; 72,9 atm), cũng có thể là trơ không bắt

cháy và chấp nhận được với môi trường. Mishra và các cộng sự sử dụng carbon dioxide

(CO2) tách omega, hay nhóm nghiên cứu Sahena tách acid béo từ cá thu [106,107].

Việt Nam có một số công trình nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế

của quá trình chế biến cá da trơn cũng như các phế phẩm chế biến từ cá đã được thực

hiện. Trong đó các tác giả [108] đã thực hiện phản ứng thủy phân và kết tủa bằng

urea để thu nhận các acid béo chưa bão hòa. Nhóm tác giả khác đã sử dụng phương

pháp kết tinh phân đoạn ở nhiệt độ thấp thu hàm lượng Omega-3 là 22,8- 24,05%

[109,110]. Phương pháp thủy giải lipid trong môi trường kiềm và kết tủa urea để thu

được các acid béo gồm acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa với hàm lượng

omega 24,5% [111]. Cũng có các tác giả [112] sử dụng dung môi truyền thống để

chiết omega từ mỡ cá basa và thực hiện phương pháp transester hóa để phân tích và

xác định thành phần của chúng. Nhìn chung các công bố này chỉ mới mang tính chất

thăm dò, chưa có công trình nghiên cứu tách các hợp chất Omega-3,6,9 khỏi hỗn hợp

acid béo của mỡ cá basa và cá tra bằng dung môi sâu.

23

CHƯƠNG 2

PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

2.1. Hóa chất, nguyên liệu, dụng cụ tiến hành thí nghiệm

2.1.1. Hóa chất, nguyên liệu

STT

Tên hóa chất

Công thức Nơi sản xuất Độ tinh khiết

1

o-Phenylenediamine

Merck

PA

2

Choline chloride

Acros

99%

C6H8N2 C5H14ClNO

3 Urea

Acros

PA

CH4N2O

4

Thiourea

VN

99%

CH4N2S

5 Methylurea

TQ

99%

C2H6N2O

6 Methylthiourea

TQ

99%

C2H6N2S

7 Hexanoic acid

TQ

99%

C6H12O2

8 Octanoic acid

TQ

99%

C8H16O2

9 Nonanoic acid

TQ

99%

C9H18O2

10 Decannoic acid

TQ

99%

C10H20O2

11 Tin (II) chloride

TQ

99%

SnCl2

12 Aluminium chloride

Merck

PA

AlCl3

13 Methanol

Acros

PA

CH3OH

Bảng 2.1. Hóa chất sử dụng trong thí nghiệm

Các hóa chất cơ bản của Trung Quốc được sử dụng trực tiếp không qua xử lý.

Riêng silicagen và AlCl3 của hãng Merck, trước khi sử dụng được sấy khô trong bình

cô quay trong môi trường khí nitơ ở 100 oC để loại ẩm.

Nguyên liệu sử dụng trong luận án là cá basa, cá tra được thu mua từ nhà máy

chế biến thủy sản xuất khẩu thuộc Công ty cổ phần Tô Châu. Số 1553 quốc lộ 30,

khóm 4, phường 11, Cao Lãnh, Đồng Tháp. Sau đó xẻ thịt theo qui trình chế biến

xuất khẩu của nhà máy.

2.1.2. Dụng cụ tiến hành thí nghiệm

- Bếp khuấy từ có điều chỉnh nhiệt độ;

- Bình phản ứng autoclave;

- Máy khuấy cơ nhiệt độ phòng;

- Thiết bị lọc áp suất thấp;

- Tủ đông;

24

- Thiết bị cô quay chân không;

- Một số dụng cụ thủy tinh: bình cầu đáy tròn (500ml, 1000 ml); phễu chiết;

ống sinh hàn hồi lưu; cốc thủy tinh loại 200 ml, 500 ml, 1000 ml; phễu lọc, giấy lọc;

phiểu chiết…

2.2. Chuẩn bị nguyên liệu của cá basa, cá tra

2.2.1. Qui trình xử lý nguyên liệu

Nguyên liệu cá basa, cá tra thu từ nhà máy chế biến thủy sản Tô Châu ở Đồng

Tháp, sau khi mang về được rửa sạch và để ráo nước, sau đó được tiến hành xẻ thịt

theo qui trình của nhà máy sản xuất thủy sản xuất khẩu, thu được 3 phần: Phần mỡ

nguyên sinh, thịt (phile) và các phần còn lại (da, đầu, mình, nội tạng…) gộp chung là

phụ phẩm trong bảng. Chúng tôi thực hiện ba lần cho các qui trình xẻ thịt để xác định

trọng lượng trung bình.

Cá tra

Cá basa

STT

Thành phần

Trọng lượng (gam)

Tỷ lệ (%)

Trọng lượng (gam)

Tỷ lệ (%)

1 Mỡ nguyên sinh

50

2,3

106

6,06

2

Thịt (phile)

816

37,1

615

35,14

3

Phụ phẩm

1334

60,6

1029

58,8

Tổng

2200

100

1750

100

Bảng 2.2. Thành phần nguyên liệu ban đầu từ cá basa, cá tra

+ Mô tả qui trình chiết acid béo

- Mỡ nguyên sinh, thịt (phile) được xay nhỏ và chiết xuất nối tiếp lần lượt với

các dung môi n-hexane - methanol bằng bộ chiết chất béo. Sau khi thu hồi dung môi,

phần cao đặc sau chiết bằng n-hexane và methanol được gộp chung với nhau, xác

định trọng lượng và tiến hành phân tích. Phần phụ phẩm được thêm nước và đun sôi

trong 60 phút, để nguội và làm lạnh. Tách phần mỡ thu được từ phụ phẩm và tiến

hành thực hiện chiết xuất như mỡ nguyên sinh.

- Để tách acid béo ra khỏi cấu trúc lipid của cá, cần thiết phải sử dụng dung

môi. Trong các hệ dung môi có dạng phân cực và không phân cực, nghĩa là các dung

môi phân cực có thể hòa tan các chất phân cực, còn các chất không phân cực chỉ có

thể hòa tan các dung môi không phân cực. Một vấn đề hết sức quan trọng là nhiệt độ

bay hơi của các dung môi sẽ ảnh hưởng đến sản phẩm thu được khi loại bỏ dung môi.

25

Nếu nhiệt bay hơi quá cao sẽ làm cho các hợp chất omega bị phân hủy hoặc thay đổi.

Ngoài ra, cần tính đến giá thành và khả năng sẵn có, nên chúng tôi đã sử dụng

methanol và n-hexane cho mục đích trên. Các thông số kỹ thuật của dung môi thể

Tên chất

Công

nD20

bp

i.t.

η

dLVh

MAK

Dc

d20

Vp20

tan20 W.A.

Expl.

thức

không

1,9

0,66

1,3779

160

68,9

240

< 0,1

0,31

1,1-

82

50

n-Hexane C6H14

tan

7,4

32,6

0,79

1,329

127

65

455

tan

0.55

5.5-

263

200

tan

Methanol CH3OH

31

-

Nước

78,5

1,00

1,333

23

100

-

-

1.0

539

-

H2O

Dc: hằng số điện môi

bp: điểm sôi

Expl: giới hạn nở

d20

: tỷ trọng ở 20 oC

i.t: nhiệt độ bốc cháy

dLVh: nhiệt hoá hơi cal/g ở 1013mbar

nD20: chiết suất vạch D ở 20 oC

Tan20: độ tan trong H2O ở 20 oC

MAK: giá trị MAK trong không khí (ppm)

Vp20: áp suất hơi ở 20 oC

W.A: hấp thụ nước η: độ nhớt ml/m

hiện dưới đây.

Mỡ cá sau khi xử lý được chiết nối tiếp lần lượt với các dung môi n-hexane và

methanol. Kết quả thử nghiệm phương pháp chiết nối tiếp của mỡ cá basa giữa hai

loại dung môi như sau:

Mỡ (gam) Dung môi Cao (gam)

Bã (gam)

86,11

n-Hexane

57,63

27,68

27,68 (bã)

Methanol

17,71

8,02

1. Chiết nối tiếp n-hexane-methanol:

Tổng cao sau hai lần chiết là 75,34 gam chiếm 87,49 % trên tổng lượng mỡ nguyên

liệu. Hiệu suất chiết là 96,82%.

Mỡ (gam) Dung môi Cao (gam)

Bã (gam)

86,11

Methanol

27,584

54,72

54,72 (bã)

n-Hexane

47,757

6,96

2. Chiết nối tiếp methanol n-hexane

Tổng cao sau hai lần chiết là 75,34 gam, chiếm 87,49% trên tổng lượng mỡ

nguyên liệu. Hiệu suất chiết là 95,66%. Các kết quả trên cho thấy, nếu chỉ sử dụng

n-hexane làm dung môi ta chỉ thu được 66,9%. Nếu chỉ sử dụng methanol ta chỉ thu

được 32,03%. Sơ đồ qui trình chuẩn bị nguyên liệu được giới thiệu trong hình sau

26

Cá tra, Basa

Mỡ nguyên sinh

Chế biến theo qui trình nhà máy

Phụ phẩm (đầu, đuôi, da, xương, ruột)

Philê

Xay nhỏ

Bột cá

Nấu bằng nước trong 60 phút, để nguội, làm lạnh và tách mỡ

Mỡ từ phụ phẩm

Chiết acid béo bằng n-Hexane và Methanol

Cao sau chiết

Methyl hóa bằng methanol

Hình 2.1. Sơ đồ qui trình chuẩn bị nguyên liệu

2.2.2. Phương pháp chiết acid béo từ phụ phẩm

Thiết bị của phương pháp này gồm ba bộ phận: bình đun để chứa dung môi có

ống thông với bộ phận sinh hàn để khi dung môi sôi hơi của nó đi lên sinh hàn, bộ

phận đựng nguyên liệu có ống thông nhau từ đáy của nó với bình đun để khi dung môi

ngập nguyên liệu thì tự động chảy xuống bình đun, cuối cùng là bộ phận sinh hàn.

Hình 2.2. Thiết bị chết acid béo từ mỡ cá

Cho nguyên liệu vào bộ phận đựng nguyên liệu, cho dung môi vào nguyên

liệu, sao cho bề mặt của nó ngang với mặt trên của ống thông nhau. Khi đó dung môi

sẽ theo ống thông nhau mà chảy xuống bình. Đun sôi dung môi, hơi dung môi theo

ống dẫn lên sinh hàn, ở đây hơi dung môi bị đông tụ rồi xuống bộ phận nguyên liệu,

27

dung môi ngấm vào nguyên liệu, hoà tan chất bị chiết và đầy dần lên cho đến mức

trên ống thông nhau thì tự động rút xuống bình đun theo ống thông nhau mang theo

các chất bị chiết ở bình đun, dung môi lại bay lên sinh hàn và để lại chất bị chiết trong

bình đun. Qúa trình này diễn ra một cách liên tục cho đến khi toàn bộ các chất bị chiết

trong nguyên liệu được dung môi chiết và đưa xuống bình đun. Ngừng chiết, loại

dung môi, thu cặn chiết. Phần phụ phẩm được thêm nước và đun sôi trong 60 phút,

để nguội và làm lạnh. Tách phần mỡ thu được từ phụ phẩm và tiến hành chiết xuất

nối tiếp lần lượt với hệ dung môi n-hexane - methanol. Sau khi thu hồi dung môi,

phần cao đặc sau chiết bằng n-hexane và methanol được gộp chung với nhau, xác

định trọng lượng thu được của cao sau khi chiết.

Methyl hóa: Cao thu được sau chiết xuất được tiến hành methyl hóa với methanol và

xúc tác là acid sulfuric đặc với tỷ lệ sau cao/ methanol/ xúc tác là 50gam/ 100gam/

1gam. Quá trình ester hóa được tiến hành trong bình thủy tinh 200 ml, có gắn sinh

hàn hồi lưu trong thời gian 3 giờ ở điều kiện khuấy và gia nhiệt đến 60 oC bằng thiết

bị từ tính. Sản phẩm được tiến hành cô quay chân không ở 35 oC để loại bớt methanol

dư, sau đó rửa nhiều lần bằng nước cất và làm khan Na2SO4. Mẫu được tiến hành

phân tích bằng phương pháp GC/FID để xác định thành phần hóa học và được làm

nguyên liệu cho các nghiên cứu tách Omega-3,6,9 sau này.

2.3. Các hệ DES đã tổng hợp và sử dụng trong luận án

Các hệ DES đã được tổng hợp sử dụng để làm giàu và tách Omega-3,6,9 từ

mỡ phế thải của quá trình chế biến cá basa Việt Nam được giới thiệu trong bảng sau

Hệ DES

Tỷ lệ khối lượng (g/g)

Methanol/Urea (Mẫu 1, Mẫu 2, Mẫu 3, Mẫu 4)

1:(0,14; 0,2 ; 0,23; 0,26)

Choline chloride/urea (Ch/U)

1:1

Choline chloride/methylurea (Ch/MU)

1:1

Choline chloride/thiourea (Ch/Thi)

1:1

Choline chloride/methylthiourea (Ch/MThi)

1:1

Ethylene glycol/ 2-pentylbenzimidazole (EG/Benz-C5)

10:1,5

Ethylene glycol/ 2-heptylbenzimidazole (EG/Benz-C7)

10:1,5

Ethylene glycol/ 2-octylbenzimidazole (EG/Benz-C8)

10:1,5

Ethylene glycol/ 2-nonylbenzimidazole (EG/Benz-C9)

10:1,5

Bảng 2.3. Tỷ lệ khối lượng tổng hợp các mẫu DES

28

2.3.1. Hệ choline chloride/urea và các đồng đẳng

Choline chloride và urea liên kết với nhau bằng liên kết hydro, choline chloride

nóng chảy ở 302 oC, trong khi đó urea nóng chảy ở 133 oC, cả hai chất này đều hòa

oC ta được một chất lỏng đồng nhất. Tùy thuộc vào tỷ lệ các chất tham gia phản ứng

tan tốt trong nước. Khi trộn lẫn hai chất này và tăng dần nhiệt độ lên khoảng 60-70

để có các sản phẩm khác nhau. Từ đó, nhiệt độ và số lượng mol của urea tham gia

trong phản ứng phải được khống chế ở điều kiện không sinh ra các sản phẩm phụ

không mong muốn. Qui trình tổng hợp được áp dụng tương tự như công trình [113],

trong đó choline chloride được trộn với urea theo các tỷ lệ khối lượng (1:2), (1:1),

(2:1) trong một cốc thủy tinh được đun nóng ở 60-70 oC, và khuấy cho đến khi thu

được một chất lỏng đồng nhất. Chất lỏng ion sau đó được đựng trong chai lọ kín và

lưu giữ trong bình hút ẩm có chứa silicagel trước khi sử dụng. Ở nhiệt độ phòng hỗn

hợp có tỷ lệ (1:2) ở dạng rắn kết tinh, trong khi đó tỷ lệ (1:1), (2:1) ở dạng lỏng. Trên

cơ sở các khảo sát ban đầu này, chúng tôi chọn dung dịch DES có tỷ lệ mol choline

chloride và urea là 1:1 để xác định một số tính chất vật lý. Thực hiện tương tự như

vậy đối với các đồng đẳng của urea như methyl urea, thiourea và methyl thiourea.

Nhiệt độ nóng chảy của methylurea, thiourea và methylthiourea lần lượt là 102 oC,

182 °C và 121 oC.

2.3.2. Hệ methanol/urea và hệ ethylene glycol/benzimidazole

Các hệ DES được điều chế đơn giản bằng cách trộn lẫn 2 thành phần lại với

nhau, DES được tạo thành thông qua liên kết hydro [114].

+ Đối với hệ methanol/urea

Trong hệ DES, methanol và urea liên kết với nhau bằng mối liên kết hydro.

Một phân tử urea có 4 nguyên tử hydro liên kết trong với hai nguyên tử nitơ. Nhóm

OH của methanol có xu thế tạo liên kết hydro với các nguyên tử hydro này. Để tạo

nên sự cân bằng của liên kết, một phân tử urea sẽ tạo liên kết hydro với bốn nhóm

OH của 4 phân tử methanol hay nói cách khác, 1 mol urea sẽ tạo cân bằng với 4 mol

29

methanol, tương ứng với 60 gam urea và 128 gam methanol. Ở điểm cân bằng, hàm

lượng urea trong methanol đạt 0,468 g/ml. Nếu cân bằng này bị phá vỡ khi lượng

urea tăng lên thì sẽ xảy ra hiện tượng urea dư tách ra. Đây chính là ngưỡng bão hòa

của urea trong methanol. Trường hợp dư methanol, cân bằng giữa urea có trong dung

dịch vẫn được bảo đảm, nên không kết tinh trở lại.

Trên thế giới, một số công trình nghiên cứu làm giàu Omega-3 và đặc biệt

DHA trong dầu cá bằng phương pháp tủa urea trực tiếp với ethyl ester acid béo của

dầu cá có hàm lượng Omega-3 và đặc biệt là DHA rất cao [115,116]. Ngoài ra, các

tác giả không cho biết lượng ester có trong phần lỏng là bao nhiêu. Sau đây là một số

qui trình đã được công bố Chunzhi Zhang và các cộng sự: Ester của dầu cá được trộn

với urea trong ethanol khan, đun nóng ở 55-75 oC và khuấy cho đến khi toàn bộ hỗn

hợp chuyển thành dung dịch đồng nhất. Thời gian phản ứng được giữ trong 30 phút.

Hỗn hợp này được làm lạnh đến nhiệt độ phòng và sau đó được bảo quản ở nhiệt độ

phòng trong 20 phút. Phần tạo phức urea được tách ra khỏi chất lỏng (phần không tạo

phức urea, có chứa ethyl ester của DHA và EPA) bằng cách lọc hút. Một thể tích 1

ml mẫu dịch lọc được trộn với 2 ml n-hexane và 10 ml nước cất, và hỗn hợp này được

khuấy kỹ. Tách pha n-hexane để nhận omega. Udaya và các cộng sự: Acid béo tự do

(10 gam) được trộn với urea (10%, w/v) trong ethanol 95% và đun nóng ở 60–70 oC

bằng cách khuấy cho đến khi toàn bộ hỗn hợp chuyển thành dung dịch đồng nhất.

Các tinh thể được hình thành tách ra khỏi chất lỏng (phần không tạo phức urea) bằng

cách lọc dưới sức hút bằng phễu buchner được lót bằng một lớp bông thủy tinh mỏng.

Dịch lọc được pha loãng với một thể tích nước tương đương và được acid hóa bằng

H2SO4 6M. Thêm vào dung dịch một thể tích n-hexane tương đương và hỗn hợp được

khuấy kỹ rồi chuyển sang phễu phân tách. Lớp n-hexane chứa acid béo được tách ra

khỏi lớp dung dịch nước có chứa urea, được rửa bằng nước cất để loại bỏ urea còn lại

và sau đó làm khô trên natrisulfate khan và dung môi được loại bỏ bằng thiết bị bay

hơi. Ni Wayan Suriani và các cộng sự: Acid béo được thêm vào dung dịch urea nóng

(nhiệt độ 60-65 oC) trong methanol và khuấy với tốc độ không đổi trong 5 phút. Tỷ

lệ của urea: acid béo là 3: 1 và dung dịch được đun nóng cho đến khi đồng nhất. Thể

tích methanol đã sử dụng là 200 ml cho 25 gam dầu cá. Dung dịch urea và dầu được

khuấy trong 5 phút và để tạo thành tinh thể trong 24 giờ ở nhiệt độ 10 oC. Sau đó tiến

hành lọc để tách các tinh thể urea bằng dung môi chứa acid béo Omega-3. Mỗi 3 lít

30

dịch lọc, thêm 1 lít n-hexane và 0,5 lít HCl đậm đặc, hợp chất được khuấy trong 1 giờ

và chuyển sang phễu tách, để yên 1 giờ để tạo thành 2 lớp, sau đó lớp trên cùng (n-

hexane) được tách ra (I). 1,5 lít nước được thêm vào lớp dưới cùng và lớp này sau đó

được chiết lại với 1 lít n-hexane, khuấy trong 30 phút, đặt phễu tách trong 1 giờ để

oC trong 2 giờ bằng thiết bị bay hơi chân không để loại n-hexane.

tạo thành 2 lớp, lấy lớp trên cùng (II). Cả hai lớp I và II được trộn lẫn, bay hơi ở 30

Nhìn chung, các công trình trên đều sử dụng urea trực tiếp với methyl hoặc

ethyl ester của acid béo, nhưng sau đó phải dùng n-hexane để chiết lại và sử dụng

H2SO4 hoặc HCl để acid hóa. Điều này không chỉ gây độc cho các hợp chất omega,

mà còn làm cho các hợp chất này có những biến đổi hóa học không kiểm soát được.

Vì vậy, chúng tôi đã thử nghiệm sử dụng hệ dung môi methanol/urea như một dung

môi sâu để kiểm tra kết quả tách chiết Omega-3,6,9 trong mỡ phế thải của quá trình

chế biến cá basa trong công trình này, và qua đó so sánh với các hệ dung môi sâu của

luận án. Điểm khác biệt cơ bản các nghiên cứu của chúng tôi với các công trình nêu

trên là không sử dụng trực tiếp urea với methyl (hoặc ethyl) ester của acid béo, mà

tạo thành hệ dung môi methanol/urea.

Khả năng hòa tan tối đa của urea trong methanol được xác định bằng thực

nghiệm như sau: Cho 100 ml methanol vào bình thủy tinh 2 cổ có gắn sinh hàn ngược,

đặt trên máy khuấy từ và tiến hành khuấy. Từ từ cho urea vào cho đến khi urea không

tan hết thì dừng lại và xác định lượng urea trước thời điểm đó. Lặp lại thí nghiệm với

lượng urea đã xác định và để dung dịch ở nhiệt độ phòng, nếu không có hiện tượng

tái kết tinh thì tỷ lệ đó được chọn làm điểm chuẩn. Kết quả cho thấy điểm bão hòa

nằm ở tỷ lệ mol là 2,5: 1. Hệ dung môi sâu methanol/urea dùng sử dụng trong chiết

và tách Omega-3,6,9 được tiến hành phối trộn theo tỷ lệ trước điểm bão hòa.

Tên mẫu

Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4

Urea (g) 50 70 80 90

Methanol (ml) 350 350 350 350

Nồng độ Urea trong DES (g/ml) 0,143 0,20 0,23 0,26

Bảng 2.4. Tỷ lệ methanol/urea cho các mẫu

+ Đối với hệ ethylene glycol/benzimidazole: Sự hình thành liên kết hydro cũng

tương tự như hệ methanol/urea. Độ âm điện mạnh của oxy trong nhóm OH của

31

ethylene glycol có xu hướng liên kết với hydro của N và các hydro của nhóm CH3

ngoài cùng của dãy alkyl.

Để 1 mol benzimidazole tan hết vào ethylene glycol và không tái kết tinh, tối

thiểu phải có 4 mol ethylene glycol. Đây cũng là ngưỡng bão hòa của dung dịch này.

Một số kết quả nghiên cứu với các tỷ lệ ethylene glycol/benzimidazole khác nhau đã

được thực hiện. Trong đó tỷ lệ 10g :1,5g là tốt nhất về tính chất vật lý của hệ cũng

như khả năng chiết, khả năng thu hồi benzimidazole nên tỷ lệ này đã được chọn.

2.4. Tổng hợp DES trên cơ sở choline chloride/urea và các đồng đẳng

Phương pháp tổng hợp các chất lỏng dạng DES trên cơ sở choline chloride

được trộn với urea, các đồng đẳng và theo các tỷ lệ khối lượng sau (1:1), (2:1). Qui

trình chi tiết được mô tả sau. Choline chloride và urea được cho vào cốc thủy tinh

chịu nhiệt đặt trên bếp khuấy từ có gia nhiệt theo tỷ lệ khối lượng là 1:1 và 2:1 đun

nóng ở 60-70 oC, và khuấy cho đến khi thu được một chất lỏng đồng nhất.

Hình 2.3. Tổng hợp DES trên cơ sở choline chloide

Đậy kín và để nguội ở nhiệt độ phòng, sau đó được chuyển vào bình có nút

kín và lưu giữ trong bình hút ẩm có chứa silicagel. Thực nghiệm cho thấy, chỉ có mẫu

với tỷ lệ khối lượng choline chloride/urea bằng 1:1 và 2:1, sau khi để nguội vẫn giữ

trạng thái lỏng. Vì vậy chúng tôi chỉ sử dụng mẫu có tỷ lệ 1:1 trong các nghiên cứu

32

tiếp theo. Tương tự như urea, các đồng đẳng của nó cũng được cho nóng chảy với

choline chloride theo phương pháp trên (tỷ lệ chung là 1:1).

Hình 2.4. Choline chloride/urea tỷ lệ 1:1 và 2:1

2.5. Tổng hợp 2-alkylbenzimidazole và hệ DES (ethylene glycol/benzimidazole)

2.5.1. Tổng hợp 2-alkylbenzimidazole

Tùy theo từng phương pháp mà các nhà khoa học lựa chọn cho mình những

chất xúc tác khác nhau. Mỗi chất xúc tác đều có vai trò nhất định đối với mỗi phản

ứng. Các nghiên cứu sử dụng ruthenium và triphenylphosphin làm xúc tác cho phản

ứng tổng hợp benzimidazole. Tuy nhiên phản ứng của ruthenium tương đối hiếm và

giá thành cao. Vì vậy, qui trình tổng hợp 2-alkylbenzimidazole sử dụng SnCl2 làm

xúc tác được thực hiện như trong công trình [117,118] của nhóm nghiên cứu.

Các bước tiến hành phản ứng

Cho các chất tham gia phản ứng vào thiết bị phản ứng theo tỷ lệ mol o-

phenyldiamine với lần lượt các acid theo tỷ lệ 1:1. Lượng xúc tác đưa vào là 10%

khối lượng các chất tham gia phản ứng. Thêm 10ml dioxan để làm dung môi. Thiết

bị phản ứng được đậy kín bởi các ốc vít bằng inox. Cho dòng khí argon vào để đuổi

không khí ra khỏi bình phản ứng, đóng van xả để áp suất trong bình đạt 6-8 atm. Sau

đó, đóng van thông khí với bình argon, đặt bình phản ứng vào hệ thống gia nhiệt và

khuấy từ. Nhiệt độ được tăng dần đến 180 oC, vận tốc của máy khuấy từ 600

33

vòng/phút. Các chế độ trên được giữ nguyên cho tất cả các thí nghiệm. Qui trình tổng

hợp được giới thiệu trong hình sau.

o-Phenylenediamine

SnCl2 180 oC; 6-8 atm

2-Alkylbenzimidazole R: C5, C7, C8, C9

Acid carboxylic (C6, C8, C9, C10)

Hình 2.5. Thiết bị tổng hợp 2-alkylbenzimidazole

Xử lý sản phẩm sau phản ứng

Sau 10 giờ, bình phản ứng được để nguội tự nhiên. Trước khi lấy sản phẩm ra

khỏi thiết bị phản ứng, tiến hành phân tích sơ bộ sản phẩm bằng sắc ký bản mỏng

(TLC). Sắc ký bản mỏng sử dụng silicagel 60F254 của hãng Merck, và giải ly với dung

dịch chloroform:ethyl acetate theo tỷ lệ 20:80. Vệt sản phẩm được khảo sát dưới đèn

tử ngoại UV.

Hình 2.6. Các hợp chất 2-alkylbenzimidazole

Sản phẩm được lấy ra khỏi bình phản ứng và lọc qua cột silicagel có đường

kính 30mm, chiều dài 100mm, với các hệ dung môi chloroform, ethyl acetate,

methanol. Xúc tác và tác chất ban đầu còn dư được cột silicagel hấp phụ, tách ra khỏi

dung dịch sản phẩm. Sau khi cô đặc dung dịch sản phẩm dưới áp suất thấp, các sản

34

phẩm được tách ra khỏi dung dịch. Làm sạch bằng phương pháp kết tinh nhiều lần,

sấy khô và tiến hành phân tích, các thí nghiệm được thực hiện ba lần để lấy kết quả

trung bình chung.

Hiệu suất

Hiệu suất sau

STT

Tên sản phẩm

Dạng chất

thô (%)

làm sạch (%)

tinh thể dạng bột

1

98,86

94,13

màu trắng xám

2-pentylbenzimidazole (C12H16N2)

2

95,64

91,25

tinh thể màu trắng trong suốt

2-heptylbenzimidazole (C14H20N2)

3

92,27

89,22

tinh thể màu nâu

2-octylbenzimidazole (C15H22N2)

4

89,76

86,79

bột màu trắng

2-nonylbenzimidazole (C16H24N2)

Bảng 2.5. Các chất 2-alkylbenzimidazole và hiệu suất

2.5.2. Kết hợp ethylene glycol với 2-alkylbenzimidazole để tạo thành hệ DES

- 2-Alkylbenzimidazole là những chất rắn nên chúng tôi đã sử dụng dung dịch

ethylene glycol để hòa tan và khảo sát tính chất vật lý của hệ dung dịch này. Đây

được xem là hệ dung môi sâu. Trong đó, thành phần chính là 2-alkylbenzimidazole,

ethylene glycol chỉ là chất hòa tan và liên kết với 2-alkylbenzimidazole bằng liên kết

hydro. Ethylene glycol không tác động lên methyl ester nguyên liệu.

- Để khẳng định sự tham gia của ethylene glycol không ảnh hưởng đến quá

trình tách omega, chúng tôi đã thử dùng ethylene glycol không có benzimidazole và

nhận thấy không có sự thay đổi trong thành phần của methyl ester nguyên liệu.

- Hệ dung môi ethylene glycol/2-alkylbenzimidazole với tỷ lệ từ 10-25g 2-

alkylbenzimidazole/100ml ethylene glycol đã được thử nghiệm sơ bộ. Kết quả cho

thấy không có nhiều sự khác biệt trong khả năng tách và làm giàu omega. Tuy nhiên

khả năng thu hồi alkylbenzimidazole của tỷ lệ 15g 2-alkylbenzimidazole/100ml

ethylene glycol là tốt nhất. Sự hao hụt của alkylbenzimidazole nằm dưới 10%.

2.6. Phương pháp phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu và sản phẩm

2.6.1. Phân tích các hợp chất omega bằng phương pháp GC-FID

Xác định thành phần các chất trong hỗn hợp tổng hợp được. Chất nghiên cứu

được chuyển sang trạng thái hơi, sau đó chuyển thành các ion. Các ion tạo thành đưa

vào máy khối phổ. Quá trình biến các phân tử trung hòa thành các ion được gọi là ion

hóa. Các ion có khối lượng m, điện tích e. Tỷ số m/e là số khối z. Khi tách ion có số

35

khối khác nhau và xác định được xác suất có mặt của chúng, ta vẽ đồ thị liên quan

giữa xác suất có mặt và số khối z. Đồ thị đó là phổ khối lượng. Để đánh giá chất

lượng của khối phổ kế, người ta dùng khái niệm “độ phân giải” R

R=m/∆m

Trong đó: m là khối lượng ion

∆m là hiệu số khối lượng hai ion có thể tách ra

Giá trị R càng lớn thì máy càng tốt

Các kết quả xác định thành phần và hàm lượng các hợp chất omega của luận

án đã được phân tích tại phòng phân tích trung tâm của Trường Đại học Khoa học Tự

Nhiên Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh bằng phương pháp GC/FID. Hệ

thống sắc ký khí GC - Agilent 6890N (Mỹ) có cấu tạo bao gồm: buồng tiêm mẫu

bằng tay, lò cột, đầu dò ion hóa ngọn lửa FID, cột mao quản HP-INOWAX (30 m x

0.25 mm x 0.25 µm) thành phần polyetylenglycol. Chương trình nhiệt độ cột: Nhiệt

độ đầu 40 oC (giữ 0,5 phút), tăng 25 oC/ phút đến 195 oC, giữ 1,0 phút, tăng 3oC /

phút đến 245 oC, giữ 10 phút. Khí mang N2. Tốc độ khí mang: 1,0 mL.min-1. Nhiệt

độ buồng tiêm: 250 oC. Nhiệt độ đầu dò FID: 250 oC. Thể tích tiêm: 1 µL. Kiểu tiêm:

tiêm tay. Tỉ lệ chia dòng là 1:50.

2.6.2. Các phương pháp phân tích cấu trúc của DES

+ Phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR): Phổ hồng ngoại dùng để xác định

thành phần các nhóm chức của phân tử chất nghiên cứu dựa vào các tần số đặc trưng

trên phổ của các nhóm chức trong phân tử. Phổ FTIR của các hợp chất choline

chloride/urea, choline chloride/methyl urea, choline chloride/thiourea, choline

chloride/methyl thiourea và các alkyl benzimidazole được đo trên máy PerkinElmer

MIR/NIR Frontier, ép viên với KBr, dãy sóng từ 4000-400 cm-1. Tại phòng phân tích

của Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng.

+ Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): (NMR đo trên máy hiệu

Bruker AC 500). Mục đích lấy các thông tin về liên kết, từ đó có thể xác định sự sắp

xếp của các nguyên tử theo không gian ba chiều trong phân tử. Các đại lượng chính

lấy từ phổ NMR là độ dịch chuyển hóa học và hằng số ghép. Các đại lượng này được

dùng để xác định cấu trúc phân tử. Một chất có thể khảo sát bằng NMR hay không

phụ thuộc vào thành phần của các nguyên tử đồng vị. Nguyên tử hydro dễ dàng được

phát hiện bằng NMR vì 1H chiếm 99,9% nguyên tử hydro. Trong khi đó nguyên tử C

36

chứa 98,9% là đồng vị 12C (không có spin hạt nhân) và 1,5% là 13C (có spin hạt nhân

I = 1/2). Nhờ lượng 13C này mà nguyên tử C có thể khảo sát bằng NMR. Các hợp

chất choline chloride/urea, choline chloride/methyl urea, choline chloride/thiourea,

choline chloride/methyl thiourea và các alkylbenzimidazole được khảo sát bằng phổ

NMR của 1H và 13C tại phòng phân tích trung tâm của Trường Đại học Khoa học Tự

Nhiên-ĐHQG TPHCM.

+ Phương pháp GC-MS: Mẫu được đo trên máy GC Agilent 6890N, MS 5973

oC tăng 5 oC/phút đến 150 oC tiếp tục tăng 10 oC/phút đến 200 oC, tăng 20 oC/phút

inert, cột HP5-MS, áp suất He đầu cột 9.3 psi. Chương trình nhiệt cho mẫu C5, C7: 50

oC/phút đến 150 oC tiếp tục tăng 10 oC/phút đến 200 oC, tăng 20 oC/phút đến 300

oC giữ trong 15 phút. Các mẫu được phân tích tại phòng phân tích của Viện Khoa học

đến 300 oC giữ trong 10 phút. Chương trình nhiệt cho mẫu C8, C9: 50 oC tăng 5

Vật liệu Ứng dụng.

+ Phương pháp phân tích nhiệt trọng trường (TGA)

- TGA là phương pháp đặc trưng cho một hợp chất hoặc một hệ do thứ tự của

các phản ứng hóa học xuất hiện tại một khoảng nhiệt độ xác định là một hàm của cấu

trúc phân tử. Sự thay đổi của khối lượng là kết quả của quá trình đứt gãy hoặc sự hình

thành vô số các liên kết vật lý và hóa học tại một nhiệt độ gia tăng dẫn đến sự bay hơi

của các sản phẩm hoặc tạo thành các sản phẩm nặng hơn. Trong quá trình tăng nhiệt

độ, các quá trình lý hoá xảy ra trong mẫu đo dẫn tới sự thay đổi khối lượng của nó,

sự thay đổi này nhờ các cảm biến khối lượng chuyển tín hiệu về máy tính để lưu trữ

và chuyển đổi thành phần trăm khối lượng của vật liệu bị mất đi. Các hợp chất choline

chloride/urea, choline chloride/methyl urea, choline chloride/thiourea, choline

chloride/methyl thiourea và các alkylbenzimidazole được đo TGA TA-Q200, phân

tích từ nhiệt độ phòng đến 800 oC, gia nhiệt với tốc độ 10 oC /phút và môi trường khí

Nitrogen. Tại phòng phân tích của Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng.

2.6.3. Các phương pháp xác định tính chất cơ lý của DES

- Xác định pH bằng máy đo pH/ORP và EC/TDS HI5521-02 (Hanna).

- Xác định hàm lượng nước bằng máy chuẩn độ KF Coulometer, Model 831

K (Metrohm).

- Độ nhớt được đo trên máy DV III ULTRA (Brookfield).

- Xác định độ dẫn điện của dung dịch bằng thiết bị cầm tay của HANNA

37

HI 98 303.

2.6.4. Phương pháp tính toán hiệu suất

x 100 %

- Hiệu suất tách pha

M ME trong pha lỏng M ME tham gia khuấy trộn

- Hiệu suất chiết các chất

x 100 %

M Khối lượng chất hình thành sau khuấy trộn X M Khối lượng chất còn lại trong pha lỏng

M Khối lượng chất hình thành sau khuấy trộn

x 100 %

- Hiệu suất phản ứng

M Sp sau khi làm sạch M Chất tham gia phản ứng

2.7. Phương pháp chiết và tách Omega-3,6,9 khỏi acid béo

2.7.1. Thiết bị và kỹ thuật thực hiện tách Omega-3,6,9 khỏi acid béo

Methyl ester của acid béo, methanol, DES được cho vào bình cầu thủy tinh

500 ml có gắn sinh hàn, đặt trên máy khuấy từ (120 vòng/phút ) có gia nhiệt. Bình

phản ứng được khuấy liên tục và đun nóng ở nhiệt độ 45 oC trong 1 giờ. Khi hỗn hợp

trở nên đồng nhất, được làm mát ở nhiệt độ phòng và sau đó làm lạnh ở 4 oC trong 8

giờ. Hỗn hợp thu được tạo thành hai lớp: lớp trên là chất lỏng, lớp dưới là phần rắn.

Phần chất lỏng được tách khỏi phần rắn. Rửa phần rắn bằng methanol lạnh. Kết hợp

dung dịch rửa này vào lớp chất lỏng ban đầu, làm bay hơi methanol trong thiết bị bay

hơi chân không, làm khan bằng Na2SO4 và tiến hành phân tích thành phần hóa học

bằng phương pháp GC-FID.

Hình 2.7. Thiết bị phối trộn methyl ester và DES

38

Phần rắn được thêm 200ml H2O, đun sôi và khuấy cho đến khi các tinh thể hòa

tan và tạo thành hai lớp. Các acid béo ở lớp trên được tách ra, tiếp tục cho bay hơi

trong chân không để loại methanol, ethylene glycol và nước, làm khan bằng Na2SO4

và tiến hành phân tích. Lớp dưới là methanol hệ DES và nước được bay hơi trong

bình cô quay chân không để loại methanol và nước. Sản phẩm cuối cùng được làm

lạnh ở 4 oC để DES kết tinh lại. Rửa nhiều lần với nước lạnh, kiểm tra lại tính chất

vật lý của DES.

2.7.2. Tỷ lệ các chất tham gia phản ứng tách omega

- Hệ methanol/urea: Các mẫu DES (methanol/urea) được sử dụng cho việc tách chiết

Omega-3,6,9 là 200ml với 20 gam methyl ester.

- Hệ choline chloride/urea (và các đồng đẳng)

Các thí nghiệm sơ bộ ban đầu nhằm xác định tỷ lệ DES (choline chloride/urea

và các đồng đẳng) tham gia vào tách chiết Omega-3,6,9. Chúng tôi đã thử nghiệm

lượng DES (choline chloride/urea) từ 5, 10, 15, 20, 25, 30 gam. Kết quả thu sản phẩm

lỏng ở bảng dưới.

DES (gam)

5

10

15

20

25

30

Phần lỏng (gam)

2,40

2,87

3,30

3,60 3,82 3,90

Phần rắn (gam)

17,60 17,13 16,70 16,40 16,18 16,10

Hiệu suất tách pha % 12

14,35 16,50

18

19,10 19,50

Bảng 2.6. Tỷ lệ giữa khối lượng phần lỏng và phần rắn phụ thuộc vào DES

Kết quả phân tích sản phẩm lỏng cho thấy với 15 gam DES, hàm lượng

Omega-3,6,9 đạt 91%. Vì vậy, chúng tôi đã chọn tỷ lệ DES là 15 gam cho các nghiên

cứu tiếp theo của các đồng đẳng urea.

Điều kiện chung là: 15 gam dung dịch DES (choline chloride/urea và các đồng

đẳng khác của urea là methyl urea, thiourea, methyl thiourea) với 20 gam methyl ester

trong 200 ml methanol.

- Hệ ethylene glycol/benzimidazole: Do các đồng đẳng của 2-alkylbenzimidazole

mạch carbon ngắn có nhiệt độ nóng chảy cao, khả năng ảnh hưởng đến quá trình tách

Vì vậy trong công trình này chúng tôi sử dụng 2-alkylbenzimidazole với các hợp chất

(2-pentylbenzimidazole; 2-heptylbenzimidazole; 2-octylbenzimidazole và 2-nonyl

benzimidazole) để thực hiện tách làm giàu Omega-3,6,9.

39

Methyl ester

DES +Methanol

Hỗn hợp methyl ester, methanol, DES

Gia nhiệt (45 oC), Khuấy

Hỗn hợp đồng nhất

Làm lạnh 4 oC trong 8 giờ

Phần lỏng Methyl ester + Methanol

Phần rắn Methyl ester + DES + Methanol

Xả tủa bằng nhiệt, Tách methyl ester khỏi DES, Methanol

Cô quay chân không loại Methanol + rửa nhiều lần, làm khan

Omega-3,6,9

DES thu hồi

Methyl ester

Biodiesel

Hình 2.8. Sơ đồ chi tiết qui trình làm giàu Omega-3,6,9 bằng dung môi sâu DES

40

CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết quả chiết cao acid béo trong từng bộ phận của cá basa, cá tra

3.1.1. Kết quả chiết xuất mỡ nguyên sinh

Phần mỡ nguyên sinh của cá basa và cá tra sau khi thực hiện chiết với dung

môi thu được kết quả trung bình chung theo khối lượng sau.

STT Sản phẩm mỡ

Cá tra (gam) Cá basa (gam)

Cao acid béo

43,95

1

86,11

2

Bã thải cuối

5,28

19,07

3

Thất thoát

0,77

0,83

Tổng

50

106,01

Bảng 3.1. Kết quả chiết xuất phần mỡ nguyên sinh

- 106,01 gam mỡ nguyên sinh của cá basa, sau chiết xuất thu 86,11 gam cao

acid béo, chiếm 81,23% trọng lượng. Thất thoát trong quá trình thao tác là 0,83 gam,

chiếm 0,78%.

- 50 gam mỡ tự nhiên của cá tra sau chiết xuất thu 43,95 gam cao acid béo,

chiếm 87,90% trọng lượng. Thất thoát trong quá trình thao tác là 0,77 gam, chiếm

khoảng 1,54%.

3.1.2. Kết quả chiết xuất thịt cá (phile)

Thực hiện tương tự như trên đối với phần thịt của cá basa và cá tra sau khi

thực hiện chiết với dung môi, chúng tôi thu được kết quả trung bình chung theo khối

lượng sau

STT Sản phẩm thịt

Cá tra (gam) Cá basa (gam)

1

Cao acid béo

162,16

121,98

2

Bã thải cuối

649,82

485,00

3

Thất thoát

4,02

8,03

Tổng

816,00

615,00

Bảng 3.2. Kết quả chiết xuất phần thịt (phile)

- 615 gam thịt (phile) của cá basa sau chiết xuất thu 121,98 gam cao acid béo,

chiếm 19,83% trọng lượng. Thất thoát trong quá trình thao tác là 8,03 gam, chiếm

khoảng 1,3%.

41

- 816 gam thịt (phile) của cá tra sau chiết xuất thu 162,16 gam cao acid béo,

chiếm 19,87% trọng lượng. Thất thoát trong quá trình thao tác là 4,02 gam, chiếm

khoảng 0,49%.

3.1.3. Kết quả chiết xuất mỡ cá thu từ phụ phẩm

Cá basa từ 1029 gam phụ phẩm thu được sau khi thực hiện phile theo quy trình

của nhà máy sản xuất thủy sản xuất khẩu, cho thêm nước vào nấu và làm lạnh thu

được 86,11 gam mỡ nổi (chiếm 8,37% từ tổng phụ phẩm). Tương tự với cá tra từ

1334 gam phụ phẩm, thu được 163 gam mỡ nổi, chiếm 12,22%.

Sản phẩm mỡ thu

STT

Cá tra (gam)

Cá basa (gam)

từ phụ phẩm

1 Cao acid béo

153,69

75,34

2 Bã thải cuối

9,24

8,023

3

Thất thoát

0,07

2,74

Tổng

163,00

86,11

Bảng 3.3. Kết quả chiết xuất mỡ thu từ phụ phẩm

- 163 gam mỡ thu hồi từ phụ phẩm của cá tra sau chiết xuất thu 153,69 gam

cao acid béo, chiếm 94,29 % trọng lượng. Thất thoát trong quá trình thao tác là 0,07

gam, chiếm 0,04 %.

- 86,11 gam mỡ thu hồi từ phụ phẩm của cá basa sau chiết xuất thu 75,34 gam

cao acid béo, chiếm 87,49 % trọng lượng. Thất thoát trong quá trình thao tác là 2,74

gam, chiếm 3,18 %.

Các kết quả thu được trong các bảng 3.1, 3.2, 3.3 cho thấy. Ngoại trừ lượng

mỡ nguyên sinh khác nhau, các phần còn lại của cá tra và cá basa gần như giống nhau.

Phần thịt (phile) dùng cho xuất khẩu chỉ nằm ở mức 35-37%. Acid béo trong thịt của

hai loại cá gần như bằng nhau và bằng 19,8%. Phụ phẩm-phần không thể xuất khẩu

chiếm khá lớn 59-61%. Sau khi xử lý, phần mỡ thu hồi từ phụ phẩm của cá tra là

12,22%, còn của cá basa là 8,37%. Lượng acid béo trong mỡ thu hồi của cá tra là

94,29% trong khi của cá basa là 87,49%. Theo nghiên cứu của Nguyễn Huỳnh Đình

Thuấn - Viện Công nghệ Sinh học Thực phẩm thuộc Trường Đại học Công nghiệp

Thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu về dưỡng chất quý trong cá basa, cá tra. Cho

thấy thành phần chính trong mỡ cá là các acid béo chưa no chiếm tỷ lệ 80% [119].

42

3.2. Kết quả phân tích và định danh các hợp chất chiết từ cá basa, cá tra

3.2.1. Kết quả phân tích và định danh dịch chiết mỡ nguyên sinh

Thành phần và hàm lượng acid béo trong mỡ nguyên sinh của cá basa, cá tra

sau khi thực hiện quá trình chiết với dung môi, mẫu được phân tích để xác định hàm

lượng các acid béo bằng phương pháp GC/FID cho kết quả bảng sau

STT

Cá tra (gam) Cá basa (gam)

Mỡ nguyên sinh

1 Acid béo dạng Omega-3,6,9

18,88

44,16

2 Acid béo khác

15,80

21,69

3

Tổng triglycerides

1,43

5,31

4 Không xác định được

7,83

14,95

Tổng cao sau chiết xuất

43,95

86,11

Bảng 3.4. Sản phẩm của dịch chiết từ mỡ nguyên sinh

Qua kết quả cho thấy hàm lượng các acid béo dạng Omega-3,6,9 trong mỡ nguyên

sinh của cá tra là 37,77%, trong khi đó của cá basa là 41,62%.

3.2.2. Kết quả phân tích và định danh dịch chiết thịt (phile)

Tương tự trong phần thịt (phile) cá basa, cá tra thành phần và hàm lượng acid

béo sau khi thực hiện quá trình chiết với dung môi, mẫu được phân tích để xác định

hàm lượng các acid béo bằng phương pháp GC/FID cho kết quả bảng sau

STT

Thịt (phile)

Cá tra (gam) Cá basa (gam)

1 Acid béo dạng Omega-3,6,9

15,96

24,31

2 Acid béo khác

13,08

14,53

3

Tổng triglycerides

1,09

1,64

4 Không xác định được

132,03

81,50

Tổng cao sau chiết xuất

162,16

121,98

Bảng 3.5. Sản phẩm của dịch chiết từ thịt (phile)

Hàm lượng các acid béo dạng Omega-3,6,9 trong thịt (phile) của cá tra là

1,96%, trong khi đó của cá basa là 3,95%.

3.2.3. Kết quả phân tích và định danh dịch chiết mỡ của phụ phẩm

Phần mỡ phụ phẩm sau khi được xử lý và thực hiện chiết với dung môi, mẫu

được phân tích để xác định hàm lượng các acid béo bằng phương pháp GC/FID cho

kết quả bảng sau.

43

STT

Mỡ từ phụ phẩm

Cá tra (gam) Cá basa (gam)

1 Acid béo dạng Omega-3,6,9

77,98

38,56

2 Acid béo khác

59,28

34,19

3

Tổng triglycerides

5,06

1,78

4 Không xác định được

11,38

0,81

5

Tổng cao sau chiết xuất

153,69

75,34

Bảng 3.6. Sản phẩm của dịch chiết mỡ từ phụ phẩm

Hàm lượng các acid béo dạng Omega-3,6,9 trong mỡ từ phụ phẩm của cá tra

là 47,84%, trong khi đó của cá basa là 44,78%. Tổng hợp kết quả của các bảng 3.4, 3.5, 3.6 ta có bức tranh toàn cảnh về hàm lượng Omega-3,6,9 trong cá tra và cá basa.

STT Thành phần chứa omega Cá tra (gam) Cá basa (gam)

1 Mỡ nguyên sinh

18,88

44,16

2

Thịt (phile)

15,96

24,31

3 Mỡ từ phụ phẩm

77,98

38,56

4

Tổng omega

112,82

107,03

5

Trọng lượng

2200

1750

Bảng 3.7. Tổng hàm lượng các acid béo dạng Omega-3,6,9

Qua kết quả khảo sát của chúng tôi cho thấy hàm lượng omega trong hai loại

cá không chênh lệch nhiều. Đặc biệt là phần mỡ nguyên sinh của cá basa cao hơn so

với cá tra, đây là các acid béo có giá trị dinh dưỡng cao và có lợi cho sức khỏe.

Các kết quả bảng 3.8 cho thấy cá tra và cá basa là những loại cá cho nhiều acid

béo dạng omega. Các chất này trong phần mỡ nguyên sinh và thịt (phile) của cá basa

nhiều hơn cá tra. Nhưng trong phụ phẩm, hàm lượng acid béo dạng omega của cá tra

nhiều hơn so với cá basa. Có nghĩa là trong quá trình sản xuất cứ chế biến 1 tấn cá

xuất khẩu, người ta đang loại bỏ khoảng 3,75 kg các acid béo dạng omega ra phần

phế thải.

Kết quả phân tích định danh các hợp chất omega trong mỡ nguyên sinh, thịt

(phile) và mỡ thu từ phụ phẩm của basa, cá tra. Cho thấy các bộ phận khác của cả hai

loại cá đều nằm trong giới hạn cao từ 27-34%. Tỷ lệ Omega-3 và 6 trên tổng omega

trong mỡ nguyên sinh của cá basa đạt 92,26% chứng minh rằng giá trị dinh dưỡng

của loại cá này.

44

Cá tra

Cá basa

Dạng acid

Omega trong mỡ phụ phẩm

(gam)

(gam)

α-Linolenic acid (ALA) 18:3 (n-3)

0,63

0,72

Eicosatrienoic acid (ETE) 20:3 (n-3)

0,67

1,27

Omega-3 Eicosapentaenoic acid (EPA) 20:5 (n-3)

0,57

1,72

Docosahexaenoic acid (DHA) 22:6 (n-3)

0,88

1,72

Linoleic acid (LA) 18:2 (n−6)

10,67

3,06

γ-linolenic acid (GLA) 18:3 (n−6)

1,39

2,71

Omega-6 Eicosadienoic acid 20:2 (n−6)

1,65

0

Dihomo gamma linolenic acid

2,88

0,34

(DGLA) 20:3 (n−6)

Arachidonic acid (AA) 20:4 (n−6)

1,10

0,25

Docosadienoic acid 22:2 (n−6)

0,83

0

Oleic acid 18:1 (n−9)

54,96

25,97

Elaidic acid18:1 (n-9)

0

0,20

Omega-9 Gondoic acid 20:1 (n−9)

1,76

0,58

Erucic acid 22:1 (n−9)

0

0

Tổng Omega-3,6,9

77,98

38,56

Bảng 3.8. Các hợp chất omega trong mỡ phụ phẩm

3.2.4. Kết luận về nguyên liệu

Tổng hợp kết quả trên ta có bức tranh toàn cảnh về hàm lượng các acid béo

dạng omega trong cá basa và cá tra như sau

STT Thành phần chứa omega Cá tra (%) Cá basa (%)

1 Mỡ nguyên sinh

0,86

2,52

2

Thịt (phile)

0,73

1,39

3 Mỡ từ phụ phẩm

3,54

2,21

4

Tỷ lệ omega/trọng lượng

5,13

6,12

Bảng 3.9. Phần trăm các acid béo dạng Omega-3,6,9

Qua bảng 3.9 cho thấy hàm lượng omega trong cá basa cao hơn so với cá tra

và đặc biệt là phần mỡ nguyên sinh của cá basa có chứa lượng lớn hợp chất omega.

Đây là các acid béo có giá trị dinh dưỡng và có lợi cho sức khỏe.

- Cá basa, cá tra chứa những hợp chất omega rất quan trọng mà cơ thể người

không tự tổng hợp được, đặc biệt là nhóm Omega-3 và 6.

45

- Hàm lượng các hợp chất Omega-3,6,9 trong các bộ phận của cá tra và cá basa

khá cao. Hơn nữa trong phần phụ phẩm của hai loại cá này có chứa nhiều acid béo

dạng omega.

Do tổng lượng phụ phẩm trong quá trình chế biến xuất khẩu trên thị trường

hiện nay khá cao, và mục tiêu ban đầu là cá basa nên chúng tôi chỉ chọn mỡ phế

phẩm của cá basa làm nguyên liệu cho các nghiên cứu tiếp theo.

3.2.5. Methyl ester của nguyên liệu (mỡ phụ phẩm của cá basa)

Hàm lượng các acid béo dạng Omega-3,6,9 trong mỡ từ phụ phẩm của cá basa

là 44,78%. Cao acid béo được tiến hành phản ứng ester hóa để chuyển thành methyl

ester (methanol/acid béo = 3/1, nhiệt độ 65 oC, thời gian 3 giờ trong điều kiện khuấy

mạnh). Mỡ của phụ phẩm sau khi tiến hành ester hóa có hàm lượng sau

STT

Acid béo

Cao chiết (%) Methyl ester (%)

1 Acid béo bão hòa

31,37

35,58

2 Acid béo chưa bão hòa

2,85

3,35

3 Omega-3,6,9

59,15

56,97

4 Không xác định

6,63

4,12

Tổng

100

100

Bảng 3.10. Hàm lượng các hợp chất trước và sau khi ester hóa

Thành phần hoá học của mẫu sau khi tách và phản ứng ester hóa với methanol

không khác biệt đáng kể. Tổng hàm lượng Omega-3,6,9 trong nguyên liệu là khoảng

57%; 39% là acid béo không phải là acid béo dạng Omega-3,6,9; 4% là các chất

không xác định. Thành phần hóa học của methyl ester nguyên liệu trong bảng 3.11

sau đây sẽ được dùng cho các nghiên cứu tách và làm giàu Omega-3,6,9 khi sử dụng

các chất lỏng ion đã tổng hợp.

Methyl ester

Dạng acid

Tên của các dạng acid béo trong metylester

(%)

Myristic acid (14:0)

1,96

Acid bão

Palmitic acid(16:0)

26,55

hòa

Stearic acid (18:0)

6,78

Arachidic acid(20:0)

0,29

Bảng 3.11. Thành phần hóa học của các acid béo trong methyl ester nguyên liệu

46

Acid chưa

Palmitoleic acid (16:1)

3,35

bão hòa

α-Linolenic acid (ALA) 18:3 (n-3)

0,46

Eicosatrienoic acid 20:3 (n-3)

0,15

Omega-3

Eicosapentaenoic acid (EPA) 20:5 (n-3)

0,42

Docosahexaenoic acid (DHA) 22:6 (n-3) và

0,63

Nervonic acid 24:1 (n-9)

Linoleic acid (LA) 18:2 (n-6)

12,41

γ-Linolenic acid (GLA) 18:3 (n-6)

1,05

Omega-6

Eicosadienoic acid 20:2 (n-6)

0,55

Eicosatrienoic acid 20:3 (n-6)

0,18

Arachidonic acid (AA) 20:4 (n-6)

0,48

Oleic acid 18:1 (n-9)

40,21

Omega-9

Eicosenoic acid 20:1 (n-9)

0,42

Tổng acid béo

95,89

Không xác định và thất thoát

4,11

Tổng

100

Từ bảng 3.11 ta thấy được acid béo trong mỡ sau khi thực hiện methyl ester

thì hàm lượng acid bão hòa chiếm 35,58%, 60,3% là acid chưa bão hòa trong đó hàm

lượng Omega-3,6,9 chiếm khoảng 57%, đây là acid béo có giá trị dinh dưỡng cao.

Tổng hợp kết quả phân tích thành phần nguyên liệu trong bảng 3.12 như sau

Methyl ester

STT

Tên acid

gam

%

Acid bão hòa

1

7,11

35,58

Acid chưa bão hòa

2

0,67

3,35

3

Omega-3

0,37

1,84

Bảng 3.12. Các thành phần trong nguyên liệu (methyl ester)

4

Omega-6

2,90

14,48

5

Omega-9

8,13

40,63

6

Không xác định và thất thoát

0,82

4,12

Tổng

20

100

.

47

Ghi chú: Thành phần nguyên liệu (methyl ester) trên đây được thực hiện với khối

lượng lớn và sử dụng làm nguyên liệu duy nhất cho các nghiên cứu tiếp theo.

3.3. Kết quả tổng hợp DES trên cơ sở choline chloride với urea và các đồng đẳng

3.3.1. Kết quả phân tích FTIR và TGA

Dao động của liên kết hydro giữa các nhóm -OH ở cường độ mạnh 3230- 3550

cm-1. Dao động mạnh của liên kết C-O là 1067- 1500 cm-1, 2863-3019 cm-1 là dao

động của liên kết C-H. Dao động mạnh của liên kết C=O trong urea là 1660-1705 cm-1.

Dao động ở mức trung bình của liên kết N-H trong nhóm amide 3300-3450 cm-1. Dao

động ở mức trung bình của liên kết C-N 1093-1468 cm-1. Dao động liên kết giữa C

và N của phân tử choline chloride 1135-1670 cm-1. Dao động C=S 1207-1302 cm-1.

3.3.1.1. Choline chloride với urea

Trên phổ FTIR hình 3.1 của urea có xuất hiện các vân hấp thu tại 3352 và 3442

cm-1 của NH2, 1667 cm-1 là của dao động nối C=O (amide), 1457 cm-1 của dao động

nối C-N. Phổ của choline chloride có các vân hấp thu tại 3376 cm-1 của dao động nối O-

H, 3019, 2956 và 2907 cm-1 của nối H-Csp3 (-CH2, -CH3), 1087 và 1347, 1478 cm-1 của

nối C-O, 1643 và 1206 cm-1 của C-N. Phổ của hỗn hợp choline chloride/urea đều có

các vân hấp thu tương ứng của urea và choline chloride. Tuy nhiên, mũi đôi NH2 của

urea đã chuyển thành mũi đơn do hydro của nhóm -NH2 tạo liên kết hydro với anion

Cl- nên làm tín hiệu này thay đổi. Ngoài ra, số sóng của nhóm OH trong choline

chloride ở 3376 cm-1 đã bị dịch chuyển về vùng thấp hơn tại 3347 cm1-.

Hình 3.1. Phổ FTIR của Ch, U và hỗn hợp Ch/U

48

Độ bền nhiệt của hỗn hợp choline chloride với urea cũng đã được kiểm tra

bằng giản đồ phân tích nhiệt TGA. Dưới 200 oC, có sự sụt giảm khối lượng khoảng

20% vì sự bay hơi của nước và dung môi. Từ 200-600 oC, có sự giảm 80% khối lượng

tương ứng với choline chloride và urea. Vì vậy, hỗn hợp choline chloride với urea có

độ bền nhiệt dưới 200 oC.

Hình 3.2. Giản đồ TGA của hỗn hợp Ch/U

3.3.1.2. Choline chloride với methylurea

Hình 3.3. Phổ hồng ngoại của Ch, MU và hỗn hợp Ch/MU

Phổ FTIR hình 3.3 của choline chloride có các vân hấp thu tại 3376 cm-1 của

dao động nối O-H, 3019, 2956 và 2907 cm-1 của nối H-Csp3 (-CH2, -CH3), 1087 và

1347, 1478 cm-1 của nối C-O, 1643 và 1206 cm-1 của C-N. Trên phổ của methylurea,

49

có xuất hiện các vân hấp thu tại 3344 cm-1 của N-H, 2915 cm-1 của nối H-Csp3, 1655

cm-1 là của dao động nối C=O (amide), 1353, 1171 cm-1 của dao động nối C-N. Phổ

của hỗn hợp choline chloride với methylurea đều có các vân hấp thu tương ứng của

methylurea và choline chloride. Tuy nhiên, số sóng của nhóm -OH trong choline

chloride ở 3376 cm-1 đã bị dịch chuyển về vùng thấp hơn tại 3362 cm1-.

Hình 3.4. Giản đồ TGA của hỗn hợp Ch/MU

Độ bền nhiệt của hỗn hợp choline chloride với methylurea cũng đã được kiểm

tra bằng giản đồ phân tích nhiệt TGA. Dưới 200 oC, có sự sụt giảm khối lượng khoảng

oC, có sự giảm 89% khối lượng tương ứng với choline chloride (317 oC) và

10%. Điều này được giải thích là do sự bay hơi của nước hoặc dung môi. Từ 200-303

methylurea (200 oC). Vì vậy, hỗn hợp choline chloride với methylurea có độ bền nhiệt

dưới 200 oC.

3.3.1.3. Choline chloride với thiourea

Phổ FTIR hình 3.5 của choline chloride có các vân hấp thu tại 3376 cm-1 của dao

động nối O-H, 3019, 2956 và 2907 cm-1 của nối H-Csp3 (-CH2, -CH3), 1087 và 1347,

1478 cm-1 của nối C-O, 1643 và 1206 cm-1 của C-N. Trên phổ của thiourea có xuất hiện

các vân hấp thu tại 3376 và 1618 cm-1 của N-H, 1270 cm-1 là dao động của nối C=S

(thiocarbonyl), 1413, 1084 cm-1 của dao động nối C-N. Tín hiệu mạnh tại 2686 cm-1 có

thể do sự cộng hưởng trong thioamide tạo thành nhóm -SH. Phổ FTIR của hỗn hợp

choline chloride với thiourea đều có các vân hấp thu tương ứng của thiourea và

choline chloride. Tuy nhiên, số sóng của nhóm O-H trong choline chloride ở 3376

cm-1 đã bị dịch chuyển về vùng thấp hơn tại 3361 cm-1 và cường độ tín hiệu tại 2694

cm-1 của nối S-H bị giảm mạnh.

50

Hình 3.5. Phổ hồng ngoại của Ch, Thi và hỗn hợp Ch/Thi

Độ bền nhiệt của hỗn hợp choline chloride với thiourea cũng đã được kiểm

tra bằng giản đồ phân tích nhiệt TGA. Dưới 200 oC, có sự sụt giảm khối lượng

khoảng 12,3%. Điều này được giải thích là do sự bay hơi của nước hoặc dung môi.

oC) và thiourea (214 oC). Vì vậy, hỗn hợp choline chloride với thiourea có độ bền

Từ 228-333 oC, có sự giảm 82% khối lượng tương ứng với choline chloride (317

nhiệt dưới 214 oC.

Hình 3.6. Giản đồ TGA của hỗn hợp Ch/Thi

51

3.3.1.4. Choline chloride với methyl thiourea

Phổ FTIR hình 3.7 của choline chloride có các vân hấp thu tại 3376 cm-1 của

dao động nối O-H, 3019, 2956 và 2907 cm-1 của nối H-Csp3 (-CH2, -CH3), 1087 và

1347, 1478 cm-1 của nối C-O, 1643 và 1206 cm-1 của C-N. Trên phổ của methyl

thiourea có xuất hiện các vân hấp thu tại 3325 và 1636 cm-1 của N-H, 1302 cm-1 là

của dao động nối C=S (thiocarbonyl), vân hấp thu tại 2863 cm-1 của nối H-Csp3, vân

hấp thu tại 1489, 1059 cm-1 của dao động nối C-N. Phổ FTIR của hỗn hợp choline

chloride với methyl thiourea đều có các vân hấp thu tương ứng của methyl thiourea

và choline chloride. Tuy nhiên, số sóng của nhóm O-H trong choline chloride ở số

sóng 3376 cm-1 đã bị dịch chuyển về vùng thấp hơn tại 3324 cm-1.

Hình 3.7. Phổ hồng ngoại của Ch, MThi hỗn hợp Ch/Mthi

Độ bền nhiệt của hỗn hợp choline chloride với methyl thiourea cũng đã được

kiểm tra bằng giản đồ phân tích nhiệt TGA. Dưới 200 oC, có sự sụt giảm khối lượng

khoảng 2,4%. Điều này được giải thích là do sự bay hơi của nước hoặc dung môi. Từ

225-324 oC, có sự giảm 94,9% khối lượng tương ứng với choline chloride (317 oC)

và methyl thiourea (206,5 oC). Vì vậy, choline chloride/methyl thiourea có độ bền

nhiệt dưới 214 oC.

52

Hình 3.8. Giản đồ TGA của hỗn hợp Ch/Mthi

3.3.2. Tính chất vật lý của các mẫu DES trên cơ sở choline chloride

Hình 3.9. Các mẫu DES trên cơ sở choline chloride

STT

Tính chất vật lý

Ch/U

Ch/MU Ch/ Thi Ch/ Mthi

Tỷ lệ

1

1:1

1:1

1:1

1:1

pH

2

6,65

6,5

6,4

5,8

3

Tỷ trọng (g/ml)

1,19

1,24

1,29

1,32

4 Độ nhớt (cP)

61,5

63,2

63,7

64,0

5 Độ dẫn điện (mS)

1,64

0,75

0,82

0,89

7 Kết tinh lại sau 24 giờ

không

không

không

không

Bảng 3.13. Tính chất vật lý của DES trên cơ sở choline chloride

3.4. Kết quả tổng hợp 2-alkylbenzimidazole và hệ ethylene glycol/benzimidazole

3.4.1. Kết quả phân tích hợp chất dạng 2-alkylbenzimidazole

3.4.1.1. 2-Pentylbenzimidazole

+ Giản đồ TGA và DSC

Hợp chất 2-pentylbenzimidazole sau khi làm sạch là tinh thể dạng bột có

màu trắng xám. Kết quả phân tích TGA và DSC của 2-pentylbenzimidazole cho

biết trên giản đồ DSC có xuất hiện peak tại vùng nhiệt 167 mà trên giản đồ TGA

53

không có sự giảm khối lượng vì vậy nhiệt độ nóng chảy của 2-pentylbenzimidazole

được xác định là 167 oC

Hình 3.10. Giản đồ TGA và DSC của 2-pentylbenzimidazole

+ Phương pháp GC-MS

Phương pháp GC-MS thể hiện kết quả MS sau: 188, 174, 160, 159, 146, 145,

133, 132 (100%), 131, 118, 92. 77, 63, 41. So với phổ dữ liệu NIST với 10 pic lớn:

132, 145, 188, 146, 159, 133, 131, 77, 63, 41.

Hình 3.11. Sắc ký đồ của 2-pentylbenzimidazole

+ FTIR và NMR

FTIR νmax (KBr) cm-1: 3082 (N-H), 2953 (C-H), 2774, 2734, 1539 (C=N),

1420, 1272(C-N), 1021, 751.

Hình 3.12. Phổ FTIR của 2-pentylbenzimidazole

54

1H-NMR (CDCl3, 500 MHz, , ppm) cho mũi cộng hưởng của proton δH 12,25

(1H, brs, N-H) và các mũi cộng hưởng tín hiệu proton của hydrocarbon thơm δH 7,60

(2H, dd, J1 = 6,0 Hz, J2 = 3 Hz, H-4, 7); 7,24 (2H, dd, J1 = 6,0 Hz, J2 = 3,2 H-5, 6).

Đồng thời phổ 1H-NMR cho các mũi cộng hưởng với sự hiện diện proton của 4 nhóm

methylene δH 3,03 (2H, t, J1 = 8 Hz, J2 = 7,5 Hz, H-1’); 1,91 (2H, m, H-2’); 1,36 (2H,

dt, J1 = 6,5 Hz, J2 = 3 Hz, H-3’); 1,27 (2H, dt, J1 = 7Hz, J2 = 7 Hz, H-4’) và 1 nhóm

methyl δH 0,82 (3H, t, J1 = 7 Hz, J2 = 7,5 Hz, H-5’).

Hình 3.13. Phổ 1H-NMR của 2-pentylbenzimidazole

Hình 3.14. Phổ 13C-NMR của 2-pentylbenzimidazole

55

13C-NMR (CDCl3, 125 MHz, , ppm) xuất hiện các tín hiệu cho thấy sự hiện

diện của 5C dây alkyl béo δC = 31,4 (C-1’), 29,1 (C-2’), 28,0 (C-3’), 22,3 (C-4’), 13,8

(C-5’); các carbon của vòng hydrocarbon thơm C = 138,1 (C-3a,7a), 122,2 (C-5, 6),

114,5 (C-4, 7). Bên cạnh đó có tín hiệu của C mang nối đôi C = 155,7 (C-2). Các kết

quả MS, NMR được so sánh với các công trình nghiên cứu trước, cho thấy phù hợp

với sản phẩm mong muốn [120]. Điều đó chứng tỏ sản phẩm tạo thành có cấu trúc

phù hợp với dự kiến.

3.4.1.2. 2-Heptylbenzimidazole

+ Giản đồ TGA và DSC

Hình 3.15. Giản đồ TGA và DSC 2-heptylbenzimidazole

Hợp chất 2-heptylbenzimidazole dạng tinh thể màu trắng trong suốt, giản đồ

TGA và DSC của 2-heptylbenzimidazole sau khi làm sạch cho thấy trên giản đồ DSC

tại vùng nhiệt 150 có xuất hiện peak mà trên giản đồ TGA không có sự giảm khối

lượng vì vậy nhiệt độ nóng chảy của 2-heptylbenzimidazole là 150 oC.

+ Phương pháp GC-MS

Phương pháp GC-MS thể hiện kết quả MS 216, 201, 187, 173, 160, 159, 146,

145, 133, 132, 131, 118, 92. 77, 63, 41. Đối chiếu với phổ dữ liệu NIST 10 pic lớn:

132, 145, 131, 187, 146, 216, 159, 133, 77, 63, 41.

Hình 3.16. Sắc ký đồ của 2-heptylbenzimidazole

56

+ FTIR và NMR

FTIR νmax (KBr) cm-1: 3386 (N-H), 2954, 2927 (C-H), 2740, 1541 (C=N),

1449, 1423, 1273 (C-N), 1028, 751.

1H-NMR (CDCl3, 500 MHz, , ppm) cho mũi cộng hưởng của proton δH 12,86

Hình 3.17. Phổ FTIR của 2-heptylbenzimidazole

(1H, brs, N-H) và các mũi cộng hưởng của tín hiệu proton của hydrocarbon thơm δH

7,63 (2H, dd, J1 = 3 Hz, J2 = 3 Hz, H-4, 7); 7,27 (2H, dd, J1 = 3 Hz, J2 = 3 Hz, H- 5,

6). Đồng thời phổ 1H-NMR cho các mũi cộng hưởng với sự hiện diện 6 nhóm

methylene δH 3,08 (2H, t, J1 = 7,5 Hz, J2 = 8 Hz, H-1’); 1,95 (2H, m, H-2’); 1,4 (2H,

m, H-3’); 1,23 (6H, m, H-4’,5’,6’) và 1 nhóm methyl δH 0,85 (3H, t, J1 = 7 Hz, J2 = 7

Hz, H-7’).

Hình 3.18. Phổ 1H-NMR của 2-heptylbenzimidazole

57

13C-NMR (CDCl3, 125 MHz, , ppm) xuất hiện các tín hiệu cho thấy sự hiện

diện của 7C dây alkyl béo δC = 31,6 (C-1’), 29,3 (C-2’), 29,2 (C-3’), 28,9( C-4’), 28,5

(C-5’), 22,5 (C-6’), 13,9 (C-7’); các carbon của vòng hydrocarbon thơm C = 138,4

(C-3a,7a), 122,0 (C-5, 6), 114,5 (C-4, 7). Bên cạnh đó có tín hiệu của C mang nối đôi

C = 156 (C-2). Điều đó chứng tỏ dữ kiện phổ cho thấy sản phẩm tạo thành có cấu

trúc phù hợp với dự kiến và phù hợp với công bố [121].

Hình 3.19. Phổ 13C-NMR của 2-heptylbenzimidazole

3.4.1.3 2-Octylbenzimidazole

+ Giản đồ TGA và DSC

Hợp chất 2-octylbenzimidazole có dạng tinh thể màu nâu, giản đồ TGA và

DSC của 2-octylbenzimidazole sau khi làm sạch cho thấy trên giản đồ DSC tại vùng

nhiệt 143 mà trên giản đồ TGA không có sự giảm khối lượng vì vậy nhiệt độ nóng

chảy của 2-octylbenzimidazole được xác định là 143 oC.

Hình 3.20. Giản đồ TGA và DSC của 2-octylbenzimidazole

58

+ Phương pháp GC-MS

Phương pháp GC-MS thể hiện qua kết quả phổ khối lượng MS: 230, 215, 201,

187, 173, 146, 145, 132, 131, 118, 92, 77, 63, 41. Đối chiếu với NIST 10 pic lớn:

230, 215, 201, 187, 159, 146, 145, 132, 131, 83, 41.

Hình 3.21. Sắc ký đồ của 2-octylbenzimidazole

+ FTIR và NMR

FTIR νmax (KBr) cm-1: 2927, 2856 (C-H), 2677, 1538 (C=N), 1436, 1419, 1273

(C-N), 1002, 840, 752.

1H-NMR (CDCl3, 500 MHz, , ppm) cho mũi cộng hưởng của proton δH 11,87

Hình 3.22. Phổ FTIR của 2-octylbenzimidazole

(1H, brs, N-H); các proton ở  = 7,58 (2H, dd, J1 = 3 Hz, J2 = 3 Hz, H-4, 7); và  =

7,23 (2H, dd, J1 = 3 Hz, J2 = 3 Hz, H-5, 6); proton H-1’ ở  = 3,02 (2H, t, J1 = 8 Hz,

J2 = 7,5 Hz, H-1’); các proton H-8’ ở  = 1,9 (2H, m, H-2’);  = 1,36 (2H, m, H-3’);

 = 1,2 (8H, m, H-4’, 5’, 6’, 7’);  = 0,84 (3H, t, J1 = 7 Hz, J2 = 7 Hz, H-8’).

59

13C-NMR (CDCl3, 125 MHz, , ppm): xuất hiện các tín hiệu cho thấy sự hiện

Hình 3.23. Phổ 1H-NMR của 2-octylbenzimidazole

diện của 8C dây alkyl béo C = 31,7 (C-1’), 29,3 (C-2’), 29,2 (C-3’), 29,1( C-4’), 28,4

(C-5’, 6’), 22,5 (C-7’), 13,9 (C-8’); các carbon của vòng hydrocarbon thơm C= 138,2

(C-3a), 138,1 (C-7a), 122,0 (C-5, 6), 114,5 (C-4, 7). Bên cạnh đó có tín hiệu của C

mang nối đôi C = 156 (C-2). Các kết quả MS, NMR được so sánh với các công trình

nghiên cứu trước, cho thấy phù hợp với sản phẩm mong muốn [122].

Hình 3.24. Phổ 13C-NMR của 2-octylbenzimidazole

60

3.4.1.4. 2-Nonylbenzimidazole

+ Giản đồ TGA và DSC

Hợp chất 2-nonylbenzimidazole dạng bột màu trắng, giản đồ TGA và DSC

của 2-nonylbenzimidazole sau khi làm sạch cho thấy trên giản đồ DSC tại vùng nhiệt

133 có xuất hiện peak mà trên giản đồ TGA không có sự giảm khối lượng vì vậy nhiệt

độ nóng chảy của 2-nonylbenzimidazole là 133 oC

Hình 3.25. Giản đồ TGA và DSC của 2-nonylbenzimidazole

+ Phương pháp GC-MS

Phương pháp GC-MS thể hiện kết quả phổ khối lượng MS 244, 229, 215, 201,

187, 173, 160, 159, 146, 145, 133, 132 (100%), 131, 118, 92. 77, 63, 41. Đối chiếu

với NIST 10 pic lớn: 132, 145, 244, 187, 146, 131, 201,118, 77, 41.

Hình 3.26. Sắc ký đồ của 2-nonylbenzimidazole

+ FTIR và NMR

FTIR νmax (KBr) cm-1: 3088 (N-H), 2926, 2853 (C-H), 2771, 1542 (C=N),

1454, 1422, 1272 (C-N), 1028, 752.

61

1H-NMR (CDCl3, 500 MHz, , ppm) cho mũi cộng hưởng của proton δH 12,32

Hình 3.27. Phổ FTIR của 2-nonylbenzimidazole

(1H, brs, N-H) và các mũi cộng hưởng tín hiệu proton của hydrocarbon thơm δH 7,6

(2H, dd, J1 = 3,5 Hz, J2 = 3 Hz, H-4, 7); 7,24 (2H, dd, J1 = 3 Hz, J2 = 3 Hz, H-5, 6).

Đồng thời các proton ở δH 3,04 (2H, t, J1 = 8 Hz, J2 = 7,5 Hz, H-1’); 1,92 (2H, m, H-

2’); 1,37 (2H, m, H-3’); 1,24 (10H, m, H-4’, 5’, 6’, 7’, 8’); 0,87 (3H, t, J1 = 7 Hz, J2

= 7,5 Hz, H-9’).

13C-NMR (CDCl3, 125 MHz, , ppm) xuất hiện các tín hiệu cho thấy sự hiện

Hình 3.28. Phổ 1H-NMR của 2-nonylbenzimidazole

diện của 9C dây alkyl béo δC = 31,8 (C-1’), 29,4 (C-2’, 3’), 29,3 (C-4’), 29,2( C-5’),

28,4 (C-6’,7’), 22,5 (C-8’), 14,1 (C-9’); các carbon của vòng hydrocarbon thơm C =

138,1 (C-3a, 7a), 122,3 (C-5, 6), 114,5 (C-4, 7). Bên cạnh đó có tín hiệu của C mang

nối đôi C = 156 (C-2). Các dữ kiện phổ của 2-alkylbenzimidazole cho thấy sản phẩm

tạo thành có cấu trúc phù hợp với dự kiến [123].

62

Hình 3.29. Phổ 13C-NMR của 2-nonylbenzimidazole

3.4.2. Hệ dung dịch ethylene glycol/alkylbenzimidazole

2-Alkylbenzimidazole là những chất rắn, có điểm nóng chảy của 2-pentyl-

benzimidazole, 2-heptylbenzimidazole, 2-octylbenzimidazole, 2-nonylbenzimida-

zole lần lượt: 167 oC, 150 oC, 143 oC và 133 oC. Vì vậy, để sử dụng trong tách chiết

omega, chúng tôi phải sử dụng hệ dung dịch ethylene glycol/benzimidazole với tỷ lệ

10/1,5 (1,5 gam 2-alkylbenzimidazole hòa tan trong 10 gam ethylene glycol). Tính

chất vật lý của hệ dung dịch này như sau

EG/

EG/

EG/

EG/

Tính chất vật lý

Benz C-5

Benz C-7

Benz C-8

Benz C-9

pH

6,40

6,32

6,26

6,20

Tỷ trọng (g/ml)

1,27

1,16

1,14

1,12

Độ nhớt (cP)

2,55

2,07

1,84

1,61

Độ dẫn điện (mS)

2,10

1,92

1,89

1,87

Kết tinh lại sau 24 giờ

Không

Không

Không

Không

Bảng 3.14. Tính chất vật lý của hệ dung dịch ethylene glycol/benzimidazole

3.5. Kết quả làm giàu và tách Omega-3,6,9 khỏi hỗn hợp acid béo dạng methyl

ester của nguyên liệu bằng dung môi sâu (DES)

3.5.1. Tách và làm giàu Omega-3,6,9 bằng hệ methanol/urea

Phương pháp tách và làm giàu Omega-3,6,9 khi sử dụng hệ methanol/urea như

điều kiện và các bước đã được giới thiệu trong chương 2.

63

3.5.1.1. Kết quả làm giàu của hệ methanol/urea sau khi khuấy trộn với methyl ester

Methyl ester (ME) của nguyên liệu được khuấy trộn với từng mẫu của hệ

methanol/urea. Sau khi hỗn hợp đã đồng nhất thành dung dịch trong suốt, hỗn hợp

được tiến hành phân tích để xác định thành phần hóa học của acid béo trước khi làm

lạnh để tách pha. Kết quả được giới thiệu trong bảng sau.

Hệ dung môi methanol/urea (với nồng độ urea khác nhau ở các mẫu 1, 2, 3, 4)

và đều thấp hơn ngưỡng bão hòa đã có những tác động nhất định đến các acid béo

của methyl ester nguyên liệu và điều này dẫn đến hàm lượng acid béo bão hòa và acid

béo chưa bão hòa giảm từ 35% trong nguyên liệu, xuống mức 2-3% ngoại trừ mẫu 1.

Các acid béo dạng Omega-3 và Omega-6 tăng lên trong khi Omega-9 tăng giảm

không đáng kể và tùy theo nồng độ urea trong mẫu. Khảo sát sự ảnh hưởng của các

chất tham gia vào quá trình phản ứng ở điều kiện khảo sát, chúng tôi nhận thấy hỗn

hợp DES (methanol/urea) và methyl ester đã có những thay đổi đáng kể.

Dạng

ME

Mẫu 1

Mẫu 2

Mẫu 3

Mẫu 4

acid

%

gam

%

gam

%

gam

%

gam

%

gam

FA

35,58

7,12

12,60

2,53

2,80

0,56

3,14

0,63

2,68

0,54

UFA

3,35

0,67

2,6

0,52

2,30

0,46

2,26

0,45

0,95

0,19

Omega-3

1,66

0,33

3,20

0,64

4,30

0,86

3,92

0,78

4,42

0,88

Omega-6

14,67

2,93

46,00

9,2

33,40

6,68

34,74

6,95

38,13

7,63

Omega-9

40,63

8,13

31,40

6,28 53,70

10,74

52,70

10,54

50,70

10,14

KXĐ &TT

4,11

0,82

4,20

0,84

3,50

3,24

0,65

3,12

0,62

0,7

Tổng

100

20

100

20

100

100

20

100

20

20

Bảng 3.15. Tỷ lệ % và khối lượng sản phẩm sau khi khuấy

Tổng acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa (FA và UFA) giảm so với

nguyên liệu là 60,85 %, 86,90%, 86,14% và 90,63% tương ứng các mẫu.

Omega-3 và Omega-6 tăng ở các mẫu, Omega-9 tăng lên ở các mẫu 2, 3, 4 lần

lượt là 32,10%, 29,64%,và 22,26 %, ngoại trừ mẫu 1 giảm 22,76%.

Khảo sát kết quả tăng, giảm của các mẫu nhận thấy.

Mẫu 1 acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa giảm 4,74 gam, Omega-9

giảm 1,85 gam, tổng giảm là 6,59 gam. Trong khi đó tổng tăng lên của Omega-3 và

Omega-6 là 6,58 gam (chênh lệch là 0,01 gam = 0,15%).

64

Mẫu 2 acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa giảm 6,77 gam, trong khi

đó các Omega-3,6,9 tăng 6,89 gam (chênh lệch là 0,12 gam = 1,74%).

Mẫu 3 acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa giảm 6,71 gam, trong khi

đó các Omega-3,6,9 tăng 6,88 gam (chênh lệch là 0,17 gam = 2,47%).

Mẫu 4 acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa giảm 7,06 gam, trong khi

đó các Omega-3,6,9 tăng 7,26 gam (chênh lệch là 0,2 gam = 2,7%).

Các số liệu chênh lệch này nằm trong khoảng <3% và nhỏ hơn số liệu các chất

không xác định được và thất thoát <4%.

Kết quả trên cho thấy, hỗn hợp DES (methanol/urea) đã làm thay đổi hàm

lượng của các acid béo trong methyl ester nguyên liệu theo chiều hướng các acid béo

bão hòa và acid béo chưa bão hòa đã chuyển sang các acid béo dạng omega. Khi tăng

nồng độ urea trong DES các acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa giảm, acid

béo dạng Omega-3,6,9 tăng. Cơ chế và các phản ứng cụ thể chưa được làm sáng tỏ

trong khuôn khổ của luận án này.

3.5.1.2. Kết quả tách pha và thành phần hóa học phần lỏng của hệ methanol/urea

Các mẫu DES dạng methanol/urea khác nhau ở hàm lượng urea chứa trong đó

cho khả năng tách thành hai phần lỏng và rắn sau khi làm lạnh và được thể hiện trong

bảng 3.16 và hình 3.25 sau.

STT

Methyl ester

Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4

1

Phần dung dịch lỏng (gam)

4,60

7,20

5,80

5,00

2

Phần rắn (gam)

15,40

12,80

14,20

15,00

3

Tổng methyl ester (g)

20

20

20

20

4 Hiệu quả tách (%)

23 %

36%

29%

25%

Bảng 3.16. Kết quả và hiệu suất tách của hệ methanol/urea

Kết quả cho thấy nồng độ urea trong dung dịch DES ở mức 0,2 g/ml cho hiệu

quả tạo thành phần lỏng tốt nhất 36%. Khi nồng độ urea tăng lên thì phần lỏng giảm.

Trong khi đó nồng độ urea trong dung dịch thấp hơn 0,2g/ml hiệu quả tạo thành phần

lỏng cũng không cao chỉ đạt 23% khi nồng độ urea là 0,143 g/ml. Điều này được giải

thích bởi mối liên kết giữa urea và methanol. Trong hệ DES, urea và methanol liên

kết với nhau bằng mối liên kết hydro. Một phân tử urea có 4 nguyên tử hydro liên kết

trong với hai nguyên tử nitơ. Nhóm OH của methanol có xu thế tạo liên kết hydro với

các nguyên tử hydro này. Để tạo nên sự cân bằng của liên kết, một phân tử urea sẽ

65

tạo liên kết hydro với bốn nhóm OH của methanol hay nói cách khác, 1 mol urea sẽ

36

29

25

23

0

1

2

3

4

5

tạo cân bằng với 4 mol methanol, tương ứng với 60 gam urea và 128 gam methanol.

Hình 3.30. Hiệu suất tách phụ thuộc vào hàm lượng urea trong methanol

Ở điểm cân bằng, hàm lượng urea trong methanol đạt 0,468 g/ml. Nếu cân

bằng này bị phá vỡ khi lượng urea tăng lên thì sẽ xảy ra hiện tượng urea dư tách ra.

Đây chính là ngưỡng bão hòa của urea trong methanol. Trường hợp dư methanol, cân

bằng giữa urea có trong dung dịch vẫn được bảo đảm, nên không kết tinh trở lại. Khi

có sự hiện diện của acid béo, nhóm OH trong acid béo bị lực liên kết của nhóm C=O

cản trở nên không tạo liên kết hydro với nhóm NH2 mà nhóm CH3 của các acid béo

sẽ hình thành liên kết này, đặc biệt là của các acid béo bão hòa. Khi hạ nhiệt độ xuống,

urea và liên kết hydro của nó sẽ dễ dàng kết tinh tạo thành phần rắn. Các acid béo có

nối đôi có xu hướng tạo liên kết hydro với nhóm OH của methanol, và do methanol

nhiều nhiệt độ kết tinh thấp hơn nên các acid béo dạng này tồn tại chủ yếu trong phần

lỏng. Khi hàm lượng urea trong DES tăng thì đa phần acid béo liên kết với urea tồn

tại trong phần rắn. Ngược lại, khi hàm lượng urea giảm, khả năng phân tán của nó

trong DES cao hơn, dễ dàng tiếp xúc với các acid béo hơn nên xu hướng liên kết với

nó để kết tinh trong phần rắn cao hơn.

Thành phần các acid béo có trong phần lỏng cho thấy hàm lượng các acid béo

bão hòa giảm đáng kể so với nguyên liệu ở các mẫu. Tổng Omega-3,6,9 trong mẫu 2

đạt cao nhất là 88,71% khi hàm lượng urea/methanol là 0,2 g/ml và hiệu suất tách đạt

36%. Kết quả phân tích các acid béo được tổng hợp trong bảng 3.17.

66

Bảng 3.17. Thành phần và hàm lượng các chất trong phần lỏng của hệ methanol/urea

ME

Mẫu 1

Mẫu 2

Mẫu 3

Mẫu 4

Dạng acid

Tên của các dạng acid béo

%

%

%

%

%

Myristic Acid (C14:0)

1,96

1,64

0,32

0,22

0,19

Pentadecanoic Acid (C15:0)

0

0,28

0,26

0

0,2

Palmitic Acid (C16:0)

26,55

6,41

3,28

4,69

5,26

Acid béo

Heptadecanoic Acid (C17:0)

0

0,89

0,51

0,58

0,26

bão hòa

Stearic Acid (C18:0)

6,78

3,18

1,58

1,94

3,48

Arachidic Acid (C20:0)

0,29

0,18

0,13

0,70

0,09

6,08

8,13

9,48

Tổng acid béo bão hòa

35,58

12,58

2,67

3,12

2,47

Acid béo

Palmitoleic Acid (C16:1)

3,35

2,55

chưa bão

Tổng acid béo chưa bão hòa

3,35

2,55

2,67

3,12

2,47

hòa

α-Linolenic acid (ALA) 18:3 (n-3)

0,46

0,33

0,42

0,22

0,20

Eicosatrienoic acid 20:3 (n-3)

0,15

0,75

0,94

2,13

2,05

Eicosapentaenoic acid (EPA) 20:5

0,42

0,64

0,79

1,23

1,16

Omega-3

(n-3)

Docosa-hexaenoic acid (DHA) 22:6

0,63

1,60

2,11

0,33

0,45

(n-3) Nervonic acid 24:1(n-9)

Tổng Omega-3

1,66

3,32

4,26

3,91

3,86

Linoleic acid (LA) 18:2 (n-6)

12,41

39,26

27,1

27,21

28,21

γ-Linolenic acid (GLA) 18:3 (n-6)

1,05

2,65

1,67

2,12

1,57

Eicosadienoic acid 20:2 (n-6)

0,55

1,45

1,04

0,66

0,50

Omega-6

Eicosatrienoic acid 20:3 (n-6)

0,18

0,88

0,95

1,81

1,00

Arachidonic acid (AA) 20:4 (n-6)

0,48

1,64

0,49

0,96

0,41

Tổng Omega-6

14,67

45,88

31,25

32,76

31,69

Oleic acid 18:1 (n-9)

40,21

30,86

52,38

48,00

48,67

Omega-9

Eicosenoic acid 20:1(n-9)

0,42

0,49

0,82

1,08

0,83

Tổng Omega-9

40,63

31,35

53,20

49,08

49,50

Tổng Omega-3,6,9

56,96

80,55

88,71

85,75

85,05

Không xác định và thất thoát

4,11

4,32

2,54

3,0

3,0

100

100

100

100

100

Tổng

67

Sự phân bố các acid béo bão hòa (FA), acid béo chưa bão hòa (UFA) và

Omega-3,6,9 trong nguyên liệu và sản phẩm tách ra bằng các mẫu dung môi được

tổng hợp lại trong bảng 3.18.

ME

Mẫu 1

Mẫu 2

Mẫu 3

Mẫu 4

Dạng acid

%

gam

%

gam %

gam %

gam %

gam

FA

35,58

7,12

12,58 0,58 6,08 0,44 8,13

0,47

9,48 0,47

UFA

3,35

0,67

2,55 0,12 2,67 0,19 3,12

0,18

2,47 0,13

Omega-3

1,66

0,33

3,32 0,15 4,26 0,31 3,91

0,23

3,86 0,19

Omega-6

14,67

2,93

45,88 2,11 31,25 2,25 32,76 1,90 31,69 1,58

Omega-9

40,63

8,13

31,35 1,44 53,20 3,83 49,08 2,85 49,50 2,48

KXĐ &TT

4,11

0,82

4,32 0,20 2,54 0,18

3,0

0,17

3,0

0,15

Tổng

100

20

100

4,6

100

7,2

100

5,8

100

5,0

Bảng 3.18. Khối lượng sản phẩm lỏng sau chiết

Hàm lượng acid béo bão hòa trong sản phẩm giảm đáng kể từ 7,12 gam chiếm

35,58% trong nguyên liệu, xuống còn 0,5 gam chiếm từ 6-9% trong sản phẩm. Tương

tự như vậy đối với acid béo chưa bão hòa cũng giảm. Hàm lượng Omega 3 tách ra từ

nguyên liệu đạt từ 45 đến 90%. Khi xem xét Omega-3 trong sản phẩm được tách ra,

có thể nhận thấy một số điểm sau

- Thành phần quan trọng nhất là EPA và DHA: EPA tăng lên so với nguyên

liệu ban đầu ở tất cả các mẫu dung môi từ 1,5-3 lần, đặc biệt mẫu 2 DHA tăng 3 lần

so với nguyên liệu.

- ETA cũng tăng dần ở các mẫu khi nồng độ urea tăng, cụ thể tăng 5 lần ở mẫu

1 và 6 lần ở mẫu 2, 14 lần ở mẫu 3 và ở mẫu 4 tăng 13 lần so với nguyên liệu methyl

ester. Từ các kết quả phân tích trên cho thấy, hệ dung môi có nồng độ urea là 0,2g/ml

cho hiệu suất tách tốt nhất và hàm lượng các chất Omega-3 như EPA, DHA và ETA

cao so với nguyên liệu. Cơ cấu sản phẩm của Omega-3 được thể hiện trong bảng sau.

Sản phẩm Nguyên liệu Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4

ALA

0,46

0,33

0,42

0,22

0,20

ETA

0,15

0,75

0,94

2,13

2,05

EPA

0,42

0,64

0,79

1,23

1,16

DHA

0,63

1,60

2,11

0,33

0,45

Bảng 3.19. Các hợp chất Omega-3 trong sản phẩm lỏng

68

Hàm lượng DHA trong mẫu 2 chiếm 2,1% gấp 3 lần so với nguyên liệu đầu và

cao nhất trong các mẫu đã nghiên cứu. Việc tăng nồng độ urea trong mẫu dung môi

chỉ làm tăng linoleic acid (Omega-6). Nên chúng tôi cho rằng mẫu có hàm lượng urea

bằng 0,2 g/ml có khả năng ứng dụng tách và làm giàu Omega-3,6,9, đặc biệt là DHA

hợp chất có giá trị dinh dưỡng.

Hình 3.31. Cơ cấu Omega-3 trong sản phẩm của hệ methanol/urea

1-ME, 2-Mẫu 1, 3-Mẫu 2, 4-Mẫu 3, 5-Mẫu 4

Tóm lại: Sử dụng bốn mẫu dung môi sâu trên cơ sở methanol/urea với nồng độ urea

trong dung dịch khác nhau để làm giàu và tách Omega-3,6,9 ra khỏi methyl ester của

acid béo thu từ mỡ phế phẩm của quá trình chế biến cá basa xuất khẩu chúng tôi nhận

thấy rằng.

1. Khi sử dụng urea ở dạng dung môi sâu với nồng độ urea bằng ½ điểm bảo

hòa có thể tách được Omega-3,6,9 ra khỏi acid béo với độ sạch tới 88,71%, và hiệu

suất 36% cho một lần tách.

2. Các chất như ETA và EPA đều cho hàm lượng cao hơn so với nguyên liệu

ban đầu từ 1,5 đến 3 lần. Đặc biệt ở mẫu 2 hàm lượng DHA tăng 3 lần. Tổng Omega-

3 chiếm 5% trong hỗn hợp Omega-3,6,9 đã tách ra.

3. Khi sử dụng dung môi sâu dạng methanol và urea với nồng độ cao hơn hoặc

nồng độ thấp hơn 0,2 g/ml hiệu quả tách các hợp chất giảm và hàm lượng omega

cũng giảm.

69

Mẫu 1

Mẫu 2

Mẫu 3

Mẫu 4

Dạng acid

(%)

(%)

(%)

(%)

Acid bão hòa

23,00

78,57

74,60

87,00

Acid chưa bão hòa

23,00

41,30

40,00

63,15

Omega-3

23,44

36,05

29,48

21,59

Omega-6

22,94

33,68

27,34

20,70

Omega-9

22,93

35,66

27,04

24,19

Bảng 3.20. Hiệu suất tách các hợp chất của hệ methanol/urea

Mẫu 1 có hiệu suất tách các acid bão hòa và chưa bão hòa (không phải omega)

tốt nhất với 77% các acid này nằm ở phần tinh thể. Trong khi đó, hiệu suất tách pha

của mẫu này 23%, mẫu 2 đạt 36%, các mẫu khác chỉ đạt 25- 29%.

3.5.2. Tách và làm giàu Omega-3,6,9 bằng hệ choline chloride

Qua kết quả phân tích sản phẩm DES trên cơ sở choline chloride/urea với khối

lượng DES tham gia lần lượt là 5, 10, 15, 20, 25, 30 gam cho thấy với 15 gam DES,

hàm lượng Omega-3,6,9 trong phần lỏng đạt 91%. Vì vậy, chúng tôi đã chọn tỷ lệ

DES 15 gam cho các nghiên cứu tiếp theo với các đồng đẳng khác của urea như

methylurea, thiourea, methylthiourea và 20 gam methyl ester trong 200 ml CH3OH.

3.5.2.1. Kết quả làm giàu của các hệ choline chloride/urea và đồng đẳng

Để xác định sự ảnh hưởng của dung môi, sau khi khuấy trộn và thu được dung

dịch đồng nhất, chúng tôi đã lấy mẫu để phân tích thành phần hóa học của dung dịch

trước khi thực hiện quá trình làm lạnh để kết tinh. Kết quả phân tích được thể hiện

Tên của các dạng acid béo

Dạng acid

ME %

Ch/U %

Ch/MU %

Ch/Thi %

Ch/MThi %

Tổng acid béo bão hòa

35,58

55,45

36,10

36,50

40,85

Tổng acid béo chưa bão hòa

3,35

13,05

0,95

0,65

1,15

α-Linolenic acid (ALA) 18:3 (n-3)

0,46

0,10

0,70

0,55

1,10

Eicosatrienoic acid 20:3 (n-3)

0,15

0,15

0,65

0,60

0,40

Eicosapentaenoic acid (EPA) 20:5 (n-3)

0,42

0,25

0,30

0,55

1,60

Omega-3

Docosahexaenoic acid (DHA) 22:6

0,63

0,65

1,55

1,45

1,45

(n-3) +Nervonic acid 24:1(n-9)

Tổng Omega-3

1,66

1,15

3,20

3,15

4,55

Bảng 3.21. Thành phần các hợp chất sau khi khấy trộn với hệ choline chloride

70

Linoleic acid (LA) 18:2 (n-6)

12,41

11,5

11,6

2,95

7,70

γ-Linolenic acid (GLA) 18:3 (n-6)

1,05

0,80

0,80

0,90

0,85

Eicosadienoic acid 20:2 (n-6)

0,55

0,60

0,25

0,25

0,15

Eicosatrienoic acid 20:3 (n-6)

0,18

0,75

0,75

0,20

0,30

Omega-6

Arachidonic acid (AA) 20:4 (n-6)

0,48

0

0

0

0,35

Docosadienoic acid 22:2 (n-6)

0

1,40

1,05

13,25

0

Tổng Omega-6

14,67

15,05

14,45

17,55

Oleic acid 18:1 (n-9)

40,21

9,35 19,75

39,50

40,50

26,50

Eicosenoic acid 20:1(n-9)

0,42

0,30

0,90

0,65

2,35

Omega-9

Erucic acid 22:1 (n-9)

0

0

0,20

0

5,85

Tổng Omega-9

40,63

20,05

40,60

41,15

34,70

Tổng Omega-3,6,9

56,69

30,55

58,85

58,75

56,80

Không xác định và thất thoát

4,11

0,95

4,10

4,10

1,20

100

100

100

100

100

Tổng

Kết quả phân tích và khối lượng các nhóm chất hình thành sau khuấy trộn

được tổng hợp trong bảng 3.22 sau

Dạng acid

ME

Ch/U

Ch/ MU

Ch/Thi

Ch/MThi

gam %

gam %

gam %

gam %

gam %

Acid bão hòa

7,12 35,58 11,09 55,45 7,22 36,10 7,30 36,50 8,17 40,85

Acid chưa bão hòa

0,67

3,35

2,61 13,05 0,19

0,95

0,13

0,65

0,23

1,15

Omega-3

0,37

1,66

0,23

1,15

0,64

3,20

0,63

3,15

0,91

4,55

Omega-6

2,89 14,67 1,87

9,35

3,01 15,05 2,89 14,45 3,51 17,55

Omega-9

8,13 40,63 4,01 20,05 8,12 40,60 8,23 41,15 6,94 34,70

KXĐ và TT

0,82

4,11

0,19

0,95

0,82

4,10

0,82

4,10

0,24

1,20

Tổng ME

20

100

20

100

20

100

20

100

20

100

Tổng Omega-3,6,9 11,39 56,96 6,11 30,55 11,77 58,85 11,75 58,75 11,36 56,80

Bảng 3.22. Khối lượng sản phẩm sau khi phối trộn với hệ choline chloride

Những thay đổi sau khi khuấy trộn như sau

- Mẫu Ch/U: Acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa tăng 75,86% (5,91

gam), trong khi Omega-3,6,9 giảm 5,28 gam.

- Mẫu Ch/MU: Acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa giảm 0,38 gam,

trong khi Omega-3,6 tăng 0,39 gam, Omega-9 không thay đổi.

71

- Mẫu Ch/Thi: Acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa giảm 0,36 gam,

trong khi Omega-3 tăng 0,26 gam, Omega-6,9 không thay đổi.

- Mẫu Ch/Mthi: Acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa tăng 0,61gam,

Omega-3,6 tăng 1,16 gam (tổng tăng là 1,77 gam). Trong khi đó Omega-9 giảm 1,19

gam (chênh lệch 0,58 gam)

- Số lượng các chất không xác định được và thất thoát nằm trong khoảng <

5%, nên các chênh lệch nêu trên phù hợp chung với các kết quả phân tích.

Khảo sát cho thấy, khi khuấy trộn hệ Ch/U không ảnh hưởng nhiều đến thành

phần hóa học của methyl ester nguyên liệu. Một số thay đổi tăng giảm khối lượng các

chất không nhiều. Nhìn chung, sau khi khuấy trộn các chất chủ chốt trong nguyên

liệu đã có những thay đổi nhất định. Các thay đổi bao gồm

- Đối với các acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa không phải là Omega-

3,6,9 không có sự thay đổi lớn, ngoại trừ trường hợp dung môi sâu dạng Ch/U. Các

dạng acid này tăng lên từ 35% trong nguyên liệu đến 55% đối với acid béo bão hòa

và từ 3,35% lên 13% đối với acid béo chưa bão hòa.

- Sự thay đổi của Omega-6 không đáng kể khi sử dụng các hệ Ch/MU, Ch/Thi

và Ch/MThi, trong khi hệ Ch/U làm cho lượng Omega-6 giảm 5%. Tương tự như

trên, hệ Ch/U làm cho Omega-9 giảm một nữa so với nguyên liệu ban đầu dẫn đến

tổng Omega-3,6,9 của hệ dung môi này thấp nhất trong các hệ dung môi của choline

chloride với các đồng đẳng của urea.

3.5.2.2. Kết quả tách pha và thành phần hóa học phần lỏng của các hệ choline

chloride/urea và đồng đẳng của nó

Sau thời gian làm lạnh và tách thành hai phần riêng biệt, phần lỏng (giàu omega)

được tách ra khỏi phần kết tinh. Hiệu quả tách được trình bày trong bảng 3.23

Methyl ester

Ch/U

Ch/MU Ch/Thi Ch/MThi

Phần dung dịch lỏng (g)

3,30

3,60

2,84

2,76

Phần rắn (g)

16,70

16,40

17,16

17,24

Tổng methyl ester (g)

20

20

20

20

Hiệu quả tách (%)

16,50

18,00

14,20

13,80

Bảng 3.23. Kết quả và hiệu suất tách của các hệ choline chloride

Hiệu quả tách của hệ choline chloride/urea và choline chloride/methylurea đạt 17 và

18% tương ứng. Hai hệ dung môi còn lại nằm trong khoảng 14%. Thành phần và hàm

72

lượng các chất tách ra trong phần lỏng được giới thiệu trong các hình

18

14

17

14

0

1

2

3

4

5

Hình 3.32. Hiệu suất tách phụ thuộc vào hệ Ch/U và đồng đẳng

Đối với hệ choline chloride/urea

Hình 3.33. Sắc ký đồ GC-FID trong phần lỏng của hệ Ch/U

Đối với hệ choline chloride/methyl urea

Hình 3.34. Sắc ký đồ GC-FID trong phần lỏng của hệ Ch/MU

Đối với hệ choline chloride/thiourea

Hình 3.35. Sắc ký đồ GC-FID trong phần lỏng của hệ Ch/Thi

73

Đối với hệ choline chloride/methylthiourea

Hình 3.36. Sắc ký đồ GC-FID trong phần lỏng của hệ Ch/Mthi

ME

Ch/U

Ch/MU

Ch/Thi

Ch/MThi

Dạng acid

Tên của các dạng acid béo

%

%

%

%

%

Tổng acid béo bão hòa

35,58

3,29

41,32

37,57

29,00

Tổng acid béo chưa bão hòa

3,35

2,36

3,19

1,82

3,58

α-Linolenic acid (ALA) 18:3 (n-3)

0,46

0,44

0,72

0,96

3,89

Eicosatrienoic acid 20:3(n-3)

0,15

0,96

0,98

1,26

0,78

Eicosapentaenoic acid (EPA) 20:5 (n-3)

0,42

0,84

0,77

0,92

9,31

Omega-3

Docosahexaenoic acid (DHA) 22:6

0,63

2,10

2,9

4,33

6,56

(n-3) +Nervonic acid 24:1(n-9)

Tổng Omega-3

1,66

4,34

5,37

7,47

20,54

Linoleic acid (LA) 18:2 (n-6)

12,41

28,12

10,32

13,16

1,47

γ-Linolenic acid (GLA) 18:3 (n-6)

1,07

2,74

1,89

1,05

3,70

1,04

0,55

0

Eicosadienoic acid 20:2 (n-6)

0

0,59

1,17

0,18

Omega-6

Eicosatrienoic acid 20:3 (n-6)

0,65

1,5

0,40

1,18

0,48

0

Arachidonic acid (AA) 20:4 (n-6)

0

0

0

Docosadienoic acid 22:2 (n-6)

0

3,22

0

30,51

Tổng Omega-6

14,67

33,40

15,26

17,40

36,67

Oleic acid 18:1 (n-9)

40,21

52,77

29,92

31,79

1,45

Eicosenoic acid 20:1(n-9)

0,42

0,52

0

0

1,12

Omega-9

Erucic acid 22:1 (n-9)

0

0

1,07

0

6,66

Tổng Omega-9

40,63

53,29

30,99

31,79

9,23

Thất thoát và không xác định

4,11

3,32

3,87

3,95

0,98

Tổng

100

100

100

100

100

56,96

91,03

51,62

Tổng Omega-3,6,9

56,66

66,44

Bảng 3.24. Thành phần và hàm lượng các chất trong phần lỏng của hệ choline

74

Kết quả phân tích trên được tổng hợp thành các nhóm sản phẩm với tỷ lệ và

khối lượng trong bảng 3.25.

ME

Ch/U

Ch/ MU

Ch/Thi

Ch/MThi

Dạng acid

gam

%

gam %

gam %

gam %

gam %

Acid bão hòa

7,12 35,58 0,11

3,29

1,49 41,32 1,07 37,57 0,80 29,00

Acid chưa bão hòa 0,67

3,35

0,08

2,36

0,11

3,19

0,05

1,82

0,09

3,58

0,37

1,66

0,15

4,34

0,19

5,37

0,22

7,47

0,57 20,54

Omega-3

2,89 14,67 1,10 33,40 0,55 15,26 0,49 17,40 1,01 36,67

Omega-6

8,13 40,63 1,76 53,29 1,12 30,99 0,90 31,79 0,26

9,23

Omega-9

KXĐ và TT

0,82

4,11

0,10

3,32

0,14

3,87

0,11

3,95

0,03

0,98

20

100

3,30

100

3,60

100

2,84

100

2,76

100

Tổng ME

Tổng

11,39 56,96 3,01 91,03 1,86 51,62 1,61 56,66 1,84 66,44

Omega-3,6,9

Bảng 3.25. Khối lượng sản phẩm lỏng sau chiết tách của hệ choline chloride

Mặc dù tổng Omega-3,6,9 của hệ dung môi choline chloride và urea sau khi

phối trộn giảm xuống ½ so với nguyên liệu ban đầu, nhưng 50% lượng Omega-3,6,9

có trong hỗn hợp đã được tách ra với hàm lượng lên đến 91%. Các dung môi khác,

tuy có hàm lượng Omega-3,6,9 cao hơn gấp 2 lần so với hệ choline chloride và urea,

nhưng chỉ tách được khoảng 15% và hàm lượng Omega-3,6,9 trong phần tách chỉ đạt

51-66%.

Tuy nhiên, khi xem xét hàm lượng Omega-3, có thể nhận thấy các hệ choline

chloride/thiourea và choline chloride/methylthiourea làm cho dạng omega này cao

hơn so với nguyên liệu khi khuấy trộn cũng như khi đã tách ra. Điều này chứng tỏ

nguyên tử lưu huỳnh trong thiourea và methylthiourea đã làm thay đổi thành phần

của methyl ester ban đầu.

Omega-3

ME

ALA (%)

0,46

Ch/U 0,44

Ch/ MU Ch/Thi Ch/MThi 0,96

0,72

3,89

ETA (%)

0,15

0,96

0,98

1,26

0,78

EPA (%)

0,42

0,84

0,77

0,92

9,31

DHA (%)

0,63

2,10

2,9

4,33

6,56

Tổng (%)

1,66

4,34

5,37

7,47

20,54

Bảng 3.26. Thành phần Omega-3 trong phần lỏng của hệ choline chloride

75

Phần trăm Omega-3 trong sản phẩm tách ra được thể hiện trong bảng 3.26 và

hình 3.33 cho thấy hệ choline chloride/methylthiourea có hàm lượng ALA, EPA,

DHA tổng lên đến 20% trong sản phẩm lỏng tách ra. Kết quả này được thể hiện trong

bảng 3.26 và hình 3.37

Hình 3.37. Omega-3 tách ra từ các dung môi Ch/U và các đồng đẳng

1-ME, 2-Ch/U, 3-Ch/MU, 4-Ch/Thi, 5-Ch/MThi

Tóm lại

Hiệu suất tách các hợp chất của các hệ dung môi sâu này được giới thiệu ở

bảng 3.27 sau đây.

Ch/U

Ch/ MU

Ch/Thi

Ch/Mthi

Dạng acid

(%)

(%)

(%)

(%)

Acid bão hòa

1,00

20,60

14,60

9,79

Acid chưa bão hòa

3,00

57,89

38,46

39,13

Omega-3

65,21

29,69

34,92

62,64

Omega-6

58,82

18,27

16,96

28,77

Omega-9

43,89

13,79

10,94

3,75

Bảng 3.27. Hiệu suất tách của hệ choline chloride/urea và đồng đẳng

1. Hệ choline chloride/urea (và các đồng đẳng) không làm thay đổi nhiều cấu

trúc của các hợp chất trong methyl ester, nhưng khả năng tách Omega-3,6,9 cao, đặc

biệt hệ choline chloride/urea với hiệu quả tách pha là 16,5% và hàm lượng Omega-

3,6,9 lên đến 91%.

2. Hiệu suất tách acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa trên 96%.

3. Hàm lượng ALA, EPA, DHA tổng lên đến 20% trong sản phẩm lỏng được

tách ra.

76

3.5.3. Tách và làm giàu Omega-3,6,9 bằng hệ ethylene glycol/benzimidazole

3.5.3.1. Kết quả làm giàu của các hệ ethylene glycol/benzimidazole

Bảng 3.28. Thành phần các hợp chất sau khi phối trộn với hệ EG/Benz

Dạng

ME

Benz-

Benz-

Benz-

Benz-

Tên của các dạng acid béo

acid

%

C5 %

C7 %

C8 %

C9 %

Tổng acid béo bão hòa

35,58

24,65 26,00 28,95

36,3

Tổng acid béo chưa bão hòa

2,75

2,65

2,60

2,70

3,35

α-Linolenic acid (ALA) 18:3 (n-3)

23,4

23,45

24,8

39,05

0,46

Eicosatrienoic acid 20:3 (n-3)

0,20

0,25

0,25

0

0,15

Eicosapentaenoic acid (EPA) 20:5 (n-3)

0,42

0,10

0,05

0,15

0,40

Omega-3

Docosahexaenoic acid (DHA) 22:6 (n-3)

0,63

0,10

1,50

0,15

1,65

+Nervonic acid 24:1(n-9)

Tổng Omega-3

1,66

23,8

25,25 25,35

41,10

Linoleic acid (LA) 18:2 (n-6)

12,41

7,10

7,10

6,70

8,40

γ-Linolenic acid (GLA) 18:3 (n-6)

1,05

0

0

0

0

Eicosadienoic acid 20:2 (n-6)

0,40

0,25

0,20

0,55

0,25

Omega-6

Eicosatrienoic acid 20:3 (n-6)

0,18

0

0

0

0,15

0,48

0,20

Arachidonic acid (AA) 20:4 (n-6)

0,10

0,10

0,10

0

0

0

0

0

Docosadienoic acid 22:2 (n-6)

Tổng Omega-6

14,67

7,60

7,45

7,00

9,00

Oleic acid 18:1 (n-9)

40,21

34,85 35,95 33,45

8,25

Omega-9

Eicosenoic acid 20:1(n-9)

0,42

0,15

0,20

0,15

0,15

Tổng Omega-9

40,63

35,00 36,15 33,60

8,40

Tổng Omega-3,6,9

56,96

66,4

68,85 65,95

58,5

Không xác định và thất thoát

4,11

6,20

2,50

2,50

2,50

100

100

100

100

100

Tổng

(ethylene glycol/benzimidazole)

Để xác định sự ảnh hưởng của dung môi, sau khi khuấy trộn và thu được dung

dịch đồng nhất, chúng tôi đã lấy mẫu để phân tích thành phần hóa học của dung dịch

trước khi thực hiện quá trình làm lạnh để tạo tủa. Kết quả phân tích được thể hiện

trong bảng trên

Hai hợp chất có sự thay đổi đáng kể là α-Linolenic acid (ALA) từ 0,46% trong

methyl ester, đạt đến trên 23% và thậm chí đến 39% trong dung dịch sau khi khuấy

77

trộn và oleic acid từ 40% trong methyl ester xuống còn 8% trong EG/Benz-C9. Sự

thay đổi các chất khác diễn ra không lớn. Tỷ lệ % và khối lượng của các nhóm chất

được tổng hợp trong bảng 3.29

ME

Benz-C5

Benz-C7

Benz-C8

Benz-C9

Dạng acid

gam

%

gam %

gam %

gam %

gam %

FA

7,12 35,58 4,93 24,65 5,20 26,00 5,79 28,95 7,26 36,30

UFA

0,67

3,35

0,55

2,75

0,53

2,65

0,52

2,60

0,54

2,70

Omega-3

0,37

1,66

4,76

23,8

5,05 25,25 5,07 25,35 8,22 41,10

Omega-6

2,89 14,67 1,52

7,60

1,49

7,45

1,40

7,00

1,80

9,00

Omega-9

8,13 40,63 7,00 35,00 7,23 36,15 6,72 33,60 1,68

8,40

KXĐ và TT

0,82

4,11

1,24

6,20

0,50

2,50

0,50

2,5

0,50

2,50

Tổng ME

20

100

20

100

20

100

20

100

20

100

Tổng

11,39 56,96 13,28 66,40 13,77 68,85 13,19 65,95 11,70 58,5

Omega-3,6,9

Bảng 3.29. Khối lượng sản phẩm sau khi phối trộn với hệ EG/Benz

Khảo sát kết quả phân tích tỷ lệ và khối lượng các chất hình thành sau khi

khuấy trộn và so sánh với nguyên liệu ban đầu, có thể thấy biểu hiện của các hệ dung

Benz-C5: acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa giảm 2,31gam, Omega-6

môi dạng ethylene glycol/benzimidazole như sau.

giảm 1,37 gam, Omega-9 giảm 1,13 gam, tổng giảm 4,81 gam. Trong khi đó Omega-

Benz-C7: acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa giảm 2,06 gam, Omega-

3 tăng 4,39 gam (chênh lệch 0,42 gam).

6 giảm 1,4 gam, Omega-9 giảm 0,9 gam, tổng giảm 4,36 gam. Trong khi đó Omega-

Benz-C8: acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa giảm 1,48 gam, Omega-

3 tăng 4,68 gam (chênh lệch 0,32 gam).

6 giảm 1,49 gam, Omega-9 giảm 1,41 gam, tổng giảm là 4,38 gam.Trong khi đó

Benz-C9: acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa không thay đổi, Omega-

Omega-3 tăng 4,7 gam (chênh lệch 0,32 gam).

6 giảm 1,09 gam, Omega-9 giảm 6,45 gam, tổng giảm 7,54 gam. Trong khi đó,

Omega-3 tăng 7,85 gam (chênh lệch 0,31gam).

Các số liệu khảo sát trên cho thấy, hệ ethylene glycol/benzimidazole đã làm

giàu Omega-3 đáng kể. Sự chuyển đổi sang Omega-3 chủ yếu đi từ Omega-6 và

78

Omega-9. Acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa trong các hệ Benz-C5, Benz-

C7, Benz-C8 chỉ chuyển đổi từ 30 đến 26 và 20% tương ứng. Benz-C9 hầu như không

chuyển đổi acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa.

Sự chênh lệch giữa số lượng mất đi và tăng thêm nằm trong khoảng dưới 0,5

gam tức 2,5%. Trong khi đó phần không xác định được và thất thoát cũng tương ứng

2,5%. Điều này cho thấy các số liệu phân tích hợp lý.

Về cơ chế chuyển đổi từ Omega-6, Omega-9 cũng như từ acid béo bão hòa và

acid béo chưa bão hòa của methyl ester nguyên liệu sang các dạng của Omega-3 như

ALA, EPA, ETA, DHA là những vấn đề lý thú nhưng nằm ngoài yêu cầu của luận án

này, cần được nghiên cứu thêm trong thời gian tới.

3.5.3.2. Kết quả tách pha và thành phần hóa học phần lỏng của các hệ ethylene

glycol/benzimidazole

Hiệu quả tách pha (rắn và lỏng) của các hệ ethylene glycol/benzimidazole đều

đạt khoảng 15% được giới thiệu trong các hình 3.34 sau

Methyl ester

EG/Benz-C5 EG/ Benz-C7 EG/ Benz-C8 EG/ Benz-C9

Phần dung dịch lỏng (g)

2,98

3,10

3,10

3,04

Phần rắn (g)

17,02

16,90

16,90

16,96

Tổng methyl ester (g)

20

20

20

20

Hiệu suất tách (%)

14,90

15,50

15,50

15,20

Bảng 3.30. Kết quả và hiệu suất tách của các hệ EG/Benz

Qua kết quả trên có thể thấy rõ không phụ thuộc vào độ dài mạch alkyl của

benzimidazole, phần chất lỏng chỉ chiếm khoảng 15% đến 15,5%, trên 80 % acid béo

nằm ở phần rắn. Để làm rõ hơn hiệu suất tách và làm giàu Omega-3,6,9 chúng tôi đã

15.5

15.5

15

15

1

0

2

3

4

5

tiến hành phân tích các sản phẩm.

Hình 3.38. Hiệu suất tách phụ thuộc vào hệ ethylene glycol/benzimidazole

Sản phẩm lỏng tách ra của các hệ EG/Benz được giới thiệu trong các hình

sau và bảng 3.31

79

Hình 3.39. Sắc ký đồ GC-FID trong sản phẩm lỏng của hệ EG/Benz-C5

Hình 3.40. Sắc ký đồ GC-FID trong sản phẩm lỏng của hệ EG/Benz-C7

Hình 3.41. Sắc ký đồ GC-FID trong sản phẩm lỏng của hệ EG/Benz-C8

Hình 3.42. Sắc ký đồ GC-FID trong sản phẩm lỏng của hệ EG/Benz-C9

80

Dạng

ME

Benz-

Benz-

Benz-

Benz-

Tên của các dạng acid béo

acid

%

C5 %

C7 %

C8 %

C9 %

Tổng acid béo bão hòa

35,58

7,56

5,74

6,18

16,86

Tổng acid béo chưa bão hòa

3,35

3,65

3,41

3,59

4,86

α-Linolenic acid (ALA) 18:3 (n-3)

0,46

25,62 21,52 29,06

44,19

Eicosatrienoic acid 20:3 (n-3)

0,15

1,46

1,58

1,43

0

Eicosapentaenoic acid (EPA) 20:5 (n-3)

0,42

0,46

0,51

1,05

0,31

Omega-3

Docosa-hexaenoic acid (DHA) 22:6

0,63

0,12

0,03

0,39

2,66

(n-3) +Nervonic acid 24:1(n-9)

Tổng Omega-3

1,66

27,66 23,64 31,93

47,16

Linoleic acid (LA) 18:2 (n-6)

12,41

1,03

0,69

0,70

15,81

γ-Linolenic acid (GLA) 18:3 (n-6)

1,05

0

0

0

0

Eicosadienoic acid 20:2 (n-6)

0,55

0,91

0

0

0,51

Omega-6

Eicosatrienoic acid 20:3 (n-6)

0,18

0

0

0

0

0,48

Arachidonic acid (AA) 20:4 (n-6)

0,88

0,57

0,63

1,31

0

0

0

0

0

Docosadienoic acid 22:2 (n-6)

Tổng Omega-6

14,67

2,82

1,26

1,33

17,63

Oleic acid 18:1 (n-9)

40,21

56,59 62,31 53,68

10,73

Omega-9

Eicosenoic acid 20:1(n-9)

0,42

0

0

0

0,37

Tổng Omega-9

40,63

56,59 62,31 53,68

11,10

Tổng Omega-3,6,9

56,96

87,07 87,21 86,94

75,89

Không xác định và thất thoát

4,11

1,72

3,64

3,29

2,39

100

100

100

100

100

Tổng

Bảng 3.31. Thành phần và hàm lượng các chất trong phần lỏng của hệ EG/Benz

Các thành phần chính của Omega-3,6,9 được thể hiện trong bảng này cho thấy

α-Linolenic acid (ALA) trong thành phần Omega-3 tăng vọt từ 0,46% trong nguyên

liệu lên trên 21%, thậm chí đạt 44% khi sử dụng EG/ Benz-C9. Điều này cho thấy các

hệ ethylene glycol/benzimidazole không chỉ làm giàu mà còn có khả năng tách α-

Linolenic acid (ALA) ra khỏi hỗn hợp rất hiệu quả.

Kết quả phân tích được tổng hợp theo nhóm sản phẩm, cũng như tỷ lệ và khối

lượng của chúng trong bảng 3.32 sau

81

Dạng acid

ME

Benz-C5

Benz-C7

Benz-C8

Benz-C9

gam

%

gam %

gam %

gam %

gam %

FA

7,12 35,58 0,23

7,56

0,18

5,74

0,19

6,18

0,51 16,86

UFA

0,67

3,35

0,11

3,65

0,11

3,41

0,11

3,59

0,15

4,86

Omega-3

0,37

1,66

0,82 27,66 0,73 23,64 0,99 31,93 1,43 47,16

Omega-6

2,89 14,67 0,08

2,82

0,04

1,26

0,04

1,33

0,54 17,63

Omega-9

8,13 40,63 1,69 56,59 1,93 62,31 1,66 53,68 0,34 11,10

KXĐ và TT

0,82

4,11

0,05

1,72

0,11

3,64

0,11

3,29

0,07

2,39

Tổng ME

20

100

2,98

100

3,10

100

3,10

100

3,04

100

Tổng

11,39 56,96 2,59 87,07

2,7

87,21 2,69 86,94 2,31 75,89

Omega-3,6,9

Bảng 3.32. Khối lượng sản phẩm lỏng sau chiết tách của hệ EG/Benz

- Hiệu suất tách và làm giàu omega của các alkylbenzimidazole chỉ nằm ở mức

15% trên nguyên liệu trong một lần thực hiện.

- Acid béo bão hòa trong phần lỏng giảm đáng kể, đặc biệt là khi sử dụng 2-

pentylbenzimidazole, 2-heptylbenzimidazole và 2-octylbenzimidazole nhưng hàm

lượng vẫn còn cao (từ 13-24% tùy thuộc mạch alkyl). Các acid béo bão hòa và acid

béo chưa bão hòa còn khá cao gần 10%, riêng hệ EG/Benz-C9 còn 20%.

- Hàm lượng Omega-3,6,9 trong dung dịch tách ra không cao, đạt 87% đối với

EG/Benz-C5, Benz-C7, Benz-C8 và 76% với EG/Benz-C9.

Tuy nhiên Omega-3 chiếm trên 23% với tất cả các dung môi dạng này, đặc

biệt với hệ EG/Benz-C9 hàm lượng Omega 3 đạt 47%. Cơ cấu của Omega-3 trong

phần lỏng được giới thiệu trong bảng 3.33 và hình 3.43.

% 50 40

30

DHA

ETA

ALA

20 10 0

1

EPA

2

3

4

5

Hình 3.43. Thành phần Omega-3 trong sản phẩm tách ra

1-ME; 2-EG/Benz-C5; 3- EG/Benz-C7; 4- EG/Benz-C8; 5- EG/Benz-C9

82

Omega-3 (%) ME

Bảng 3.33. Thành phần Omega-3 trong sản phẩm lỏng của hệ EG/Benz

EPA

0,42

0,46

0,51

1,05

0,31

ALA

0,46

25,62

21,52

29,06

44,19

ETA

0,15

1,46

1,58

1,43

0

DHA

0,63

0,12

0,03

0,39

2,66

Tổng

1,66

27,66

23,64

31,93

47,16

EG/Benz-C5 EG/Benz-C7 EG/Benz-C8 EG/Benz-C9

- α-Linolenic acid ALA 18:3(n-3) tăng từ 1% trong nguyên liệu lên 25,62% và

21,52% khi sử dụng hệ EG/Benz-C5, EG/Benz-C7. Khi sử dụng hệ EG/Benz-C8 và

EG/Benz-C9, hàm lượng ALA tăng đến 30 và 44,2% tương ứng.

- DHA tăng từ 0,63% trong nguyên liệu lên 2,66% trong hệ EG/Benz-C9. Các

hệ khác thay đổi theo hướng giảm.

- ETA tăng từ 0,15% trong nguyên liệu lên 1,46% và 1,58% trong hệ EG/Benz-

C5, EG/Benz-C7 nhưng không xuất hiện trong hệ EG/Benz-C9. Khi đó EPA không

có nhiều thay đổi so với nguyên liệu .

Tóm lại

Hệ dung môi sâu này có hiệu suất tách các acid béo bão hòa và acid béo chưa

bão hòa cao tương đương các hệ trên đây, nhưng hiệu suất tách các acid béo omega

thấp. Đối với Omega-3, cao nhất hệ EG/Benz-C8 có thể đạt hiệu suất 20%, còn các

hệ khác chỉ khoảng 15-17%. Tuy nhiên, hệ này đã làm cho lượng Omega-3 mà chủ

yếu là α-Linolenic acid (ALA) tăng đáng kể lên đến 41% (8 gam trên 20 gam ME)

sau khi phối trộn và khuấy. Điều đáng tiếc là khả năng tách Omega-3 ra khỏi dung

dịch không cao. Cần thiết phải có những nghiên cứu tiếp để phối hợp các hệ, vừa có

khả năng tạo ra nhiều Omega-3, vừa có thể tách chúng với hiệu suất cao hơn.

EG/Benz-C5 EG/Benz-C7 EG/Benz-C8 EG/Benz-C9

Acid bão hòa

4,60

3,46

3,28

7,02

Acid chưa bão hòa

20,00

20,75

21,15

27,77

Omega-3

17,22

14,45

19,53

17,39

Omega-6

5,26

2,68

2,86

30,00

Omega-9

24,14

26,69

24,70

20,23

Bảng 3.34. Hiệu suất tách các hợp chất của hệ EG/Benz

83

3.6. So sánh và đánh giá hiệu quả làm giàu và tách Omega-3,6,9 của các hệ dung

môi sâu

3.6.1. Khả năng làm giàu Omega-3,6,9 khi chưa tách

Để làm giàu Omega-3,6,9 được thực hiện 2 giai đoạn chính

- Giai đoạn đầu là phối trộn và khuấy các thành phần ở nhiệt độ thấp cho đến

khi hỗn hợp đồng nhất.

- Giai đoạn tiếp theo là để nguội ở nhiệt độ phòng sau đó làm lạnh đến 4 oC

trong 8 giờ. Sau giai đoạn này, hỗn hợp tách làm 2 lớp.

Sau khi kết thúc giai đoạn 1, chúng tôi đã phân tích hỗn hợp và nhận thấy có

sự thay đổi trong thành phần của methyl ester nguyên liệu. Sự thay đổi đó được tổng

hợp trong bảng sau.

Hệ dung môi

Dạng acid

Ch/U

Tiêu chí so sánh

Me/U (2)

Ch/ MU

Ch/ Thi

Ch/ MThi

EG/ Benz- C5

EG/ Benz- C7

EG/ Benz- C8

EG/ Benz- C9

1,02

13,70

7,41

7,43

8,40

5,48

5,73

6,31

7,80

FA và UFA

- 6,77

+5,91

-0,38

-0,36

+0,61

-2,31

-2,06

-1,48

+0,01

FA & UFA Hình thành (g) Tăng(+)/giảm(-) So với NL ( g)

Hình thành (g)

0,86

0,23

0,64

0,63

0,91

4,76

5,05

5,07

8,22

+0,53

-0,14

+0,27 +0,26

+0,54

+4,39

+4,68 +4,7

+7,85

Omega-3 Tăng(+)/giảm(-) So với NL (g)

6,68

1,87

3,01

2,89

3,51

1,52

1,49

1,40

1,80

OM 6 Hình thành (g) Omega-6 Tăng(+)/giảm(-)

+3,75

-1,02

+0,12

0

+0,62

-1,37

-1,40

-1,49

-1,09

So với NL (g) Hình thành (g) 10,74

4,01

8,12

8,23

6,94

7,00

7,23

6,72

1,68

+2,61

-4,12

-0,01

+0,10

-1,19

-1,12

-0,90

-1,41

-6,45

Omega-9 Tăng(+)/giảm(-) So với NL (g)

Bảng 3.35. Sự thay đổi khối lượng của các nhóm chất sau khuấy trộn

Hệ methanol/urea (mẫu 2): Sau khi khuấy trộn, hàm lượng acid béo bão hòa

và acid béo chưa bão hòa giảm một cách đáng ngạc nhiên là 6,77 gam. Trong khi đó

Omega-3,6,9 tăng tổng cộng là 6,89 gam.

Hệ choline chloride/urea (các đồng đẳng khác) không ảnh hưởng nhiều đến

thành phần hóa học của methyl ester nguyên liệu. Một số thay đổi tăng giảm khối

lượng các chất nhưng không nhiều.

Hệ ethylene glycol/benzimidazole đã làm giàu Omega-3 đáng kể. Sự chuyển

đổi sang Omega-3 chủ yếu đi từ Omega-6 và Omega-9. Acid béo bão hòa và acid béo

chưa bão hòa trong các hệ EG/Benz-C5, EG/Benz-C7, EG/Benz-C8 chỉ chuyển đổi

84

từ 26% đến 28% và 30% tương ứng, EG/Benz-C9 hầu như không chuyển đổi acid

béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa. Từ các khảo sát trên chúng tôi cho rằng.

a/ Hệ methanol/urea: Phản ứng xảy ra chủ yếu giữa acid béo bão hòa và acid

béo chưa bão hòa với methanol để chuyển đổi các acid này thành các acid chưa bão

hòa dạng Omega-3 hoặc Omega-6 hoặc Omega-9 với vai trò xúc tác của urea (cũng

như các đồng đẳng của nó). Hệ methyl ester, methanol, urea trong điều kiện nhiệt độ

thấp và có khuấy trộn các acid béo bão hòa và acid béo chưa bão hòa không tự nhiên

mất đi và các Omega-3,6,9 không tự nhiên xuất hiện mà phải có một tương tác nào

đó giữa urea với methyl ester và methanol. Trong một hỗn hợp rất nhiều chất, việc

xác định rõ cơ chế của từng phản ứng là rất khó và không phải là mục đích chính của

luận án này.

b/ Hệ choline chloride/urea và các đồng đẳng khác: Hệ này không ảnh hưởng

nhiều đến thành phần hóa học của methyl ester nguyên liệu, cho thấy urea cũng như

các đồng đẳng của nó đã không thể phát huy vai trò như ở hệ methanol/urea trên đây,

vì hàm lượng urea (cũng như các đồng đẳng) thấp, hơn nữa chúng có liên kết với

choline chloride nên không thể hiện được vai trò là chất xúc tác. Tuy nhiên vẫn nhận

thấy một số thay đổi không nhiều của cả acid béo bão hòa, acid béo chưa bão hòa và

các chất omega. Nghiên cứu sơ bộ trước với tỷ lệ DES cao hơn 15 gam, cũng không

ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất chiết omega, chứng tỏ liên kết với choline chloride đã

ngăn cản urea (và các đồng đẳng của nó) tham gia vào thay đổi thành phần methyl

ester. Cũng tương tự như trên, đây chỉ là khảo sát kết quả thu được và đưa ra nhận

định về cơ chế.

c/ Hệ ethylene glycol/benzimidazole: Khi có mặt của các 2-alkylbenzimi-

dazole trong hệ ethylene glycol/benzimidazole, acid béo bão hòa và acid béo chưa

bão hòa trong các hệ Benz-C5, Benz-C7, Benz-C8 chỉ chuyển đổi từ 26 đến 28 và

30% tương ứng. Benz-C9 hầu như không chuyển đổi acid béo bão hòa và acid béo

chưa bão hòa. Khảo sát sự tăng đột biến của Omega-3, đặc biệt là α-Linolenic acid

(ALA) 18:3 chúng tôi nhận thấy trong khi chất này tăng đáng kể thì Omega-6 và

Omega-9 giảm.

Các chất trong Omega-6 và Omega-9, có mạch carbon C18 có khả năng

chuyển đổi thành α-Linolenic acid (ALA) 18:3 là Linoleic acid (LA) 18:2 và γ-

Linolenic acid (GLA) 18:3, Eicosenoic acid 20:1, Eicosatrienoic acid 20:3,

85

Docosahexaenoic acid (DHA) 22:6… Các chất có mạch carbon C18:0 tham gia phản

ứng dehydro hóa để thành C18:1, C18:2, C18:3, hoặc C18:1, C18:2 đề hydro hóa để

thành C18:3 là có thể hiểu được do hiện tượng dehydro hóa và chuyển vị hydro như

Linoleic acid (LA) 18:2(n-6)

Olenic acid 18:1(n-9)

A l p h a - l i n o l e n i c a c i d (

Gamma linolenic acid (GLA) 18:3 (n-6)

A L A

Docosahexaenoic acid 22:6 (n-3)

) 1 8 : 3 ( n - 3 )

Eicosatrienoic acid 20:3 (n-6)và Eicosadienoic acid 20:2(n-6)

Arachidonic acid 20:4 (n−6)

Ecosapentaenoic acid (EPA) 20:5(n-3)

trong hình 3.44 sau

Hình 3.44. Một số khả năng hình thành α-Linolenic acid

- Một số chất khác mất đi hoàn toàn hoặc một phần như myristic acid (C14:0),

palmitic acid (16:0), oleic acid (18:1), arachidic acid (C20:0), cũng như tổng của

triglycerides và các chất không xác định đã tham gia vào phản ứng để hình thành α-

Linolenic acid (ALA) 18:3.

- Các chất như C14:0, C16:0, C20:0, C20:1, C20:3, C22:6 tham gia phản ứng

nối và cắt mạch để hình thành C18:1 và C18:3 là điều rất khó giải thích trong quá

trình thực hiện luận án này. Tuy nhiên, benzimidazole được cho là có khả năng làm

xúc tác trong các phản ứng như proton conduction acetization, phản ứng benzoin,

Suzuki coupling, Suzuki-Miyaura cross-coupling, Heck coupling, Reduction… đã

được công bố trong các công trình nghiên cứu về xúc tác.

Trong trường hợp 2-alkylbenzimidazole, các phức thu được tồn tại dưới dạng

hỗn hợp của tất cả các đồng phân hình dạng có nối đôi. Khi kích thước của nhóm thế

86

trên benzimidazole được tăng lên, các phức chất có thể được tạo thành tồn tại dưới

dạng một diastereome. Tất cả các phức chất sở hữu các phối tử benzimidazole liên

kết với trung tâm đều hoạt động cho quá trình hydro hóa nhẹ và chọn lọc hóa học với

sự hiện diện của alken, trong trường hợp này là ethylene glycol.

Do mục tiêu nghiên cứu, thời gian và điều kiện cụ thể chúng tôi không thể đi

sâu về bản chất xúc tác của đối tượng mà chỉ quan tâm tới khả năng ứng dụng để tách

và làm giàu các chất omega trong acid béo của mỡ cá basa thu hồi trong quá trình sản

xuất phile xuất khẩu.

3.6.2. Khả năng tách pha (lỏng và rắn)

Khả năng tách pha (lỏng/rắn) của các hệ DES được tổng hợp trong bảng 3.36

Me/U

Ch/

Ch/

Ch/

Methyl ester

Ch/U

mẫu 2

MU

Thi

MThi

Phần lỏng (g)

7,20

3,30

3,60

2,84

2,76

EG/ Benz- C5 2,98

EG/ Benz- C7 3,10

EG/ Benz- C8 3,10

EG/ Benz- C9 3,04

Phần rắn (g)

12,8

16,70 16,40 17,16 17,24 17,02

16,90 16,90 16,96

Tổng ME (g)

20

20

20

20

20

20

20

20

20

Hiệu quả (%)

36

16,50 18,00 14,20 13,80 14,90

15,50 15,50 15,20

Bảng 3.36. Khả năng tách pha của các hệ DES

Ngoại trừ hệ methanol/urea (mẫu 2) có hiệu quả tách pha tốt nhất. Các hệ khác

chỉ nằm trong khoảng 15-18% cho một lần tách. Mặc dù hệ choline chloride/urea chỉ

40

35

30

25

20

15

10

5

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

nằm trong khoảng 16,5%, nhưng tổng Omega-3,6,9 trong hệ này cao nhất 91%.

Hình 3.45. Tỷ lệ tách thành pha lỏng của các hệ DES

1-Methanol/Urea(M2); 2-Ch/U; 3-Ch/MU; 4-Ch/Thi; 5-Ch/MThi;

6-EG/ Benz-C5; 7-EG/ Benz-C7; 8-EG/ Benz-C8; 9-EG/ Benz-C9

87

3.6.3. Khả năng tách các hợp chất trong phần lỏng

Hệ DES

FA (%)

UFA (%)

Omega-3 (%)

Omega-6 (%)

Omega-9 (%)

Mẫu 1

23,00

23,00

23,44

22,94

22,93

Mẫu 2

78,57

41,30

36,05

33,68

35,66

Mẫu 3

74,60

40,00

29,48

27,34

27,04

Mẫu 4

87,00

63,15

21,59

20,70

24,19

Ch/U

1,00

3,00

65,21

58,82

43,89

Ch/MU

20,6

57,89

29,68

18,27

13,79

Ch/Thi

14,6

38,46

34,92

16,96

10,94

Ch/MThi

9,79

39,13

62,64

28,77

3,75

EG/ Benz-C5

4,60

20,00

17,22

5,26

24,14

EG/ Benz-C7

3,46

22,75

14,45

2,68

26,69

EG/ Benz-C8

3,28

21,15

19,53

2,86

24,70

EG/ Benz-C9

7,02

27,77

17,40

30,00

20,23

Bảng 3.37. Tổng hợp hiệu suất tách các hợp chất của các hệ DES

Ngoại trừ hệ methanol/urea, các hệ DES khác đều có thể tách acid béo bão hòa

từ 80-96%, riêng hệ Ch/U có thể đạt 99%. Hiệu suất tách các hợp chất Omega-3,6,9

của các hệ DES căn cứ vào khối lượng sinh ra khi khuấy trộn với khối lượng tách ra

từ phần lỏng được tổng hợp trong bảng sau.

Omega-3

Omega-6

Omega-9

Tách ra

Tách ra

HS

HS

Tách ra

HS

Hệ DES

(g)

(%)

(g)

(%)

(g)

(%)

Hình thành (g)

Hình thành (g)

Hình thành (g)

0,64

0,15

23,44

9,2

2,11

22,94

6,28

1,44

22,93

Mẫu 1

0,86

0,31

36,05

6,68

2,25

33,68

10,74

3,83

35,66

Mẫu 2

0,78

0,23

29,48

6,95

1,90

27,34

10,54

2,85

27,04

Mẫu 3

0,88

0,19

21,59

7,63

1,58

20,70

10,14

2,48

24,46

Mẫu 4

0,23

0,15

65,21

1,87

1,10

58,82

4,01

1,76

43,89

Ch/U

0,64

0,19

29,69

3,01

0,55

18,27

8,12

1,12

13,79

Ch/MU

0,63

0,22

34,92

2,89

0,49

16,96

8,23

0,90

10,94

Ch/Thi

0,91

0,57

62,64

3,51

1,01

28,77

6,94

0,26

3,75

Ch/MThi

0,82

17,22

1,52

0,08

5,26

7,00

1,69

24,14

EG/ Benz-C5 4,76

0,73

14,45

1,49

0,04

2,68

7,23

1,93

26,69

EG/ Benz-C7 5,05

0,99

19,52

1,40

0,04

2,86

6,72

1,66

24,70

EG/ Benz-C8 5,07

1,43

17,40

1,80

0,54

30,00

1,68

0,34

20,24

EG/ Benz-C9 8,22

Bảng 3.38. Hiệu suất tách Omega-3,6,9 trong phần lỏng

88

Qua bảng 3.38 ở trên, có thể thấy rằng, mặc dù hệ EG/Benz có thể làm giàu

Omega 3 với khối lượng cao, nhưng quá trình tách chúng ra phần lỏng không cao lắm

so với choline chloride/urea và methanol/urea.

Thực chất của việc sử dụng hệ ethylene glycol/benzimidazole để tách và làm

giàu Omega-3,6,9 trong acid béo là sử dụng kỹ thuật màng chất lỏng nhũ tương [124].

Theo lý thuyết này, có thể giải thích hiện tượng tách acid béo có nối đôi (C=C) khỏi

các acid béo bão hòa trong 2 pha. Pha nhũ tương bao gồm acid béo không bão hòa

chất mang ion (benzimidazole) và ethylene glycol là chất pha loãng. Ở điều kiện có

sự khuấy đảo, nhiệt độ, tỷ lệ tác chất phù hợp, pha nhũ tương ổn định trong một

khoảng thời gian nhất định sau đó là quá trình phá nhũ tương. Khi nhanh chóng hạ

nhiệt độ, hiện tượng phá nhũ tương chậm lại. Các chất ở bên ngoài màng nhũ tương

bao gồm acid béo bão hòa, ethylene glycol nhanh chóng đông đặc và tách khỏi màng

nhũ tương. Mặt khác ethylene glycol được đánh giá là một chất dễ kết tinh. Khi để

nguội, ta sẽ thấy dung dịch này tạo thành một chất lỏng có độ nhớt cao. Khi được làm

lạnh đến -12 oC chất lỏng này có thể đông thành trạng thái rắn và nhìn giống như thủy

tinh. Nhiệt độ làm lạnh trong công trình của chúng tôi ở 0-4 oC, các acid béo bão hòa

và ethylene glycol bị đông đặc và tách khỏi màng nhũ tương ở trên. Kết quả là một

phần acid béo chưa bão hòa được tách khỏi acid béo bão hòa với tỷ lệ từ 85%. Cũng

chính vì những đặc điểm này mà dù sinh ra rất nhiều Omega-3, hệ ethylene

glycol/benzimidazole không thể tạo pha lỏng lớn hơn 30%

Các hệ khác có chứa urea tách pha, khi urea gặp lạnh sẽ kết tinh và kéo theo

sự đóng rắn của các acid béo tạo phức hoặc liên kết với urea. Trong vấn đề này, hiện

tượng mầm tinh thể đóng vai trò quan trọng. Trong một hỗn hợp, đặc biệt là hỗn hợp

có chứa các “solvat”, một bộ phận tạo mầm tinh thể sẽ kéo những phần khác theo lớp

bao bọc bên ngoài, từ rắn đến nữa rắn. Theo thời gian trong điều kiện nhiệt độ thấp,

bộ phận này kết lại và tách khỏi những thành phần không phải là “solvat”. Cơ chế

này giúp cho các hệ có chứa choline chloride và urea kéo acid béo bão hòa, acid béo

chưa bão hòa cũng như một phần acid béo khác vào phần rắn.

Liên kết hydro giữa methanol và urea tạo thành một cấu trúc solvat mà urea là

nhân. Tương tự như vậy, liên kết giữa choline chloride với urea và các đồng đẳng của

chúng cũng là liên kết hydro. Trong môi trường methanol, liên kết kép giữa choline

chloride/urea và methanol tạo thành solvat mà tâm là choline chloride/urea. Khi hỗn

89

hợp methyl ester của các acid béo từ mỡ phụ phẩm, methanol và DES được làm lạnh,

các dạng solvat của DES và methyl ester trong methanol bắt đầu từ từ đóng rắn. Do

methanol chưa đóng kết trong vùng nhiệt độ này và làm phân tán methyl ester nên đã

giữ cho methyl ester không thể đóng rắn ngay. Solvat của DES bắt đầu đông kết và

tạo thành hỗn hợp rắn. Trong quá trình này đã ảnh hưởng đến các acid béo bão hòa

nên kéo theo quá trình đông kết của acid béo bão hòa. Với hàm lượng methanol lớn

nên sự phân tán của các acid béo rất lớn, dẫn đến tình trạng các acid béo bão hòa đông

kết trước. Tuy nhiên, trong quá trình này một phần acid béo dạng omega của methyl

ester trong methanol bị kéo theo là điều không tránh khỏi. 16,5% acid béo dạng

omega phân tán trong methanol không bị đông kết với độ sạch đạt trên 90% cho một

lần tách.

Chúng tôi đã sử dụng acid béo dạng omega có độ sạch 91% tiếp tục thực hiện

phản ứng lần 2 như mô tả ở trên, nhưng kết quả không khả quan hơn vì một lượng

acid béo dạng omega tiếp tục bị đông kết theo, làm cho hàm lượng omega ở phần

dung dịch giảm xuống.

3.6.4. So sánh chất lượng Omega-3 tách ra trong sản phẩm lỏng

Omega-3 trong sản phẩm lỏng tách ra từ các hệ DES chủ yếu là ETA, ALA,

EPA, DHA. Với hàm lượng thường xuyên ở mức ≤ 2%. Riêng trường hợp sử dụng

hệ ethylene glycol/benzimidazole hàm lượng ALA tăng khá cao từ 20-44%. Cơ cấu

Omega-3 trong pha lỏng của các hệ DES được tổng hợp trong hình 3.46

Hình 3.46. Cơ cấu Omega-3 trong phần lỏng của các hệ DES

90

3.6.5. Kết luận chung về các hệ DES

Hệ methanol/urea là hệ đơn giản, rẻ tiền nhưng hàm lượng Omega-3,6,9 sau

khi tách chỉ đạt 80 đến 88%.

Các hệ ethylene glycol/benzimidazole cho hàm lượng Omega-3 khá cao (23-

47%), tuy nhiên tổng Omega-3,6,9 chỉ đạt cao nhất 87% và giá thành cũng như khâu

chuẩn bị khá phức tạp và tốn kém.

Trong các dung môi sâu của hệ choline chloride/urea và các đồng đẳng của

urea, thì hệ choline chloride/urea tách tốt nhất với hàm lượng Omega-3,6,9 đến 91%.

So với một số công trình công bố trước đây, tác giả Lại Mai Hương với hàm

lượng EPA và DHA đạt 22,8% khi tiến hành hòa tan các acid béo trong mỡ cá basa

vào dung môi hữu cơ (n-hexane và acetone), sau đó sử dụng phương pháp làm giàu

và kết tinh phân đoạn nhiệt độ thấp từ -20 oC đến -70 oC. Phạm Thị Lệ Thu sử dụng

phản ứng thủy phân acid béo trong môi trường kiềm và phản ứng tủa urea thu được

19,52%. Hàm lượng Omega-3 thu được từ phế phụ của cá theo kết quả của Đinh Thị

Thu Trang đạt 24,5% khi thực hiện kết tủa urea.

91

KẾT LUẬN

Đề tài đã được thực hiện hoàn chỉnh những nội dung và rút ra kết luận sau

1. Nghiên cứu về nguyên liệu

- Đã sử dụng dung môi truyền thống để chiết acid béo từ các bộ phận của cá

basa, cá tra. Phần thịt dùng cho xuất khẩu chỉ nằm ở mức 35-37%. Phụ phẩm chiếm

khá lớn 59-61%. Sau khi xử lý, phần mỡ thu hồi từ phụ phẩm của cá tra là 12,22%,

còn của cá basa là 8,37%. Lượng acid béo trong mỡ thu hồi của cá tra là 94,29% trong

khi của cá basa là 87,49%.

- Đã định danh các hợp chất omega trong mỡ nguyên sinh, thịt và mỡ từ phụ

phẩm của basa, cá tra. Hàm lượng Omega-3,6,9 trong phần phụ phẩm của cá basa, cá

tra là 5,13% và 6,12%. Nguyên liệu sử dụng cho việc tách và làm giàu Omega-3,6,9

trong phụ phẩm của quy trình chế biến cá basa xuất khẩu dạng methylester gồm: acid

béo bão hòa: 35,58%; acid béo chưa bão hòa: 3,35%; Omega-3: 1,66%; Omega-6:

14,67% ; Omega-9: 40,63%.

2. Tổng hợp thành công các hệ dung môi sâu (DES)

- Đã tổng hợp thành công hệ dung môi methanol/urea với các nồng độ (g/ml)

0,143; 0,2; 0,23; 0,26.

- Đã tổng hợp thành công hệ dung môi trên cơ sở choline chloride gồm choline

chloride/urea và các đồng đẳng (metylurea; thiourea và methylthiourea).

- Đã tổng hợp thành công các chất dạng 2-alkylbenzimidazole (2-pentylben-

zimidazole; 2-heptylbenzimidazole; 2-octylbenzimidazole và 2-nonylbenzimida-

zole). Từ các hợp chất 2-alkylbenzimidazole, đã tạo các hệ dung môi sâu dạng

ethylene glycol/ben-zimidazole bao gồm EG/Benz-C5, EG/ Benz-C7, EG/ Benz-C8

và EG/ Benz-C9.

3. Sử dụng các hệ dung môi sâu đã tổng hợp được để tách và làm giàu omega-

3,6,9 từ mỡ phế phải cá basa

- Đã sử dụng 3 hệ dung môi sâu tổng hợp để làm giàu và tách Omega-3,6,9 ra

khỏi methylester nguyên liệu. Hiệu suất tách đạt từ 15-36% cho một lần tách với hàm

lượng Omega-3,6,9 đạt từ 52-91% tùy thuộc hệ DES.

4. So sánh khả năng làm giàu và tách omega của các hệ DES.

- Hệ methanol/urea (mẫu 2) có hiệu quả tách pha tốt nhất 36%. Các hệ khác

chỉ nằm trong khoảng 15-18% cho một lần tách. Tuy nhiên, đối với hệ choline

92

chloride/urea chỉ nằm trong khoảng 16,5%, nhưng hàm lượng Omega-3,6,9 trong hệ

này cao từ 57% nguyên liệu lên 91% đây là điểm mới. Các hệ DES khác đều có thể

tách acid béo bão hòa từ 80-96%, riêng hệ choline chloride/urea đạt 99%.

- Hàm lượng Omega-3,6,9 khi tách ra của hệ methanol/urea là 80-88%. Của

hệ choline chloride/urea là 91%, còn các đồng đẳng (metylurea; thiourea và

methylthiourea) là 51-66%. Của hệ ethylene glycol/benzimidazole là 76 đến 87%.

Đặc biệt đối với EG/Benz-C9 hệ dung môi sâu này đã làm cho hàm lượng α-Linolenic

acid (ALA)18:3 (n-3) (một dạng Omega-3 khá quan trọng) tăng lên cao đến 44%.

93

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

a/ Về mặt khoa học

- Đã nghiên cứu tổng hợp thành công 3 hệ dung môi sâu và lần đầu tiên ứng

dụng vào việc làm giàu và tách Omega-3,6,9 từ nguồn phụ phẩm của quá trình chế

biến xuất khẩu cá basa ở Đồng Tháp.

- Một điểm mới là việc sử dụng hệ dung môi sâu ethylene glycol /benzimi-

dazole cho thấy hệ này làm cho hàm lượng α-Linolenic acid (ALA)18:3 (n-3) (một

dạng Omega-3 khá quan trọng) tăng lên 44%.

- Việc dùng các hệ dung môi sâu dạng DES để tách và làm giàu Omega-3,6,9

từ mỡ phế thải của quá trình chế biến xuất khẩu cá basa cho hàm lượng Omega-3,6,9

đạt hơn 90% và hàm lượng Omega-3,6 trong sản phẩm tách ra từ 22 - 47%.

b/ Về mặt kinh tế

Kết quả nghiên cứu cho thấy trong 100 tấn cá basa, ta chỉ xuất khẩu được

khoảng 37 tấn thịt phile, 63 tấn còn lại là phụ phẩm chỉ dùng làm thức ăn gia súc.

Nếu chế biến 63 tấn phụ phẩm này theo qui trình công nghệ của chúng tôi, ta thu

được 5,1 tấn mỡ, trong đó có khoảng 2,7 tấn là acid béo dạng Omega-3,6,9 có độ sạch

91%; 2,4 tấn methyl ester của các dạng acid béo khác có thể dùng làm biodiesel và

57,9 tấn bả thải cuối cùng làm thức ăn gia súc. Ngoài ra, đây là giải pháp tốt cho việc

xử lý môi trường tại các nhà máy chế biến thủy sản trong tương lai.

94

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

1. Thanh Xuan Le Thi, Hoai Lam Tran, Thanh Son Cu, and Son Lam Ho, Separation

and Enrichment of Omega 3, 6, and 9 Fatty Acids from the By-Products of

Vietnamese Basa Fish Processing using Deep Eutectic Solvent, Hindawi Journal

of Chemistry, 2018, doi.org/10.1155/2018/6276832, IF=1.75.

2. Lê Thị Thanh Xuân, Cù Thành Sơn, Hồ Sơn Lâm, Bằng độc quyền giải pháp hữu

ích Số 2419, Quy trình tách và làm giàu axit béo dạng Omega-3,6,9 từ mỡ của

nguồn phế thải trong chế biến cá basa xuất khẩu bằng chất lỏng ion dạng DES

(Deep Eutectic Solvent). Cục sở hữu trí tuệ Việt Nam, Quyết định số 11375w/QĐ-

SHTT ngày 12/08/2020.

3. Lê Thị Thanh Xuan, Nguyen Minh Thao, Cu Thanh Son, Ho Son Lam, Survey

composition and content of Omega-3,6,9,extracted from catfish at Mekong delta

Vietnam by extraction method with the traditional solvents, Journal of Chemistry

Vietnam, 2017, 5e34, 55, 551-556.

4. Lê Thị Thanh Xuân, Lê Thị Hoa Xuân, Cù Thành Sơn, Hồ Sơn Lâm, Xác định

thành phần hàm lượng Omega-3,6,9 của cá basa-tra ở Đồng bằng Sông Cửu Long,

Tạp chí hóa học và ứng dụng, 2018, 4, 59-63.

5. Lê Thị Thanh Xuân, Nghiên cứu tổng hợp một số chất lỏng ion dạng 2-

alkylbenzimidazole, Tạp chí phân tích Hóa-Lý và Sinh học, 24, 113-117, 2019.

95

TÀI LIỆU THAM KHẢO

(Sắp xếp theo thứ tự xuất hiện trong đề tài)

1. S.X. Liu, P.K. Mamidipally, Quality comparison of rice bran oil extracted with d-

limonene and hexane, American Association of Cereal Chemists, 2005, 82, 209–215.

2. M. Virot, V. Tomaoa, C. Ginies, et al., Green procedure with a green solvent for fats

and oils’ determination microwave-integrated Soxhlet using limonene followed by

microwave Clevenger distillation. Journal Chromatogr A, 2008, 1196–1197.

3. C.D. Tanzi, M.A. Vian, C. Ginies, et al., Terpenes as green solvents for extraction

of oil from microalgae, Molecules, 2012, 17, 8196–8205.

4. S. Gabriel and J. Weiner, Ueber einige Abkömmlinge des Propylamins, Berichte

der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 1888, 21(2), 2669–2679.

5. P. Walden, Molecular weights and electrical conductivity of several fused salts,

Bull. Russian Acad. Sci., 1914, 405-422.

6 K. Fujita, K.Murata, M. Masuda, et al., Ionic liquids designed for advanced

applications in bioelectrochemistry, RSC Advances, 2012, 2: 4018-4030

7. S.C. Luo, S. Sun, A.R. Deorukhkar, et al., Ionic liquids and ionic liquid crystals of

vinyl functionalized imidazolium salts, J. Mater. Chem., 2011, 21:1866-1873

8. J.P. Hallett, T. Welton, Room-Temperature Ionic Liquids, Solvents for Synthesis

and Catalysis, J. Chemical Reviews, 2011, 111(5), 3508–3576.

9. A. Triolo, O. Russina, H. Bleif, et al., Nanoscale Segregation in Room Temperature

Ionic Liquids, J. Phys. Chem. B, 2007, 111 (18): 4641–4644

10. Q.P. Liu, X.D. Hou, N.Li, et al., Ionic liquids from renewable biomaterials,

synthesis, characterization and application in the pretreatment of biomass, J.

Green Chemistry, 2012, 14, 304-307.

11. S.S. Silva, T.C. Santos, M.T. Cerqueira, et al., The use of ionic liquids in the

processing of chitosan/silk hydrogels for biomedical applications, J. Green

Chemistry, 2012, 14, 1463-1470.

12. L. Andreani, J. D. Rocha, Use of Ionic Liquids in Biodiesel production, Brazilian

Journal of Chemical Engineering, 2012, 29(1), 1-13.

96

13. E.R.E. Hassan, F. Mutelet, S.Pontvianne, et al., Studies on the Dissolution of

Glucose in Ionic Liquids and Extraction Using the Antisolvent Method, J. Environ.

Sci. Technol., 2013, 47(6), 2809–2816.

14. T. Vancov, A. Sue Alston, T. Brown, et al., Use of ionic liquids in converting

lignocellulosic material to biofuels, Renewable Energy, 2012, 45, 1-6.

15. L. Andreani, J. D. Rocha, Use of Ionic Liquids in Biodiesel production, A Review,

Brazilian Journal of Chemical Engineering, 2012, 29(1), 1-13.

16. F. Guo, Z. Fang, X. Tian, et al., One-step production of biodiesel from Jatropha oil

with high-acid value in ionic liquids, Bioresource Technology, 2013, 140, 447–450.

17. H. Zhao, G.A. Baker, Ionic liquids and deep eutectic solvents for biodiesel

synthesis, A review, J. Chem Technol Biotechnol, 2013(88), 3-12.

18. M. Markiewicz, T. Hupka, M. Joskowska, et al., Potential Application of ionic

liquids in aluminium production-Economical and Ecological assessment, J.

Physicochemical Problem of Mineral Processing, 2009, 43, 73-84.

19. G. Yue, X. Lu, H. Wang, et al., Conductivities of AlCl3/Ionic Liquid Systems and

Their Application in Electrodeposition of Aluminium, The Chinese Journal of

Process Engineering, 2008, 8 (4), 814-819.

20. A.P. Abbott, J.C. Barron, G. Frisch, et al., The effect of additives on zinc electrodeposition

from deep eutectic solvents, Electrochim. Acta, 2011, 56(14), 5272−5279.

21. Q. Zhang, K.D.O. Vigier, S. Royer, et al., Deep eutectic solvents syntheses,

properties and applications, J. Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 7108−7146.

22. A.P. Abbott, K.E. Ttaib, G. Frisch, et al., Electrodeposition of copper composites

from deep eutectic solvents based on choline chloride, Phys.Chem.Chem.Phys,

2009, 11, 4269-4277.

23. T.O. Akanbi, C.J. Barrow, N. Byrne, Increased hydrolysis by Thermomyces

lanuginosus lipase for omega-3 fatty acids in the presence of a protic ionic liquid,

Catal. Sci. Technol., 2012, 2, 1839-1841.

24. X. Ni, H. Xing, Q. Yang, et al., Selective Liquid–Liquid Extraction of Natural

Phenolic Compounds Using Amino Acid Ionic Liquids, A Case of α-Tocopherol

and Methyl Linoleate Separation, Ind. Eng. Chem. Res., 2012, 51(18), 6480-6488.

97

25. B. Tang, W. Bi, M. Tian, et al., Application of ionic liquid for extraction and

separation of bioactive compounds from plants, Journal of Chromatography B,

2012, 904, 1-21.

26. K. Nakashima, F. Kubota, T. Maruyama, et al., Ionic liquids as a novel solvent

for lanthanide extraction, J. Anal. Sci., 2003, 19, 1097−1098.

27. H. Luo, S. Dai, et al., Solvent extraction of Sr2+and Cs+based on room -

temperature ionic liquids containing monoaza-substituted crown ethers, Anal.

Chem, 2004, 76, 2773−2779.

28. S.I. M. Vidal, M.J.N. Correira, M.M. Marques, et al., Studies on the use of ionic

liquids as potential extractants of phenolic compounds and metal ions, Joural

Separation Science and Technology, 2004, 39, 2155−2169.

29. O.J. Catchpole, Removal of sterols and/or lipid components from foodstuffs,

www.google.com/patents/CA1327907C Grant, 1994

30. O.J. Catchpole, Use of ionic liquids for extraction or fractionation of lipids,

www.google.com/patents/WO2009017425A1, 2009.

31. Roberto Flores Ortega, Method for deriving a high-protein powder/omega 3 oil

and double distilled water from any kind of fish or animal (protein),

www.google.com/patents/WO2011075542A1, 2011.

32. W. Jun, W. Meng, L. Yao, et al., Process optimization for the enrichment of

linolenic acid from silkworm pupal oil using response surface methodology, Afr.

J. Biotechnol, 2010, 9(20), 2956-2964.

33. Q. Yang, H. Xing, Y. Yang, et al., Improved separation efficiency using ionic

liquid–cosolvent mixtures as the extractant in liquid–liquid extraction: A multiple

adjustment and synergistic effect, Chemical Engineering J., 2012,181, 334-342.

34. K. Shimojo, M. Goto, Solvent extraction and stripping of silver ions in room-

temperature ionic liquids containing calixarenes, J. Anal. Chem, 2004, 76, 5039-5044.

35. J.A. Whitehead, J. Zhang, N.Pereira, et al., Application of 1-alkyl-3-methyl-

imidazolium ionic liquids in the oxidative leaching of sulphidic copper, gold and

silver ores, J. Hydrometallurgy, 2007, 88, 109-120.

36. P. Nockemann, B. Thijs, K. Binnemas, et al., Carboxyl-functionalized task-specific

ionic liquids for solubilizing metal oxides, J. Inorg Chem, 2008, 47(21), 9987-9999.

98

37. Y. Dai, J. V. Spronsen, Y.H.Choi, et al., Ionic liquids and deep eutectic solvents

in natural products research: mixtures of solids as extraction solvents, J. Nat Prod,

2013, 76(11), 2162-2173.

38. Q. Zhang, K.D.O Vigier, S. Royer, et al., Deep eutectic solvents syntheses,

properties and applications, J. Chem Soc Rev, 2012, 41(21), 7018-7046.

39. F. Monte, D. Carriazo, M.C. Serrano, et al., Deep eutectic solvents in

polymerizations: a greener alternative to conventional syntheses, ChemSusChem,

2014, 7(4), 999-1009.

40. E.L. Smith, A. P. Abbort, K. S. Ryder, Deep eutectic solvents (DESs) and their

applications, Chemical Reviews, 2014, 114(21), 11060-11082.

41. M.D. Bermúdez, A.E. Jiménez, J. Sanes, et al., Ionic Liquids as Advanced

Lubricant Fluids, Review Molecules, 2009, 14(8), 2888-2908.

42. H. Kamimura, T. Kubo, I. Minami, et al., Effect and mechanism of additives for

ionic liquids as new lubricants, Tribology International, 2007, 40, 4620-4625.

43. J.F. Wishart, Energy applications of ionic liquids, Energy Environ. Sci., 2009,

2, 956-961.

44. J.D. Holbrey, K.R. Seddon, The phase behaviour of 1-alkyl-3-methylimi-dazolium

tetrafluoroborates; ionic liquids and ionic liquid crystals, J. Chem. Soc., Dalton.,

1999, 2133-2140.

45. M. Yoshio, T. Mukai, K. Kanie, et al., Layered Ionic Liquids: Anisotropic Ion

Conduction in New Self-Organized Liquid- Crystalline Materials, Adv. Mater,,

2002,14, 351–354.

46. C.J. Rao, K.A. Venkatesan, K. Nagarajan, et al., Electrodeposition of metallic

uranium at near ambient conditions from room temperature ionic liquid, J. of

Nucl. Mater., 2011, 408, 25-29.

47. A.P. Abbott, G. Capper, D.L. Davies, et al., Solubility of Metal Oxides in Deep

Eutectic Solvents Based on Choline Chloride, J. Chem. Eng, 2006, 51, 1280-1282.

48. A.P. Abbott, G.Capper, A. Glidle, et al., Electropolishing of stainless steels in a

choline chloride based ionic liquid: an electrochemical study with surface

characterisation using SEM and atomic force microscopy, J. Phys. Chem. Chem.

Phys, 2006, 8, 4214-4221.

99

49. A.P. Abbott, S.Nandhra, E.L. Smith, et al., Electroless deposition of metallic

silver from a choline chloride-based ionic liquid: a study using acoustic

impedance spectroscopy, SEM and atomic force microscopy, J. Phys. Chem.

Chem. Phys, 2007, 9, 3735-3743.

50. A.P. Abbott, J.C. Barron, K.S. Ryder, et al., The effect of additives on zinc

electrodeposition from deep eutectic solvents. Electrochim. Acta 2011, 56 (14),

5272−5279.

51. A.P. Abbott, G. Frish, K.S. Ryder, et al., The electrodeposition of silver composites

using deep eutectic solvents, J. Phys. Chem. Chem. Phys, 2012, 14, 2443-2449.

52. C. Andrew, E.E. Etim1, O.A. Ushie, et al., Deep Eutectic Solvents: An Overview

of its pplication as a “Green” Extractant, IJARCS, 2017, 4, 23-30.

53. C. Andrew, E. E. Etim, O.A. Ushie, et al., Deep Eutectic Solvents: An Overview

of its Application as a “Green” Extractant, IJARCS, 2017, 4, 23-30.

54. A. Cicci, G. Sed, M. Bravi, Potential of Choline Chloride – Based Natural Deep

Eutectic Solvents (NADES) in the Extraction of Microalgal Metabolites, The

Italian Association of Chemical Engineering, 2017, 57, 61-66.

55. R.J. Isaifan, A. Amhamed, Review on Carbon Dioxide Absorption by Choline

Chloride/Urea Deep Eutectic Solvents, J. Advances in Chemistry, 2018, Article

ID 2675659.

56. N.R. Mirza, N.J. Nicholas, Experiments and Thermodynamic Modeling of the

Solubility of Carbon Dioxide in Three Different Deep Eutectic Solvents (DESs), J.

Chem. Eng, 2015, 60, 11, 3246-3252.

57. Q. Zhang, K.De. Vigier, S. Royer, et al., Deep eutectic solvents: syntheses,

properties and applications, Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 7108–7146.

58. P.T. Anastas, J.C. Warner, Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford

University: New York, 1998.

59. P. T. Anastas, Green Solvents Set II, Wiley-VCH Verlag GmbH, 4−6, Boxed set, 2010.

60. M. C. Bubalo, N. Curko, M. Tomasevie, et al., Green extraction of grape skin

phenolics by using deep eutectic solvents, Food Chemistry, 2016, 200, 159–166.

61. K. Shahbaz, F.S. Mjalli, M.A. Hashim, et al., Using Deep Eutectic Solvents for

the Removal of Glycerol from Palm Oil- Based Biodiesel, Journal of Applied

Sciences, 2010, 10, 3349-3354.

100

62. M.A. Kareem, F.S. Mjalli, M.A. Hashim, et al., Liquid−liquid equilibria for the ternary

system (phosphonium based deep eutectic solvent−benzene−hexane) at different

temperatures: A new solvent introduced. Fluid Phase Equilib, 2012, 314, 52-59.

63. M.A. Kareem, F.S. Mjalli, M.A. Hashim, et al., Phase equilibria of toluene/

heptane with tetrabutylphosphonium bromide based deep eutectic solvents for the

potential use in the separation of aromatics from naphtha. Fluid Phase Equilib,

2012, 333, 47-54.

64. E.L. Smith, A.P. Abbott, K.S. Ryder, et al., Deep Eutectic Solvents (DESs) and

Their Applications, J. Chem Rev., 2014, 114, 11060-11082.

65. B. Singh, H. Lobo, G. Shankarling, et al., Selective N-alkylation of aromatic

primary amines catalyzed by bio-catalyst or deep eutectic solvent, Catal. Lett.,

2011, 141, 178.

66. G. García, S. Aparicio, R. Ullah, et al., Deep Eutectic Solvents: Physicochemical

Properties and Gas Separation Applications, Energy Fuels, 2015, 29, 2616-2644.

67. Y.H. Choi, J.V. Spronsen, Y. Dai, et al., Are natural deep eutectic solvents the

missing link in understanding cellular metabolism and physiology, J. Plant

Physiol., 2011, 156, 1701-1705.

68. Y. Dai, G.J. Witkamp, Y.H.Choi, et al., Natural deep eutectic solvents as a new

extraction media for phenolic metabolites in Carthamus tinctorius L., J. Anal

Chem., 2013, 85, 6272-6278.

69. T.R. Roberts and C. Vidthayanon, Systematic revision of the Asian catfish family

Pangasiidae, with biological observations and descriptions of three new species,

Academy of Natural Sciences, 1991, 143, 97-144.

70. Báo cáo tổng kết của Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn các năm 2013-

2017. 01/04/2018: Cổng thông tin điển tử.

71. VASEP-Vietnam Asscaiatin of Seafood Exporters and producers, Forecasting of

Vietnam Seafood exports in 2014, Journal of Vietnam Fishery, 2014.

72. Báo cáo của sở nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Đồng Tháp các năm

2013-2015.

73. Những giá trị dinh dưỡng quý từ cá tra, basa-nguồn nguyên liệu tinh chiết dầu

cá cao cấp Rance, Cong An Nhan Dan. 1/6/2015.

101

74. N.D. Riediger, R.A. Othman, M.Suh, et al., A systemic review of the roles of n-3

fatty acids in health and disease, J. Am Diet Assoc, 2009, 109, 668-679.

75. B.M Yashodhara, S. Umakanth, J.M. Papachan, et al., Omega-3 fatty acids: a

comprehensive review of their role in health and disease, Postgrad Med J., 2009,

85, 84-90.

76. H. Sampath , J.M. Ntambi, Ph.D, Polyunsaturated Fatty Acid Regulation of Gene

Expression, J. Nutrition Reviews, 2004, 333-339.

77. P C. Calder, Functional Roles of Fatty Acids and Their Effects on Human Health,

J. Parenter and Enteral Nutrition, 2015, 39, 18-32.

78. D. Patil, Recent trends in production of polyunsaturated fatty acids (PUFA)

concentrates, Journal of food research and technology, 2014, 2, 15-23.

79. Lê Ngọc Tú, Hóa sinh công nghiệp, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà

Nội, 1998.

80. Trần Thị Áng, Hóa sinh học, Nhà xuất bản Giáo dục, 2001.

81. P G. Martins, EPA but not DHA appears to be responsible for the efficacy of

omega-3 long chain polyunsaturated fatty acid supplementation in

depression:evidence from a meta-analysis of randomized controlled trials, J. Am

Coll Nutr, 2009, 28, 525-542.

82. D. Swanson, R. Block, S.A. Mousa, Omega-3 Fatty Acids EPA and DHA:Health

Benefits Throughout Life, Advances in Nutrition, 2012,3,1-7

83. R. Robertson, Omega-3-6-9 Fatty Acids: A Complete Overview, 2017,

https://www.healthline.com/nutrition/omega-3-6-9-overview.

84. J. G. Martins, EPA but not DHA appears to be responsible for the efficacy of

omega-3 long chain polyunsaturated fatty acid supplementation in

depression:evidence from a meta-analysis of randomized controlled trials, J. Am

Coll Nutr, 2009, 28, 525-542.

85. S.C. Dyall, Long-chain omega-3 fatty acids and the brain: a review of the

independent and shared effects of EPA, DPA and DHA, National Institute of

Health, 2015.

86. R.K. McNamara, Role of Omega-3 fatty acids in the etiology, treatment, and

prevention of depression: Current status and future directionsai, J. Nutr Intermed

Metab, 2016, 5, 96-106.

102

87. U.A. Tooley, Z. Makhoul, P.A. Fisher, et al., Nutritional status of foster children

in the U.S: implications for cognitive and behavioral development, J. Child Youth

Serv Rev, 2016, 70, 369-374.

88. J.R. Bernardi, R.S. Escobar, Fetal and Neonatal Levels of Omega-3: Effects on

Neurodevelopment, Nutrition, and Growth, Scientific-WorldJournal, 2012.

89. J.R. Hibbeln, R.V. Gow, Omega-3 fatty acid and nutrient deficits in adverse

neurodevelopment and childhood behaviors, Child Adoles Psychiatr Clinics N

Am, 2014, 23, 555-590.

90. M. Hara, Y. Sakata, D. Nakatani, et al., Low levels of serum n-3 polyunsaturated

fatty acids are associated with worse heart failure-free survival in patients after

acute myocardial infarction, Circ J., 2013, 77, 153-162.

91. F.B. Hu, L. Bronner, W.C. Willett, et al., Fish and omega-3 fatty acid intake and

risk of coronary heart disease in women, JAMA, 2002, 287, 1815-1821.

92. D. Kromhout, S. Yasuda, J.M. Geleijnse, et al., Fish oil and omega-3 fatty acids in

cardiovascular disease: do they really work?, Eur Heart J., 2012, 33(4), 436-443.

93. H. Ando, A. Ryu, A. Hashimoto, et al., Linoleic acid and α-linolenic acid lightens

ultraviolet-induced hyperpigmentation of the skin, Arch Dermatolo Res., 1998,

290, 375–381.

94. M. Johnson, G. Fransson, S.Ostlund, et al., Omega 3/6 fatty acids for reading in

children: a randomized, double-blind, placebocontrolled trial in 9-year-old main-

stream schoolchildren in Sweden, J. Child Psychol Psychiatry, 2017, 58, 89-93.

95. M. Jessimy, Amazing Benefits of Omega-9 Fatty Acid, 2018,

https://www.naturalfoodseries.com/11-benefits-omega-9-fatty-acid.

96. P. Fagan, C. Wijesundera, Rapid isolation of Omega-3 long-chain

polyunsaturated fatty acids using monolithic high performance liquid

chromatography columns, J. Sep. Sci., 2013, 36, 1743-1752.

97. J.M. Beebe, P.R. Brown, J.G. Turcotte, Preparative-scale high-performance

liquid chromatography of omega-3 polyunsaturated fatty acid esters derived from

fish oil, J. Chromatogr, 1988, 459, 369-378.

98. R.O. Adlof, E.A. Emken, The isolation of omega-3 polyunsaturated fatty acids

and methyl esters of fish oils by silver resin chromatography, JAOCS, 1985, 62,

1592-1595.

103

99. R.A. Dudley, R.E. Anderson, Separation of polyunsaturated fatty acids by

argentation thin layer chromatography, Lipids, 1975, 10, 113-115.

100. V. Fournier, F. Destaillats, Thermal degradation of long-chain polyunsaturated

fatty acids during deodorization of fish oil, European Journal of Lipid Science and

Technology, 2006, 108, 33-42.

101. P.C. Rossi, C. Pramparo Mdel, et al., Optimization of molecular distillation to

concentrate ethyl esters of eicosapentaenoic (20:5 ω-3) and docosahexaenoic

acids (22:6 ω-3) using simplified phenomenological modeling, J. Sci Food Agric,

2011, 91, 1452-1458.

102. M. Wu, H. Ding, S. Xu, Optimizing conditions for the purification of linoleic

acid from sunflower oil by urea complex fractionation, J Am Oil Chem Soc, 2008,

85, 677-684.

103. V.T. Crexi, M.L. Monte, M.L.Monte, et al., Polyunsaturated fatty acid

concentrates of carp oil: chemical hydrolysis and urea complexation, J Am Oil

Chem Soc, 2012, 89, 329-334.

104. N.W. Suriani, H. J. Lawalata, A. Komansilan, Urea Crystallization on the

Concentrate Making of Omega-3 Fatty Acid from Oil of Tuna Fish (Thunnus Sp)

Canning Byproduct, Int. J. PharmTech Res., 2014, 6, 1981-1990.

105. C.Y. Fie, J. Salimon, M. Said, Optimisation of urea complexation by Box-

Behnken design, Sains Malaysiana, 2010, 39, 795-803.

106. F. Zaidul, I.S.M. Jinap, S. Yazid, et al., Fatty acid compositions of fish oil

extracted from different parts of Indian mackerel (Rastrelliger kanagurta) using

various techniques of supercritical CO2 extraction, Food and Agriculture

organization of the united nations, 2010, 120, 879-885.

107. V.K. Mishra, F. Temelli, B. Ooraikul, Extraction and purification of omega-3

fatty acids with anemphasis on supercritical fluid extraction, Food Res. Int., 1993,

26, 217-226.

108. Phạm Thị Lệ Thu, Phạm Thị Lan Phương, Bước đầu thử nghiệm ly trích Omega-

3 từ mỡ cá tra, Tuyển tập hội nghị khoa học ngành thủy sản toàn quốc lần thứ IV,

2013, 1, 64-69.

109. Lại Mai Hương, Kết tinh phân đoạn axid béo không no nhiều nối đôi từ dầu cá

trích, cá basa, Tạp chí hóa học, 2007, 45(5), 559-564.

104

110. Mai Thị Diệu Thảo, Nghiên cứu thu nhận docosahexaenoic acid (DHA) từ dầu

cá ba sa, 2006, Luận văn tốt nghiệp, Đại học Bách Khoa, TP. Hồ Chí Minh.

111. Đinh Thị Thu Trang, Nguyễn Trọng Dẫn, Đỗ Thị Thúy, Tách chiết Omega-3 từ

phụ phẩm chế biến cá, Tạp chí khoa học và công nghệ nhiệt đới, 2015, 9, 86-94.

112. Phan Thị Anh và Nguyễn Kim Phi Phụng, Phương pháp ly trích, thu nhận và

làm giàu docosahexaenoic acid (DHA) trong mỡ cá basa (pangasius bocourti

sauvage), 2006, Luận văn tốt nghiệp, Đại học Khoa học Tự nhiên Tp.Hồ Chí Minh.

113. Thanh Cong Huynh, Quang P.D. Dao, Thanh Ngoc Truong et al.,

Electrodeposition of Aluminum on Cathodes in Ionic liquid Based Choline

Chloride/Urea/AlCl3, Environment and Pollution, 2014, 3(4), 59-69.

114. Y. Dai, G.J. Witkamp, Y.H. Choi, et al., Ionic liquids and deep eutectic solvents

in natrural products research mixtures of solids as extraction solvents, Journal of

Natrural Products, 2013, 76 (11), 2162-2173.

115. C. Zhang, M.Chen, Z. Mao, Concentration of DHA and EPA from marine fish

oil by urea complexation, J.Advanced Materials Research, 2012, 581, 54-57.

116. D. Li, M. Ren, J. Lu, et al., Concentration of Omega-3 Polyunsaturated

Fatty Acids from Rana Egg Oil by Urea Complexation and Response

Surface Methodology, American Journal of Food Technology,

2016,11,78-83.

117. C.S. Cho, D.T. Kim, Son Lam Ho, et al., Tin(II) Chloride-Mediated Synthesis of

2-Substituted Benzoxazoles, J. Heterocyclic chem., 2002, 39, 421.

118. Son Lam Ho, et al., Study on synthesis of 2-alkylbenzimidazole homogeneous

with SnCl2 catalyst, J. Chemistry of VietNam, 2004, 42, 415-418.

119. Nguyễn Huỳnh Đình Thuấn, Những giá trị dinh dưỡng bất ngờ của dầu cá tra,

basa, Hội thảo dầu cá và sức khỏe, 2014.

120. A. Kumar, R.A. Maurya, D. Saxena, Diversity-oriented synthesis of

benzimidazole, benzoxazole, benzothiazole and quinazolin-4(3H)-one libraries via

potassium persulfate–CuSO4-mediated oxidative coupling reactions of aldehydes

in aqueous micelles, Mol. Divers., 2010, 14, 331-341.

121. S. Park, J. Jung, E.J. Cho, Visible-Light-Promoted Synthesis of Benzimidazoles,

2014, J. Org. Chem, 4148–4154.

105

122. J. She, Z. Jiang, Y. Wang, One-Pot Synthesis of Functionalized Benzimidazoles and

1H-Pyrimidines via Cascade Reactions of o-Aminoanilines or Naphthalene-1,8-

diamine with Alkynes and p-Tolylsulfonyl Azide, Synlett, 2009, 2009, 2023-2027.

123. B. Yu, H. Zhang, Y. Zhao, et al., Cyclization of o-Phenylenediamines by CO2 in

the presence of H2 to the Synthesis of Benzimidazoles, J. Green Chemistry, 2013,

15, 95-99.

124. S. Venkatesan, K.M. Meera Sheriffa Begum, Emulsion liquid membrane

pertraction of benzimidazole using a room temperature ionic liquid (RTIL) carrier,

Chemical Engineering Journal, 2009, 148, 254–262.

PHỤ LỤC

Phụ lục 1. Phổ FTIR của Choline chloride

Phụ lục 2. Phổ FTIR của Urea

Phụ lục 3. Phổ FTIR của Choline chloride và Urea

Phụ lục 4. Phổ FTIR của Methylurea

Phụ lục 5. Phổ FTIR của Choline chloride và Methylurea

Phụ lục 6. Phổ FTIR của Thiourea

Phụ lục 7. Phổ FTIR của Choline chloride và Thiourea

Phụ lục 8. Phổ FTIR của Methylthiourea

Phụ lục 9. Phổ FTIR của Choline chloride và Methylthiourea

Phụ lục 10. Giản đồ TGA của Choline chloride và Urea

Phụ lục 11. Giản đồ TGA của Choline chloride và Methylurea

Phụ lục 12. Giản đồ TGA của Choline chloride và Thiourea

Phụ lục 13. Giản đồ TGA của Choline chloride và Methylthiourea

Phụ lục 14. Phổ FTIR của 2-Pentylbenzimidazole

Phụ lục 15. Phổ FTIR của 2-Heptylbenzimidazole

Phụ lục 16. Phổ FTIR của 2-Octylbenzimidazole

Phụ lục 17. Phổ FTIR của 2-Nonylbenzimidazole

Phụ lục 18. Giản đồ TGA/DSC của 2-Pentylbenzimidazole

Phụ lục 19. Giản đồ TGA/DSC của 2-Heptylbenzimidazole

Phụ lục 20. Giản đồ TGA/DSC của 2-Octylbenzimidazole

Phụ lục 21. Giản đồ TGA/DSC của 2-Nonylbenzimidazole

Phụ lục 22. GC-MS của 2-Pentylbenzimidazole

Phụ lục 23. GC-MS của 2-Heptylbenzimidazole

Phụ lục 24. GC-MS của 2-Octylbenzimidazole

Phụ lục 25. GC-MS của 2-Nonylbenzimidazole

Phụ lục 26. Phổ 1H-NMR của 2-Pentylbenzimidazole

Phụ lục 27. Phổ 13C-NMR của 2-Pentylbenzimidazole

Phụ lục 28. Phổ 1H-NMR của 2- Heptylbenzimidazole

Phụ lục 29. Phổ 13C-NMR của 2- Heptylbenzimidazole

Phụ lục 30. Phổ 1H-NMR của 2-Octylbenzimidazole

Phụ lục 31. Phổ 13C-NMR của 2-Octylbenzimidazole

Phụ lục 32. Phổ 1H-NMR của 2-Nonylbenzimidazole

Phụ lục 33. Phổ 13C-NMR của 2-Nonylbenzimidazole

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 1. Phổ FTIR của Choline chloride

December 16, 2019 22:08

E:\TTPT\KQ 2019\171219\Choline chloride

Analyst

December 16, 2019 22:08

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3376.14

3.52

1

3019.26

61.05

2

2956.57

74.96

3

2907.48

70.53

4

2745.39

93.09

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

December 16, 2019 22:08

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

2546.6

96.56

6

2081.93

76.35

7

1764.25

73.1

8

1643.8

33.68

9

1478.28

12.23

10

1376.98

97.32

11

1347.82

81.38

12

1313.71

93.75

13

1283.29

95.69

14

1267.94

95.57

15

1206.83

73.53

16

1135.13

71.38

17

1087.28

25.09

18

1055.57

45.93

19

1005.76

59.83

20

955.81

20.35

21

925.51

78.08

22

868.15

57.69

23

764.97

88.71

24

556.76

39.11

25

Page 2 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 2. Phổ FTIR của Urea

December 16, 2019 21:48

E:\TTPT\KQ 2019\171219\Urea

Analyst

December 16, 2019 21:48

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3904.53

97.48

1

3441.59

28.27

2

3352.3

28.27

3

2799.59

80.61

4

2471.53

95.04

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

December 16, 2019 21:48

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

6

2326.02

97.06

7

2181.09

94.32

8

2012.28

94.37

9

1752.28

82.92

10

1667.6

19.01

11

1627.46

19.32

12

1457.67

51.78

13

1303.07

92.09

14

1162.16

52.67

15

1061.24

89.78

16

955.2

91.08

17

787.47

88.43

18

559.97

59.12

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 3. Phổ FTIR của Choline chloride và Urea September 15, 2019 23:26

E:\TTPT\KQ 2019\160919\C-U

Analyst

September 15, 2019 23:26

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3347.17

0.5

1

2141.55

74.43

2

1673.89

1

3

1656.97

0.36

4

1644.46

0.41

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

September 15, 2019 23:26

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

1618.81

0.5

6

1611.9

0.64

7

1455.93

7.78

8

1281.85

98.04

9

1161.34

51.15

10

1084.39

46.98

11

1054.21

58.7

12

1006.8

74.46

13

956.44

47.93

14

925.04

92.51

15

864.97

79.56

16

785.83

45.24

17

585.95

14.44

18

Page 2 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 4. Phổ FTIR của Methylurea

E:\TTPT\KQ 2019\171219\Methylurea

Analyst

December 16, 2019 21:38

December 16, 2019 21:38

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3344.56

35.71

1

2915.97

84.93

2

2816.99

89.22

3

2736.7

87.89

4

2485.11

89.64

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

December 16, 2019 21:38

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

2271.92

95.98

6

2063.2

94.28

7

1756.85

81.39

8

1655.07

19.01

9

1421.12

83.92

10

1353.86

65.42

11

1171.43

47.15

12

998.9

96.39

13

907.66

97.12

14

781.59

81.16

15

586.28

67.08

16

Page 2 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 5. Phổ FTIR của Choline chloride và Methylurea July 26, 2019 0:21

E:\TTPT\KQ 2019\260719\Ch-MU

Analyst

July 26, 2019 0:21

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3362.27

1.1

1

2959.15

46.57

2

2118.85

87.41

3

1648.04

1.91

4

1568.92

9.79

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

July 26, 2019 0:21

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

6

1479.43

32.11

7

1419.12

37.6

8

1352.6

32.97

9

1132.39

48.96

10

1086.97

52.82

11

1006.49

91.3

12

956.23

65.18

13

865.94

93.47

14

778.88

64.8

15

618.58

38.13

Page 2 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 6. Phổ FTIR của Thiourea

E:\TTPT\KQ 2019\171219\Thiourea

Analyst

December 16, 2019 22:34

December 16, 2019 22:34

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3376.39

13.72

1

2686.9

39.85

2

2351.62

84.57

3

2197.13

82.27

4

2112.49

72.03

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

December 16, 2019 22:34

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

6

2031.44

76.86

7

1816.97

64.05

8

1618.73

20.32

9

1413.63

34.9

10

1207.68

70.32

11

1084.07

75.1

12

935.65

89.21

13

731.61

80.4

14

633.19

85.23

15

487.07

67.96

Page 2 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 7. Phổ FTIR của Choline chloride và Thiourea

July 26, 2019 0:40

E:\TTPT\KQ 2019\260719\Ch-ThiO DES -2

Analyst

July 26, 2019 0:40

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3360.65

0.86

1

3187.79

2.78

2

2964.41

62.38

3

2694.56

85.68

4

2099.47

89.26

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

July 26, 2019 0:40

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

1615.41

3.3

6

1475.26

12.4

7

1399.71

7.72

8

1279.96

63.58

9

1236.39

68.25

10

1203.08

67.98

11

1132.24

58.58

12

1083.26

22.11

13

1005.83

62.97

14

955.74

35.32

15

865.29

81.47

16

735.15

31.59

17

603.34

30.52

18

481.51

40.82

19

Page 2 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 8. Phổ FTIR của Methylthiourea

E:\TTPT\KQ 2019\171219\Methylthiourea

Analyst

December 16, 2019 22:20

December 16, 2019 22:20

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3895.96

94.96

1

3325.02

53.57

2

3178.37

59.05

3

2863.87

96.79

4

2749.38

89.13

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

December 16, 2019 22:20

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

2600.4

90.8

6

2406.05

93.74

7

2262.9

97.83

8

2097.44

92.04

9

1754.44

71.52

10

1636.81

55.42

11

1551.9

80.3

12

1489.53

89.44

13

1404.02

95.43

14

1302.1

74.37

15

1207.6

72.88

16

1151.09

69.02

17

1059.4

94.01

18

973.83

77.44

19

776.27

73.7

20

720.79

81.67

21

556.62

73.99

22

494.56

81.55

23

Page 2 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 9. Phổ FTIR của Choline chloride và Methylthiourea July 26, 2019 0:23

E:\TTPT\KQ 2019\260719\Ch-Mthi

Analyst

July 26, 2019 0:23

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3324.1

0.54

1

3182.02

1.37

2

3027.44

17.49

3

2967.01

23.29

4

2749.83

51.33

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

July 26, 2019 0:23

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

2599.12

65.03

6

2403.74

78.48

7

2093.05

74.87

8

1628.2

2.7

9

1555.74

2.99

10

1488.68

7.84

11

1478.14

8.2

12

1405.11

18.64

13

1297.93

9.67

14

1149.19

18.6

15

1127.58

18.25

16

1084.75

25.5

17

1053.95

43.24

18

1004.83

54.71

19

974.47

29.57

20

956.99

25.08

21

886.07

86.05

22

865.62

79.34

23

777.07

30.66

24

722.14

21.18

25

636.67

23.4

26

555.75

18.19

27

494.74

20.45

28

Page 2 of 2

rtyyyyyydd fdddhhhhggg

Choline chloride

Urea

100

120

90

100

80

70

80

60

60

50

40

40

30

20

20

10

0

0

200

400

600

800

1000

0

30 60 90 120150180210240270300330360390420450480510540570600

-20

Choline chloride-Urea

120

100

80

60

40

20

0

0

200

400

600

800

1000

Phụ lục 10. Giản đồ TGA của Choline chloride và Urea

Choline chloride

Methylurea

120

100

80

60

40

20

0

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

0

100

200

300

400

500

600

700

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600

Choline-Methylurea

120

100

80

60

40

20

0

0

100

200

300

400

500

600

700

Phụ lục 11. Giản đồ TGA của Choline chloride và Methylurea

Thiourea

Choline chloride

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

30 60 90 120150180210240270300330360390420450480510540570600

30 60 90 120150180210240270300330360390420450480510540570600

Choline-Thiourea

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600

Phụ lục 12. Giản đồ TGA của Choline chloride và Thiourea

Choline chloride

Methylthiourea

120

100

80

60

40

20

0

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

0

100

200

300

400

500

600

700

30 60 90 120150180210240270300330360390420450480510540570600

Choline-Methylthiourea

120

100

80

60

40

20

0

200

300

100

500

400

0

600

700

-20

Phụ lục 13. Giản đồ TGA của Choline chloride và Methylthiourea

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 14. Phổ FTIR của 2-Pentylbenzimidazole

E:\TTPT\KQ 2018\C5

Analyst

September 5, 2018 0:24

September 5, 2018 0:24

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3668.3

96.02

1

3082.86

39.7

2

3051.28

34.26

3

2952.84

13.7

4

2929.44

14.85

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

September 5, 2018 0:24

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

2868.08

17.39

6

2773.65

26.78

7

2734.45

26.39

8

2678.51

27.72

9

2636.81

33.37

10

2519.09

48.88

11

1929.08

92.43

12

1890.43

89.78

13

1773.8

83.23

14

1623.86

88.76

15

1590.84

81.12

16

1538.95

50.2

17

1481.91

66.34

18

1448.92

25.56

19

1436

19.74

20

1420.13

11.53

21

1380.07

66.63

22

1351.85

75.98

23

1314.98

66.48

24

1302.06

71.74

25

1272.16

31.2

26

1234.44

63.17

27

1224.51

62.16

28

1154.35

93.68

29

1109.66

90.88

30

1021.02

58.64

31

1000.42

66.09

32

966.04

85.29

33

929.37

76.39

34

900.28

73.52

35

842.73

77.03

36

768.86

70.72

37

751.35

44.18

38

741.83

48.21

39

617.18

96.17

40

548.7

93.16

41

493.72

93.95

42

432.25

88.22

43

Page 2 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 15. Phổ FTIR của 2-Heptylbenzimidazole September 5, 2018 0:10

E:\TTPT\KQ 2018\C7

Analyst

September 5, 2018 0:10

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3669.11

95.78

1

3086.96

59.34

2

3054.73

56.55

3

2954.86

37.48

4

2927.82

32.32

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

September 5, 2018 0:10

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

6

2856.74

38.96

7

2740.09

49.32

8

2687.12

51.3

9

1769.51

87.84

10

1623.73

89.34

11

1590.4

87.71

12

1541.01

69.68

13

1481.91

77.55

14

1448.51

45.26

15

1423.33

39.87

16

1377.52

81.25

17

1318.57

78.85

18

1273.14

55.23

19

1223

74.69

20

1109.58

94.65

21

1028.08

71.87

22

1002.8

77.96

23

928.2

80.46

24

750.8

66.09

25

737.48

69.34

26

616.7

96.99

27

489

95.79

28

436.01

92.01

Page 2 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 16. Phổ FTIR của 2-Octylbenzimidazole

E:\TTPT\KQ 2018\C8

Analyst

September 4, 2018 23:58

September 4, 2018 23:58

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3052.16

42.98

1

2926.9

13.76

2

2856.37

19.21

3

2733.54

32.53

4

2676.6

33.04

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

September 4, 2018 23:58

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

2519.26

48.75

6

1928.57

91.85

7

1889.4

88.89

8

1772.2

82.38

9

1623.94

91.53

10

1590.82

86.08

11

1537.91

59.62

12

1481.41

72.58

13

1448.25

33.96

14

1435.86

28.26

15

1419.29

21.39

16

1377.53

68.06

17

1314.34

65.99

18

1272.52

38.42

19

1225.07

61.82

20

1109.01

93.12

21

1022.72

61.69

22

1001.83

68.2

23

965.87

85.39

24

928.99

77.41

25

910.45

77.99

26

840.68

82.73

27

768.55

73.45

28

751.78

50.77

29

740.88

53.95

30

616.82

96.25

31

549.47

96.19

32

486.41

88.53

33

436.38

87.43

34

Page 2 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

Phụ lục 17. Phổ FTIR của 2-Nonylbenzimidazole

E:\TTPT\KQ 2018\C9

Analyst

September 5, 2018 0:34

September 5, 2018 0:34

Peak Table

Report Details Report Location Report Creator Report Date Spectrum Peak Table Results Result Spectrum

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

3649.23

96.8

1

3088.38

57.01

2

3053.2

53.57

3

2925.86

21.67

4

2853.35

28.06

5

Page 1 of 2

PerkinElmer Spectrum 10.5.2

September 5, 2018 0:34

Peak Number

X (cm-1)

Y (%T)

6

2770.51

44.27

7

1771.63

88.18

8

1622.73

81.9

9

1591.1

87.34

10

1541.7

62

11

1482.12

75.33

12

1454.29

39.11

13

1422.27

41.23

14

1339.65

85.23

15

1321.1

80.99

16

1272.18

53.39

17

1238.52

84.41

18

1218.15

74.26

19

1198.42

80.11

20

1110.87

94.43

21

1028.1

73.26

22

1004.64

80.15

23

928.23

81

24

752.35

64.42

25

739.22

68.4

26

617

96.74

27

434.57

92.28

Page 2 of

Phụ lục 18. Giản đồ TGA/DSC của 2-Pentylbenzimidazole

Phụ lục 19. Giản đồ TGA/DSC của 2-Heptylbenzimidazole

Phụ lục 20. Giản đồ TGA/DSC của 2-Octylbenzimidazole

Phụ lục 21. Giản đồ TGA/DSC của 2-Nonylbenzimidazole

Phụ lục 22. GC-MS của 2-Pentylbenzimidazole

Phụ lục 23. GC-MS của 2-Heptylbenzimidazole

Phụ lục 24. GC-MS của 2-Octylbenzimidazole

Phụ lục 25. GC-MS của 2-Nonylbenzimidazole

Phụ lục 26. Phổ 1H-NMR của 2-Pentylbenzimidazole

Phụ lục 27. Phổ 13C-NMR của 2-Pentylbenzimidazole

Phụ lục 28. Phổ 1H-NMR của 2- Heptylbenzimidazole

Phụ lục 29. Phổ 13C-NMR của 2- Heptylbenzimidazole

Phụ lục 30. Phổ 1H-NMR của 2-octylbenzimidazole

Phụ lục 31. Phổ 13C-NMR của 2-Octylbenzimidazole

Phụ lục 32. Phổ 1H-NMR của 2-nonylbenzimidazole

Phụ lục 33. Phổ 13C-NMR của 2-Nonylbenzimidazole