LY TRÍCH SẮT TỪ CÂY RAU NGÓT LÀM VI LƢỢNG BỔ SUNG THỰC PHẨM

Chia sẻ: G G | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:78

Thêm vào BST

Báo xấu

82
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiếu máu dinh dƣỡng là một trong bốn bệnh dinh dƣỡng quan trọng trên ngƣời đƣợc thế giới rất quan tâm. Đây là loại thiếu vi chất dinh dƣỡng thƣờng gặp ở các nƣớc đang phát triển. Theo tổ chức y tế thế giới vào năm 1980 có khoảng 700 – 800 triệu ngƣời thì đến năm 1992 số ngƣời bị thiếu máu đã lên tới 2,2 tỷ ngƣời và số ngƣời bị thiếu Fe thật sự nhƣng chƣa bộc lộ bệnh thiếu máu còn cao hơn nhiều vì thiếu máu chỉ là giai đoạn cuối của quá trình thiếu...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: LY TRÍCH SẮT TỪ CÂY RAU NGÓT LÀM VI LƢỢNG BỔ SUNG THỰC PHẨM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC  LÂM THỊ THANH DIỄM LY TRÍCH SẮT TỪ CÂY RAU NGÓT LÀM VI LƢỢNG BỔ SUNG THỰC PHẨM LUẬN VĂN KỸ SƢ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2006
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC LY TRÍCH SẮT TỪ CÂY RAU NGÓT LÀM VI LƢỢNG BỔ SUNG THỰC PHẨM LUẬN VĂN KỸ SƢ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giáo viên hƣớng dẫn Sinh viên thực hiện TS. TRƢƠNG VĨNH LÂM THỊ THANH DIỄM KS. LÊ HỒNG PHƢỢNG KHÓA: 2002 - 2006 Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2006
MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY, HCMC DEPARTMENT OF BIOTECHNOLOGY EXTRACTION OF IRON IN Sauropus androgynus (L.) Merrill AS MICROCOMPONENT FOOD ADDITIVES GRADUATION THESIS MAJOR: BIOTECHNOLOGY Professor Student Dr. TRUONG VINH LAM THI THANH DIEM LE HONG PHUONG TERM: 2002 - 2006 HCMC, 9/2006
LỜI CẢM ƠN Để có đƣợc thành quả ngày hôm nay, trƣớc tiên, con xin cảm ơn bố mẹ và gia đình đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để con có thể yên tâm học tập, nghiên cứu và hoàn thành tốt luận văn này. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trƣơng Vĩnh và KS Lê Hồng Phƣợng đã đƣa tôi đến với đề tài, tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện. Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ sinh học, các thầy cô của Bộ môn cùng tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt bốn năm Đại học vừa qua. Để có thể hoàn thành khóa luận này, tôi trân trọng cảm ơn các Thầy Cô, các Anh Chị trong Trung Tâm Rau Quả và Trung Tâm Thí Nghiệm Hoá Sinh Trƣờng Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã hết lòng giúp đỡ và chỉ dẫn cho tôi những kinh nghiệm quý báu. Các gƣơng mặt thân thƣơng của lớp Công Nghệ Sinh Học 28, cảm ơn các bạn đã giúp đỡ và sát cánh cùng tôi trong suốt quãng đời đại học. Một lần nữa, xin gởi đến tất cả các thầy cô, các anh chị, các bạn và tất cả những ngƣời thân yêu đã luôn bên cạnh và giúp đỡ tôi lòng biết ơn chân thành nhất. Thành Phố Hồ Chí Minh, Tháng 9/2006 Sinh viên Lâm Thị Thanh Diễm iv
TÓM TẮT Lâm Thị Thanh Diễm, Đại Học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh. Tháng 9/2006. “Ly trích sắt từ các loại rau trong tự nhiên làm vi lƣợng bổ sung thực phẩm”. Hội đồng hƣớng dẫn: TS. TRƢƠNG VĨNH KS. LÊ HỒNG PHƢỢNG Bệnh thiếu máu do thiếu Fe là một trong những loại bệnh thiếu vi chất dinh dƣỡng ảnh hƣởng nhiều đến sức khoẻ cộng đồng. Chƣơng trình phòng chống thiếu máu do thiếu Fe của Bộ Y Tế hiện nay ngoài việc cung cấp viên Fe cho phụ nữ có thai còn đề nghị bổ sung Fe vào một số loại thực phẩm thƣờng dùng. Trong đề tài này chúng tôi thử nghiệm trích ly Fe từ rau ngót làm vi lƣợng bổ sung thực phẩm. Chúng tôi chọn cây rau ngót vì đây là nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm rất phù hợp với ngƣời dân Việt Nam. Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu khối đầy đủ. Đầu tiên khảo sát ảnh hƣởng của thời gian, vật liệu/nƣớc, nhiệt độ bằng các phƣơng hấp, nấu, xay đến quá trình trích ly chất tan. Với thí nghiệm trên chọn ra phƣơng pháp cho HSTL và nồng độ chất tan cao nhất làm thông số cho qui trình trích ly đề nghị và làm thông số cho qui trình trích ly Fe. Các chỉ tiêu theo dõi là HSTL và nồng độ chất tan, HSTL Fe, ẩm độ sau khi sấy thăng hoa. Các số liệu đƣợc xử lý bằng chƣơng trình Statgraphic vers 7.0 và Microsoft Excel 2003. Các phân tích gồm phƣơng sai ANOVA, LSD. Việc phân tích HSTL và nồng độ chất tan, HSTL Fe đuợc tiến hành rất nhiều lần. Kết quả cho thấy : Phƣơng pháp hấp: Tỷ lệ vật liệu/nƣớc, thời gian và nhiệt độ đều ảnh hƣởng có ý nghĩa đến HSTL và nồng độ chất tan (p
Phƣơng pháp nấu: Thời gian ảnh hƣởng không có sự khác biệt đến HSTL và nồng độ chất tan (p>0.05). HSTL và nồng độ chất tan cao nhất là 47.4946 % và 1.2015% ở tỉ lệ vật liệu/nƣớc là 0.125, thời gian 12 phút. Phƣơng pháp xay: Tỷ lệ vật liệu/nƣớc ảnh hƣởng có ý nghĩa đến HSTL và nồng độ chất tan (p
MỤC LỤC CHƢƠNG TRANG Lời cảm ơn .................................................................................................................... iv Tóm tắt .......................................................................................................................... v Mục lục ......................................................................................................................... vii Danh sách các bảng ...................................................................................................... .xi Danh sách các hình ....................................................................................................... xii Danh sách các chữ viết tắt .......................................................................................... .xiii CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU................................................................................................ 1 1.1. Đặt vấn đề .............................................................................................................. 1 1.2. Mục dích đề tài ...................................................................................................... 2 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 3 2.1 Một số khái niệm cơ bản về quá trình trích ly các chất từ nguyên liệu thực vật .... 3 2.1.1 Khái niệm về trích ly ....................................................................................... 3 2.1.2 Phạm vi sử dụng quá trình ............................................................................. 4 2.1.3 Một số yêu cầu cơ bản đối với các chất trích ly ra từ nguyên liệu thực vật .. 4 2.1.4 Phƣơng pháp trích ly ....................................................................................... 4 2.1.4.1 Chọn dung môi ......................................................................................... 4 2.1.4.2 Cách trích và dụng cụ trích ....................................................................... 5 2.1.5 Những nhân tố ảnh hƣởng đến quá trình trích ly ............................................ 6 2.1.5.1 Loại dung môi .......................................................................................... 7 2.1.5.2 Nồng độ dung môi chiết suất .................................................................. 7 2.1.5.3 Kích thƣớc vật liệu ................................................................................. 7 2.1.5.4 Nhiệt độ trích ly ....................................................................................... 8 2.1.5.5 Tỷ lệ giữa nguyên liệu và dung môi dùng trong trích ly ......................... 8 2.1.5.6 Thời gian trích ly ..................................................................................... 8 2.2 Vài nét về các loại rau có nhiều sắt ........................................................................ 9 2.2.1 Cây rau ngót ................................................................................................... 9 2.2.1.1 Tên gọi ..................................................................................................... 9 2.2.1.2 Nguồn gốc và các thành phần có trong rau ngót ..................................... 9 2.2.2 Cây rau muống ............................................................................................... 9 vii
2.2.2.1 Tên gọi ..................................................................................................... 9 2.2.2.2 Nguồn gốc và các thành phần có trong rau muống ................................. 9 2.2.3 Cây rau rút ....................................................................................................... 10 2.2.3.1 Tên gọi ...................................................................................................... 10 2.2.3.2 Nguồn gốc và các thành phần có trong rau rút ........................................ 10 2.3 Fe ............................................................................................................................ 10 2.3.1 Giới thiệu về sắt .............................................................................................. 10 2.3.1.1 Cấu tạo nguyên tử sắt .............................................................................. 10 2.3.1.2 Tính chất vật lý ....................................................................................... 10 2.3.1.3 Tính chất hóa học..................................................................................... 10 2.3.1.4 Tính chất của Fe 2+ ................................................................................... 11 2.3.2 Vai trò của Fe trong cơ thể .............................................................................. 11 2.3.3 Sự hấp thu Fe vào cơ thể ................................................................................. 11 2.3.4 Các loại khẩu phần ăn ..................................................................................... 11 2.3.5 Cơ chế hấp thu Fe vào cơ thể .......................................................................... 12 2.3.6 Ảnh hƣởng của bệnh thiếu máu do thiếu Fe ................................................... 12 2.3.7 Hậu quả của việc dƣ thừa Fe trong cơ thể....................................................... 13 2.3.8 Nhu cầu Fe trong cơ thể ................................................................................. 13 2.3.9 Sự mất Fe trong cơ thể .................................................................................... 13 2.3.10 Tính toán lƣợng Fe cần bổ sung vào khẩu phần ăn....................................... 14 2.3.11 Các biện pháp phòng chống thiếu máu dinh dƣỡng ..................................... 15 2.4 Sấy .......................................................................................................................... 15 2.4.1 Định nghĩa ....................................................................................................... 15 2.4.2 Các dạng liên kết ẩm trong vật liệu ẩm ........................................................... 15 2.4.2.1 Liên kết hóa học ....................................................................................... 15 2.4.2.2 Liên kết hóa lý .......................................................................................... 15 2.4.2.3 Liên kết cơ lý ............................................................................................ 16 2.5 Sấy thăng hoa.......................................................................................................... 16 2.5.1. Nguyên lý chung ............................................................................................ 16 2.5.2. Cấu tạo của máy sấy thăng hoa ...................................................................... 18 2.5.3. Ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp sấy thăng hoa ........................................... 22 2.5.4. Ứng dụng của phƣơng pháp sấy thăng hoa .................................................... 22 viii
2.5.5. Máy sấy thăng hoa đƣợc sử dụng trong nghiên cứu ...................................... 23 2.5.5.1. Cấu tạo của máy lyopro 6000 ................................................................ 23 2.5.5.2. Các bƣớc vận hành máy.......................................................................... 24 CHƢƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP ......................................................... 25 3.1 Bố trí thí nghiệm ..................................................................................................... 25 3.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ................................................................... 25 3.1.2 Nguyên liệu ..................................................................................................... 25 3.1.3 Các thiết bị sử dụng ......................................................................................... 25 3.2 Phƣơng pháp ........................................................................................................... 26 3.2.1 Mô tả qui trình sản xuất chung ....................................................................... 26 3.2.2 Mô tả các phƣơng pháp trích ly ..................................................................... 26 3.2.2.1 Phƣơng pháp hấp .................................................................................... 26 3.2.2.2 Phƣơng pháp nấu ..................................................................................... 26 3.2.2.3 Phƣơng pháp xay ..................................................................................... 26 3.2.3 Nội dung tiến hành thí nghiệm ........................................................................ 27 3.2.3.1 Thí nghiệm 1: Dùng phƣơng pháp hấp khảo sát ảnh hƣởng của thời gian và tỉ lệ vật liệu/nƣớc đến quá trình trích ly chất tan và nồng độ chất tan ............ 27 3.2.3.2 Thí nghiệm 2: Dùng phƣơng pháp hấp khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ đến quá trình trích ly chất tan và nồng độ chất tan. ............................................. 28 3.2.3.3 Thí nghiệm 3: Dùng phƣơng pháp nấu khảo sát ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình trích ly chất tan và nồng độ chất tan. ............................................. 29 3.2.3.4 Thí nghiệm 4: Dùng phƣơng pháp xay khảo sát ảnh hƣởng của tỉ lệ vật liệu/nƣớc đến quá trình trích ly chất tan. .............................................................. 29 3.2.3.5 Thí nghiệm 5: Chọn tỉ lệ vật liệu/nƣớc, thời gian cho HSTL và nồng độ chất tan cao nhất ở các thí nghiệm trên làm thông số cho quy trình trích ly hàm lƣợng Fe. .............................................................................................................. 30  Thí nghiệm 5a ............................................................................................. 30  Thí nghiệm 5b ............................................................................................. 30  Thí nghiệm 5c ............................................................................................. 30 3.3 Phƣơng pháp xác định các chỉ số ........................................................................... 31 3.3.1 Các chỉ số của vật liệu ..................................................................................... 31 3.3.2 Chỉ tiêu theo dõi trong các thí nghiệm ............................................................ 31 ix
3.3.2.1 Tính HSTL chất tan và nồng độ chất tan ................................................. 31 3.3.2.2 Tính HSTLFe(%) ...................................................................................... 32 3.3.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu .............................................................................. 32 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 33 4.1 Thí nghiệm 1 ........................................................................................................... 33 4.2 Thí nghiệm 2 ........................................................................................................... 36 4.3 Thí nghiệm 3 ........................................................................................................... 38 4.4 Thí nghiệm 4 ........................................................................................................... 40 4.5 Thí nghiệm 5 ........................................................................................................... 42 4.5.1 Thí ngiệm 5a ................................................................................................... 42 4.5.2 Thí nghiệm 5b ................................................................................................. 42 4.5.3 Thí nghiệm 5c ................................................................................................. 43 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................... 47 5.1 Kết luận................................................................................................................... 47 5.2 Đề nghị ................................................................................................................... 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 49 PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 50 x
DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1: Nhu cầu Fe khuyến nghị cho ngƣời Việt Nam ........................................... 14 Bảng 2.2: Liệt kê chi tiết về kỹ thuật của máy ............................................................ 24 Bảng 4.1: Hiệu suất trích ly và nồng độ chất tan thu đƣợc trong quá trình hấp lần 1 . .33 Bảng 4.2: Hiệu suất trích ly và nồng độ chất tan thu đƣợc trong quá trình hấp lần 2. 33 Bảng 4.3: Hiệu suất trích ly và nồng độ chất tan thu đƣợc trong quá trình hấp lần 3. 34 Bảng 4.4: Kết quả trung bình HSTL và nồng độ dựa vào vật liệu/nƣớc ..................... 35 Bảng 4.5: Kết quả trung bình HSTL và nồng độ dựa vào thời gian............................ 35 Bảng 4.6: Hiệu suất trích ly và nồng độ chất tan thu đƣợc trong quá trình hấp lần 1 . .36 Bảng 4.7: Hiệu suất trích ly và nồng độ chất tan thu đƣợc trong quá trình hấp lần 2. 36 Bảng 4.8: Hiệu suất trích ly và nồng độ chất tan thu đƣợc trong quá trình hấp lần 3. 36 Bảng 4.9: Kết quả trung bình HSTL và nồng độ dựa vào nhiệt độ ............................. 37 Bảng 4.10: So sánh HSTL và nồng độ chất tan thu đƣợc ở 3 nhiệt độ 100, 110 và 120oC. .......................................................................................................................... 37 Bảng 4.11: Hiệu suất trích chất tan thu đƣợc trong quá trình nấu (%)........................ 38 Bảng 4.12 : Nồng độ chất tan thu đƣợc trong quá trình nấu (%). ............................... 38 Bảng 4.13: Kết quả trung bình HSTL và nồng độ chất tan thu đƣợc dựa vào thời gian ..................................................................................................................................... 39 Bảng 4.14: HSTL chất tan thu đƣợc trong quá trình xay (%). .................................... 40 Bảng 4.15: Nồng độ chất tan thu đƣợc trong quá trình xay (%) ................................. 40 Bảng 4.16: Kết quả trung bình của HSTL và nồng độ chất tan thu đƣợc dựa vào tỉ lệ vật liệu/nƣớc ................................................................................................................ .41 Bảng 4.17: Kết quả ẩm độ cấp đông 24h ở nhiệt độ -20oC và -70oC, sấy thăng hoa trong 24h ...................................................................................................................... .44 Bảng 4.18: Kết quả ẩm độ cấp đông 24h ở -20oC, sấy thăng hoa trong 39h .............. .44 xi
DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1 Các công đoạn chủ yếu của quá trình trích ly .............................................. .3 Hình 2.2 Tủ sấy Memmert........................................................................................... 16 Hình 2.3 : Biểu diễn đồ thị chuyển pha của nƣớc trên tọa độ p – t ............................ 17 Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống sấy thăng hoa chu kỳ sử dụng trong công nghiệp thực phẩm (G.I. Lappa – Stajenhexki). ......................................................................................... 29 Hình 2.5: Cấu tạo của bình thăng hoa. ........................................................................ 20 Hình 2.6: Cấu tạo bình ngƣng – đóng băng................................................................. 20 Hình 2.7: Nguyên lý cấu tạo của máy sấy thăng hoa làm việc gián đoạn. .................. 21 Hình 2.8: Nguyên lý cấu tạo của máy sấy thăng hoa làm việc liên............................. 21 Hình 2.9: Máy sấy thăng hoa lyopro 6000 .................................................................. 23 Hình 3.1 Lá rau ngót .................................................................................................... 25 Hình 3.2 Quy trình sản xuất sản phẩm đề nghị ........................................................... 26 Hình 3.3 Nồi hấp áp suất ............................................................................................. 28 Hình 4.1: HSTL chất tan trong 3 lần lặp lại. ............................................................... 34 Hình 4.2: Nồng độ chất tan trong 3 lần lặp lại. ........................................................... 35 Hình 4.3: Biểu diễn HSTL chất tan thu đƣợc trong 3 lần lặp lại ở 110oC và 120oC... 36 Hình 4.4: Biểu diễn nồng độ chất tan thu đƣợc trong 3 lần lặp lại ở 110oC và 120oC. ..................................................................................................................................... 37 Hình 4.5: Biểu đồ biểu diễn HSTL chất tan thu đƣợc ở 4, 8, 12 phút......................... 39 Hình 4.6: Biểu đồ biểu diễn nồng độ chất tan thu đƣợc ở 4, 8, 12 phút...................... 39 Hình 4.7: Biểu đồ biểu diễn HSTL thu đƣợc dựa vào tỉ lệ vật liệu/nƣớc ................... 41 Hình 4.8: Biểu đồ biểu diễn nồng độ chất tan thu đƣợc dựa vào tỉ lệ vật liệu/nƣớc. .. 41 Hình 4.9: Dịch trƣớc khi bảo quản .............................................................................. 43 Hình 4.10: Dịch sau khi bảo quản 1 tháng. ................................................................. 43 Hình 4.11: Sản phẩm cấp đông -20oC, -70oC trong 24h, sấy thăng hoa trong 24h. ... 44 Hình 4.12: Sản phẩm cấp đông 24h ở -20oC, sấy thăng hoa trong 39h ...................... 45 Hình 4.13: Fe thu đƣợc sau khi sấy làm vi lƣợng bổ sung thực phẩm ........................ 45 xii
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Fe: Sắt. HSTL: Hiệu suất trích ly. Cm: Nồng độ chất tan. NT: nghiệm thức. VL: vật liệu. CDC: trung tâm giám sát bệnh tật hoa kỳ. Cộng tác viên: ctv. td: trích dẫn. xiii
1 CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Thiếu máu dinh dƣỡng là một trong bốn bệnh dinh dƣỡng quan trọng trên ngƣời đƣợc thế giới rất quan tâm. Đây là loại thiếu vi chất dinh dƣỡng thƣờng gặp ở các nƣớc đang phát triển. Theo tổ chức y tế thế giới vào năm 1980 có khoảng 700 – 800 triệu ngƣời thì đến năm 1992 số ngƣời bị thiếu máu đã lên tới 2,2 tỷ ngƣời và số ngƣời bị thiếu Fe thật sự nhƣng chƣa bộc lộ bệnh thiếu máu còn cao hơn nhiều vì thiếu máu chỉ là giai đoạn cuối của quá trình thiếu sắt (Fe) tƣơng đối dài. Riêng ở Việt Nam, với sự giúp đỡ của UNICEF và trung tâm giám sát bệnh tật Hoa Kỳ (CDC), một cuộc điều tra toàn quốc về thiếu máu dinh dƣỡng vào năm 1995 cho biết tỷ lệ mắc bệnh là 50% ở phụ nữ có thai, 60% ở trẻ em dƣới 2 tuổi. Nếu không có sự can thiệp của y tế và chƣơng trình phòng chống quốc gia thì tỷ lệ này không dừng lại ở đây. Thiếu máu do nhiều nguyên nhân khác nhau: - Nhiễm kí sinh trùng. - Mất máu. - Bệnh lý về huyết sắc tố. - Thiếu dinh dƣỡng. Nguyên nhân thƣờng gặp nhất là lƣợng Fe cung cấp từ việc ăn uống không đủ nhu cầu hằng ngày. Thiếu máu do thiếu Fe ảnh hƣởng nhiều đến sức khỏe con ngƣời, là một rào cản cho sự phát triển kinh tế của đất nƣớc. Do vậy, để ngăn ngừa tình trạng thiếu máu do thiếu Fe chúng ta phải: - Tăng cƣờng Fe vào thực phẩm. - Cải thiện chế độ ăn uống. - Cho uống viên Fe đối với đối tƣợng có nguy cơ cao. Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc kết hợp giữa y tế và dinh dƣỡng với sự giúp đỡ của khoa học công nghệ đã giúp đỡ con ngƣời ngăn ngừa đƣợc nhiều loại bệnh. Việt nam là nƣớc nông nghiệp có nhiều loại rau, nhiều cây hoa màu, cây lƣơng thực. . . . Trong rau có chứa nhiều nguyên tố vi lƣợng, do đó việc trích ly Fe từ các loại rau có thể giúp cho chúng ta phần nào cải thiện đƣợc tình trạng thiếu
2 máu do thiếu Fe. Nƣớc ta cũng đã nghiên cứu bổ sung Fe vào nƣớc mắm, bánh bích qui. Để đáp ứng một phần nào nhu cầu thực phẩm dinh dƣỡng cung cấp cho xã hội đƣợc sự phân công của Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học, với sự hƣớng dẫn của TS Trƣơng Vĩnh và KS Lê Hồng Phƣợng, chúng tôi thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Ly trích sắt từ cây rau ngót làm vi lƣợng bổ sung thực phẩm”. 1.2. Mục đích đề tài - Thu đƣợc chế phẩm Fe ở dạng lỏng và rắn. - Xây dựng đƣợc qui trình trích ly Fe.
3 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Một số khái niệm cơ bản về quá trình trích ly các chất từ nguyên liệu thực vật 2.1.1 Khái niệm về trích ly Quá trình tách các cấu tử ra khỏi hỗn hợp nhờ dung môi, trong đó dung môi này hòa tan chọn lọc một số chất trong hỗn hợp gọi là trích ly hay nói cách khác quá trình trích ly dựa trên cơ sở độ hòa tan không đồng nhất của các chất có trong hỗn hợp dung môi này hay dung môi khác. Trích ly các chất hòa tan trong chất lỏng gọi là trích ly lỏng, trích ly trong chất rắn gọi là trích ly rắn. Trích ly là quá trình khuếch tán. Trích ly ở nhiệt độ trong phòng, không có đảo trộn xảy ra do khuếch tán phân tử, khi đun nóng hoặc có khuấy trộn gọi là khuếch tán đối lƣu. (Trần Minh Tâm,1998) Hiệu số nồng độ các chất hòa tan ở hai pha tiếp xúc nhau là động lực của quá trình. Chất tan chuyển dời về phía nồng độ nhỏ từ pha này sang pha khác (từ pha lỏng này sang pha lỏng khác, hoặc từ pha rắn sang pha lỏng). Khi sự chênh lệch nồng độ lớn, lƣợng chất trích ly tăng. Quá trình đƣợc tiến hành theo sơ đồ các công đoạn chủ yếu nhƣ Hình 2.1 Tách dung môi Nguyên Hỗn hợp nguyên Tách pha vật liệu vật liệu và dung môi Sản phẩm Dung trích ly môi Hình 2.1: Các công đoạn chủ yếu của quá trình trích ly.
4 2.1.2 Phạm vi sử dụng quá trình Trích ly nhằm mục đích khai thác và thu nhận sản phẩm từ các nguyên liệu dạng lỏng (dung dịch), dạng rắn ( nhƣ hạt dầu, các nguyên liệu tinh dầu, các loại củ cải nhƣ củ cải đƣờng, trích ly mía), hoặc hỗn hợp lỏng – rắn. Ngoài ra, trích ly còn nhằm mục đích chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo. 2.1.3 Một số yêu cầu cơ bản đối với các chất trích ly ra từ nguyên liệu thực vật Dù xuất phát từ loại nguyên vật liệu nào thì các sản phẩm trích ly ra – muốn tồn tại trên thị trƣờng – phải đạt một số yêu cầu cơ bản sau: - Hàm lƣợng hoạt chất cao và ổn định. - Có tác dụng tốt trong sử dụng. - Dễ sử dụng và dễ bảo quản. Muốn đạt các yêu cầu trên, đòi hỏi ngƣời nghiên cứu phải có sự hiểu biết về các lĩnh vực có liên quan, ví dụ: Hiểu biết về các phƣơng pháp trích ly cơ bản, các phƣơng pháp phân tích hóa học, cấu trúc thành phần hỗn hợp,các thiết bị có liên quan cần sử dụng, các điều kiện cần của môi trƣờng phân tích. Hiểu biết về loại nguyên liệu, đặc điểm sinh học, phƣơng pháp và kỹ thuật sơ chế, bảo quản và chế biến nguyên liệu. Trên cơ sở hiểu biết ấy và trên những kết quả thu đƣợc trong quá trình nghiên cứu ta có thể xây dựng đƣợc qui trình chế biến các sản phẩm trích ly, xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật hầu mong đƣa vào thực tế sản xuất. 2.1.4 Phƣơng pháp trích ly Phƣơng pháp trích ly bao gồm: - Chọn cách trích ly. - Chọn dụng cụ trích ly. - Chọn dung môi. 2.1.4.1 Chọn dung môi Mỗi loại hợp chất có độ hòa tan khác nhau trong từng dung môi và việc chọn dung môi thích hợp cho một phƣơng pháp trích ly là điều cần thiết. Dung môi sử dụng cần phải đáp ứng các yêu cầu sau: - Phải có tính hòa tan chọn lọc, tức là hòa tan tốt các chất cần tách mà không đƣợc hoà tan hoặc hoà tan ít các chất khác.
5 - Không có tác dụng hóa học với các cấu tử của dung dịch. - Không phá hủy thiết bị. - Nếu trích ly lỏng yêu cầu khối lƣợng riêng của dung môi khác xa với khối lƣợng riêng của dung dịch. - Không bị biến đổi thành phần khi bảo quản. - Rẻ tiền, dễ kiếm. - Dung môi phải đƣợc tách ra sau quá trình trích ly bằng phƣơng pháp đun nóng, chƣng cất hoặc sấy. Sau khi tách không để mùi vị lạ và không gây độc cho sản phẩm (Lê Bạch Tuyết, 1996). Tuy nhiên, đôi khi nghiên cứu mà ta chƣa biết chắc thành phần hóa học của nguyên liệu ngƣời ta tiến hành thí nghiệm cổ điện nhất là thăm dò (thí nghiệm khảo sát). 2.1.4.2 Cách trích và dụng cụ trích Có nhiều loại thiết bị trích ly: gián đoạn một bậc hoặc nhiều bậc, liên tục, tổ hợp một số nhóm thiết bị, chúng còn khác nhau về hình dáng, khác nhau về cơ cấu vận chuyển vật liệu và dung môi trong thiết bị, cơ cấu khuấy đảo, độ phức tạp của thiết bị.Tuy nhiên, thiết bị sử dụng để trích ly một nguyên liệu nào đó phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Trích ly triệt để các cấu tử ra khỏi hỗn hợp. - Đảm bảo trích ly ngƣợc chiều giữa dung môi và vật liệu. - Tổn thất trong bã nhỏ nhất, nồng độ dung dịch cao, chất lƣợng tốt để tiết kiệm các khâu tiếp theo. - Cấu tạo đơn giản, không phức tạp, dễ lắp ráp sửa chữa, dễ thao tác. (Lê Bạch Tuyết, 1996) Trong thực tế ngƣời ta sử dụng phổ biến hai cách trích ly sau: trích ly ở nhiệt độ nhiệt độ thƣờng và trích ly nóng. * Trích ly ở nhiệt độ thƣờng Có hai phƣơng pháp: - Trích ly ngấm kiệt. - Trích ly phân đoạn. Phƣơng pháp trích ly ngấm kiệt cho kết quả tốt hơn trích ly phân đoạn do trích ly đƣợc nhiều hoạt chất và ít dung môi, giảm sức lao động, tăng năng suất.
6 * Trích ly nóng Tùy thuộc vào loại dung môi đƣợc sử dụng, ngƣời ta áp dụng các phƣơng pháp trích ly khác nhau. Nếu dung môi là chất bay hơi thì áp dụng cách trích ly liên tục hoặc trích ly hồi lƣu. Nếu dung môi là nƣớc thì áp dụng cách sắc hoặc hãm phân đoạn. - Dụng cụ trích ly liên tục thông dụng là bình soxhlet. - Dụng cụ trích ly hồi lƣu thông dụng là bình sinh hàn. Theo N.L Allinger (1973) đối với trích ly nóng hồi lƣu thì nên trích ly phân đoạn ít nhất là 2 lần để trích ly hết hoạt chất. Ngoài ra, ngƣời ta còn phát minh ra những phƣơng pháp trích ly mới nhƣ : - Trích ly ở áp suất thấp trong chân không. - Trích ly ở áp suất cao. - Trích ly với tác dụng của siêu âm. - Trích ly với tác dụng của chất hoạt điện. Nhƣng phƣơng pháp này thực chất là phƣơng pháp ngâm hay ngấm kiệt nhƣng có sự kết hợp với những tác nhân nhƣ áp suất, siêu âm, chất hoạt điện. Trong đề tài này đƣợc thử nghiệm với 3 phƣơng pháp: - Hấp: sử dụng nồi áp suất. - Nấu: dùng bếp gas. - Xay: dùng máy xay sinh tố. 2.1.5 Những nhân tố ảnh hƣởng đến quá trình trích ly Quá trình trích ly hoạt chất hòa tan chụi ảnh hƣởng bởi nhiều yếu tố. Ngoài 3 yếu tố cơ bản: quy trình công nghệ ứng dụng trong trích ly, thiết bị sản xuất và quản lý, còn có yếu tố ảnh hƣởng trực tiếp đến quá trình trích ly, đó là: loại dung môi, nồng độ dung môi, nhiệt độ trích ly, kích thƣớc vật liệu dùng trong trích ly, tỷ lệ giữa nguyên liệu và dung môi, thời gian trích ly. Khi nghiên cứu về một quá trình trích ly nguyên liệu, bắt buộc phải quan tâm tới những yếu tố kể trên, kết quả nghiên cứu sẽ cho phép xác định đƣợc các thông số của qui trình công nghệ trích ly.
7 2.1.5.1 Loại dung môi Quá trình hình thành một dung dịch tùy thuộc vào đặc tính của chất tan và dung môi. Để hình thành một dung dịch, trƣớc hết phải có sự phá vỡ các đầu mối liên kết nội trong hợp chất tan và trong dung môi, để từ đó có thể hình thành dây liên kết mới giữa chất tan và dung môi. Chính vì thế, dung môi có thể sử dụng để trích ly một chất tan hoặc một nhóm chất tan nào đó ra khỏi nguyên liệu, là phải phù hợp với bản chất của chất mà ta muốn trích ly, phù hợp với mức độ phân cực của chất muốn trích ly. Hay nói cách khác, dung môi khác nhau có hiệu suất trích ly (HSTL) khác nhau. HSTL phản ánh hiệu quả của một quá trình trích ly. Quá trình công nghệ trích ly tốt nhất là quá trình trích ly có HSTL cao nhất. Trong đề tài này sử dụng toàn bộ dung môi là nƣớc vì rẻ tiền, không độc, không dễ cháy. Mặt khác, nƣớc là loại dung môi có khả năng hòa tan tốt. 2.1.5.2 Nồng độ dung môi chiết suất Thực chất quá trình trích ly là quá trình khuếch tán. Vì vậy sự chêch lệch nồng độ giữa hai pha cũng ảnh hƣởng trực tiếp đến quá trình trích ly. Khi sử dụng dung môi có nồng độ quá thấp HSTL thấp do quá trình trích ly hoạt chất hòa tan không triệt để, sản phẩm giảm thành phần các chất hòa tan, chi phí tăng, tốn nhiệt. Nồng độ dung môi dùng trong quá trình trích ly cao thì lƣợng chất trích ly tăng, thời gian trích ly giảm nhƣng làm tăng chi phí, lƣợng dung môi dƣ thừa. Mặt khác, sử dụng dung môi nồng độ quá cao có thể gây biến đổi các chất làm ảnh hƣởng xấu đến sản phẩm. Vì thế, việc xác định nồng độ dung môi sử dụng trong quá trình trích ly là yếu tố quan trọng cần xác định để đảm bảo HSTL và hiệu quả kinh tế của quá trình. 2.1.5.3 Kích thƣớc vật liệu Với các loại nguyên liệu rắn, cần tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng và dung môi. Điều này đƣợc thực hiện bằng cách nghiền nhỏ, thái nhỏ, băm nhỏ vật liệu. Nó còn làm phá vỡ cấu trúc tế bào, thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để giữa dung môi và vật liệu. Kích thƣớc càng nhỏ thì quá trình trích ly càng dễ, HSTL càng cao. Tuy nhiên chi phí máy móc để xay nhỏ vật liệu rất cao, không thích hợp trong sản xuất, hơn nữa nếu quá mịn sẽ bị lắng động lên lớp nguyên liệu, tắc ống mao dẫn hoặc bị dòng dung môi