Hình 2.6 : Cấu trúc phân tử chlorophyll

Dùng chất hấp phụ như silicagel, bentonit (MC 20), đất tẩy trắng (Fulmont F180)...

hấp phụ chlo và các hợp chất khác mà tạo ra màu cho dầu. [17]

2.5.2.2. Phương pháp hóa học

Dùng các loại acid vơ cơ để kết tủa các hợp chất chlo từ dầu. Các acid vô cơ phổ

biến là acid sulphuric, phosphoric, nitric và hydrochloric.

2.5.2.2.1. Dùng acid phosphoric

Xử lý với acid phosphoric dưới điều liện chân không với sự vắng mặt của của hơi

ẩm thì sẽ kết tủa hầu hết chlo. Tại 140 oC, 2400 mg/l acid phosphoric kết tủa 98 % Chlo

trong dầu Canola sau 15 phút khuấy từ từ ở điều kiện chân không 30 mmHg (4

kilopascan). Mức Chlo giảm từ 23.8 mg/l xuống ít hơn 0.5 mg/l. mức chlo còn giảm

xuống lớn hơn 0.05 mg/l nếu tinh chế với kiềm và tẩy trắng. [16]

2.5.2.2.2. Dùng acid sulphuric

Mức chlo giảm từ 23.8 mg/l xuống ít hơn 0.5 mg/l đạt được với 5000 mg/l acid

sulphuric tại nhiệt độ phòng. [16]

2.5.2.3. Cơ chế loại bỏ chlo bằng phương pháp hóa học

Các loại acid vơ cơ như acid phosphoric, acid sulphuric biến đổi chlo thành

pheophorbides không tan được trong dầu.

Phản ứng giữa chlo và acid vô cơ bắt đầu với sự vắng mặt của nước, nhóm

carboxyl nhận thêm một proton, sau đó loại nhóm alkylate. Phản ứng này cắt mạch bên

acid béo không phân cực, làm rời khỏi cấu trúc Porphyrin của chlo một mạch bên acid

carboxylic, acid carboxylic này không tan trong dầu.

2.5.2.4. Phương pháp sinh học

Dùng chlorophyllase ( Chlorophyll- Chlorophyllido- Hydrolase, EC 3.1.1.14) để

thủy phân Chlo và Pheo thành Chlophyllide và Pheophorbide, cộng với isoprenoid

alcohol phytol. Chlorophyllide và Pheophorbide tan được trong nước và được loại bỏ ra

khỏi dầu. [18]

2.6.



Tổng quan về carotenoid[6]

Carotenoid là một polyene hydrocarbon chứa 40 nguyên tử Carbon.

Là những chất màu vàng, màu cam và màu đỏ với cường độ màu rất mạnh trong



nhiều loại thực phẩm có nguồn gốc thực vật. Nó khơng chỉ tìm thấy trong rau quả mà còn

22



được tìm thấy trong tảo, nấm, vi khuẩn và trong cơ thể động vật. Các chất này tạo nên sự

đa dạng về màu sắc của các lồi chim, cá, hoặc cơn trùng và chúng có thể tìm thấy trong

các sản phẩm của động vật như trứng, sữa. Tuy nhiên, động vật có vú bao gồm cả con

người khơng có khả năng tổng hợp các hợp chất carotenoids này mà phải hấp thu từ

nguồn thực phẩm.

Hầu hết carotenoid trong thực vật màu xanh thường bị chlorophyll che khuất, khi

chlorophyll bị phân hủy, màu vàng của carotenoid mới xuất hiện.

Lịch sử phát hiện carotenoid bắt đầu từ thế kỷ 19 khi Wackenroker phân lập một

hợp chất có màu da cam từ cà rốt. Đến nay đã có hơn 600 carotenoid đã được xác định

nhưng trong đó chỉ chỉ có một số ít có giá trị dinh dưỡng cao như lycopene, ß-carotene,

xanthophylls, α- cryptoxanthin, zeaxanthin, lutein.

Các carotenoid thường hòa tan trong các dung mơi khơng phân cực (bao gồm cả

dầu mỡ), khơng hòa tan trong nước. Nhạy với oxy, ánh sáng, axit và chất oxy hóa, bền

trong mơi trường kiềm. Khi các yếu tố này được loại trừ, carotenoid trong thực phẩm là

ổn định ngay cả ở nhiệt độ cao. [8].

Carotenoid có rất nhiều chức năng khác nhau đối với thực vật. Ánh sáng mặt trời

hết sức cần thiết cho cây quang hợp, tăng trưởng và phát triển, tuy nhiên tia cực tím UV

(Ultraviolet) có thể tạo ra những phân tử nguy hiểm gọi là các gốc tự do, đe dọa sự sống

các tế bào. Các gốc tự do gây oxy hóa tế bào cũng giống như oxy làm cho sắt bị rỉ sét hay

làm cho bơ bị ơi. Carotenoid đóng vai trò một chất chống oxy hóa, bảo vệ các tế bào tránh

các tổn hại do gốc tự do. Carotenoid cũng góp phần ổn định và bảo vệ bộ gen của tế bào.

Carotenoid có trong đa số thực vật, hàm lượng trong lá xanh chiếm 0,07 – 0,2%

chất khô. Một trong những đặc điểm của carotenoid là có nhiều nối đơi tiếp cách trong

phân tử tạo nên những nhóm chất mang màu. Tất cả các carotenoid tự nhiên có thể xem

như dẫn xuất của lycopene.[6]



23



Chương 3

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu

3.1.1. Thời gian

Đề tài được thực hiện từ tháng 3/2012 đến tháng 8/2012.

3.1.2. Địa điểm

Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm I4, I5 – Bộ mơn Cơng nghệ hóa học –

Trường Đại học Nơng Lâm TP HCM.

3.2. Vật liệu nghiên cứu

3.2.1 Nguồn dầu tảo

Nguồn dầu tảo được trích ly bằng hệ thống soxhlet từ tảo khơ được ni tại Bộ

mơn Cơng Nghệ Hóa Học, Trường Đại học Nông Lâm TP HCM.

Điều kiện nuôi tảo: nguồn ngun liệu tảo được ni trong hệ thống 40 lít ngồi

trời, mơi trường ni Basal, độ mặn 0%.

3.2.2. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm

3.2.2.1. Thiết bị

- Thiết bị trích ly Soxhlet

- Thiết bị cô quay chân không

- Tủ sấy chân không Jisico

- Hệ thống sắc ký cột

- Máy khuấy từ MR Hei-Standard

24



- Máy cất nước

- Máy quang phổ Genesys 20

3.2.2.2. Dụng cụ

-



Pipette



-



Erlen



-



Ống đong



-



Cân điện tử 2 số lẻ Sartorius TE 612



-



Cân điện tử 4 số lẻ Sartorius TE 214 S



-



Cá từ



-



Becher



-



Giấy lọc đường kính 11 cm



-



Lọ tiêu bản



-



Ống vi quản



-



Bản mỏng silicagel Merk, kích thước 20 x 20 cm



3.2.3. Hóa chất thí nghiệm

- n-hexan

- Aceton

- Silicagel 230-400 mesh

- Diethyl ether

- Acid acetic

- Tinh thể iôt

- Nước cất

- Cồn

3.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

3.3.1. Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ aceton đến hiệu suất dầu thu

được bằng sắc ký cột silicagel qua 3 giai đoạn và một giai đoạn

Mục đích: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ aceton đến tỉ lệ dầu thu được cho sắc ký cột 3

giai đoạn và 1 giai đoạn và xác định phương pháp tinh chế dầu tối ưu.

Yếu tố nghiên cứu: Ảnh hưởng của tỉ lệ aceton đến hiệu suất thu hồi dầu tinh.

25



Yếu tố cố định: Khối lượng silicagel so với khối lượng dầu tảo.

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD)

gồm một yếu tố chính (tỉ lệ aceton) và 1 yếu tố ngoại cảnh (hàm lượng dầu qua các đợt

ni).

Khối 1



Khối 2



1



2



2



3



3



4



4



1



Nghiệm thức



Trong đó:

Phương pháp



3 giai đoạn (3gđ)



1 giai đoạn (1 gđ)



Nghiệm thức



1



2



3



4



Thể tích aceton sử dụng trong gđ2



20



40



60



_



Ghi chú: Nghiệm thức 1, nghiệm thức 2 và nghiệm thức 3 trong phương pháp 3

giai đoạn: giai đoạn 1 chạy cột với dung môi là hexan, giai đoạn 2 rửa cột bằng aceton để

loại chlorophyll, giai đoạn 3 cột được chạy lại với hexan.

Nghiệm thức 4 trong phương pháp 1 giai đoạn: đẩy hoàn toàn vệt màu vàng ra khỏi

cột bằng dung môi là hexan.

Khối 1: Tảo Chlorella vulgaris được ni tại hệ thống 40 lít ngồi trời từ ngày 26

tháng 2 đến ngày 6 tháng 3 năm 2012mật độ tảo là 28 triệu ml/tb (mililit/tế bào).

Khối 2: Tảo Chlorella vulgaris được ni tại hệ thống 40 lít ngồi trời từ ngày 8

tháng 3 đến ngày 15 tháng 3 năm 2012,mật độ tảo là 10 triệu ml/tb (mililit/tế bào).

 Phương pháp thực hiện:

Chuẩn bị cột: Cột sắc ký có kích thước 1,6 x 30 cm, lượng silicagel mỗi lần nhồi là

8 gram, kích thước hạt 230- 400 mesh, dung môi giải ly là hexan. Cột được ngâm 15 phút

trước khi giải ly.



26