BÁO CÁO TIỂU LUẬN HỢP CHẤT MÀU DIỆP LỤC

A. MỤC LỤC A.

MỤC LỤC ...................................................................................................................................... 1

B.

LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................................. 2

C.

NỘI DUNG ..................................................................................................................................... 3

I. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU ............................................................................................... 3 II. TỔNG QUAN VỀ HỢP CHẤT MÀU ............................................................................................ 4 Tổng quan về Tetrapyrrole ...................................................................................................... 4

2.

Tổng quan về diệp lục (chlorophyll) ....................................................................................... 5

uy N hơ n

1.

III. QUY TRÌNH CHIẾT PHẨM MÀU ............................................................................................. 11 Quy trình thủ công ................................................................................................................ 11

2.

Quy trình công nghiệp........................................................................................................... 11

èm

Q

1.

ỨNG DỤNG CỦA MÀU ......................................................................................................... 16

ạy K

IV.

Ứng dụng trong thực phẩm ................................................................................................... 17

2.

Ứng dụng trong dược phẩm: ................................................................................................. 19

3.

Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp: ................................................................................. 19

4.

Ứng dụng trong y học: .......................................................................................................... 20

co

m /+

D

1.

oo gl

e.

V. HOẠT TÍNH SINH HỌC ............................................................................................................. 20 D.

KẾT LUẬN ................................................................................................................................... 23

E.

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 24

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Trang 1

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

B. LỜI MỞ ĐẦU Chất lượng cuộc sống ngày càng được nâng cao, không những “ Ăn no mặc ấm” mà còn là “ Ăn ngon mặc đẹp”. Muốn có một món ăn ngon, không chỉ đòi hỏi về hương vị mà còn đẹp mắt. Màu sắc là một trong những chỉ tiêu quan trọng quyết định sản phẩm. Trong 5 tiêu chí để đánh giá chất lượng cảm quan thực phẩm, màu sắc chiếm một phần quan trọng.

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

uy N hơ n

Thực phẩm có thể được tạo màu từ màu tổng hợp, chúng có ưu thế là có thể chủ động sản xuất với số lượng lớn, màu sắc đa dạng, tươi đẹp, bền và rẻ. Tuy nhiên, y học đã ghi nhận không có một loại hợp chất màu tổng hợp nào là an toàn tuyệt đối cho sức khỏe con người. Chúng tác động lên hệ miễn dịch, hệ thần kinh gây dị ứng. Ngoài ra các màu còn tích tụ lại trong cơ thể gây ung thư, suy thận và ảnh hưởng lên cả bào thai. Do vậy, để hạn chế tác hại của màu tổng hợp, con người đã quan tâm nghiên cứu đến các chất màu thiên nhiên để đưa vào thực phẩm, trong đó chủ yếu là các màu được trích từ thực vật vì chúng không ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. Nếu như màu vàng được lấy từ nghệ, màu tím lấy từ lá cẩm, màu đỏ lấy từ gấc,… thì màu xanh được lấy từ sắc tố diệp lục trong lá cây, màu xanh mang lại cho con người cảm giác thoải mái, tươi trẻ, tràn đầy sức sống.

oo gl

e.

Diệp lục (hay tên tiếng Anh là Chlorophyll) là một trong những nguyên liệu mà con người chú ý đến nhiều nhất. Vậy diệp lục có ở đâu? Có cấu tạo như thế nào? Quy trình để tách chiết lấy màu ra làm sao? Ứng dụng trong các lĩnh vực nào? Và có những hoạt tính sinh học có ích gì cho cuộc sống? Trong bài tiểu luận này chúng ta sẽ cùng giải đáp những thắc mắc trên.

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Trang 2

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

C. NỘI DUNG I.

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

Chlorophyll là sắc tố màu xanh lá cây được tìm thấy trong tất cả các cây xanh cũng như các loại tảo xanh. Vì vậy có rất nhiều nguồn cung cấp để tiến hành chiết tách chlorophyll. Chúng ta có thể sử dụng các nguyên liệu từ các loại rau xanh như: bông cải xanh, cải xoăn, rau bina, cải bắp, măng tây, trà xanh, lá dứa, rau ngót,… hay từ các loại lá cây như: tre, nứa, trúc, mai,…

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

uy N hơ n

Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng và điều kiện sản xuất mà chúng ta có thể lựa chọn những nguồn nguyên liệu khác nhau. Tuy nhiên, để tránh lãng phí nguyên liệu và bảo vệ môi trường, nguồn phế liệu từ rau quả thường được tận dụng để tổng hợp màu chlorophyll.

Hình 2: Rau ngót

oo gl

e.

Hình 1: Bắp cải xanh

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 3: Lá dứa

Hình 4: Lá tre

Mỗi loại cây có những đặc điểm sinh học khác nhau, cần điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu riêng. Đa số các loài cây sống trong bóng râm có lượng Trang 3

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

chlorophyll nhiều hơn so với các loài cây ngoài sáng để tận dụng được tối ưu nguồn ánh sáng chiếu đến nó. Vì vậy lựa chọn nhóm cây này để tổng hợp mang lại hiệu quả cao hơn.

II.

TỔNG QUAN VỀ HỢP CHẤT MÀU

Chất diệp lục (chlorophyll) là một sắc tố màu xanh lá cây được tìm thấy trong hầu hết tất cả các thực vật, tảo và vi khuẩn cyanobacterial. Tên của nó có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp: chloro (xanh), phyllon (lá).

Chlorophyll là một dẫn xuất của Tetrapyrrole.

uy N hơ n

1. Tổng quan về Tetrapyrrole Dẫn xuất Tetrapyrrole gồm: chlorophyll, porphyrin, chất màu heme, bilins.

m /+

D

ạy K

èm

Q

Tetrapyrroles là một nhóm của các hợp chất hóa học mà các phân tử chứa bốn pyrrole liên kết với nhau trực tiếp bởi liên kết hóa trị hoặc bởi một carbon cầu ( =(CH) - hoặc -CH2- ), hoặc là một đường thẳng hoặc kiểu vòng. Một vòng pyrrole trong một phân tử là vòng năm nguyên tử, gồm bốn cacbon và một nitơ. Trong các vòng tetrapyrrole, các cặp electron đơn độc trên các nguyên tử nitơ đối diện với trung tâm vòng có thể liên kết với một ion kim loại như sắt, coban hoặc Magie.

oo gl

e.

co

Pyrrole là một dị vòng thơm hợp chất hữu cơ, một vòng năm cạnh với công thức C4H4NH. Nó là một chất lỏng dễ bay hơi không màu, chuyển sang tối dễ dàng khi tiếp xúc với không khí.

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 3: Cấu trúc của Pyrrole

Hình 4: Cấu trúc một loại Tetrapyrrole

Trang 4

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Một số tetrapyrroles có vai trò sinh hóa quan trọng trong hệ thống sống, chẳng hạn như hemoglobin và chất diệp lục .

2. Tổng quan về diệp lục (chlorophyll)

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

www.daykemquynhon.ucoz.com

uy N hơ n

Chất diệp lục là một trong những sắc tố quan trọng nhất trong tự nhiên.

Thông qua quá trình quang hợp, nó có khả năng truyền năng lượng bức xạ của ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học của các hợp chất cacbon hữu cơ trong tế bào.

oo gl

e.

Hình 5: Cấu trúc của chlorophyll

a. Cấu trúc của chlorophyll

G

Cấu trúc hoá học của chlorophyll là gần giống hemoglobin ở máu người,cũng gồm 4 nhóm heme gắn với một nguyên tố kim loại, ở người là nguyên tố sắt,còn ở thực vật và tảo, nguyên tố Magie (Mg) thay thế cho nguyên tố sắt. Người ta còn gọi chất diệp lục (chlorophyll) là máu của thực vật.

Trang 5

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Hình 6: Cấu trúc của chlorophyll

oo gl

e.

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

uy N hơ n

Cấu trúc cơ bản của chlorophyll là nhân porphyrin. Nhân porphyrin do 4 vòng pyrrole nối với nhau bằng các cầu metyl tạo thành vòng khép kín (các cầu =CH chưa no nối 4 vòng pyrrole lại với nhau), trên toàn bộ vòng porphyrin có 8 nguyên tử C, ở đó có các nhóm thay thế có thể chuyển hóa lẫn nhau. Vòng pyrrole thứ IV ở trạng thái khử (giữa C7 và C8 không có nối đôi) và có một gốc acid. Cầu γ C nối vòng pyrrole III và pyrrole IV tạo nên một vòng khử V, vòng này không chứa N và qua đó là một gốc acid gắn vào và gốc này có thể bị ester hóa bằng rượu metylic, tạo thành gốc COOCH3. Giữa nhân có nguyên tử Mg tạo nên cấu trúc dạng hem, là phần quan trọng nhất vì nó quyết định màu xanh lục của diệp lục. Bên cạnh các vòng pyrrole còn có vòng phụ thứ 5. Điều đặc biệt quan trọng là trên nhân porphyrin hình thành 10 nối đôi cách là cơ sở của hoạt tính quang hoá của chlorophyll. Từ nhân porphyrin có hai gốc rượu là metol (CH3OH) và phytol (C20H39OH) nối vào tại C10 và C7. Có nhiều loại phân tử chloropyll. Mỗi loại chloropyll được đặc trưng riêng bởi các nhóm bên khác nhau tạo nên một số tính chất khác nhau. b) Phân loại

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Chlorophyll a (C55H72O5N4Mg) Chlorophyll a được tìm thấy trong tất cả các sinh vật nhân chuẩn được biết đến quang hợp. Trong số các sinh vật nhân sơ, nó được tìm thấy với số lượng lớn chỉ có ở vi khuẩn lam, mặc dù dấu vết biến thể nhỏ của chlorophyll a được tìm thấy ở trong một số vi khuẩn anoxygenic, vi khuẩn lam màu xanh lá cây và heliobacteria, nơi mà nó có một chức năng quan trọng như là một trung gian trong chuỗi vận chuyển điện tử. Một số prochlorophytes có chứa divinyl chlorophyll a, trong đó nhóm thế tại vị trí C8 trên vòng là vinyl thay vì ethyl.

Trang 6

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Ở chlorophyll a ta thấy các tia xanh đỏ được hấp thụ còn tia lục không được hấp thụ. Tia lục không được các sắc tố hấp thụ và phản chiếu vào mắt ta do đó ta thấy lá có màu lục.

Chlorophyll b (C55H70O6N4Mg)

oo gl

e.

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

www.daykemquynhon.ucoz.com

uy N hơ n

Chlorophyll b giống hệt chlorophyll a ngoại trừ tại vị trí C3, nơi một nhóm formyl (-CHO) thay thế nhóm metyl (-CH3). Sự thay đổi này thay đổi sự hấp thụ tối đa các bước sóng ngắn hơn. Chlorophyll b phần lớn có trong các sinh vật nhân chuẩn quang hợp, ngoại trừ tảo đỏ và tảo nâu. Trong sinh vật nhân sơ quang hợp nó chỉ được tìm thấy trong prochlorophytes.

Hình 7: Chlorophyll a và chlorophyll b

G

Chlorophyll c

Chlorophyll c là một dạng chlorophyll được tìm thấy trong một số loài tảo biển, bao gồm quang hợp Chromista (ví dụ tảo cát, tảo nâu ).

Nó có màu xanh lục nhạt và là một sắc tố bổ sung, đặc biệt hấp dẫn ánh sáng trong vùng 447-452 nm. Giống như chlorophyll a và chlorophyll b , nó giúp vi sinh vật thu thập ánh sáng. Chlorophyll c là bất thường vì nó có cấu trúc vòng porphyrin và không có đuôi isoprenoid.

Chlorophyll c chia thành chlorophyll c1 (C35H30O5N4Mg), và chlorophyll c2 (C35H28O5N4Mg). Chlorophyll c1 là một dạng phổ biến của chlorophyll c. Nó Trang 7

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

èm

Q

uy N hơ n

khác với chlorophyll c2 trong nhóm C4 của nó, có nhóm etyl thay vì nhóm vinyl. Chlorophyll c2 là dạng phổ biến nhất của chlorophyll c.

ạy K

Hình 8: Chlorophyll C1 và C2

Chlorophyll d (C54H7O6N4Mg)

oo gl

e.

co

m /+

D

Chlorophyll d khác chlorophyll a chỉ một vài điểm: các nhóm thế ở vị trí C2 là một nhóm formyl trong chlorophyll d, thay vì nhóm vinyl tại chlorophyll a. chlorophyll d có trong vi khuẩn lam.

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 9: Chlorophyll d

Trang 8

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

c) Các phản ứng của diệp lục (chlorophyll)

G

oo gl

e.

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

www.daykemquynhon.ucoz.com

uy N hơ n

Về tính chất hóa học, bởi chất diệp lục là một este nên nó có khả năng phản ứng với kiềm và với axit. Nhân Magie có vai trò lớn trong việc tạo nên màu xanh của diệp lục. Do đó, khi phản ứng với kiềm, nhân Magie không bị thay thế và màu sắc của diệp lục sẽ không thay đổi nhiều, nhưng do sự xuất hiện muối của kim loại kiềm, dịch sắc tố sẽ trở nên đục hơn. Đây cũng là nguyên lý của việc ta cho thêm muối khi luộc rau để rau giữ được màu xanh. Khi phản ứng với axit, diệp lục mất màu xanh ban đầu, chuyển thành màu vàng cỏ úa do nhân Magie bị thay thế bởi H+.

Hình 10: Sơ đồ sự biến dổi màu chlorophyll

- Thay đổi màu sắc của chlorophyll dưới tác dụng của pH:

Trang 9

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

uy N hơ n

Hình 11: Sự biến đổi màu chlorophyll dưới tác dụng của pH

Chlorophyl + 2HX

Pheophytin (màu sẫm oliu) + MgX2 COOCH3

+ 2H+

COOC20H39

C32H30ON4H2 + Mg2+

→

èm

CH30ON4Mg

Q

COOCH2

COOC20H39

ạy K

nhiệt độ

Pheophytin (màu olive)

D

Chlorophyll a (màu xanh)

co

m /+

+ Khi chlorophyll tác dụng với kiềm nhẹ thì axit và muối axit của dịch bào sẽ bị trung hòa, tạo thành các muối phức tạp có chứa Mg gọi là chlorophylinic axit. Axit chlorophylic hay muối của nó làm cho sản phẩm có màu xanh đậm.

C32H30O4Mg(COONa)2 + CH3OH + C20H39OH

oo gl

e.

C55H72O5N4Mg + NaOH

+ Dưới tác dụng của Fe, Sn, Al, Cu thì Mg2+ trong chlorophyll sẽ bị thay thế và cho ra các màu khác:

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

•

Fe cho ra màu nâu

•

Sn, Al cho màu xám

•

Cu cho màu xanh sáng bền

Bởi vậy, trong sản xuất thực phẩm, đặc biệt là khi chế biến các loại rau xanh, người ta rất chú trọng tới việc bảo tồn lượng chlorophyll có sẵn trong nhiên liệu nhằm giữ màu xanh tự nhiên cho sản phẩm, bằng cách gia nhiệt nhanh trong một lượng nước lớn để giảm hàm lượng axit. Axit lúc này sẽ bị bay hơi cùng Trang 10

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

nước; bổ sung muối Bicacbonat vào nước luộc rau xanh; trong sản xuất chè xanh, người ta bổ sung vào khối chè khi diệt men một lượng cacbonat amon (NH4)2CO3. Nhờ đó chè được giữ màu rất đẹp.

III.

QUY TRÌNH CHIẾT PHẨM MÀU

èm

Q

uy N hơ n

Có rất nhiều phương pháp tách chiết chlorophyll đã được công bố. Một số tác giả (Karsten, Schumann, Haubner, & Klausch, 2005) đã dùng acetone 90% để ly trích chlorophyll trên tảo. Các tác giả này đã dùng hạt micro-bead trong qua trình đồng hóa để tăng khả năng phá vách tế bào lên gấp 3 lần các phương pháp khác. Hiệu suất thu hồi chlorophyll trong nghiên cứu này đạt 39 – 85%.

Trong một nghiên cứu khác (Ronen & Galun, 1984), các tác giả đã dùng dimethyl sulfoxide (DMSO) để tách chiết chlorophyll từ địa y (Ramalina duriaei). Ronen và các cộng sự cũng sử dụng aceton 90% có bổ sung MgCO3 để tách chlorophyll ở nhiệt độ lạnh và ánh sáng mờ. Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu Nhật bản (Irijama, Shiraki, & Yoshiura, 2011) cũng tiến hành nghiên cứu tách chiết chlorophyll từ rau chân vịt (spinach) bằng aceton, methanol trong điều kiện lạnh và tối.

D

ạy K

Trong phạm vi bài tiểu luận này, chúng ta sẽ tìm hiểu một số quy trình tách chiết chlorophyll phổ biến.

m /+

1. Quy trình thủ công

Làm sạch

Đun sôi

Tách dung

e.

co

- Đun với nhiệt: Nguyên liệu dịch lấy màu.

oo gl

- Xay hoặc giã nhỏ, vắt lấy nước: Nguyên liệu giã nhỏ

Lọc

Làm sạch

Xay hoặc

Lấy màu.

- Ví dụ: Lá cây ( tre, nứa, trúc, mai…) làm sạch cắt, xay, nghiền

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

lọc lấy màu diệp lục.

2. Quy trình công nghiệp a) Các phương pháp xác định màu chlorophyll trong rau quả • Phương pháp trắc quang: Phép xác định chlorophyll bằng phương pháp trắc quang bao gồm các quá trình là phá vỡ tế bào và ngâm chiết chlorophyll, sau đó đo độ hấp thụ ở các bước sóng.

Trang 11

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

• Phương pháp huỳnh quang: Phương pháp huỳnh quang có độ nhạy tốt hơn phương pháp trắc quang, do đó đối với các mẫu có hàm lượng chứa ít chlorophyll thì ta sử dụng phương pháp huỳnh quang. Trong phương pháp này có hai cách thực hiện là trực tiếp và gián tiếp. + Trực tiếp: Dùng để xác định chlorophyll trong phiêu sinh vật mà không cần chiết hay xử lý hóa học. + Gián tiếp: Trong dung môi ngâm chiết các tế bào bị phá vỡ thường được dùng để xác định lượng tuyệt đối của chlorophyll hiện diện.

uy N hơ n

• Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng ( HPLC): Phương pháp HPLC với thiết bị phức tạp hơn nhưng vẫn dựa trên nguyên tắc của phương pháp huỳnh quang và trắc quang.

• Phương pháp điện hóa: Phương pháp này xác định chlorophyll bằng cực

èm

Q

phổ tuần hoàn trực tiếp thông qua điện cực màng carbon thu được mũi đơn thuận nghịch oxy hóa tại cực dương.

ạy K

b) Cơ sở lý thuyết phương pháp tách chlorophyll Nhân Magie trong nhân pyrol mang tính tan trong nước và kết hợp với

oo gl

e.

co

m /+

D

protein màng, trong khi đó đuôi dài cacbon của gốc rượu phytol lại mang tính kị nước và hướng tới cấu trúc lipit của màng tilacoit, nên phân tử chlorophyll hòa tan trong dung môi hữu cơ. Tuy nhiên để tách tốt chlorophyll ra khỏi lá, người ta không dùng ether perol hay benzen mà dùng cồn hoặc axeton pha với một ít nước để tách được hết phân tử chlorophyll từ lá. Chlorophyll tách rời khỏi phức hệ sắc tố vẫn có khả năng hoạt động quang hóa, tức là vẫn có khả năng kích thích bởi ánh sáng và khi đó có thể làm vai trò chuyển hóa H+ và electron trung gian. Hiện tượng này được gọi là tính chất cảm quang của chlorophyll.

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Chlorophyll dùng làm phẩm màu phụ gia thực phẩm thường ở dạng: Magie chlorophyll hoặc Magie phaecophytin. Thu được bằng cách chiết cỏ, cỏ linh lăng, tầm ma và các nguyên liệu thực vật khác với các dung môi phù hợp như: axeton, diclororrometan, methanol, ethanol, propan-2-ol và hexan,… Sau đó loại dung môi thu được sản phẩm gồm thành phần màu chính là các phaecophytin và Magie chlorophyll. Sản phẩm sau khi chiết và loại dung môi chứa các chất màu khác như carotenoid, sáp và chất béo có nguồn gốc từ Trang 12

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

nguyên liệu. Để thu được chất màu tinh khiết hơn người ta có thể sử dụng phương pháp kết tinh lại. c) Các dung môi thường dùng • Aceton: Dung môi aceton được sử dụng rộng rãi trong phương pháp huỳnh quang và trắc quang.

• Methanol: Methanol được sử dụng chiếm ưu thế hơn aceton trong một số trường hợp cụ thể là trong phương pháp huỳnh quang trực tiếp. Phổ pheophetin a và b khá nhạy với pH trong môi trường methanol.

uy N hơ n

• DMSO ( dimethyl sunfoxide ): Dung môi này có hiệu quả khi ngâm chiết với tảo nâu, chúng không để lại một chất sắc tố nào trong bả. DMSO có khả năng phá vỡ các thể hạt bên trong và cấu trúc mảng của tảo.

ạy K

èm

Q

• Ethanol: Được xem là một trong những dung môi chiết tách tốt. Sử dụng để đánh giá chlorophyll trong sinh khối vi tảo. Ngoài ra, ethanol còn có hiệu quả trong quá trình chiết tách và định lượng các sắc tố từ tế bào tự dưỡng. d) Cách thực hiện

m /+

D

Lá sẽ được băm thái nhỏ, ngâm ướt lá xanh với khoảng 500g nước cất/kg lá xanh. Trong những cuộc nghiên cứu gần đây, phế liệu cần phải được thấm ướt

e.

co

trước khi trộn. Việc ngâm ướt cũng như các bước khác nên được thực hiện làm mềm phần phế liệu rắn cũng như làm gia tăng khả năng trích ly carotenoid.

oo gl

Thường nước cất được sử dụng. Ngoài ra, phế liệu rau trái cũng được băm nhỏ trước khi trộn. Việc này nhằm gia tăng khả năng trích ly của carotenoid. Ví dụ, phế liệu rắn có thể được cắt, nghiền hoặc trộn. Việc chuẩn bị này nhằm cung

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

cấp độ ổn định cho phế liệu. Sau quá trình chuẩn bị đầu tiên này, phế liệu sẽ có đủ hàm lượng nước cho quá trình tách ly. Sau khi trích ly, dịch trích sẽ được lọc sơ bộ rồi đưa vào thiết bị ly tâm và tiến hành ly tâm trong 10 phút. Thiết bị ly tâm có tốc độ 5000 vòng/phút. Dịch chiết có thể được lọc tiếp tục với thiết bị lọc tinh. Sau đó, được đem cô đặc và sấy tùy điều kiện sử dụng mong muốn. e) Mục đích công nghệ • Xay: Nghiền nhỏ nguyên liệu, chuẩn bị cho quá trình trích ly.

• Trích ly: Hòa tan và trích màu chlorophyll trong dung môi là dầu.

Trang 13

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

• Lọc sơ bộ: Tách dần dịch chiết lỏng ra khỏi bã rắn không tan.

• Ly tâm: Do trong dung dịch trích còn rất nhiều bã mịn nên cần tiến hành ly tâm để các bã mịn này lắng xuống tạo điều kiện cho việc lọc tinh được thực hiện nhanh và dễ dàng hơn.

• Lọc tinh: Để loại bỏ hoàn toàn các cặn bã còn sót lại trong dung dịch màu, tăng độ tinh khiết của chất thành phẩm.

uy N hơ n

• Cô đặc chân không: Thực hiện ở áp suất chân không nhằm tạo nhiệt độ thấp, tránh làm biến đổi chất màu, tăng giá trị sử dụng. Tăng hàm lượng chất khô trong sản phẩm.

• Sấy phun: Làm thành phần nước trong dịch màu bay hơi để thu được màu dưới dạng bột. Tăng thời gian bảo quản. Tạo hình cho sản phẩm. Giảm chi phí vận chuyển.

èm

Q

f) Sơ đồ công nghiệp

ạy K

Lá xanh

Trích ly

oo gl

e.

co

m /+

D

Xay

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Lọc sơ bộ Ly tâm Lọc tinh Cô đặc chân không

Sấy màu Trang 14

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Bột màu Quy trình chiết chlorophyll từ rong: Rong khô

Ngâm lần 2

èm

Q

Ngâm lần 3

uy N hơ n

Ngâm lần 1

Làm ráo nước

m /+

D

Xay (5 phút) Hòa trộn

oo gl

e.

co

Acetone, Methanol, ethanol

ạy K

CaCO3 (250-750 mg)

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Ủ (4oC/16-24h)

Ly tâm 6000 vòng/phút trong 10 phút

Cô đặc

Dịch Chlorophyll

Trang 15

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

uy N hơ n

Một số thiết bị sử dụng trong chiết tách:

Hình 13: Máy ly tâm

G

oo gl

e.

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

www.daykemquynhon.ucoz.com

Hình 12: Máy nghiền

IV.

Hình 14: Máy trích ly

ỨNG DỤNG CỦA MÀU

Trên thế giới, chlorophyll được coi như chất màu tự nhiên và ứng dụng trong thực phẩm, dược phẩm (băng phẫu thuật, băng và thuốc mỡ khử trùng), mỹ phẩm và công nghiệp (sản xuất xà phòng, dầu gội và kem đánh răng, nước súc miệng và trong và khử mùi). Ở Việt Nam, chlorophyll và các dẫn xuất của chlorophyll (chlorophyllin) được sử dụng như phụ gia thực phẩm (đường bánh kẹo, món tráng miệng, nước sốt và gia vị, pho mát và nước giải khát) và thuốc thay thế.

Trang 16

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

1. Ứng dụng trong thực phẩm Để món ăn ngon, không chỉ bởi hương vị mà còn đẹp mắt. Muốn có món ăn đẹp nhưng lại lo sợ việc sử dụng hóa chất và phẩm màu? Tạo màu cho thực phẩm từ tự nhiên là biện pháp an toàn, tăng vẻ hấp dẫn cho món ăn được nhiều người yêu thích. Sử dụng màu trong thức ăn như xôi, bánh, mứt, nước uống, chè,… Đây là màu sắc phổ biến nhất trong các màu thiên nhiên, có lẽ vì nguyên liệu để tạo ra phẩm nhuộm tự nhiên này rất phong phú. Màu xanh lá cây lấy từ thực vật chủ yếu là các loại lá như lá dứa, lá tre, mây, lá khúc, bồ ngót.

Lá dứa

uy N hơ n

-

oo gl

e.

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

Loại lá này rất dễ trồng và được trồng phổ biến ở nhiều nơi. Lá dứa (miền Bắc gọi là lá nếp) cho màu xanh lá cây tươi, dịch chiết suất dễ tan trong nước, có độ bền màu ở nhiệt độ cao với thời gian dài và có mùi thơm rất dễ chịu, đặc trưng. Lá dứa được sử dụng nhuộm màu cho bánh, thạch và một số nước giải khát. Lá dứa có thể được hấp chín trực tiếp từ lá tươi hoặc xay nhỏ, vắt lấy nước để lấy màu.

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 15: Lá dứa và màu xanh từ nước lá dứa

Trang 17

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 16: Màu xanh của lá dứa trong xôi và mứt

oo gl

e.

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

www.daykemquynhon.ucoz.com

uy N hơ n

- Lá bồ ngót (còn gọi là bù ngót, hoặc rau ngót). Màu của loại lá này khá bền với nhiệt, dễ tan trong nước, thường dùng ở dạng tươi, giã vắt lấy nước nhuộm cho các loại bánh.

Hình 17: Rau ngót và màu của nó trong thức ăn

G

- Rau khúc: Người ta thường lấy lá non, tươi, giã nát, vắt lấy nước, trộn lẫn với gạo nếp để nấu xôi, làm bánh khúc, có màu xanh nhạt rất đẹp, mùi thơm đặc trưng, lại không độc.

Trang 18

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Hình 18: Bánh khúc

uy N hơ n

2. Ứng dụng trong dược phẩm

oo gl

e.

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

- Thuốc mỡ chlorophyll: Thuốc mỡ chlorophyll để bôi lên các vết thương hở giúp vết thương chóng lành. Có được điều này là do chlorophyll có khả năng chống nhiễm trùng và kích thích vết thương chóng lành.

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 19: Thuốc mỡ Chlorophyll và thực phẩm bổ sung Chlorophyll

Thực phẩm bổ sung chlorophyll: Thực phẩm bổ sung chlorophyll hiện nay khá phổ biến. Chúng ta có thể bắt gặp thực phẩm bổ sung chlorophyll dưới nhiều dạng bào chế khác nhau như dạng viên nén, viên nang, dạng bột,...

-

3. Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp Chlorophyll được bổ sung trong kem đánh răng (chống hôi miệng, chống sâu răng), xà phòng (kháng nấm, kháng khuẩn), nhuộm màu nước hoa, mỹ phẩm,...)

Trang 19

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

uy N hơ n

- Kem đánh răng: Chlorophyll đã được sử dụng như là một thành phần quan trọng của kem đánh răng từ lâu. Kem đánh răng chứa chlorophyll để giúp làm sạch răng miệng và khử mùi hôi miệng từ lâu đã rất phổ biến ở các nước phát triển.

- Nước súc miệng: Đặc tính khử khuẩn và khử mùi hôi của chlorophyll còn được người ta tận dụng để sản xuất nước súc miệng. Nước súc miệng có thêm chlorophyll sẽ khử khuẩn khoang miệng tốt hơn và hỗ trợ điều trị hôi miệng.

- Xà phòng chlorophyll: Chlorophyll được thêm vào xà phòng để tăng hiệu quả khử khuẩn và khử mùi hôi cơ thể. Ngoài tính năng khử mùi, chlorophyll còn có khả năng ức chế vi khuẩn. Vì vậy nhà sản xuất đã thêm chlorophyll vào công thức của xà phòng để tăng hiệu quả làm sạch và khử mùi hôi cơ thể. Xà phòng chlorophyll rất hữu ích đối với những người có mùi mồ hôi không được sạch sẽ (hôi nách).

4. Ứng dụng trong y học

HOẠT TÍNH SINH HỌC

e.

V.

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

Trong y học, chlorophyll được xem như một thành phần cơ bản cho khẩu phần ăn kiêng để chữa bệnh. Chlorophyllin dẫn xuất kim loại của chlorophyll, có tiềm năng phòng chống các chất gây ung thư từ thức ăn bị thiu mốc như hydrocarbon mạch vòng, aflatoxin.

Chlorophyll và các dẫn xuất còn được sử dụng như là chất cảm thụ ánh sáng để diệt các tế bào ung thư và chống virus, chất kháng bổ thể, chất chữa vết thương và khử mùi hôi.

Chlorophyll ức chế phát triển của vi khuẩn, kích thích việc phục hồi các mô đã bị hư hại và bảo vệ con người khỏi các chất gây ung thư. Chlorophyll còn giúp cho tiêu hóa tốt và làm cho da thêm đẹp.

oo gl

Thực tế cho thấy, chlorophyll là sắc tố xanh có các hoạt tính sinh học như chống oxy hóa, các kháng đột biến gen,…

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 20: Sản phẩm chlorophyll ban đầu

Trang 20

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Chlorophyll tự nhiên không gây ra những tác dụng phụ cho cơ thể người, trong khi các chất màu tổng hợp luôn để lại tác dụng phụ như ảnh hưởng lên gan thận người. Do đó, chlorophyll từ phụ phẩm cây bắp được nhiều nhà khoa học quan tâm. Dẫn xuất của chlorophyll như chlorophyllin được gọi là màu xanh lá cây tự nhiên 3 và có số E là E141 (hay chỉ số INS là 140). Chỉ số ADI cho Chlorophyll là không giới hạn, trong khi với phức đồng của Chlorophyll và Chlorophyllin là 15 mg/ kg thể trọng/ngày.

D

ạy K

èm

Q

uy N hơ n

Chlorophyll và các dẫn xuất còn được sử dụng như là chất cảm thụ ánh sáng để diệt các tế bào ung thư và chống virus, chất kháng bổ thể, chất chữa vết thương và khử mùi hôi. Chlorophyll ức chế phát triển của vi khuẩn. Chlorophyll còn giúp cho tiêu hóa tốt và làm cho da thêm đẹp. Chlorophyll còn làm tăng chức năng của tim, hệ huyết quản, phổi và các chức năng của phụ nữ.

Chlorophyll được dùng tốt trong các trường hợp thiếu máu, huyết áp không bình thường có nguy cơ dẫn đến xơ vữa động mạch. Nó kích thích các trạng thái nhu động: hoàn thiện hệ thống ruột non, giảm hàm lượng ure – như là một thuốc lợi tiểu. Đã có những công trình nghiên cứu khả năng chữa bệnh của các hợp chất với chlorophyll để chữa, tiêu diệt tế bào ung thư tủy, virus leukemia, u ác tính (malignant melanoma). Chlorophyll còn có tác dụng giảm viêm khớp (arthritis), xử lý các u xơ, giảm mùi hôi, giảm đường máu của người bệnh già.

oo gl

e.

co

m /+

Chlorophyll và chlorophyllin có thể hình thành cấu trúc phức hợp với một số hóa chất gây ung thư như: aflatoxin B1 (trong bột), chất chiết xuất từ nhiều loại gia vị, thảo mộc và thực vật bậc cao hoặc một số các amin dị vòng (trong thịt nấu chín) hoặc các hydrocarbon thơm mạch vòng (trong khói thuốc lá). Sự hình thành các cấu trúc phức hợp này có thể giảm thiểu khả năng gây ung thư, tăng quá trình đào thải chất độc ở đường tiêu hóa và số lượng các chất gây ung thư trong các mô nhạy cảm có thể bị giảm. Do đó, chlorophyll và dẫn xuất của chlorophyll có các tính năng sinh học như sau:

G

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

- Kích thích hệ thống miễn dịch.

- Chống oxy hóa.

- Đem lại lợi ích đối với viêm xoang, chất lỏng tích tụ và phát ban da.

- Có khả năng giúp chống lại sự thiếu máu.

- Loại bỏ nấm mốc trong cơ thể.

- Thanh lọc máu và cơ thể, làm sạch độc tố của nó.

Trang 21

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

- Ngăn ngừa ung thư và đang được sử dụng trong điều trị ung thư.

- Làm sạch ruột.

- Khả năng giúp đỡ để trẻ hóa và tiếp sinh lực cho cơ thể.

- Giải độc của gan.

- Khả năng bình thường hóa huyết áp.

G

oo gl

e.

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

www.daykemquynhon.ucoz.com

uy N hơ n

- Chống mùi hôi thối, mùi hôi cũng như mùi cơ thể.

Trang 22

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

D. KẾT LUẬN Như vậy, diệp lục không những là một nguyên liệu màu tự nhiên an toàn với sức khỏe con người, mà còn có những tính năng sinh học vượt trội tốt cho sức khỏe. Diệp lục với màu xanh tự nhiên đã và đang thay thế cho các phẩm màu tổng hợp gây hại cho cơ thể con người. Diệp lục có mặt hầu hết ở tất cả mọi nơi xung quanh chúng ta, vì vậy, việc nghiên cứu chúng và áp dụng chúng vào cuộc sống thì đơn giản, việc chiết tách cũng không quá phức tạp.

G

oo gl

e.

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

www.daykemquynhon.ucoz.com

uy N hơ n

Sắc xanh của diệp lục còn là cả một màu hi vọng cho một nền khoa học xanh hiện đại có ích cho sức khỏe con người. Chúng ta hi vọng và tin rằng trong tương lai, diệp lục còn có thể làm được nhiều hơn thế nữa.

Trang 23

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

E. DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguồn tài liệu tham khảo chủ yếu từ các bài luận văn trên Internet qua các link sau: http://www.webexhibits.org/causesofcolor/7A.html http://tailieu.tv/tai-lieu/chat-mau-thuc-pham-10941 https://en.wikipedia.org/wiki/Tetrapyrrole

uy N hơ n

https://vi.scribd.com/doc/245794143/%C4%91%E1%BB%93-an-nghienc%E1%BB%A9u-s%E1%BA%AFc-t%E1%BB%91-chlorophyll-docx

G

oo gl

e.

co

m /+

D

ạy K

èm

Q

www.daykemquynhon.ucoz.com

http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-san-xuat-chat-mau-tu-phe-lieu-rau-trai-53086/

Trang 24

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định