Khóa luận: Tổng quan về hóa chất dụng vụ và thiết bị nghiên cứu

Chia sẻ chuyên mục Đề Tài Khóa luận: Tổng quan về hóa chất dụng vụ và thiết bị nghiên cứu hay nhất năm 2022 cho các bạn học viên ngành đang làm khóa luận tham khảo nhé. Với những bạn chuẩn bị làm bài khóa luận tốt nghiệp thì rất khó để có thể tìm hiểu được một đề tài hay, đặc biệt là các bạn học viên đang chuẩn bị bước vào thời gian lựa chọn đề tài làm khóa luận thì với đề tài Khóa luận: Sản xuất Lycopene từ gấc với quy mô công nghiệp dưới đây chắc hẳn sẽ cho các bạn cái nhìn tổng quát hơn về đề tài này.  

2.1. Hóa chất, dụng vụ và thiết bị nghiên cứu

2.1.1. Hóa chất Khóa luận: Tổng quan về hóa chất dụng vụ và thiết bị nghiên cứu

Hóa chất sử dụng cho nghiên cứu được trình bày trong bảng 2.1. Các chất này được sử dụng làm thực nghiệm mà không qua giai đoạn tinh chế thêm.

Dầu gấc của công ty Gac Viet được bảo quản kỹ ở ngăn mát tủ lạnh dưới °C, mỗi lần sử dụng lấy nhanh và đậy kín và dùng hết trong vòng 1 tháng sau khi mở nắp. Lycopene và β-carotene là các chuỗi hy drocacbon chưa no, có nhiều liên kết đôi nên rất dễ bị oxy hoá dưới các tác nhân nhiệt, các chất có khả năng oxy hoá cao và ánh sáng.

Các hoá chất dùng cho quá trình xà phòng hoá gồm KOH của Merck, propylene glycol của Scharlau, ethanol thực phẩm 95 %, nước đã loại ion (DI) được sản xuất tại Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai thuộc khu Công nghệ cao Thành phố Hồ Chí Minh, và khí nitơ (công ty TNHH Air Liquide Việt Nam) đạt tiêu chuẩn phòng sạch, muối ăn được hoà tan trong nước DI rồi lọc.

Quá trình lọc rửa tinh thể carotenoid sử dụng màng lọc Whatman Nylon 0,2 μm, đường kính 47 mm.

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM ĐẾN DỊCH VỤ:

===>>> Dịch Vụ Viết Thuê Khóa Luận Tốt Nghiệp 

2.1.2. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu Khóa luận: Tổng quan về hóa chất dụng vụ và thiết bị nghiên cứu

Dụng cụ và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu bao gồm:

Máy khuấy từ IKA RW 20 Digital với cánh khuấy dài 35 cm nhựa Teflon để chống bị ăn mòn bởi KOH.

• Cánh khuấy.
• Máy hút chân không.
• Bình thổi khí nitơ lỏng để làm khô mẫu.
• Máy đo UV-Vis, Visco Spectrophotometer V670.
• Bể điều nhiêṭ.
• Bếp gia nhiêṭ.
• Cân phân tich_́.
• Giá đỡ.
• beaker 250 ml.
• Pipet 5, 10 ml.
• Erlen 250 ml.
• Bô ̣loc̣ thủy tinh, phêũ loc̣.
• Giấy loc̣ 0,2 µm.
• Nhiêṭ kế thủy ngân , hệ được ổn nhiệt cách thuỷ thông thường sử dụng nhiệt kế thuỷ ngân chính xác 1 °C.
• Ống nhỏ giọt.
• Bóp cao su.
• Giấy quỳ tim_́.

Các chai nâu nhỏ tối màu để đựng mẫu và chai sáng màu để đo UV Vis.

2.2. Thực nghiệm Khóa luận: Tổng quan về hóa chất dụng vụ và thiết bị nghiên cứu

Quy trinh_̀ trích ly lycopene từ dầu gấc bằng phương pháp xàphòng hóa đươc̣ thểhiêṇ trong hinh_̀ 3.9 trong phu ̣luc̣ và được mô tả như sau.

20 g dầu gấc được rót vào một beaker phù hợp khoảng 250 ml, bên ngoài beaker được bao giấy nhôm cẩn thận để có thể truyền nhiệt được nhưng hạn chế tối đa ánh sáng lọt vào (Hình 3.3). Beaker được đặt trong bể chưng cách thủy ở nhiệt độ 50°C sau đó thêm 12 g PG và khuấy đều với tốc độ 400 vòng/phút trong 60 phút.

Quá trình xà phòng hoá được tiến hành chậm ở nhiệt độ 55 °C bằng cách thêm từ từ 8 mL dung dịch KOH 12 M trong 30 phút trong khi vẫn tiếp tục khuấy với tốc độ như trên trong vòng 90 phút. Ở giai đoạn này có thể xà phòng được tạo ra làm độ nhớt tăng nhiều, do đó thỉnh thoảng cần lưu ý để hỗn hợp luôn được khuấy đều.

Để giảm độ nhớt của hỗn hợp trước khi lọc, 120 ml ethanol được thêm vào và khuấy đều trong vòng 15 phút cho đến khi hỗn hợp trong suốt. Beaker được lấy ra và bao kín bằng bao phim và giấy nhôm rồi để trong ngăn mát tủ lạnh ở nhiệt độ 5-10°C trong 2-3 giờ để các chất rắn lycopene và β-carotene có thể lắng dần xuống đáy. Lúc này màu của dung dịch ở trên ít đỏ hơn, và ở gần đáy có thể quan sát thấy một lớp chất rắn lắng đọng màu đỏ hồng.

Khuấy thật nhẹ hỗn hợp rồi lọc toàn bộ bằng màng lọc 0,2 μm, có hỗ trợhút chân không. Chất rắn còn lại trên màng được rửa với hỗn hợp dung dịch ethanol:NaCl 0,9 % với tỉ lệ 1V:1V cho đến khi độ PH = 7 và nước rửa không còn bọt, không có màu.

Chất rắn carotenoid và giấy lọc được bảo quản bằng cách đặt trong chai nâu và sấy khô bằng dòng khí nitơ. Xác định khối lượng của tổng chất rắn thuđược (cân khối lượng giấy lọc trước và sau khi có thêm carotenoid) rồi đo phổ để xác định nồng độ lycopene và β-carotene.

2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng đô ̣KOH đến hiêụ suất trích ly lycopene

Mục đích : Khảo sát ảnh hưởng của nồng đô ̣KOH đến hiêụ suất trich_́ ly để tìm ra nồng đô ̣KOH tối ưu tại đó hiệu suất trich_́ ly làcao nhất.

Kế hoạch thí nghiệm: Phản ứng được thực hiện bằng phương pháp khuấy từ gia nhiệt trong điều kiện cố định nhiêṭđô ̣phản ứng , thời gian xà phòng thông số quanh đó và kiểm tra laị. Khảo sát phản ứng lần lượt ở các nồng độ 8M, 10M, 12M, 14M, 16M và 18M.

Tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hàn h như trong quy trinh_̀ hình 3.9 trong phu ̣luc̣ vàmô tảquy trinh_̀.

2.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc đô ̣khuấy đến hiệu suất trích ly lycopene Khóa luận: Tổng quan về hóa chất dụng vụ và thiết bị nghiên cứu

Mục đích : Khảo sát ảnh hưởng của tốc đô ̣khuấy đến hiệu suất trích ly để tìm ra tốc đô ̣khuấy tối ưu tại đó hiệu suất trich_́ ly làcao nhất.

Kế hoạch thí nghiệm: Phản ứng được thực hiện bằng phương pháp khuấy từ gia nhiệt trong điều kiện cố định nhiêṭđô ̣phản ứng , thời gian xàphòng hóa, nồng đô ̣KOH, và lượng dung môi PG. Khảo sát phản ứng lần lượt ở các thểtich_́ KOH sử dung̣ 4 ml, 6 ml, 8 ml, 10 ml,12 ml và 14 ml.

Tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hàn h như trong quy trinh_̀ hình 3.9 trong phu ̣luc̣ vàmô tảquy trinh_̀.

2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xàphòng hóa đến hiêụ suất trích ly lycopene

Mục đích : Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xàphòng hóa đến hiêụ suất trích ly để tìm ra thời gian tối ưu tại đó hiệu suất trích ly là cao nhất. Khóa luận: Tổng quan về hóa chất dụng vụ và thiết bị nghiên cứu

Kế hoạch thí nghiệm: Phản ứng được thực hiện bằng phương pháp khuấy từ gia nhiệt trong điều kiện cố định nhiê ̣t đô ̣phản ứng, nồng đô ̣KOH, tốc đô ̣ khuấy, và lượng dung môi PG. Khảo sát phản ứng lần lượt ở các thời gian 30, phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút và 180 phút.

Tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hàn h như trong quy tri_̀nh hình 3.9 trong phu ̣luc̣ vàmô tảquy trinh_̀.

2.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất trích ly lycopene

Mục đích : Khảo sát ảnh hưởng của nhiêṭđô ̣phản ứng đến hiêụ suất trích ly để tìm ra nhiêṭđô ̣tối ưu tại đó hiệu suất trich́ ly làcao nhất.

Kế hoạch thí nghiệm: Phản ứng được thực hiện bằng phương pháp khuấy từ gia nhiệt trong điều kiện cố định thời gian xàphòng hóa, nồng đô ̣KOH , tốc đô ̣khuấy, và lượng dung môi PG. Khảo sát phản ứng lần lượt ở các nhiêṭ đô ̣40 ⁰C, 50 ⁰C, 60 ⁰C, 70 ⁰C và 80 ⁰C.

2.2.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của lương̣ dung môi PG đến hiệu suất trích ly lycopene

Mục đích : Khảo sát ảnh hưởng của lương̣ dung môi PG đến hiêụ suất PG tối ưu tại đó hiệu suất trich_́ ly làcao

Kế hoạch thí nghiệm: Phản ứng được thực hiện bằng phương pháp khuấy từ gia nhiệt trong điều kiện cố định thời gian xàphòng hóa, nồng đô ̣KOH , tốc đô ̣khuấy, và nhiệt độ phản ứng . Khảo sát phản ứng lần lượt ở các thểtich_́ dung môi 0 ml, 6 ml, 12 ml, 18 ml và24 ml.

Tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hàn h như trong quy trinh_̀ hình 3.9 trong phu ̣luc̣ vàmô tảquy trinh_̀.

2.3. Phương pháp phân ti_́ch sản phẩm Khóa luận: Tổng quan về hóa chất dụng vụ và thiết bị nghiên cứu

Phương pháp xác định nồng độ với UV-Vis

Mục đích : Phương pháp này nhằm xác đinḥ nồng đô ̣của lycopene sau khi trich_́ ly.

Nguyên tắc:Khi chiếu môṭchùm bức xa ̣đơn sắc cóbước sóng từ 300 – nm vàcường đô ̣I đi qua cuvet cóđưng̣ mâũ lycopene se ̃xảy ra hiêṇ tương̣ hấp thu ̣phân tử. Kết quảđươc̣ thểhiêṇ bằng phổđồbiểu diêñ sư ̣tương quan giữa cường đô ̣hấp thu theo bước sóng.

Thực nghiệm :PhổUV-Vis của lycopene đươc̣ đo taị Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai thuộc khu Công nghệ cao Thành phố Hồ Chí Minh bằng thiết bi máỵ đo UV-Vis Visco Spectrophotometer V670.

Các carotenoid được hoà tan trong n-hexane và xác định thành phần dựa trên phương pháp của tính phổ hấp thụ đồng thời của Zechmeister [30], [31]. Phổ hấp thụ vùng khả kiến của hai thành phần carotenoid chính trong màng gấc là lycopene và β-carotene chồng lên nhau một phần nhưng thứ tự vị trí các đỉnh theo bước sóng có khác nhau. Vì tính cộng được của độ hấp thụ các chất khác nhau tại mỗi bước sóng, trong trường hợp này chúng ta thiết lập hệ phương trình liên hệ các độ hấp thụ ở hai bước sóng khác nhau để suy ra nồng độ của từng chất một cách đồng thời.

Lycopene trong n-hexane có các đỉnh hấp thụ lần lượt tại 503 nm, 472 nm, và 445 nm. Còn β-carotene có hai đỉnh ở 478 nm và 452 nm. Vị trí các đỉnh phổ trong ether dầu hỏa , diethyl ether, methanol, ethanol và acetonitrile gần như trùng với các giá trị trên, trong khi đó các đỉnh dịch về phía bước sóng dài khoảng 2–6 nm trong acetone, từ 10-20 nm trong chloroform và dichloromethane, 18 – 24 nm trong toluene [31].

Nếu sử dụng đơn vị tính nồng độ là mg/l và kết hợp với giá trị các hệ số hấp thụ (đơn vịl/mg) của các chất ở các bước sóng 503 nm của lycopene và nm của β-carotene, hệ phương trình độ hấp thụ tại hai bước sóng này là: Khóa luận: Tổng quan về hóa chất dụng vụ và thiết bị nghiên cứu

Hình 2.4 thể hiện phổ hấp thụ của lycopene và β-carotene chuẩn với nồng độ 1,0 mg/l trong acetonitrile [18]. Tại bước sóng 450 nm, đỉnh của hai phổ có độ cao tương đương nhau, trong khi đó, tại bước sóng 503 nm, phổ β-carotene rất bé. Điều này phù hợp với giá trị hệ số hấp thụ trong hệ phương trình trên. Từ hệ phương trình này, giá trị nồng độ của lycopene và β-carotene có thể suy ra đồng thời [43]

Có nhiều phương pháp xác định thành phần của các carotenoid trong đó hai phương pháp phổ biến nhất là phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis và phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC. Phương pháp HPLC vừa có thể phân tách các carotenoid vừa có thể xác định được thành phần một cách chính xác.Tuy nhiên cũng chính vì thế nó khá đắt, cần các kỹ thuật phức tạp, tốn kém thời gian và dùng nhiều hoá chất khá độc hại. Với chi phí thông thường và quy trình xác định đơn giản hơn nhiều, phương pháp UV-Vis đã được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu cho phép thu thập các thông số nhanh và khá chính xác. Thật vậy, Fish 2012 [43] trong khảo sát các phương pháp khác nhau để xác định thành phần carotenoid đã chứng minh sự chênh lệch giữa hai phương pháp nêu trên đối với lycopene là 7,8 % và đối với β-carotene là 5,0 %.

Trong đồ án này, tôi giới hạn xác định thành phần hai carotenoid chủyếu của sản phẩm dựa trên phổ UV-Vis và suy ra từ hai phương trình (3) và (4). Kết quả cũng được dùng để đánh giá hiệu suất của quá trình trích ly.

2.4. Những lưu ý khi tiến hành thí nghiêṃ

Lycopene dễ bi nhiệt phân hủy khi nhiêṭđô ̣lớn hơn 60⁰C. Vì vậy, cần  quan sát và điều chỉnh nhiêṭ độ ̣trong quá trinh_̀ xà phòng hóa . Ethanol sẽ hòa tan một phần lycopene khi ở nhiêṭ đô ̣cao, nên tránh đun ethanol và lycopene trên bếp nhiêṭ.

Lycopene sẽ bi oxy hóa ngoài không khí khi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng, trong suốt quá trinh_̀ làm thi_́ nghiêṃ nên tránh ánh sáng bằng cách dùng giấy nhôm bao beaker chứa mẫu khi xà phòng hóa và bỏ bột carotenoid vào chai nâu kin_́ sau khi xàphòng hóa trước khi tiến hành đo UV-Vis.

Để làm khô bột carotenoid bằng khi_́nitơ , khi thổi khi_́vào chai chứa bôṭ carotenoid không đươc̣ để ống thổi quásâu sẽ làm bay mất bôṭ carotenoid.

Quá trình thí nghiệm cần phải thực hiện nhanh, không để dầu gấc, các sản phẩm trung gian và bột lycopene (carotenoid) bị quá nhiệt, phơi sáng, phơi khí hoặc nhiễm khuẩn.

Khi tiến hành đo UV -Vis, để đo chính xác thì cần phải đo nhanh vì dung môi hexane bay hơi rất cao . Khi đo base chuẩn cần đo cả 2 cuves chứa dung môi hexane khi phổ đồ ra một đường thẳng song song với truc̣ hoành làchinh_́ xác. Lưu ý, dung môi hexane rất đôc̣ nên cần thu hồi mẫu thải để xử lý sau , không đổ bừa bãi. Khóa luận: Tổng quan về hóa chất dụng vụ và thiết bị nghiên cứu

XEM THÊM NỘI DUNG TIẾP THEO TẠI ĐÂY

===>>> Khóa luận: Giải pháp trích ly lycopene dầu gấc từ xà phòng hóa