Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu phát triển fiml có gắn anthocyanin tách chiết từ carrot tím làm chỉ thị phát hiện nhanh sự có mặt của hàn the trong thực phẩm

Nghiên cứu phát triển film anthocyanin từ carrot tím, chỉ thị phát hiện nhanh hàn the trong thực phẩm, mang lại giải pháp an toàn cho sức khỏe.

• Tác giả: Nguyễn Thị Mai
• Người hướng dẫn: ThS. Chu Thị Hà
• Trường học: Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Phát Triển Film Chỉ Thị Phát Hiện Hàn The Từ Anthocyanin Carrot Tím
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Bà Rịa-Vũng Tàu

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
• 1.1. Hàn the trong thực phẩm
• 1.1.1. Giới thiệu chung
• 1.1.2. Mục đích sử dụng hàn the trong thực phẩm
• 1.1.3. Tác hại của hàn the
• 1.2. Chất màu chỉ thị pH
• 1.2.1. Chỉ thị màu hóa học
• 1.3. Giới thiệu về Anthocyanin
• 1.3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự bền màu của Anthocyanin
• 1.3.2. Một số chức năng và sự phân bố anthocyanin trong tự nhiên
• 1.4. Màng vật liệu tổng hợp
• 1.4.1. Giới thiệu về vật liệu tổ hợp (polymer blend)
• 1.4.2. Phân loại polymer blend
• 1.4.3. Các biện pháp tăng cường tương hợp polymer blend
• 1.4.4. Các phương pháp chế tạo polymer blend
• 1.5. Tổng quan về các nguyên liệu sử dụng để tổng hợp màng polymer phân hủy sinh học
• 2. PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
• 2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.2. Nguyên liệu và hóa chất
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp phân tích
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.6. Tiến hành thí nghiệm
• 2.6.1. Chứng minh khả năng làm chỉ thị của anthocyanin được chiết xuất từ carrot đen
• 2.6.2. Nghiên cứu về màng polymer tổ hợp từ PVA và chitosan
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Chứng minh khả năng là chỉ thị của anthocyanin từ carrot đen
• 3.1.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát sự thay đổi màu sắc ở các pH khác nhau của anthocyanin từ carrot đen
• 3.1.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát sự ổn định màu sắc của anthocyanin theo thời gian
• 3.1.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát thời gian nấm mốc tấn công dung dịch Anthocyanin
• 3.2. Nghiên cứu về tính chất màng polymer tổ hợp từ PVA và chitosan
• 3.2.1. Mục đích của nghiên cứu nhằm lựa chọn ra màng có tính chất tốt nhất để sản xuất thử nghiệm trong phòng thí nghiệm
• 3.2.2. Nghiên cứu về độ dai của màng
• 3.2.3. Độ nhạy màu của màng polymer blend có anthocyanin
• 3.2.4. Cấu trúc hình thái bề mặt của màng polymer blend bằng kính hiển vi quét điện tử (SEM)
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu phát triển film chỉ thị phát hiện hàn the

Nghiên cứu phát triển film chỉ thị phát hiện hàn the từ anthocyanin carrot tím là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ thực phẩm. Hàn the, một chất độc hại, thường được sử dụng trái phép trong chế biến thực phẩm. Việc phát triển một chỉ thị an toàn và hiệu quả để phát hiện sự có mặt của hàn the là cần thiết nhằm bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

1.1. Giới thiệu về anthocyanin và carrot tím

Anthocyanin là hợp chất màu tự nhiên có trong nhiều loại thực phẩm, đặc biệt là carrot tím. Hợp chất này không chỉ mang lại màu sắc hấp dẫn mà còn có nhiều lợi ích sức khỏe, bao gồm khả năng chống oxy hóa và chống viêm.

1.2. Tầm quan trọng của việc phát hiện hàn the

Hàn the có thể gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng cho sức khỏe, bao gồm tổn thương gan và thận. Việc phát hiện nhanh chóng sự có mặt của hàn the trong thực phẩm là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

II. Vấn đề và thách thức trong phát hiện hàn the

Mặc dù có nhiều phương pháp phát hiện hàn the, nhưng việc phát hiện nhanh và chính xác vẫn là một thách thức lớn. Các phương pháp hiện tại thường phức tạp và tốn thời gian, trong khi nhu cầu thực tế đòi hỏi các giải pháp đơn giản và hiệu quả hơn.

2.1. Các phương pháp phát hiện hàn the hiện tại

Các phương pháp hiện tại bao gồm sử dụng hóa chất và thiết bị phân tích phức tạp. Tuy nhiên, những phương pháp này thường không khả thi cho người tiêu dùng thông thường.

2.2. Hạn chế của các phương pháp hiện tại

Nhiều phương pháp hiện tại yêu cầu thiết bị chuyên dụng và kỹ thuật viên có kinh nghiệm, điều này làm giảm khả năng tiếp cận cho người tiêu dùng và các cơ sở sản xuất nhỏ.

III. Phương pháp nghiên cứu phát triển film chỉ thị

Nghiên cứu này sử dụng anthocyanin chiết xuất từ carrot tím để phát triển film chỉ thị phát hiện hàn the. Phương pháp này không chỉ đơn giản mà còn an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng.

3.1. Quy trình chiết xuất anthocyanin từ carrot tím

Quy trình chiết xuất anthocyanin từ carrot tím bao gồm các bước như rửa, nghiền, và chiết xuất bằng dung môi. Điều này giúp thu được anthocyanin với độ tinh khiết cao.

3.2. Tạo film chỉ thị từ anthocyanin

Film chỉ thị được tạo ra bằng cách kết hợp anthocyanin với các polymer như PVA và chitosan. Phương pháp này giúp tạo ra một màng có khả năng phát hiện hàn the hiệu quả.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy film chỉ thị từ anthocyanin có khả năng phát hiện hàn the với độ nhạy cao. Điều này mở ra cơ hội cho việc sử dụng film này trong thực phẩm, giúp bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

4.1. Đánh giá độ nhạy của film chỉ thị

Film chỉ thị cho thấy khả năng phát hiện hàn the ở nồng độ thấp, giúp người tiêu dùng dễ dàng nhận biết sự có mặt của chất độc hại này trong thực phẩm.

4.2. Ứng dụng trong ngành thực phẩm

Film chỉ thị có thể được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm, từ các cơ sở sản xuất đến người tiêu dùng, nhằm đảm bảo an toàn thực phẩm.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu phát triển film chỉ thị từ anthocyanin carrot tím không chỉ mang lại giải pháp an toàn cho việc phát hiện hàn the mà còn mở ra hướng đi mới cho việc sử dụng các hợp chất tự nhiên trong công nghệ thực phẩm.

5.1. Tương lai của film chỉ thị trong thực phẩm

Với những kết quả đạt được, film chỉ thị có thể được phát triển thêm để ứng dụng trong nhiều loại thực phẩm khác nhau, từ đó nâng cao an toàn thực phẩm.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện tính ổn định và khả năng phát hiện của film chỉ thị, đồng thời mở rộng ứng dụng của anthocyanin trong các lĩnh vực khác.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1. Hàn the trong thực phẩm 1. Giới thiệu chung Giò, chả là một loại thực phẩm được biết đến như món ăn phổ biến, trong bữa cơm hàng ngày đến các dịp lễ tết quan trọng.

Việc chế biến giò chả tương đối cầu kỳ, công phu. Phải lựa chọn miếng thịt mông của heo, thịt phải còn tươi ngon tốt nhất là lúc vừa giết mổ xong, mới có thể đạt được cấu trúc kết dính tạo độ dai cho đòn giò, chả. Tuy nhiên trong công nghiệp do không đủ loại thịt tươi ngon nhất cho chế biến, các nhà sản xuất sử dụng thịt đông lạnh trong quy trình. Để sản xuất được giò, chả bằng thịt đông lạnh, người ta không ngần ngại thêm vào những phụ gia để hỗ trợ cho quá trình chế biến.

Một trong những loại phụ gia được thêm vào trong quy trình bất chấp sự nguy hiểm cho người sử dụng là hàn the. Loại phụ gia này đã được Bộ Y Tế cấm lưu hành sử dùng trong phực phẩm dưới mọi hình thức từ 30/09/2001, dù vậy người ta vẫn thêm hàn the vào trong giò chả để làm tăng độ trắng, độ dai, tăng thời gian bảo quản, tăng tính cảm quan cho sản phẩm. Với giá cả siêu rẻ, lợi ích mang lại cao trong sản xuất, lại ít bị phát hiện khi kiểm tra cho nên hàn the dù bị cấm nhưng vẫn được ngầm sử dụng như một chất không thể thiếu trong quy trình. Hàn the là tên gọi dân gian của muối borat.

Borat là tên gọi để chỉ các khoáng chất hay hợp chất hóa học có quan hệ gần nhau: borat khan hay tetraborat natri khan (Na2B4O7), borat pentahidrat (Na2B4O7.5H2O), borat decahidrat (Na2B4O7. Tinh thể muối borat và công thức hóa học 5  Tính chất vật lý của hàn the Hàn the là dạng muối ở tinh thể màu trắng, không mùi không vị, tan ít trong nước nguội, tan nhiều trong nước nóng, tan trong glyxerin không tan trong cồn 900. Khi tan trong nước nóng tạo thành acid borid ( H3BO3) và kiềm mạnh natri hydrocid (NaOH). Theo phương trình sau: Na2B4O7 + H2O  H3BO3 + NaOH.

Theo phương trình này thì khi borat khan tiếp xúc với nước sẽ làm cho pH của dung dịch tăng cao, từ pH trung tính của nước sang pH kiềm. Mục đích sử dụng hàn the trong thực phẩm Trong chế biến thực phẩm người ta sử dụng hàn the nhằm 2 mục đích. Vì có tính sát khuẩn nhẹ nên hàn the được dùng như một chất bảo quản, ức chế nấm mốc, nấm men, vi khuẩn gây nhớt. Do khả năng làm giảm tốc độ oxy của sắc tố Myoglobine trong các sợi cơ của thịt nạc nên người ta dùng nó để bảo quản, duy trì màu sắc tươi ngon của thịt cá, liên kết hydro trong phân tử muối borat hình thành song song với nhau tạo thành mạng lưới, trong thịt lượng nước ( tự do và liên kết ) khá lớn chiếm từ 60-85%, khi có mặt hàn the nó sẽ làm cho những liên kết nước tự do trở nên bền chặt hơn, làm cho protein thịt có cấu trúc vững vàng hơn, tức là thịt có độ dai, giòn, đàn hồi cao hơn.

Đối với các sản phẩm tinh bột, acid borid có khả năng làm cứng mạch peptid từ đó có khả năng protein bị phân hủy chậm đi, cũng như làm cứng các mạch amylose do các gốc glucose gắn với nhau, amylose bị phân hủy chậm lại, khi đó sản phẩm sẽ dẻo dai, cứng không bị nhão, có độ đàn hồi tốt hơn 6 Hình 1. Một số loại thực phẩm có chứa hàn the 1. Tác hại của hàn the Hàn the được hòa tan và phủ bên ngoài bề mặt gỗ, gỗ này có thể tránh được bọ mọt hay các loại sâu đục gỗ. Trong sản phẩm diệt côn trùng của công ty NIPPON, có chứa 5,5% borat, như vậy hàn the là một chất độc cho sinh vật và không được phép sử dụng trong thực phẩm.

Hàn the có tính độc cấp và mãn tính, có khả năng tích lỹ lâu dài trong cơ thể, khi vào cơ thể acid borid ức chế thực bào, làm suy giảm sức đề kháng. Nghiên cứu động học đã chỉ ra rằng sau khi vào cơ thể hàn the tập trung ở gan, phổi, dạ dày, thận, mật và ruột. Khoảng 81-82 % được đào thải qua nước tiểu, 1% qua phân, 3% qua mô hôi, 15% còn lại sẽ tích lũy trong các mô mỡ của cơ thể [34]. Hàn the không có trong danh mục các chất được Bộ y tế cho phép dùng chế biến thực phẩm do tính độc hại của nó.

Hàn the sẽ tích lũy trong cơ thể, tùy liều lượng có thể gây nên những triệu chứng cấp tính và mạn tính.  Với tiêu hóa, nó gây nôn mửa, đau bụng tiêu chảy  Với da thì gây ban đỏ dẫn đến tróc vẩy.  Về thần kinh, hàn the gây kích thích dẫn đến trầm cảm, hoặc kích thích màng não, thay đổi nhiệt độ cơ thể  Với đường niệu, nó gây hư hại đặc biệt cho thận, gây rối loại chức năng, bất lực, rối loạn kinh nguyệt, rụng tóc. 7 Nếu sử dụng hàn the với liều lượng từ 5g/kg thể trọng trở lên có thể gây tử vong, với trẻ em sử dụng thực phẩm có chứa hàn the lâu ngày sẽ dẫn tới việc chậm phát triển khi trưởng thành, phụ nữ nhiễm độc hàn the sẽ được đào thải qua nhau thai và sữa, gây hại cho thai nhi và trẻ nhỏ.

Chính vì vậy mà tổ chức Y tế thế giới ( WHO), Nông lương thế giới ( FAO) lên gán gay gắt hành vi sử dùng hàn the trong chế biến thực phẩm. Chất màu chỉ thị pH 1. Chỉ thị màu hóa học a. Khái niệm Chất chỉ thị màu là những axit hữu cơ yếu hay bazơ hữu cơ yếu, điện li thuận nghịch (kí hiệu HA), và đặc biệt anion A- và phân tử HA có màu khác nhau.

Khi cho chất chỉ thị màu vào nước thì cân bằng được thiết lập: HA + H2O ↔ H3O+ + A- (1)  Nếu cân bằng (CB) dịch chuyển về phía phải (→) dung dịch có màu của A–  Nếu cân bằng (CB) dịch chuyển về phía trái (←) dung dịch có màu của HA  Nếu một trong hệ hai chất có màu khác nhau thì việc quan sát bằng mắt thường chỉ cho phép ta nhận được màu của một chất khi nồng độ của nó ít nhất gấp 10 lần nồng độ chất kia. Như vậy: [ HA]  Khi ≥ 10, màu của chất chỉ thị là màu của HA [ A] [ HA]  Khi ≤ 0,1, màu của chất chỉ thị là màu của anion A– [ A] [ HA]  Từ (1) ta suy ra: pH = pK – lg [ A] [ HA]  Do đó, nếu ≥ 10, dung dịch có màu của HA, ta có: [ A] pH ≤ pK – lg10 pH ≤ pK – 1 8 [ HA]  Nếu ≤ 0,1, dung dịch có màu của A–, ta có: [ A] pH ≥ pK – lg0,1 pH ≥ pK + 1 Vậy, khoảng pH từ (pK – 1) đến (pK + 1) là khoảng đổi màu của chất chỉ thị. Một số chất chị thị màu phổ biến.  Metyl da cam (heliantin) Metyl da cam là chất hữu cơ có tính chất lưỡng tính với hằng số axit KA = 4.10- 4 CH3 NaO3S N N N CH3 Hình 1.

Cấu trúc cơ bản của Metyl da cam Ở môi trường kiềm và trung tính Metyl da cam có màu vàng là màu của anion: H 3C N N N SO3 H 3C Hình 1. Metyl da cam trong môi trường kiềm và trung tính Trong môi trường axit, anion này kết hợp với proton (H+) chuyển thành cation màu đỏ: H3C N N N SO3Na H3C Hình 1. Metyl da cam trong môi trường axit Cân bằng trong môi trường axit – bazơ được thiết lập như hình 1.7 H3C H N N N SO3H H3C Màu vàng da cam H3C N N NH SO3H H3C Hay H3C H N N9 N SO3H H3C Hình 1. Cân bằng chuyển dịch của Metyl da cam trong môi trường axit – bazơ  Phenolptalein Người ta điều chế Phenolptalein bằng cách cho Andiđrit phtalic tác dụng với phenol theo phản ứng hình 1.8 HO OH HO OH H H O to, H2SO4 đ C C O O – H2O C C O O Hình 1.

Cơ chế phản ứng điều chế phenolptalein Hình 1. Cân bằng chuyển dịch của phenolptalein trong môi trường axit– bazơ 10 Phenolptalein hình thành ở dạng tinh thể không màu. Trong môi trường kiềm, trước hết phenolptalein thủy phân tạo ra axit (I) đồng thời do sự ion hoá và sự tách nước tạo ra anion mang điện tích âm hai (II) có cấu tạo quinoit nên dung dịch có màu đỏ thẫm. Khi có dư kiềm, nhóm hidroxi phenol thứ hai cũng ion hoá và bị trung hoà nên không còn khả năng tạo thành cấu tạo quinoit.

Do vậy anion mang ba điện tích âm của muối phenolat không có màu (III). Khi axit hóa từ từ, những biến đổi này sẽ xảy ra theo một trật tự ngược lại hình 1.  Quỳ tím Quỳ tím là hỗn hợp nhiều chất có nguồn gốc từ cây địa y (từ 10 đến 15 chất bao gồm: Erythrolein, Azolitmin, Spaniolitmin, Leucoorcein và Leucazolitmin …). Giấy quỳ tím hoá đỏ trong môi trường axit và hoá xanh trong môi trường bazơ.

H+ OH– + Màu đỏ Màu tím Màu xanh Hình 1. Cân bằng chuyển dịch của quỳ tím trong môi trường axit – bazơ Trên đây là những chất chỉ thị màu điển hình, phổ biến, được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Nhưng phần lớn đây là những chất chỉ thị màu tổng hợp kém an toàn, giá thành cao nên cũng có rất nhiều hạn chế trong việc sử dụng, đặc biệt là trong y học, giáo dục và thực phẩm. Ngày nay, không những trong hoá học mà trong các ngành khác như y học, dược học, nông nghiệp, các phòng phân tích, phòng hoá nghiệm, trong giảng dạy.

chất chỉ 11 thị màu được dùng rất rộng rãi. Do vậy, cần có một chất chỉ thị màu an toàn, chính xác, rẻ tiền là một nhu cầu thiết yếu. Giới thiệu về Anthocyanin Anthocyanin là hợp chất màu hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên, thuộc nhóm flavonoid. Trong các chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên thì anthocyanin là họ màu phổ biến nhất tồn tại trong hầu hết các loại thực vật từ hoa lá cho tới quả, rễ của cây.

Một số loài thực vật có anthocyanin phổ biến gồm, dâu tây, việt quất, bắp cải tím, carrot đen, hoa hibitcut, đậu đen, cà tím, lá tía tô, hoa dâm bụt, gạo nếp than. Thuật ngữ anthocyanin bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, anthocyanin là sự kết hợp giữa anthos- nghĩa là Hoa và kysanesos- nghĩa là màu xanh. Tuy nhiên trong thực tế anthocyanin lại rất đa dạng về màu sắc, từ đỏ cho tới tím.