CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về thuốc nhuộm 1. Khái niệm thuốc nhuộm Thuốc nhuộm (hay còn gọi là phẩm màu, phẩm nhuộm) là tên chỉ chung những hợp chất hữuicơ mang màu ( có nguồn gốc từ thiên nhiên hay tổngihợp ) rất đaidạng về màuisắc và chủngiloại, hấpithụ mạnh một phần nhấtiđịnh của quangiphổ ánhisáng nhìn thấy, chúng có khảinăng nhuộmimàu, nghĩailà bắtimàu hay gắnimàu trựcitiếp cho các vậtiliệu khác trong những điềuikiện quy định (tính gắnimàu ). Cách gọi tên của thuốc nhuộm Gồm ba phần: - Phầnithứ 1: viết cảichữ, chỉ tên phânilớp kỹ thuậticủa thuốcinhuộm.
- Phầnithứ 2: viết cảichữ, thườngilà các tínhitừ chỉ màuisắc của thuốcinhuộm. - Phầnithứ 3: đượciviết bằngichữ và chữisố chỉ sắcithái và cườngiđộ của thuốc nhuộm. Để chỉ cườngiđộ màu ngườiita dùng hai chữicái điiliền với nhauinhư BB, RR …., hoặc thêmivào các chữisố như: 2R, 6B, 4G…. Cấu tạo chung tạo nên màu sắc của thuốc nhuộm Thuốcinhuộm có thể có nguồnigốc từ thiêninhiên hoặcitổng hợp ( thuốc nhuộm công nghiệp).
Hiện nayicon người hầuihết sử dụngithuốc nhuộmitổng hợp vì chúng có đặciđiểm nổi bậc là độ bền màu và có tính chất không phân hủy. Màu sắc của thuốc nhuộm có được là do cấu trúc hóa học bao gồm nhóm mang màu và nhóm trợ màu. Theo quan điểm của Butlervo và Alektsev năm 1876 O. Witt thì hợp chất hữu cơ mang màu là do trong phân tử của chúng có chứa những nhóm mang màu, đó là những nhóm nguyên tử chưa bão hòa hóa trị.
Những nhóm mang màu quan trọng là nhóm CH=CH (nhóm ethylen ), nhóm N=N ( nhóm azo, nhóm CH=N ( nhóm azo methyl ), N=O (nhóm nitrozo ), NO2 ( nhóm nitro ), nhóm =C=O ( nhóm carbonyl ). Ngoài những nhóm mang màu còn cần có nhómitrợimàu để giúpicho màuisắc có chiều sâuihơn. Nhóm trợimàu là nhữnginhóm nhận hoặc cho điệnitử như: -NH2,i-COOH,i-OH, - N(CH3)2… đóngivai tròităng độ màu của nhómimangimàu bởi cách chuyển dịch các năng lượngiđiệnitử. Cách phân biệt tương đối của thuốc nhuộm thiên nhiên và tổng hợp Trong lương thực, thực phẩm, khi sản xuất và chế biến thì việc làm cho sản phẩm có bề ngoài nhìn bắt mắt chẳng hạn như màu sắc là một trong những phần không thể thiếu để tạo nên vẻ bề ngoài đẹp mắt và giá trị sản phẩm.
Vậy nên, để khẳng định một thực phẩm nào đó bị “ướp” phẩm màu công nghiệp hay không thì chỉ bằng cảm quan thông thường không phải là một điều dễ dàng và đơn giản. Mặc dù vậy, vẫn có một vài dấu hiệu để chúng ta dựa vào cân nhắc có nên sử dụng sản phẩm đó hay không. 3 Thực phẩm có màu sắc tự nhiên thường không quá tươi sáng, lòe loẹt mà lại hơi trong, tươi nhẹ và khỏe khắn. Nếu để những loại thực phẩm ấy lâu ngày ở ngoài không khí, màu sắc của chúng sẽ nhạt đi, thậm chí chuyển sang màu khác.
Bên cạnh đó, khi cầm nắm những thực phẩm này lên, màu có thể bị vương nhẹ màu ra tay, không bám chắc trên da như màu công nghiệp. Màu công nghiệp không bị xỉn màu do cường độ cao, do đó nếu bạn thấy thực phẩm nào đó dù đã để rất lâu ở ngoài không khí, không được che đậy nhưng vẫn có màu sắc sặc sỡ, hấp dẫn thì khá chắc rằng chúng đã bị lạm dụng “tẩm ướp” màu công nghiệp trong bảo quản. Một số sản phẩm bị tẩm ướp phẩm màu công nghiệp 1. Tổng quan về thuốc nhuộm Rhodamine B 1.
Một vài nét về Rhodamine B Rhodamine B là một thành phần của phẩm màu công nghiệp và là một trong những phẩm nhuộm được dùng khá phổ biến trong công nghiệp may mặc, dệt nhuộm. Ngoài ra, Rhodamine B còn được dùng để nhuộm tế bào trong ngành công nghệ sinh học. Nhìn chung, phẩm nhuộm Rhodamine B khá là độc, tan nhiều trong nước, methanol, ethanol…Trong ngành sinh học, Rhodamine B được sử dụng như 1 phẩm nhuộm chất huỳnh quang. Rhodamine B thường được kết hợp với auramine O để trở thành phép nhuộm Rhodamin-auramin để phát hiện ra kháng cồn toan (sinh vật kháng acid).
Trong công nghiệp, Rhodamine B là 1 loại chất nhuộm vải, không có trong danh mục phụ gia thực phẩm và không được phép sử dụng. Chất này tạo màu đỏ, thường rất đều màu nên hay được các nhà sản xuất hoặc các khu chế biến sử dụng để nhuộm màu thức ăn để chúng trở nên hấp dẫn, bắt mắt hơn, điều này không đảm bảo an toàn và sức khỏe cho người tiêu dùng. Công thức cấu tạo và tính chất vật lý của Rhodamine B Rhodamine B là mổ hợp chất hóa học Công thức phân tử là C28H31ClN2O3 Phân tử khối là 479,02 g/mol Công thức cấu tạo của Rhodamine B 4 Hình 1.Công thức cấu tạo Rhodamine B [9-(2-carboxyphenyl)-6-diethylamino-3-xanthenylidene]-diethylammonium chloride Tên gọi khác của Rhodamine B: - R.60,Tetraethyl rhodamine - D & C Red No. 45170 Tính chất vật lý của Rhodamine B Rhodamine B là những tinh thể màu tối, có ánh xanh, ở dạng bột có màu tím đỏ Hình 1.
Hình tinh thể Rhodamine B Điểm nóng chảy: 2100C Nhiệt độ nóng chảy khoảng từ 2100C đến 2110C. Rhodamine B là một loại thuốc nhuộm lưỡng tính, độc hại, tan tốt trong nước, methanol, ethanol. Độ hòa tan trong 100 g dung môi: + Dung môi nước: 0,78 gam (260C) + Dung môi ethanol: 1,74 gam Dung dịch Rhodamine B trong nước và ethanol có màu đỏ, ánh xanh nhạt, phát huỳnh quang màu đỏ mạnh, đặc biệt rõ trong các dung dịch loãng. Dung dịch Rhodamine B/H2O hấp thu cực đại với ánh sáng có bước sóng 517 nm và 552 nm, dung dịch Rhodamine B/Ethanol loãng phát quang trong vùng bước sóng 550 nm đến 650 nm.
Độc tính của phẩm nhuộm Rhodamine B Rhodamine B là chất gây độc cấp và mãn tính. Qua tiếp xúc nó sẽ gây dị ứng cho da hoặc làm cho da nổi mẫn ngứa…Còn nếu tiếp xúc chúng qua đường hô hấp, cơ thể sẽ gặp phải triệu trứng như tức ngực, khó thở, ngứa cổ, ho, viêm họng. Qua đường tiêu hóa, nếu ăn phải những món ăn, thực phẩm có chứa chất này sẽ gây ảnh hưởng đến các cơ quan nội tạng 5 trong cơ thể, đặc biệt là gan, thận. Nếu tích lũy rhodamine B vào cơ thể trong thời gian dài có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến gan, thận, hệ thần kinh, hệ sinh sản, thậm chí gây ung thư.
Một thí nghiệm thực tế trên chuột bạch cho thấy, Rhodamine B gây ung thư với hàm lượng 89,5 mg/kg bằng cách tiêm vào tĩnh mạch hoặc qua đường ống. Khi Rhodamine B đi vào cơ thể thì chúng có thể chuyển hóa thành amin thơm tương ứng, loại amin thơm này có phần độc hại hơn loại Rhodamine B gốc, gây ung thư và phát triển khối u dạ dày. Tại những nơi trong cơ thể mà Rhodamine B và các dẫn xuất của nó đi qua thì chúng tác động mạnh mẽ đến quá trình sinh hoá của tế bào gây ung thư gan vì gan là cơ quan nội tạng đầu tiên lọc chất này. Một số thí nghiệm chứng minh cho thấy Rhodamine B đã tác động làm phá vỡ cấu trúc ADN và nhiễm sắc thể khi đưa vào nuôi cấy tế bào.
Ứng dụng và tình hình sử dụng của phẩm nhuộm Rhodamine B Rhodamine B thường được sử dụng như một thuốc nhuộm tracer trong nước để xác định tốc độ và hướng của dòng chảy vận chuyển. Được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghệ sinh học như kính hiển vi huỳnh quang, đếm tế bào dòng chảy, quang phổ huỳnh quang. Rhodamine B đang được thử nghiệm để sử dụng như một bio maker trong vacxin bệnh dại cho động vật hoang dã như gấu trúc, để xác định động vật hoang dã đã có thuốc phòng ngừa bằng cách cho Rhodamine B vào râu và răng của động vật. Ngoài ra, Rhodamine B còn được sử dụng để tạo màu và nhuộm màu trong công nghiệp sợi, nhuộm màu trong phòng thí nghiệm để xét nghiệm tế bào do tính bền màu.
Rhodamine B được sử dụng trong sinh học như là một thuốc nhuộm huỳnh quang. Tận dụng đặc tính phát quang của Rhodamine B, người ta dùng chúng để kiểm soát lượng thuốc bảo vệ thực vật phun lên cây ớt, cây lấy dầu. Ủy ban gia vị khuyến cáo không đựng các túi cói nhuộm màu do nghi ngại chất nhuộm có thể thẩm thấu vào sản phẩm. Mặt khác, con đường thâm nhậu thuốc nhuộm này vào các sản phẩm cây trồng hầu như không ai để ý đến từ trước đến nay và đặc biệt là chúng lại rất thường xuyên diễn ra ở các nước đang phát triển.
Tại Việt Nam, kết quả kiểm tra của Viện Kiểm nghiệm thực phẩm Quốc gia năm 2012 thì có trên 50% mẫu hạt dưa, ớt bột từ các tỉnh gửi về chứa phẩm màu công nghiệp dương tính với Rhodamine B. Ngoài ra, không chỉ với ớt bột hay các loại gia vị nói chung, chất tạo màu Rhodamine B có khả năng xuất trong nhiều sản phẩm lương thực, thực phẩm. Theo Ủyiban an toànithực phẩm ChâuiÂu, hầu hết thuốc nhuộmimàu nhóm azoicó khả năngigây ungithư. Nămi2005, Ủy ban ChâuiÂu đã quyiđịnh rất rõicác chấtinhuộm màu nhómiazo không đượcidùng trong mỹ phẩm, thực phẩminên không có giớiihạn hàm lượng chấpinhận đối với nhóm thuốc nhuộm này.
Do tính chất độcihại của RhodamineiB nên ở các nướcithuộc khối EUivà hầu hếticác nước trênithế giới cấmisử dụng Rhodamine B cho sản xuấtivà chế biếnithực phẩm. Giới thiệu về hấp phụ và giải hấp phụ 1. Khái niệm hấp phụ Hấp phụ là sự gia tăng (góp) các chất trên bề mặt phân cách các pha (khí -rắn, lỏng- rắn, khí-lỏng hay lỏng-lỏng) lên trên bề mặt của một vật liệu có cấu trúc xốp hoặc là đóng góp để tăng nồng độ của chất này lên trên bề mặt chất khác. Chất hấp phụ là chất mà trên bề mặt chúng thực hiện quá trình hấp phụ.
Chất đóng góp trên bề mặt phân cách pha gọi là chất bị hấp phụ. Bản chất của hiện tượng hấp phụ là sự tương tác giữa các phân tử chất hấp phụ và chất bị hấp phụ. Tùy theo bản chất của lực tương tác mà người ta phân biệt hai loại hấp phụ là hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học. Quá trình xảy ra sự hấp phụ qua các giai đoạn sau: - Giai đoạn 1: Sự khuếch tán chất lên trên bề mặt chất hấp phụ.
- Giai đoạn 2: Sự di chuyển chất đến mao quản của vật liệu hấp phụ. - Giai đoạn 3: Hình thành đơn lớp chất bị hấp phụ trên bề mặt vật liệu hấp phụ. Hình ảnh minh họa về sự hấp phụ 1. Hấp phụ vật lý Định nghĩa: Hấp phụ vật lý là quá trình hấp phụ gây ra bởi lực Vander Walls giữa phân tử chất bị hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ (bao gồm cả ba loại lực: cảm ứng, định hướng, khuếch tán), liên kết này yếu dễ bị phá vỡ.
Vì vậy hấp phụ vật lý có tính thuận nghịch cao.