1
I HNG
I HM
KHOA HÓA



PHAN TH KIU NGUYÊN NGHIÊN CT TÁCH
PHM MÀU ANNATTO T HU NHUM
 KHÓA LUN TT NGHIP C M ng   Sinh viên thc hin : Phan Th Kiu Nguyên
Lp : 08SHH
ng dn ng ng  

3
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐHSP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA HOÁ
NHIM V KHÓA LUN TT NGHIP
Họ và tên sinh viên: Phan Thị Kiều Nguyên Lớp: 08SHH
1. Tên đề tài: Nghiên chit tách phm màu annatto t hu
nhum b
2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị: Bộ dụng cụ chƣng ninh, máy đo quang UV-Vis,
máy đo pH, tủ sấy, lò nung, cân phân tích, cốc thủy tinh, bình tam giác, ống nghiệm,
bếp đun bình cầu, bếp cách thủy, cốc sứ, các loại pipet,
3. Nội dung nghiên cứu:
− Xác định độ ẩm, hàm lƣợng tro, hàm lƣợng kim loại trong hạt điều.
− Chiết tách phẩm màu annatto bởi các dung môi vô cơ: NaOH, nƣớc
− Dùng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis để khảo sát bƣớc sóng
hấp thụ, dựa vào độ hấp thụ để nghiên cứu khảo sát tối ƣu các điều kiện chiết.

tạo mọi điều kiện tốt nhất để em nghiên cứu khoa học. Thầy tận tình giúp đỡ, dìu
dắt em trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này, cũng nhƣ hoàn thành
luận văn này. Em đã học đƣợc từ thầy rất nhiều điều thật quý giá, giúp em vững
vàng hơn trƣớc khi bƣớc vào cuộc sống tự lập. Tình cảm và kiến thức của thầy đã
dạy bảo cho em mãi mãi là một kỷ niệm không bao giờ quên của những năm tháng
học tập dƣới mái trƣờng này. Em kính chúc thầy thật nhiều sức khỏe để tiếp tục sự
nghiệp trồng ngƣời của mình và gặt hái nhiều thành công trong công việc cũng nhƣ
trong cuộc sống.
Em cũng xin gởi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô công tác tại phòng thí
nghiệm khoa Hóa - trƣờng Đại Học Sƣ Phạm, Trƣờng Đại Học Bách Khoa đã giúp
đỡ em rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này. Em cũng
cảm ơn sự động viên, giúp đỡ và chia sẻ những khó khăn của các bạn cùng lớp
trong quá trình thực hiện luận văn.
Sinh viên
Phan Thị Kiều Nguyên 5
MC LC
Trang
Trang bìa
Trang phụ bìa
Nhiệm vụ khóa luận tốt nghiệp
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng

1.6.1. Giới thiệu phƣơng pháp ························································· 30
1.6.2. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp ············································· 31
1.6.3. Các điều kiện tối ƣu của phƣơng pháp phân tích ···························· 31
1.6.4. Máy đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis ································· 33
Chƣơng 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36
2.1. Nguyên liệu, dụng cụ, hoá chất ························································ 36
2.1.1. Thu gom nguyên liệu ···························································· 36
2.1.2. Xử lí nguyên liệu ································································ 36
2.1.3. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất ·················································· 36
2.2. Sơ đồ quy trình nghiên cứu 37
2.3. Các phƣơng pháp xác định chỉ tiêu hóa lý 38
2.3.1. Xác định độ ẩm ·································································· 38
2.3.2. Xác định hàm lƣợng tro bằng phƣơng pháp tro hóa mẫu ·················· 38
2.3.3. Xác định hàm lƣợng một số kim loại ········································· 39
2.4. Phƣơng pháp chiết và khảo sát các điều kiện chiết annatto từ hạt điều nhuộm.40
2.4.1. Phƣơng pháp chƣng ninh ······················································· 40
2.4.2. Khảo sát điều kiện chƣng ninh 40
2.5. Kiểm tra, đánh giá chất lƣợng phẩm màu annatto ·································· 41
2.6. Phƣơng pháp định lƣợng tổng phẩm màu ············································ 42
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44
3.1. Kết quả xác định một số chỉ tiêu hóa lý của hạt điều nhuộm 44
3.1.1. Độ ẩm 44
3.1.2. Hàm lƣợng tro 44
7
3.1.3. Hàm lƣợng một số kim loại 45
3.2. Xây dựng quy trình chiết tách phẩm màu annatto trong dung môi NaOH ······ 46
3.2.1. Khảo sát nồng độ dung dịch NaOH chiết tối ƣu ···························· 46

CTPT : Công thức phân tử
CTCT : Công thức cấu tạo
D : Mật độ quang
M : Mẫu
R/L : Tỉ lệ nguyên liệu rắn/ dung môi lỏng
UV-Vis: Phổ tử ngoại khả kiến
JECFA : Ủy ban hợp tác chuyên gia của tổ chức lƣơng thực thế giới và tổ
chức y tế thế giới về các chất phụ gia thực phẩm
QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
BYT : Bộ y tế
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

9
DANH MC CÁC BNG

Số hiệu bảng
Tên bảng
Trang
Bảng 3.1
Kết quả khảo sát độ ẩm
44
Bảng 3.2
Kết quả khảo sát hàm lƣợng tro
44
Bảng 3.3
Bảng hàm lƣợng một số kim loại trong hạt điều nhuộm
45

trong dung môi nƣớc
54
Bảng 3.12
Mật độ quang của dịch chiết trong dung môi nƣớc ở các
tỷ lệ R/L khác nhau
55
Bảng 3.13
Ảnh hƣởng của tỉ lệ R/L đến hàm lƣợng phẩm màu
trong dung môi nƣớc
56
Bảng 3.14
Kết quả phầm trăm hàm lƣợng phẩm màu của 2 quy
trình
56
Bảng 3.15
Bảng hàm lƣợng một số kim loại trong cao annatto
61
10
DANH MC CÁC HÌNH

Số hiệu hình
Tên hình
Trang
Hình 1.1
Công thức cấu tạo của Chlorophyll
5
Hình 1.2

Sơ đồ máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
29
Hình 1.13
Sự phụ thuộc của D vào nồng độ chất phân tích
32
Hình 1.14
Sơ đồ máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis
34
Hình 2.1
Hạt điều nhuộm khô
36
Hình 2.2
Bộ dụng cụ chƣng ninh
40
Hình 2.3
Dịch chiết trong dung môi nƣớc (1), dịch chiết trong
dung dịch kiềm NaOH (2)
41
Hình 3.1
Phổ UV- Vis của dịch chiết với dung dịch NaOH ở các
nồng độ khác nhau
46
Hình 3.2
Phổ UV - Vis của dịch chiết trong NaOH với tỷ lệ R/L
thay đổi
49
Hình 3.3
Phổ UV-Vis của dịch chiết trong dung dịch NaOH với
thời gian chiết thay đổi
51 12
LI M U
1. Lý do ch tài
Trong cuộc sống, con ngƣời luôn luôn mong muốn thỏa mãn và tự đáp ứng
những nhu cầu cần thiết. Cuộc sống càng hiện đại thì những nhu cầu ấy càng đa
dạng, phong phú và đòi hỏi chất lƣợng càng cao hơn. Một trong những đó, nhu cầu
hàng đầu là nhu cầu ăn uống.
Chúng ta rất dễ bị hấp dẫn bởi những món ăn lạ với màu sắc hấp dẫn và độ dai
dẽo hay vị chua ngọt,…những món ăn càng hấp dẫn thì càng mang lại cảm giác
khoái khẩu cho chúng ta. Các bạn rất dễ tìm đƣợc những lát thịt trông tƣơi ngon,
thích nếm thử những món ăn đầy màu sắc… Các bạn có từng quan tâm: để làm điều
đó, chúng ta cần sự hỗ trợ hay kiến thức khoa học nào? Vâng, ngày nay con ngƣời
đã biết ứng dụng những thành tựu vƣợt bậc của hóa học vào các lĩnh vực đời sống
nhƣ việc sử dụng các phẩm màu, chất bảo quản thực phẩm, Tuy nhiên, cảm giác
ấy không mang lại cho con ngƣời đƣợc nhiều chất dinh dƣỡng mà còn ảnh hƣởng
đến sức khỏe. Phẩm màu chỉ là chất làm tăng cảm quan và hoàn toàn không có giá
trị dinh dƣỡng gì khi ăn vào. Khác hoàn toàn với thực phẩm mang màu tự nhiên, tất
cả những loại thực phẩm có màu do con ngƣời chủ động bỏ vào đều luôn luôn
không tốt cho sức khỏe. Do đó việc lựa chọn phẩm màu thiên nhiên vốn không có
độc tính, sinh thái thân thiện và có khả năng phân hủy sinh học hiện đang là xu
hƣớng thích hợp cho công nghiệp thực phẩm.
Một trong những loại phẩm màu đƣợc sử dụng phổ biến là phẩm màu annatto
đƣợc lấy từ hạt điều nhuộm, là một loại phẩm màu tự nhiên có màu đỏ và màu vàng
rất đẹp, đƣợc CODEX đƣa vào danh mục sử dụng an toàn trong thực phẩm, dƣợc
phẩm, đem lại tính hấp dẫn cho thực phẩm. Ngoài ra, phẩm màu này còn có hoạt
tính sinh học cao lại rất bền màu nên đã sớm đƣợc nhà hóa học trên thế giới quan

 Nghiên cu lý thuyt
− Cây điều nhuộm: Mô tả, đặc điểm sinh thái
− Phẩm màu annatto: Nguồn gốc, thành phần hóa học, ứng dụng
− Các phƣơng pháp chiết tách: Chƣng ninh, hòa tan bằng dung môi, kết tinh.
− Phƣơng pháp hấp thụ phân tử UV – Vis
− Phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu hóa lý: Xác định độ ẩm toàn phần, hàm
14
lƣợng chất hữu cơ, vô cơ…
 Nghiên cu thc nghim
− Xử lý mẫu: Thu thập, phân loại, rửa, sấy…
− Xác định độ ẩm toàn phần, hàm lƣợng tro của mẫu điều nhuộm nghiên cứu.
− Xác định hàm lƣợng kim loại nặng trong hạt điều nhuộm bằng phƣơng pháp
quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS.
− Chiết tách phẩm màu annatto bởi các dung môi vô cơ: NaOH, nƣớc
− Dùng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis để khảo sát bƣớc
sóng hấp thụ, dựa vào độ hấp thụ để nghiên cứu khảo sát tối ƣu các điều kiện chiết.
− Nhận định, chọn lựa giá trị tối ƣu về phƣơng pháp.
− Định tính, định lƣợng dịch chiết của quy trình đã chọn.
− Kiểm tra, đánh giá lại quy trình đã chọn.
c và thc tin c tài
− Cung cấp thông tin khoa học về các quy trình tách chiết phẩm màu annatto
trong hạt điều nhuộm, nghiên cứu lựa chọn quy trình hiệu quả nhất.
− Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế sản xuất phẩm màu annatto từ hạt
điều nhuộm.
7. B cc lu
Luận văn chia làm 3 chƣơng:
Chƣơng 1- Tổng quan tài liệu


Phẩm màu tự nhiên:
Phẩm màu tự nhiên là các chất màu đƣợc chiết suất ra hoặc đƣợc chế biến từ
các nguyên liệu hữu cơ (thực vật, động vật) sẵn có trong tự nhiên, những chất vốn
có và tồn tại trong các thành phần của nguyên liệu, mỗi loại nguyên liệu khác nhau
thì sẽ có màu sắc khác nhau mang đặc thù của chính nó [4].
Ví dụ: Caroten tự nhiên đƣợc chiết suất từ các loại quả có màu vàng, curcumin
đƣợc chiết suất từ củ nghệ, màu caramen đƣợc chế biến từ đƣờng Nhóm phẩm
16
màu có nguồn gốc tự nhiên có nhƣợc điểm là độ bền kém, sử dụng với lƣợng lớn
nên giá thành sản phẩm cao.
1.1.3. Phân loi phm màu t nhiên
1.1.3.1. Chlorophyll
- Khái niệm:
Chlorophyll là chất màu xanh lá cây của thực vật hay còn gọi là hạt diệp lục.
Chlorophyll phân tán ở trong chất nguyên sinh gọi là hạt diệp lục hay lục lạp. Hàm
lƣợng chlorophyll trong cây xanh chiếm 1% chất khô.
- Vai trò:
Chlorophyll có vai trò cực kì quan trọng trong quá trình quang hợp - quá trình
chủ yếu tạo ra các chất hữu cơ và tạo ra nguồn oxy duy nhất trên quả đất.
Chlorophyll không những cho màu xanh mà còn có khả năng che mờ các chất màu
khác.
- Phân loại:
Chlorophyll có 2 loại
Chlorophyll a: có công thức C
55
H

17
Lý tính:
+ Là một chất kết tinh.
+ Không tan trong nƣớc, tan trong rƣợu, ete, benzen.
Hoá tính:
+ Dƣới tác dụng của nhiệt độ, axit của dịch bào thì màu xanh bị mất đi vì Mg
bị axit lấy mất và chlorophyll biến thành pheophytin màu sẫm oliu.
Chlorophyll + 2HX → MgX
2
+ Pheophytin (màu sẫm oliu)
Vì vậy những sản phẩm thực phẩm chua nhƣ lá me bị mất màu xanh và có
màu oliu ngay trong quá trình chần.
+ Khi cho tác dụng với kiềm nhẹ (cacbonat kiềm và kiềm thổ) thì chúng sẽ
trung hoà axit và muối axit của dịch bào và tạo nên môi trƣờng kiềm làm clorophyll
bị xà phòng hoá cho sản phẩm có màu xanh đậm, đó là các muối phức tạp có Mg
gọi là chlorophyllin hay chlorophylit.
Chlorophyll a + kiềm → (C
32
H
30
ON
4
Mg)(COOH)
2
+ CH
3
OH + rƣợu phytol
Chlorophyll b + kiềm → (C
32
H

Cách bảo vệ màu chlorophyll trong sản xuất thực phẩm, đặc biệt là đồ hộp rau
quả:
- Làm giảm hàm lƣợng axit tự do (tức là tăng pH trong nguyên liệu).
- Gia nhiệt nhanh trong một lƣợng nƣớc sôi lớn 3-4 lít nƣớc/1kg thực phẩm
(để làm giảm lƣợng axit, axit sẽ bay hơi cùng với nƣớc).
- Gia nhiệt rau xanh trong nƣớc cứng; cacbonat kiềm sẽ trung hoà một phần
axit dịch bào.
- Cho vào đồ hộp rau quả một ít chất đệm kiềm nhƣ đinatri glutamat (để tăng
pH).
- Nhuộm màu xanh cho rau quả hộp bằng chlorophyll.
1.1.3.2. Carotenoid
- Khái niệm:
Carotenoid là những chất màu vàng hay đỏ có nguồn gốc thực vật hay động vật.
Chúng tạo nên màu đỏ hay vàng của cà rốt, cà chua, lòng đỏ trứng, lá vàng mùa thu.
Từ công thức phân tử C40, carotenoid có cấu trúc tetratecpen và thƣờng chứa
các nối đôi liên hợp mà số lƣợng các nối đôi đã quyết định màu của carotenoid
[4].
Nhóm này gồm 65-70 sắc tố tự nhiên, tiêu biểu là carotenoid, xanthophyll,
capxanthin…
- Phân loại: chia làm hai nhóm chính:
+ Xanthophylls: gồm các dẫn xuất có chứa oxy nhƣ keto, epoxy, methoxy,
acid của carotenoid.
+ Carotenes: gồm các hidrocarbon carotenoid.
Tất cả các carotenoid tự nhiên, đều có thể xem nhƣ dẫn xuất của lycopen:
+ Lycopene: màu đỏ, có nhiều trong cà chua.
+ Carotene: màu da cam, có nhiều trong cà rốt, mơ.
+ Xanthophyll: màu vàng lòng đỏ trứng gà (C
40
H
56

Hình 1.2. Công thc cu to ca mt s Carotenoid
20
- Tính chất của carotenoid:
Lý tính:
+ Kết tinh ở dạng tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dạng lá hình
thoi.
+ Nhiệt độ nóng chảy cao: 130 - 220
0
C
+ Hòa tan trong chất béo, các dung môi chứa clor và các dung môi không phân
cực khác làm cho hoa quả có màu da cam, màu vàng và màu đỏ.
+ Tính hấp thụ ánh sáng: chuỗi polyene đặc trƣng cho màu thấy đƣợc của

tạo thành hàng rào bảo vệ khỏi sự tấn công của oxy. Ngoài ra ngƣời ta cũng dùng
các chất chống oxy hóa nhƣ vitamin C, vitamin E, hydroquinone, thêm vào để sản
phẩm đƣợc bảo vệ. Vitamin C nhƣờng hydro trực tiếp cho các peroxide. Trong quá
trình này vitamin E là chất trung gian.
+ Tránh ánh sáng mặt trời trực tiếp và nhiệt độ cao.
1.1.3.3. Flavonoid
- Khái niệm:
Flavonoid là những dẫn xuất của cromman và crommon, thuộc nhóm
phenilpropan vì chúng có chứa khung cacbon từ C
6
– C
3
– C
6
. Khi cromman và
crommon bị ngƣng tụ với một vòng phenol đƣợc dẫn xuất có tên flavan .

O
O
A C
B

Hình 1.3. Công thc cu to ca Flavonoid
Flavonoid có trong các không bào, có màu đỏ, xanh và vàng .
Tỉ lệ các flavonoid trong rau quả và hoa khác nhau, do đó làm cho chúng có
màu sắc khác nhau.
- Tính chất:
Nhóm màu này hòa tan trong nƣớc.
Trong rau quả và hoa, số lƣợng cũng nhƣ tỷ lệ các flavonoid khác nhau, do đó
làm cho chúng có nhiều màu sắc khác nhau:

Họ : Bixaceae
Chi : Bixa
Tên tiếng anh : Annatto, anatto, lip stick tree, annatto tree
H u nhum (danh pháp khoa học: Bixaceae), là một họ thực vật hai lá
mầm. Mặc dù chỉ là một họ nhỏ, nhƣng họ này lại có sự đa dạng về kích thƣớc các
23
loài cây, bao gồm cả các cây thân gỗ, cây thân thảo và cây bụi. Về mặt sinh sản, các
loài này là lƣỡng tính, và tất cả đều có 5 cánh hoa. Tất cả các loài trong họ Bixaceae
đều sinh ra nhựa mủ màu đỏ, da cam hay vàng.
Cây, hoa và quả điều nhuộm đƣợc thể hiện ở hình 1.4. và hình 1.5.
Hình 1.4u nhum Hình 1.5. Hoa và qu u nhum
:
Cây gỗ nhỏ, cao 3 - 6m. Vỏ màu xám tro. Cành non có lông tơ màu xám sẫm,
sau khi nhẵn bóng, có những lỗ bì thƣa, không rõ. Lá đơn mọc cách, phiến lá dài 15
- 24cm, rộng 10 - 17cm, hình tim hoặc tim trứng, đầu nhọn dần gốc hình tim, mép
nguyên, mặt trên màu lục, nhẵn, mặt có những tuyến nhỏ màu đỏ. Gân chân vịt có 5
gân gốc. Cuống lá mảnh, tròn dài 5 - 9cm đầu hơi phình to, hơi có lông tơ màu gỉ
sắt. Lá kèm sớm rụng, khi rụng để lại vết trên cành.

3,2 g cho mỗi 100 g quả), cụ thể hạt
giống điều nhuộm chứa 40% đến 45%
xenlulo, 3,5% đến 5,5% đƣờng sucrose,
0,3% đến 0,9% tinh dầu, 3% dầu, 4,5%
đến 5,5% chất màu, và 13% đến 16%
protein và các thành phần (selenium,
magiê, canxi… ). Tinh dầu Annatto đƣợc
chiết xuất từ hạt và là nguồn chính của chất nhộm màu có tên là bixin và norbixin,
trong đó bixin là chất tạo màu đỏ chiếm tỉ lệ hơn 80% và norbixin là chất tạo màu
vàng. Theo nghiên cứu lâm sàng bixin còn có tác dụng chống lại các tia cực tím, có
tính chất chống oxy hóa và có tác dụng bảo vệ gan. Hạt điều nhuộm trên hình 1.6.
Hình 1.6. Hu nhum
25
Ngoài bixin và norbixin, Annatto chứa bixein, bixaghanene, bixol, crocetin,
acid ellagic, ishwarane, isobixin, salicylic acid, phenylalanine, threonine, acid
tomentosic và tryptophan.
1.2.3. Phm màu annatto
Annatto là chất màu tự nhiên chiết từ hạt điều nhuộm không gây độc hại,
không ảnh hƣởng đến sức khoẻ con ngƣời nên đã đƣợc CODEX đƣa vào danh mục
các loại phẩm màu tự nhiên đƣợc sử dụng an toàn cho thực phẩm và dƣợc phẩm.
Phẩm màu annatto thƣờng đƣợc sử dụng ở dạng bột tan trong nƣớc và dạng chiết
trong dầu [18]. Hình ảnh về phẩm màu annatto thể hiện trên hình 1.7. Hình 1.7. Phm màu annatto
Annatto bị biến đổi khi tiếp xúc với ánh sáng ở nhiệt độ cao, trong thời gian
kéo dài. Trong môi trƣờg pH thấp, Norbixin bị kết tủa, nó có thể liên kết với protein,