tổng hợp các chất hoạt động bề mặt sinh học không ion từ dầu dừa ứng...

8/20/2019 Tổng hợp các chất hoạt động bề mặt sinh học không ion từ dầu dừa ứng dụng trong bảo quản nông sản

http://slidepdf.com/reader/full/tong-hop-cac-chat-hoat-dong-be-mat-sinh-hoc-khong-ion-tu 1/106

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA CÔNG NGHỆ ------ ------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TỔNG HỢ P CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT SINH HỌC KHÔNG ION TỪ DẦUDỪ A -Ứ NG DỤNG TRONG BẢO QUẢN

NÔNG SẢN

CÁN BỘ HƯỚ NG DẪN SINH VIÊN THỰ C HIỆN PGS. TS. Bùi Thị Bử u Huê Phù Quốc Minh Phương

MSSV: 2082232Ngành: Công Nghệ Hóa Học-Khóa 34

Tháng 4/2012

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

W.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú



i

LỜ I CẢM ƠN

Trong quá trình th ực hiện luận văn tốt nghi ệp đại học, em đã học tập đượ c r ấtnhiều kiến thức bổ ích, thi ết thực từ quý th ầy cô và b ạn bè. Em xin chân thành g ửilờ i cảm ơn sâu sắc đến:

PGS. TS. Bùi Th ị Bử u Huê - B ộ môn Hóa H ọc - Khoa Khoa H ọc Tự Nhiên - Đại học Cần Thơ . Cô là m ột nhà giáo m ẫu mực, ngườ i thầy đáng kính,cô đã hướ ng d ẫn tận tình và t ạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong su ốt thờ i giannghiên c ứu và th ực hiện đề tài. Cô đã dành th ờ i gian quý báu, nh ững kinh nghi ệmquý giá cùng nh ững tình c ảm cao đẹ p của mình để truyền đạt kiến thức và nh ững phương pháp cần thiết để xử lý một vấn đề khoa h ọc. Bên c ạnh đó cô luôn độngviên, an ủi giúp em vượ t qua m ọi tr ở ngại. Em xin tri ân nh ững lời động viên và t ấtcả những điều tốt đẹ p nhất cô dành cho em trong su ốt thờ i gian qua.

Quý th ầy cô, B ộ Môn Công Ngh ệ Hóa H ọc – Khoa Công Ngh ệ - Đại HọcCần Thơđã tạo mọi điều kiện thuận lợ i cho em h ọc tậ p và nghiên c ứu trong su ốtthờ i gian qua.

Các anh ch ị và các b ạn cùng th ực hiện luận văn vớ i em tại phòng thí

nghiệm hóa h ữu cơ chuyên sâu, đã chia s ẻ và giúp đỡ em r ất nhiều trong su ốt quátrình th ực hiện đề tài.

Cuối cùng, l ờ i cảm ơn chân thành con dành chocha m ẹ, anh ch ị em - những

ngườ i thân yêu nh ất trong cu ộc đời đã luôn an ủi, động viên để con có thêm ni ềm

tin và ngh ị lực trong nh ững lúc khó khăn.

Cần thơ, ngày13 tháng 4 năm 2012

Phù Qu ốc Minh Phương







xvii

MỞ ĐẦU

Hiện nay, các ch ất hoạt động bề mặt đượ c ứng d ụng khá ph ổ biến trong cácsản phẩm sơn, sữa, kem, bánh, k ẹo,…Các ch ất này đóng vai tr ò là ph ụ gia, ch ấtnhũ hóa. Đặc biệt, d ựa trên nguyên lý phá l ớ p bi ểu bì, làm m ất nướ c, mất d ầu vàngăn cản quá trình hô h ấ p qua da c ủa côn trùng, các ch ất hoạt động bề mặt r ất hữuhiệu trong vi ệc tiêu di ệt côn trùng, nên chúng còn đượ c ứng d ụng trong b ảo quảnnông s ản, đó là một ý tưở ng mới. Đặc biệt các ch ất hoạt động bề mặt chủ yếu đượ ctổng hợ p từ nguồn nguyên li ệu hóa th ạch (d ầu mỏ), đó cũng là nguyên nhân màchúng phân h ủy sinh h ọc chậm và gây ảnh hưởng đến môi trườ ng. M ặt khác,nguồn nguyên li ệu hóa th ạch có nguy cơ bị cạn kiệt. Vì v ậy, hướ ng nghiên c ứu

tổng hợp CHĐBM và ứng d ụng vào trong b ảo quản nông s ản là hướ ng nghiên c ứu phù h ợ p và thi ết thực.

Vì vậy, đề tài “T ổng h ợ p ch ất ho ạt động b ề mặt sinh h ọc không ion t ừ dầu d ừ a - ứ ng d ụng trong b ảo qu ản nông s ản” đượ c thực hiện. Đề tài nh ằmmục tiêu thi ết lậ p quy trình t ổng hợ p các ch ất hoạt động bề mặt sinh h ọc không iontừ d ầu d ừa và ứng d ụng chất hoạt động bề mặt tổng hợp đượ c trong b ảo quản nôngsản ở quy mô phòng thí nghi ệm. T ừ những k ết quả thu được qua đề tài này, hi ệuquả kinh t ế từ cây d ừa ở đồng bằng sông C ửu Long s ẽ đượ c nâng lên m ột tầm cao

mớ i.







ii

Trường Đại Học Cần Thơ Cộng Hòa Xã H ội Chủ Ngh ĩa Việt Nam

Khoa Công Ngh ệ Độc lậ p - Tự do - H ạnh phúc

Bộ môn: Công ngh ệ hóa h ọc Cần Thơ, ngày tháng năm2012

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚ NG DẪN

1. Cán bộ hướ ng dẫn: PGS. TS. Bùi Th ị Bửu Huê

Tên đề tài: Tổng hợ p các ch ất hoạt động bề mặt sinh h ọc không ion t ừ d ầu d ừa

ứng d ụng bảo quản nông s ản

2. Sinh viên thự c hiện: Phù Qu ốc Minh Phương MSSV: 2082232Lớ p Công Ngh ệ Hóa H ọc - Khóa 34

3. Nội dung nhận xét:a. Nhận xét về hình thứ c luận văn tốt nghiệp:................................................................................................................................

................................................................................................................................

b. Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:

Đánh giá nội dung th ực hiện đề tài: ..........................................................

................................................................................................................................

Những vấn đề còn h ạn chế: ......................................................................

................................................................................................................................

c. Nhận xét đối vớ i sinh viên tham gia thự c hiện đề tài:................................................................................................................................

................................................................................................................................

d. Kết luận, đề nghị và điểm:................................................................................................................................

................................................................................................................................

Cần Thơ, ngày tháng năm 2012

Cán b ộ hướ ng d ẫn







iv

M ỤC L ỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN………………………………………………………………………i

MỤC LỤC………………………………………………………………………...iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT………………………………………………..x

DANH MỤC BẢ NG……………………………………………………………..xii

DANH MỤC HÌNH VÀSƠ ĐỒ………………………………………………...xiv

LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………………………...xvii

CHƯƠNG 1 TỔ NG QUAN………………………………………………………..11.1 Sơ lượ c về lipid………………………………………………………………...1

1.1.1 Định ngh ĩa và phân loại…………………………………………………...1

1.1.1.1 Glyceride……………………………………………………………..1

1.1.1.2 Phospholipid………………………………………………………….2

1.1.1.3 Steride và sterol………………………………………………………3

1.1.1.4 Sáp……………………………………………………………………4

1.1.2 Tính chất vật lý……………………………………………………………5

1.1.3 Tính chất hóa học của lipid……………………………………………….5

1.1.3.1 Phản ứng thủy phân…………………………………………………..5

1.1.3.2 Phản ứng hydro hóa…………………………………………………..6

1.1.3.3 Phản ứng tự oxy hóa (sự ôi mỡ )……………………………………...6

1.1.4 Các chỉ số đặc trưng cho lipid…………………………………………….6

1.1.4.1 Chỉ số acid…………………………………………………………...6

1.1.4.2 Chỉ số xà phòng hóa…………………………………………………7

1.1.4.3 Chỉ số iodine………………………………………………………....7

1.1.4.4 Chỉ số ester…………………………………………………………...7







v

1.2 Sơ lượ c về cây d ừa ……………………………………………………………7

1.2.1 Khái quát chung …………………………………………………………..7

1.2.2 Thành ph ần hóa h ọc của d ầu d ừa…………………………………………8

1.2.3 Ứ ng d ụng của d ầu d ừa…………………………………………………..10

1.3 Tổng quan v ề chất họat động bề mặt ………………………………………...10

1.3.1 Khái ni ệm ……………………………………………………………….10

1.3.2 Phân lo ại chất hoạt động bề mặt………………………………………...11

1.3.2.1 Ch ất hoạt động bề mặt anion………………………………………..11

1.3.2.2 Ch ất hoạt động bề mặt cation……………………………………….12

1.3.2.3 Ch ất hoạt động bề mặt không ion…………………………………..15

1.3.2.4 Ch ất hoạt động bề mặt lưỡng tính…………………………………..16

1.3.3 Tính ch ất vật lý của chất họat động bề mặt……………………………...17

1.3.3.1 N ồng độ micelle t ớ i hạn (Critical Micelle Concentration, CMC)….17

1.3.3.2 Điểm Kraft………………………………………………………….17

1.3.3.3 Điểm đục……………………………………………………………17

1.3.3.4 Ch ỉ số calcium ch ấ p nhận…………………………………………..17

1.3.3.5 Cân b ằng ưa nướ c - k ỵ nướ c (Hydrophilic Lipophilic Balance)……18

1.3.4 Các tính ch ất đặc trưng của chất hoạt động bề mặt……………………...20

1.3.4.1 Kh ả năng tẩy r ửa……………………………………………………20

1.3.4.2 Kh ả năng tạo nh ũ…………………………………………………..20

1.3.4.3 Kh ả năng tạo bọt…………………………………………………...21

1.3.4.4 Kh ả năng tạo huy ền phù…………………………………………….21

1.3.4.5 Kh ả năng thấm ướ t………………………………………………….211.3.5 Ứng dụng………………………………………………………………...21

1.3.5.1 Ứng dụng trong các sản phẩm làm mềm vải………………………..21

1.3.5.2 Ứng dụng trong công nghiệp xây dựng…………………………….22

1.3.5.3 Ứng dụng trong các sản phẩm tẩy rửa……………………………...22







vi

1.3.5.4 Ứng dụng trong những sản phẩm sát tr ùng…………………………22

1.3.5.5 Ứng dụng trong dệt nhuộm và công nghi ệp in……………………...23

1.3.5.6 Ứng dụng trong môi trường………………………………………...23

1.4 Sơ lược về monoglyceride …………………………………………………...23

1.4.1 Gi ới thiệu chung…………………………………………………………23

1.4.2 Các phương pháp tổng hợp monoglyceride...............................................24

1.4.2.1 Ester hóa tr ực tiếp glycerol với các acid béo.....................................24

1.4.2.2 Transester hóa glycerol v ới các ester của acid béo............................25

1.4.2.3 Transeter hóa glycerol v ới dầu thực vật và mỡ động vật...................26

1.4.2.4 B ảo vệ nhóm hydroxyl của glycerol..................................................26

1.4.3 Ứng dụng của monoglyceride…………………………………………...27

1.5 CHĐBM sinh học có ngu ồn gốc từ monoglyceride………………………….28

1.5.1 M ột số CHĐBM sinh học tiêu bi ểu có ngu ồn gốc từ monoglyceride …..28

1.5.1.1 Acetylated monoglyceride (AMG)………………………………....28

1.5.1.2 Lactylated monoglyceride (LMG) …………………………………28

1.5.1.3 Tartarylated monoglyceride (TMG)………………………………..29

1.5.1.4 Các ch ất hoạt động bề mặt có ngu ồn gốc từ monoglyceride khác…29

1.5.2 T ổng hợp CHĐBM sinh học không ion có nguồn gốc từmonoglyceride……………………………………………………………………31

1.5.3 Ứ ng d ụng bảo quản nông s ản của CHĐBM không ion từ monoglyceride……………………………………………………………………32

1.5.3.1Màng bán th ấm làm t ừ đường đa phântử…………………………...32

1.5.3.2 Màng bán th ấm có ngu ồn gốc protein………………………………33

1.5.3.3 Màng bán th ấm làm t ừ chất béo……………………………………33

1.5.3.4 Màng làm t ừ sáp (wax) ho ặc d ầu…………………………………...34

1.5.3.5 Màng bán th ấm làm t ừ acid béo và các d ẫn xuất củamonoglyceride……………………………………………………………………34

1.5.3.6 Dung d ịch nh ũ tương……………………………………………….34







vii

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……………….35

2.1 Nội dung nghiên cứu…………………………………………………………35

2.2 Phương pháp nghiên cứu..................................................................................36

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM...............................................................................37

3.1 Phương tiện nghiên cứu....................................................................................37

3.1.1 Dụng cụ và thiết bị....................................................................................37

3.1.2 Hóa chất.....................................................................................................37

3.2 Nguyên liệu…………………………………………………………………...38

3.3 Chuẩn bị nguyên liệu…………………………………………………………38

3.4 Tổng hợp methyl ester (2)…………………………………………………….393.4.1 Ester hóa dầu dừa………………………………………………………..39

3.4.2 Transester hóa hỗn hợp methyl ester và triglyceride…………………….39

3.5 Tổng hợp monoglyceride (3)…………………………………………………40

3.6 Tổng hợp acetylated monoglyceride (4a)…………………………………….40

3.7 Tổng hợp lactylated monoglyceride (4b)……………………………………..40

3.8 Tổng hợp tartarylated monoglyceride (4c)…………………………………...41

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………………..…………………….42

4.1 Tổng hợp methyl ester (2)…………………………………………………….42

4.2 Tổng hợp monoglyceride (3)…………………………………………………43

4.2.1 Khảo sát tỉ lệ mol………………………………………………………...44

4.2.2 Khảo sát nhiệt độ phản ứng……………………………………………...45

4.2.3 Khảo sát thời gian phản ứng……………………………………………..46

4.2.4 Điều kiện thích hợp……………………………………………………...474.3 Tổng hợp acetylated monoglyceride (4a)…………………………………….48

4.3.1 Khảo sát tỉ lệ mol………………………………………………………...49

4.3.2 Khảo sát nhiệt độ phản ứng……………………………………………...50

4.3.3 Khảo sát thời gian phản ứng……………………………………………..51







viii

4.3.4 Điều kiện thích hợp……………………………………………………...52

4.4 Tổng hợp lactylated monoglyceride (4b)……………………………………..54

4.4.1 Kh ảo sát tỉ lệ mol………………………………………………………...56

4.4.2 Kh ảo sát nhiệt độ phản ứng……………………………………………...57

4.4.3 Kh ảo sát thời gian phản ứng……………………………………………..58


4.5 Tổng hợp tartarylated monoglyceride (4c)…………………………………...59

4.5.1 Kh ảo sát tỉ lệ mol………………………………………………………...60

4.5.2 Kh ảo sát nhiệt độ phản ứng……………………………………………...62

4.5.3 Kh ảo sát thời gian phản ứng……………………………………………..63


4.6 Đánh giá chất lượng sản phẩm………………………………………………..65

4.6.1 Xá c định cân b ằng ưa nướ c và kỵnướ c (giá trịHLB) của sản phẩmCHĐBM sinh học không ion……………………………………………………..65

4.6.1.1 Xá c định cân b ằng ưa nướ c và kỵnướ c (giá trịHLB) của acetylatedmonoglyceride (AMG)…………………………………………………………...65

4.6.1.2 Xá c định cân b ằng ưa nướ c và kỵnướ c (giá trịHLB) của sản phẩmlactylated monoglyceride (LMG)………………………………………………...66

4.6.1.3 Xá c định cân b ằng ưa nướ c và kỵnướ c (giá trịHLB) của sản phẩmtartarylated monoglyceride (TMG)……………………………………………….67

4.6.2 Kh ảo sát khả năng ứng dụng bảo quản nông sản của sản phẩm chất hođộng bề mặt sinh học không ion………………………………………………….68

4.6.2.1 Kh ảo sát mức độ hư hỏng của cà chua và dưa leo ở các loại màng bánthấm có thành ph ần hóa học khác nhau…………………………………………..69

4.6.2.2 Kh ảo sát phần trăm khối lượng quả cà chua và dưa leo bị mất theothời gian…………………………………………………………………………..71







ix

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………….....78

5.1 K ết luận………………………………………………………………………...78

5.2 Ki ến nghị…………………………………………………………………….....79

TÀI LI ỆU THAM KHẢO………………………………………………………………....81







x

DANH M ỤC CÁC T Ừ VIẾT TẮT

ADPODS Alkyl diphenyloxide disulphonate

AE Alcohol Ethoxylate

AMG Acetylated monoglyceride

APCC Asian and Pacific Coconut Community

APE Akylphenol Ethoxylate

APG Alkyl polyglucosides

CHĐBM Chất hoạt động bề mặt

CITREM Citrated monoglyceride

CMC Critical micelle concentration

DATEM Diacetyl tartaric acid ester monoglyceride

DSDMAC Distearyl dimethyl ammonium chloride

EDTA Ethylene diamine tetraacetic acid

EMG Ethoxylated monoglyceride

EtOAc Ethyl acetate

GC - MS Gas chromatography - mass spectrometry

HLB Hydrophilic Lipophilic balance

LAS Linear Alkylbenzene Sulfonate

LES Lauryl Ether Sulfate

LMG Lactylated monoglyceride

MES Methyl ester sulfonate

PAS Primary Alcohol Sulfate

PE Petroleum eter p -TsOH para-Toluene sulfonic acidR f Retention factor

SAS Secondary Alkyl Sulfonate

SCI Sodium Cocyl Isethonate







xi

SMG Succinylated monoglyceride

TMG Tartarylated monoglyceride







xii

DANH M ỤC B ẢNG

Bảng 1.1 M ột số ch ỉ tiêu đánh giá chất lượ ng d ầu d ừa theo tiêu chu ẩn APCC……..9

Bảng 1.2 Thành ph ần các acid béo có trong d ầu d ừa theo tiêu chu ẩn APCC…….....9

Bảng 1.3 M ối liên h ệ giữa độ hòa tan c ủa các CHĐBM vớ i HLB………………...18

Bảng 1.4 Giátr ị HLB của các nhóm ưa nước vá các nhóm kỵ nước……………....19

Bảng 3.1 K ết quả các ch ỉ tiêu ch ất lượ ng của d ầu d ừa…………………………….38

Bảng 3.2 K ết quả xác định thành ph ần acid béo trong d ầu d ừa…………………....38

Bảng 4.1 Điều kiện sơ bộ tổng hợ p methyl ester (2) ở gia i đoạn một……………..42

Bảng 4.2 Điều kiện sơ bộ tổng hợ p methyl ester (2) ở giai đoạn hai………………42Bảng 4.3 Điều kiện sơ bộ tổng hợ p monoglyceride (3)……………………………43

Bảng 4.4 Điều kiện thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ p monoglyceride (3)………...47

Bảng 4.5 Điều kiện sơ bộ tổng hợ p acetylated monoglyceride (4a)……………….48

Bảng 4.6 Điều kiện thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ p acetylated

monoglyceride (4a)………………………………………………………………...52

Bảng 4.7 Điều kiện tổng hợ p acetylated monoglyceride (4a) t ừ

acetic anhydride……………………………………………………………………53

Bảng 4.8 Điều kiện sơ bộ tổng hợ p lactylated monoglyceride (4b)……………….55

Bảng 4.9 Điều kiện thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ p lactylated

monoglyceride (4b)………………………………………………………………..59

Bảng 4.10 Điều kiện sơ bộ tổng hợ p tartarylated monoglyceride (4c)……………60

Bảng 4.11 Điều kiện thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ p tartarylated

monoglyceride (4c)………………………………………………………………...64

Bảng 4.12 Điều kiện tổng hợ p citrated monoglyceride (4d)………………………65

Bảng 4.13 Kh ối lượ ng qu ả cà chua theo th ờ i gian…………………………………73

Bảng 4.14 Kh ối lượ ng qu ả cà chua đượ c quy ra ph ần trăm trên cơ sở khối lượ ng qu ả ban đầu……………………………………………………………………………..74

Bảng 4.15 Kh ối lượ ng qu ả dưa leo theo thờ i gian…………………………………76







xiii

Bảng 4.16 Kh ối lượ ng qu ả dưa leo đượ c quy ra ph ần trăm trên cơ sở khối lượ ng qu ả ban đầu……………………………………………………………………………..76







xiv

DANH M ỤC HÌNH VÀ S Ơ ĐỒ

Hình 1.2 Cây d ừa........................................................................................................7

Hình 1.3 D ầu d ừa chưa tinh luyện và d ầu d ừa tinh luy ện…………………………...9

Hình 1.4 C ấu trúc t ổng quát c ủa một phân t ử CHĐBM……………………………10

Hình 1.5 Các d ạng hạt micelle…………………………………………………......17

Sơ đồ1 Quy trình t ổng hợp 1-monoglyceride……………………………………..27

Sơ đồ2 Quy trình t ổng hợp 1-monoglyceride và 2-monoglyceride……………….27

Sơ đồ 3 Quy trình t ổng hợp CHĐBM anion từ monoglyceride……………………31

Sơ đồ4 Quy trình t ổng hợp monoglyceride sulfate từ monoglyceride……….........31

Sơ đồ 5 Quy trình chung t ổng hợp CHĐBM sinh học không ion có ngu ồn gốc từ monoglyceride...........................................................................................................32

Hình 1.6 Cà r ốt và C ần tây đượ c phủ lớ p bảo quản………………………………..33

Hình 1.7 Chu ối đượ c bảo quản bằng protein và d ẫn xuất củamonoglyceride……………………………………………………………………...34

Sơ đồ 6 Quy trình t ổng hợp CHĐBM sinh học không ion t ừ d ầu d ừa……….........35

Hình 3.1 H ỗn hợ p methyl ester tách l ớp sau khi đượ c r ửa vớ i dung d ịch NaHCO 3

bão hòa……………………………………………………………………………..39Hình 4.1 B ản mỏng sắc ký thu đượ c sau ph ản ứng tổng hợ p monoglyceride (3) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 1:1)……………………………………………………………43

Hình 4.2 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát t ỉ lệ mol methyl ester:glycerol (h ệ giải ly PE:EtOAc = 1:1)……………………………………………………............44

Hình 4.3 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát t ỉ lệ nhiệt độ phản ứng tổng h ợ pmonoglyceride (3) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 1:1)…………………………...............46

Hình 4.4 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát th ờ i gian ph ản ứng tổng hợ p

monoglyceride (3) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 1:1)……………………………….......47

Hình 4.5 S ản phẩm monoglyceride (3) được điều chế theo điều kiện thíchhợ p……………………………………………………………………………….....48

Hình 4.6 B ản mỏng sắc ký thu đượ c sau ph ản ứng tổng hợ p acetylatedmonoglyceride (4a) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)………………………………….49







xv

Hình 4.7 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát t ỉ lệ mol monoglyceride:aceticacid (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)………………………………………………......50

Hình 4.8 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát nhi ệt độ phản ứng tổng hợ pacetylated monoglyceride (4a) (h

ệ

giả

i ly PE:EtOAc = 2:1)………………………51

Hình 4.9 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát th ờ i gian ph ản ứng tổng hợ pacetylated monoglyceride (4a) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)………………………52

Hình 4.10 S ản phẩm acetylated monoglyceride (4a) được điều chế theo điều kiệnthích h ợ p……………………………………………………………………………53

Hình 4.11 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi tổng hợ p acetylated monoglyceride (4a)từ acetic anhydride (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)…………………………………..54

Hình 4.12 B ản mỏng sắc ký thu đượ c sau ph ản ứng tổng hợ p lactylated

monoglyceride (4b) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:3)………………………………….55Hình 4.13 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát t ỉ lệ mol monoglyceride:lacticacid (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:3)………………………..........................................56

Hình 4.14 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát nhi ệt độ phản ứng tổng hợ plactylated monoglyceride (4b) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:3)……………………….57

Hình 4.15 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát th ờ i gian ph ản ứng tổng hợ plactylated monoglyceride (4b) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:3)……………………….58

Hình 4.16 S ản phẩm lactylated monoglyceride (4b) được điều chế theo điều kiệnthích h ợ p……………………………………………………………………………59

Hình 4.17 B ản mỏng sắc ký thu đượ c sau ph ản ứng tổng hợ p tartarylatedmonoglyceride (4c) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)………………………………….60

Hình 4.18 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát t ỉ lệ mol monoglyceride:tartaricacid (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)……………………..............................................61

Hình 4.19 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát nhi ệt độ phản ứng tổng hợ ptartarylated monoglyceride (4c) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)……………………..62

Hình 4.20 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát th ờ i gian ph ản ứng tổng hợ ptartarylated monoglyceride (4c) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)……………………..63

Hình 4.21 S ản phẩm tartarylated monoglyceride (4c) được điều chế theo điều kiệnthích h ợ p……………………………………………………………………………65

Hình 4.22 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi tổng h ợ p citrated monoglyceride (h ệ giảily PE:EtOAc = 2:1)………………………………………………………………...65







xvi

Hình 4.23 Cà chua và d ưa leo sau khi đượ c r ửa sạch và để ráo……………………70

Hình 4.24 H ỗn hợ p có ch ứa 3% CHĐBM sinh học không ion ……………………70

Hình 4.25 H ỗn hợ p có ch ứa 1% CHĐBM sinh học không ion ……………………71

Hình 4.26 Cà chua để tự nhiên và cà chua có ph ủ hỗn hợp các CHĐBM sinh họckhông ion đượ c tổng hợ p sau 6 ngày………………………………………………71

Hình 4.27 D ưa leo để tự nhiên và cà chua có ph ủ hỗn hợp các CHĐBM sinhhọckhông ion đượ c tổng hợ p sau 6 ngày……………………………………..………..72

Hình 4.28 Đồ th ị biểu th ị phần trăm khối lượ ng qu ả cà chua còn l ại không ph ủ lớ p bảo quản, phủ AMG 1% và AMG 3% theo th ờ i gian……………………...............74

Hình 4.29 Đồ th ị biểu th ị phần trăm khối lượ ng qu ả cà chua còn l ại không ph ủ lớ p bảo quản, phủ LMG 1% và LMG 3% theo th ờ i gian……………………................75

Hình 4.30 Đồ th ị biểu th ị phần trăm khối lượ ng qu ả cà chua còn l ại không ph ủ lớ p bảo quản, phủ TMG 1% và TMG 3% theo th ờ i gian………………………………75

Hình 4.31 Đồ thị biểu th ị phần trăm khối lượ ng qu ả dưa leo còn lại không ph ủ lớ p bảo quản, phủ AMG 1% và AMG 3% theo th ờ i gian……………………………...77

Hình 4.32 Đồ thị biểu th ị phần trăm khối lượ ng qu ả dưa leo còn lại không ph ủ lớ p bảo quản, phủ LMG 1% và LMG 3% theo th ờ i gian……………………................77

Hình 4.33 Đồ thị biểu th ị phần trăm khối lượ ng qu ả dưa leo còn lại không ph ủ lớ p bảo quản, phủ TMG 1% và TMG 3% theo th ờ i gian……………………................78







Phù Qu ốc Minh Phương 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Sơ lượ c về lipid [1] [6] [8] 1.1.1 Định ngh ĩa và phân lo ại

Các ch ất béo động vật (mỡ ) và ch ất béo th ực vật tự nhiên (d ầu) là cácglyceride t ức là ester c ủa glycerol và các acid béo. Cơ thể sinh v ật gồm có ba thành

phần cơ bản là protein, glucide và lipid. Lipid là ngu ồn cung c ấp năng lượ ng chocác cơ thể sống nhi ều hơn cả protein và glucide. Lipid đượ c chia thành các nhómnhư glyceride, phosphatide, steride và sterol, sáp.

1.1.1.1 Glyceride

Glyceride hay acylglycerol là ester c ủa glycerol và các acid béo (no, không no,vòng). Công th ức chung c ủa glyceride là:

H2C

HC OCOR 2

OCOR 1

H2C OCOR 3

R 1, R 2, R 3 là gốc hydrocarbon c ủa acid béo. Chúng có th ể giống nhau ho ặckhác nhau. Vì v ậy, có th ể có các glyceride thu ần khiết (như triolein, tristearin...)hoặc glyceride h ỗn tạ p (oleodistearin, oleopamitostearin).

Triolein (có trong m ỡ cừu) Tristearin

Oleopamitostearin (có trong m ỡ bò)

Qua phân tích các thành ph ần của glyceride, hơn 50 acid béo khác nhau đượ ctìm th ấy. Các acid này thườ ng có c ấu tạo mạch hở và có s ố carbon ch ẵn, kho ảng từ 6 ÷ 24, nhưng các acid béo trong tế bào có s ố nguyên t ử carbon ph ổ biến từ 16 ÷ 20.







CHƯƠNG 1 TỔ NG QUAN


Một số acid béo có ch ứa 6 ÷ 14 nguyên t ử carbon:Caproic acid, CH 3(CH 2)4COOH có d ầu hạt cọ, d ầu d ừa.Caprylic acid, CH 3(CH 2)6COOH có trong d ầu hạt cọ, d ầu d ừa.Capric acid, CH 3(CH 2)8COOH có trong d ầu hạt cọ, d ầu d ừa.Lauric acid, CH 3(CH 2)10COOH có trong d ầu hạt cọ, d ầu d ừa.Myristic acid, CH 3(CH 2)12COOH có trong d ầu hạt cọ, d ầu d ừa.Các acid béo có ch ứa 16 nguyên t ử carbon:Palmitic acid, CH 3(CH 2)14COOH có trong m ỡ động vật, d ầu hạt cọ, d ầu d ừa.Palmitoleic acid, CH 3(CH 2)5CH=CH(CH 2)7COOH có trong m ỡ động vật, d ầu

thực vật.Một số acid béo ch ứa 18 nguyên t ử carbon:Oleic acid, CH 3(CH 2)7CH=CH(CH 2)7COOH có trong m ỡ lợ n, d ầu olive, d ầu

d ừa và nhi ều loại d ầu thực vật khác.Stearic acid, CH 3(CH 2)16COOH có trong m ỡ động vật, ca cao.Linoleic acid, CH 3(CH 2)4CH=CHCH 2CH=CH(CH 2)7COOH có trong đậu

nành, d ầu lanh, d ầu bắ p.Linolenic acid, CH 3CH 2CH=CHCH 2CH=CHCH 2CH=CH(CH 2)7COOH có

trong d ầu hạt gai, d ầu lanh.Eleostearic acid, CH 3(CH 2)3CH=CHCH=CHCH=CH(CH 2)7COOH có trong

d ầu hạt khổ qua.Một số acid béo ch ứa 20 nguyên t ử carbon:Arachidic acid, CH 3(CH 2)18COOH có trong d ầu đậu phộng và d ầu bắ p.Arachidonic acid, CH 3(CH 2)4(CH=CHCH 2)4CH 2CH 2COOH có trong d ầu đậu

phộng.

1.1.1.2 Phospholipid

Phospholipid là ester c ủa glycerol v ớ i các acid béo phân t ử lượ ng cao và estercủa phosphoric acid.

Lecithin Cephalin

Lecithin có trong đậu tương, đậu nành, g ấc, tr ứng, gan...









Cephalin có trong tr ứng, gan, não...R 1, R 2 là gốc của acid béo no và chưa no.

Lecithin hay choline phospholipid c ũng là trigly ceride nhưng chỉ có hai nhómhydroxyl c

ủ

a glycerol tạ

o ester vớ

i hai acid béo phân tử lượ

ng cao (R 1COOH và

R 2COOH), còn nhóm hydroxyl th ứ ba của glycerol t ạo ester v ớ i phosphoric acid vànhóm hydroxyl th ứ hai của phosphoric acid l ại tạo ester v ớ i choline (trong lecithin)hay cholamine (trong cephalin) ho ặc vớ i serine (trong phosphatidylserine).

Choline HOCH 2CH 2 N+(CH 3)3

Cholamine hay ethanolamine NH 2CH 2CH 2OHSerine HOCH 2CH(NH 2)COOH

Phosphatidylserine chi ết từ não có c ấu tạo như sau:

1.1.1.3 Steride và sterol

Sterol là alcol m ạch vòng, còn steride là ester c ủa acid béo và sterol.Cholesteride là ester c ủa acid béo phân t ử lượ ng cao và cholesterol (m ột sterol).

H

HO

H H

H

Cholesterol

Cholesterol có công th ức phân t ử C 27H47O, là alcol m ạch vòng b ậc hai và estercủa nó là cholesteride. Cholesterol là m ột steroid r ất gần gũi với con người, đặc biệttrong y h ọc nên đượ c nghiên c ứu khá k ĩ càng. Cholesterol đượ c tìm th ấy trong h ầuhết các mô t ế bào động vật nhất là trong óc, xương sống, sạn trong m ật và th ận.









Dẫn xuất của cholesterol l ắng đọng ở động m ạch, gây ra huy ết áp cao vàtắc ngh ẽn động m ạch. Cơ thể con ngườ i có kho ảng 227g, ít hơn nhiều so v ớ i steroidkhác. S ỏi mật là d ạng “đá” kết tinh c ủa cholesterol. Cholesteride có c ấu tạo như sau:

H

RCOO

H H

H

CholesterideR là g ốc acid béo phân t ử lượng cao như stearic acid, palmitic acid và oleic

acid. Cholesteride còn đượ c tìm th ấy nhiều trong m ỡ cừu.

1.1.1.4 Sáp

Sáp là nh ững chất giống như mỡ và đượ c tìm th ấy cả ở trong động vật và th ựcvật như sáp ong, sáp lông cừu, sáp cá nhà táng... Tương tự như dầu mỡ động thựcvật, sáp c ũng là ester nhưng không phải là ester c ủa glycerol mà là ester c ủa alcolđơn chức bậc cao có m ạch h ở hoặc vòng v ớ i acid béo phân t ử lượ ng cao và có s ố

nguyên t ử carbon ch ẵn.Trong sáp, ngoài ester như trên còn ch ứa một lượ ng carboxylic acid t ự do,

alcol, m ột ít hydrocarbon, kèm theo các sterol và ch ất màu thu ộc loại carotenoid.Một số acid béo phân t ử lượng cao thườ ng có trong các lo ại sáp như:

Cerotic acid: CH 3(CH 2)24COOHMontanic acid: CH 3(CH 2)26COOH

Sáp cá voi (spermaceti) là sáp đượ c tách khi làm l ạnh d ầu cá voi, có nhi ệt độ nóng ch ảy ở 42 – 47°C.

C15H31COOC 16H33 Sáp cá voi

Sáp ong là sáp đượ c thu từ tổ ong m ật, là m ột hỗn hợ p ester có nhi ệt độ nóngchảy ở 60 – 82°C. Khi th ủy phân sáp ong, carboxylic acid có m ạch carbon C26 và

C28, alcol b ậc nhất vớ i mạch carbon C30 và C32 đượ c tạo thành:









C(25 – 27) H (51 – 55) COOC (30 – 32) H (61 – 65) Sáp ong

Sáp carnauba đượ c thu t ừ cây c ọ Brazil, có nhi ệt độ nóng ch ảy ở 80 – 87°C,không th

ấm nước, thường đượ c dùng làm ph

ụ gia trong sơn bóng ôtô và nướ c bóng

nền nhà. Sáp carnauba là m ột hỗn hợ p ester c ủa acid có m ạch carbon C24 và C28vớ i alcol b ậc nhất có m ạch carbon C32 và C34.

C (23 – 27) H (47 – 55) COOC (32 – 34) H (65 – 69) Sáp carnauba

1.1.2 Tính ch ất vật lý

Mỡ động vật thườ ng ở tr ạng thái r ắn vì nó ch ứa hàm lượng acid béo no tươngđối cao. D ầu thực vật ở thể lỏng vì ch ứa nhiều acid không no như oleic acid,linoleic acid. Các ch ất béo (d ầu, mỡ ) kh ông tan trong nước, nhưng dễ tan trong cácdung môi h ữu cơ. Dầu mỡ không bay hơi nên không chưng cất được. Khi đun nóngđến nhiệt độ cao, nó b ị phân h ủy. Các glyceride tinh khi ết có nhi ệt độ nóng ch ảykép vì có các d ạng k ết tinh khác nhau. Ví d ụ, tristearin có nhi ệt độ nóng ch ảy ở 78°C, n gay sau khi để nguội đến khi hóa r ắn và đun nóng trở lại thì nhi ệt độ nóngchảy lại ở 55°C. Để nguội đến hóa r ắn lần nữa, khi đun nóng thì tristearin l ại nóngchảy ở 78°C.

1.1.3 Tính ch ất hóa h ọc của lipid

1.1.3.1 Ph ản ứ ng thủ y phân

Chất béo có th ể bị thủy phân trong dung d ịch acid ho ặc dung d ịch kiềm (xà phòng hóa) hay nh ờ enzyme lipase trong quá trình tiêu hóa c ủa người và động vật.Vớ i xúc tác là acid ho ặc enzyme lipase, ch ất béo b ị thủy phân cho glycerol và acid

béo.

Vớ i xúc tác ki ềm, chất béo b ị thủy phân thành glycerol và các mu ối của acid béo (ph ản ứng xà phòng hóa).









1.1.3.2 Ph ản ứ ng hydro hóa

Để biến d ầu mỡ thực vật d ạng lỏng có các g ốc acid chưa no thành gốc acid no,lipid d ạng lỏng đượ c cho tác d ụng vớ i hydro có xúc tác nickel.

Ứ ng d ụng này để biến lipid l ỏng thành lipid r ắn trong s ản xu ất xà phòng và b ơ.

1.1.3.3 Ph ản ứ ng t ự oxy hóa (s ự ôi mỡ )

Một số d ầu m ỡ động thực vật để lâu ng ày ngoài không khí thườ ng có mùi, v ị

khó ch ịu (mùi hôi, khét, v ị đắng) đượ c gọi là “sự ôi mỡ ”. Nguyên nhân là do ch ất béo đã b ị oxy hóa b ở i oxy không khí t ạo ra peroxide và hydro peroxide. Ti ế p theo,các sản phẩm oxy hóa đó bị thủy phân b ởi hơi ẩm và vi khu ẩn để tạo ra aldehyde,ketone, carboxylic acid.

CH=CH CH 2+ O2 CH CH CH 2

O O

CH 2CHOCHO +

CH=CH CH 2 CH 2+ O2 CH=CH CH CH 2

OO H

+ H 2OCH=CH COCH 2

+ HOCH 2 CH=CH CHO CH=CH CH CH 2

OO H

Hình 1.1 Chu ỗi ph ản ứ ng t ổng quát v ề quá trình oxy hóa ch ất béo.

1.1.4 Các ch ỉ số đặc trưng cho lipid

1.1.4.1 Ch ỉ số acid

Các ch ất béo t ự nhiên là trung tính, tuy nhiên trong quá trình b ảo quản, chất béo có th ể b ị thủy phân cho acid t ự do. Lượ ng acid này được đặc trưng bằng ch ỉ số acid. Ch ỉ số acid là s ố miligam (mg) KOH c ần để trung hòa acid béo t ự do có trong1 g ch ất béo. Ch ỉ số acid cho bi ết có m ặt nhiều hay ít acid béo t ự do trong ch ất béo.









1.1.4.2 Ch ỉ số xà phòng hóa

Ch ỉ số xà phòng hóa là s ố mg KOH c ần để xà phòng hóa hoàn toàn 1 g ch ất béo. Ch ỉ số này không nh ững cho s ự xà phòng hóa các glyceride mà còn trung hòahế

t các acid béo tự

do có trong 1 g chất béo đó. Chỉ

số

xà phòng cao chứ

ng tỏ

chấ

t béo có m ặt là các acid béo phân t ử nhỏ. Ngượ c lại, ch ỉ số xà phòng nh ỏ chứng tỏ chất béo có m ặt là các acid béo phân t ử lượ ng cao ho ặc có ch ứa những ch ất khôngxà phòng hóa. Ví d ụ, ch ỉ số xà phòng hóa c ủa mỡ bò là 226, d ầu d ừa từ 250 ÷ 260,d ầu cao su t ừ 183 ÷ 190.

1.1.4.3 Ch ỉ số iodine

Ch ỉ số iodine là s ố gam iodine có th ể cộng vào liên k ết bội trong m ạch carboncủa 100g ch ất béo. Ch ỉ số iodine cho bi ết độ không no c ủa acid béo trong ch ất béo.

Nó còn có ý ngh ĩa quan trọng để đánh giá tính khô của d ầu.Dầu không khô có: ch ỉ số iodine < 95 như dầu d ừa, lạc, olive, d ầu cọ, thầu

d ầu...Dầu bán khô có: 95 < ch ỉ số iodine < 130 như dầu đậu nành, d ầu hướng dương,

dâu cao su, d ầu bông, d ầu mè...Dầu khô có: ch ỉ số iodine > 130 như dầu lanh, d ầu tr ẫu...

1.1.4.4 Ch ỉ số ester

Ch ỉ số ester là s ố mg KOH c ần để xà phòng hóa các glyceride có trong 1 gchất béo. Ch ỉ số này là hi ệu của ch ỉ số xà phòng hóa và ch ỉ số acid.

1.2 Sơ lượ c về cây d ừ a1.2.1 Khái quát chung [24]

Cây d ừa có tên khoa h ọc là Cocos nucifera, thu ộc bộ Arecales , họ Cau ( Arecaceae ), chi Cocos, loài C. nucifera.

Hình 1.2 Cây d ừ a









Dừa là một loại cây l ớn, thân đơn trục (nhiều khi g ọi là nhóm thân cau d ừa) cóthể cao tớ i 30 m, v ới các lá đơn xẻ thùy lông chim m ột lần, cuống và gân chính dài4 - 6 m các thùy v ớ i gân c ấ p hai có th ể dài 60 ÷ 90 cm. Cu ống lá thườ ng biến thành

bẹ d ạng lướ i ôm l ấy thân, các lá già khi r ụng để lại vết sẹo trên thân.

Dừa đượ c tr ồng ở nhiều nơi trên thế giớ i chủ yếu ở khu vực nhiệt đới, có độ ẩm cao, mưa nhiều. Các qu ốc gia tr ồng và xu ất khẩu d ừa vớ i sản lượ ng cao trên th ế giới như Indonesia, Philippines, Ấn Độ, SriLanka, Vi ệt Nam… Ở nướ c ta, d ừa đượ ctr ồng nhi ều ở khu vực Đồng b ằng Sông C ửu Long, ch ủ yếu ở các t ỉnh như Bến Tre,Trà Vinh, Ti ền Giang, Kiên Giang... B ến Tre là t ỉnh tr ồng d ừa lớ n nh ất cả nướ c, lànơi dừa đượ c tr ồng tập trung, được sơ chế, chế biến và kinh doanh các s ản ph ẩm từ d ừa theo quy mô công nghi ệ p.

Dừa đượ c ứng d ụng nhi ều trong khoa h ọc và đờ i sống, đặc biệt ở tất cả các bộ

phận của cây:Cơm dừa tr ắng trong th ịt quả đượ c sử d ụng làm th ực phẩm ở d ạng tươi hay

sấy khô, cơm dừa khô là nguyên li ệu sản xuất d ầu d ừa.

Nướ c trong qu ả d ừa có ch ứa các ch ất nhưđườ ng, đạm, chất chống oxy hóa , cácvitamin và khoáng ch ất, là ngu ồn thực phẩm bổ dưỡ ng, đượ c dùng làm nướ c giải khát tại nhiều vùng nhi ệt đới. Nướ c d ừa là vô trùng khi qu ả d ừa chưa đượ c bổ ra, có th ể dùng làm dung d ịch truyền t ĩnh mạch. Nướ c d ừa còn là nguyên li ệu để sản xuấtthạch d ừa.

K ẹo d ừa là món đồ ngọt thông d ụng tại Việt Nam, nguyên li ệu chính là nướ ccốt d ừa cô đặc pha hương vị lá d ứa, sầu riêng ho ặc chocolate.

Ngoài ra, các b ộ phận của cây d ừa còn là nguyên li ệu để sản xuất các sản phẩm thực phẩm, hàng gia d ụng và nhi ều sản phẩm có giá tr ị kinh t ế khác.

1.2.2 Thành ph ần hóa h ọc của d ầu dừ a [25] [26]

Dầu d ừa chứa khoảng 92% triglyceride c ủa acid béo no và 8% triglyceride c ủaacid béo không no. D ầu d ừa có nhi ệt độ nóng ch ảy 24 oC, có màu vàng nh ạt, mùiđặc trưng của d ừa. Dầu d ừa tinh luy ện sẽ trong su ốt, không v ị, không mùi. Ngoài

triglyceride, d ầu còn ch ứa các vitamin tan trong d ầu như A, E, D. Đặc biệt, vitaminE trong d ầu d ừa là ch ất chống oxy hóa giúp duy trì c ấu trúc và ch ức năng của tế bào,cũng như bảo vệ d ầu d ừa chống ôi.









Hình 1.3 D ầu d ừa chưa tinh luyện và d ầu dừ a tinh luy ện

Một số ch ỉ tiêu đánh giá chất lượ ng d ầu d ừa theo tiêu chu ẩn APCC ( Asian andPacific Coconut Community) và thành ph ần các acid béo có trong d ầu d ừa đượ ctrình bày ở Bảng 1.1 và B ảng 1.2.

Bảng 1.1 M ột số ch ỉ tiêu đánh giá chất lượ ng d ầu dừ a theo tiêu chu ẩn APCC

STT Ch ỉ tiêu Giá tr ị

1 Ch ỉ số chiết quang ở 40o

C 1,4480 ÷ 1,44922 Độ ẩm (% tr ọng lượ ng) 0,1 ÷ 0,53 Tạ p chất không hòa tan (% kh ối lượ ng) 0,054 Ch ỉ số xà phòng hóa (mg KOH/g m ẫu) 250 ÷ 2605 Ch ỉ số Iodine (g I 2/100g m ẫu) 4,1 ÷ 116 Chất không xà phòng hóa (% kh ối lượ ng) 0,5 ÷ 0,57 Tỷ tr ọng ở 30 oC 0,915 ÷ 0,9208 Ch ỉ số acid (mg KOH/g d ầu) 0,5

Bảng 1.2 Thành ph ần các acid béo có trong d ầu dừ a theo tiêu chu ẩn APCC

STT Acid béo Hàm lượ ng (%)Acid béo m ạch carbon no

1 C 6:0 Caproic acid 0,4 ÷ 0,62 C 8:0 Caprylic acid 5 ÷ 103 C 10:0 Capric acid 4,5 ÷ 84 C12:0 Lauric acid 43 ÷ 535 C 14:0 Myristic acid 16 ÷ 216 C 16:0 Palmitic acid 7.5 ÷ 107 C 18:0 Stearic acid 2 ÷ 4

Acid béo m ạch carbon không no8 C 18:1 Oleic acid 5 ÷ 109 C 18:2 Linoleic acid 1 ÷ 2,5

10 C 18:3 Linolenic acid – C 24:1 Nervonic acid < 0,5









Đầu k ỵ nướ cĐầu ưa nướ c

1.2.3 Ứ ng d ụng của d ầu dừ a [11] [23]

Dầu d ừa chứa hàm lượ ng acid béo bão hòa cao nên d ầu d ừa có độ bền oxy hóacao hi ếm khi b ị ôi . Do đó, dầu d ừa đượ c sử d ụng r ộng rãi trong công nghi ệ p thực

phẩ

m trong các sả

n phẩ

m như

sữ

a cho tr ẻ

, bánh k ẹ

o, kem, chocolate…

Trong y h ọc, d ầu d ừa đượ c sử d ụng trong kh ẩu phần ăn giúp ích cho bệnhnhân ti ểu đườ ng (Garfinkel, 1992), ch ống tăng cholesterol trong máu (Enig, 1996and Dayrit, 2001), ch ống ung thư đại tràng và ung thư vú (Brod, 1998), giúp ngănngừa nguy cơ mắc bệnh tim m ạch (Enig, 1999).

Trong m ỹ phẩm, d ầu d ừa đượ c sử d ụng làm n ền lotion cho các s ản phẩm m ỹ phẩm như xà phòng thiên nhiên, d ầu gội thiên nhiên, d ầu dưỡ ng tóc, d ầu massage …

Dầu d ừa có ch ứa hàm lượ ng myristic acid cao, k ết hợ p vớ i isopropyl myristate đượ csử d ụng như là phụ gia trong nhi ều sản ph ẩm mỹ phẩm. Lauric acid trong d ầu d ừacũng là một thành ph ần trong kem đánh răng.

Trong t ổng hợ p hữu cơ, dầu d ừa còn đượ c sử d ụng để tổng hợp CHĐBM. Cácmạch hydrocarbon trong phân t ử triglyceride s ẽ là ph ần k ỵ nướ c trong phân t ử CHĐBM và chỉ cần một số biến đổi cấu trúc để gắn đầu ưa nướ c vào m ạchhydrocarbon thì phân t ử CHĐBM mong muốn sẽ đượ c tạo thành. D ầu d ừa còn đượ cd ùng để tổng h ợ p diesel sinh h ọc và d ầu nh ờ n sinh h ọc. Diesel sinh h ọc đượ c tổnghợ p d ựa trên ph ản ứng transester hóa gi ữa d ầu d ừa và methanol v ớ i xúc tác KOH.Tiếp đó, sản phẩm methyl ester và trimethylolpropane s ẽ đượ c transester hóa v ớ ixúc tác CH 3ONa để tạo thành d ầu nhờ n sinh h ọc.

1.3 T ổng quan v ề chất họat động b ề mặt [1] [2]

1.3.1 Khái ni ệm

Chất hoạt động bề mặt (CHĐBM) là những chất có khả năng hấp phụ tr ên b ềmặt phân chia pha, có tác dụng làm gi ảm năng lượng tự do và sức căng bề mặt phânchia pha (khí – l ỏng, lỏng – lỏng, lỏng – r ắn). Cấu trúc của một phân tử CHĐBMgồm hai phần: một phần phân cực hay còn gọi là đầu ưa nước và một phần không

phân c ực hay còn gọi là đầu kỵ nước.

Hình 1.4 C ấu trúc t ổng quát c ủa m ột phân t ử CHĐBM









1.3.2 Phân lo ại chất h ọat động b ề mặt

1.3.2.1 Ch ất hoạt động bề mặt anion

CHĐBM anion (anionic surfactant) là CHĐBM khi cho vào nướ c sẽ phân ly

thành m ột ion âm và m ột ion dương, đầu ưa nước mang điện âm. Kí hi ệu: Những ion âm này có kh ả năng hoạt động bề mặt mạnh nh ất, khả năng lấy d ầu

cao và t ạo bọt tốt. Đây là loại CHĐBM đượ c sử d ụng r ộng rãi và ph ổ biến nhấttrong gi ặt giũ, nướ c r ửa chén, là thành ph ần chính trong các s ản phẩm tẩy r ửa giad ụng và chăm sóc cá nhân. CHĐBM anion còn là tác nhân th ấm ướ t, chất nh ũ hóa,chất phân tán cho các s ản phẩm dùng trong nông nghi ệ p. Trong công nghi ệ p thực

phẩm CHĐBM anion đóng vai tr ò là ch ất nh ũ hóa cho các sản ph ẩm bánh k ẹo, bơ,sữa, đồ hộp... Tuy nhiên, các CHĐBM này bị thụ động hóa trong môi trường nướ ccứng (Ca 2+ , Mg 2+) và các ion kim lo ại nặng (Al 3+ , Fe 3+). Sau đây là một số CHĐBManion thườ ng gặ p:

- Alkylbenzene sulfonate (ABS): Đây là CHĐBM thường đượ c sử d ụng nh ất,gồm hai lo ại là ABS nhánh và ABS th ẳng. Trong đó, ABS nhánh chỉ đượ c dùngtrong s ố ít quốc gia do kh ả năng phân giải sinh h ọc chậm.

SO 3-

C CH 2CH 2

CH 3

CCCH 3

CH 3

CH 3

CH 3

CH 3

CH 3 ABS nhánh

ABS th ẳng (Linear Alkylbenzene Sulfonate-LAS): H 3C(CH 2)nC6H4SO 3-

- Parafin sulfonate (SAS: Secondary Alkyl Sulfonate): Những ch ất này có kh ả năng phân giải sinh h ọc cao, là ngu ồn sản xuất các anion. Công th ức tổng quát c ủa

parafin sulfonate như sau:

(CH 2)n CH

SO 3-

(CH 2)m CH 3CH 3

- Sulfate c ủa các alcol b ậc một (PAS: Primary Alcohol Sulfate): Các sản phẩmnày đượ c chế tạo bằng cách sulfate hóa các alcol béo v ớ i hỗn hợ p không khí/SO 3 theo ph ản ứng sau:

ROH + SO 3 ROSO 2 OH









- Alkyl ether sulfate (LES: Lauryl Ether Sulfate): Lo ại CHĐBM này thườ ngđượ c sử d ụng trong nướ c r ửa chén, d ầu gội đầu…

RO(CH 2CH 2O) nSO 3- vớ i R = Lauryl

- Sulfosuccinate: Đây là các bán ester (hemiester) của succinic acid có hainhóm anion là carboxylic và sulfonic, có công th ức tổng quát như sau:

SO 3-

ROCOCHCH 2COO -

- Alkyl isethionate: Công th ức hóa h ọc của chúng như sau:

ROCOCH 2CH 2SO 3- vớ i R = Cocoyl

- Methyl ester sulfonate (MES): Công th ức hóa h ọc như sau:

SO 3-

RCHOCOCH 3

- Xà phòng là h ợ p chất có công th ức hóa h ọc là: RCOONa , trong đó R là gốchydrocarbon c ủa acid béo.

1.3.2.2 Ch ấ t hoạt động b ề mặt cation

Chất hoạt động bề mặt cation là CHĐBM khi phân ly trong nướ c tạo thànhmột ion âm và m ột ion dương, đầu ưu nước mang điện dương, tạo thành các cationhoạt động bề mặt. Kí hi ệu:

Do đầu ưa nước tích điện dương nên CHĐBM cation hấ p phụ mạnh trên các bề mặt tích điện âm như tóc, vải, màng t ế bào c ủa vi khu ẩn. Do v ậy, chúng đượ c sử d ụng như chất làm m ềm vải, d ầu xả tóc và các tác nhân kháng khu ẩn. Một số CHĐBM cation thườ ng gặ p:

Nhóm các mu ối ammonium b ậc bốn trong đó nitrogen n ối tr ực tiế p vớ i nhómk ỵ nướ c:

- Muối alkyl trimethyl ammonium:

N

CH3CH 3XR

CH 3

- Muối dialkyl dimethyl ammonium:









N

CH 3

CH 3XR

R

- Muối alkyl benzyl dimethyl ammonium:

N

CH 3

CH 3XR

CH 2C6H5

- Muối ethoxylate alkyl dimethyl ammonium:

N

CH 3

CH 3XR

(OCH 2CH 2)n H

Nhóm cation đặt trong vòng:

- Muối alkyl pyridinium:

NR X

- Muối alkyl morpholinium:

NH OXR

Chất hoạt động bề mặt cation không nitrogen:

- Muối sulfonium:

R S CH 3X

CH 3

- Muối phosphonium:

R P CH 3X

CH3

CH 3

Chất hoạt động bề mặt dication:

- Muối diamonium b ậc 4:









CHĐBM cation - esterquat: Esterquat là ch ất làm m ềm vải sợ i và gi ảm khả năng bám dính của vết bẩn trên v ải, ngoài ra nó còn là ch ất diệt khu ẩn thân thi ệnvới môi trườ ng. Chính vì có nhi ều ứng d ụng nên CHĐBM cation ngày càng giữ vaitrò to l ớ n trong ngành công nghi ệ p d ệt, y tế …

NH OO

O

O

HO

X

Esterquat, v ớ i X = Cl -, CH 3SO 3-

Cetyl pyridinium chloride (CPC): Là m ột chất khử trùng hi ệu quả trongviệc ngăn ngừa mảng bám r ăng và làm giảm viêm nướ u. CPC có trong m ột số loạinướ c súc mi ệng, kem đánh răng, thuốc x ịt chống viêm h ọng và thu ốc x ịt mũi. Ngoàira, CPC c ũng đượ c sử d ụng như là một thành ph ần trong thu ốc tr ừ sâu.

N

CH 3

Cl

Benzethonium chloride (BZT): Benzethonium chloride là ch ất khử tr ùng vàchống nhiễm khuẩn. Nó c ũng được tìm thấy trong mỹ phẩm và các s ản phẩmvệsinh cá nhân, ch ất làm ẩm và là ch ất kháng khuẩn trong thuốc sát tr ùng.

NO

O

Cl









1.3.2.3 Ch ấ t hoạt động b ề mặt không ion

CHĐBM không ion là CHĐBM có nhóm phân cực không b ị ion hóa trongdung d ịch nướ c. Cấu trúc c ủa CHĐBM không ion gồm có ph ần ưa nướ c chứanhữ

ng nguyên tử

oxygen, nitrogen hoặ

c sulfur không ion hóa (có thể

là nhómalcohol và ester) và ph ần k ỵ nướ c là m ạch hydrocarbon dài.Kí hiệu:

CHĐBM không ion không bị ion hóa nên không tích điện, do đó ít bị ảnhhưở ng bởi nướ c cứng và pH c ủa môi trường. Tuy nhiên CHĐBM loại này v ẫn cókhả năng tạo phức vớ i các ion kim lo ại nặng, êm d ịu vớ i da, l ấy d ầu ít, tạo bọt kém,thường đượ c dùng trong nh ững chất tẩy r ửa cho máy r ửa chén và gi ặt giũ. Một số CHĐBM không ion thườ ng gặ p:

- Akylphenol Ethoxylate (APE): C 6H4(OC 2H4)nOH

- Alcohol Ethoxylate (AE): R(OC 2H4)nH

- Alkyl polyglucoside (APG)

O

CH 2OH

OH

OHOOH

Octyl glucoside

OO CH 2

CH 2OH

O

OH

OHO

OO

OH

OHH

H

Lauryl diglucoside

OOHn

Lauryl alcohol ethoxylate









1.3.2.4 Ch ất hoạt động bề mặt lưỡng tính

CHĐBM lưỡ ng tính (switterionic surfactant, amphoteric surfactant) làCHĐBM có chứa cả nhóm anion và cation trong đầu ưa nướ c. Chúng có kh ả năngchuy

ể

n thành anion, cation hoặ

c không ion trong dung d ị

ch phụ

thuộ

c vào pH củ

amôi trườ ng. Kí hiệu:

Trong môi trường acid, đầu ưa nướ c thể hiện vai trò là cation nên chúng s ẽ cótính ch ất của CHĐBM cation. Trong môi trườ ng kiềm, đầu ưa nướ c thể hiện vai tròlà anion nên chúng s ẽ có tính ch ất của CHĐBM anion. Ở khoảng pH trung tính, đầuưa nướ c thể hiện vai trò là ion l ưỡng tính nên chúng đượ c gọi là CHĐBM lưỡ ngtính.

CHĐBM lưỡng tính tương hợ p tốt với các CHĐBM khác. Chúng đượ c sử d ụng phổ biến trong các s ản phẩm tẩy r ửa toilet, d ầu gội đầu tr ẻ em, sản phẩm tẩy

r ửa hàng ngày và xà phòng.Imidazoline và betain là các CHĐBM lưỡ ng tính ph ổ biến, đặc biệt là betain

thường đượ c sử d ụng nh ất.- Alkyl amidol propyl betain:

(CH 2)3 N CH 2CHCH 2SO 3-

CH 3

CH 3

OH

RCONH

- Alkyl amino propyl sulfobetainSulfonate betain:

R N

CH 3

CH 3

CH 2CHCH 2SO3-

OH

- Sulfonate betainBetain ethoxy:

R N

C2H4OH

CH 2COO -

C2H4OH









1.3.3 Tính ch ất vật lý c ủa ch ất họat động b ề mặt

1.3.3.1 N ồng độ micelle t ớ i hạn (Critical Micelle Concentration, CMC)

Nồng độ micelle t ớ i hạn là nồng độ mà tại đó các phân tử CHĐBM bắt đầu tạo

thành đám hay còn gọi là micelle.Micelle là m ột tậ p hợ p tr ật tự của các phân t ử CHĐBM đượ c hình thành t ại

nồng độ tớ i hạn của CHĐBM – Micelle có th ể là hình c ầu, hình tr ụ, hình l ớ pmỏng… tùy thu ộc điều kiện hình thành.

Hình 1.5 Các d ạng h ạt micelle

1.3.3.2 Điể m Kraft

Điểm Kraft là nhi ệt độ mà tại đó nồng độ CHĐBM bằng n ồng độ micelle t ớ ihạn. Khi đạt đến nhiệt độ này, m ột lượ ng lớn CHĐBM sẽ đượ c phân tán trong dungd ịch ở d ạng micelle. Như vậy, ở nhiệt độ thấp hơn điểm Kraft, độ tan của CHĐBMkhông đủ lớn để hình thành micelle. Khi nhi ệt độ tăng, độ tan của CHĐBM tăng.Khi nhi ệt độ đạt đến điểm Kraft, micelle đượ c hình thành trong dung d ịch CHĐBM.

1.3.3.3 Điểm đục

Điểm đục là nhi ệt độ mà t ại đó độ hòa tan c ủa CHĐBM không tăng lên đượ cnữa. Điểm đục được đo trong dung dịch nướ c chứa 1% CHĐBM. Điểm đục daođộng từ 0oC - 100 oC là đặc trưng của CHĐBM không ion. CHĐBM anion dễ tantrong nước hơn CHĐBM không ion nên thường có điểm đục cao hơn 100oC.

1.3.3.4 Ch ỉ số calcium ch ấ p nh ận

Ch ỉ số này đo độ cứng tối đa của nước mà CHĐBM vẫn còn hi ệu lực trongchức năng tẩy r ửa. Ch ỉ số này càng l ớn, CHĐBM càng có kh ả năng tẩy r ửa trongnướ c cứng. Ch ỉ số calcium ch ấ p nhận được xác định bằng cách chu ẩn độ 50 mLdung d ịch chứa 0,05% CHĐBM vớ i dung d ịch calcium acetate 1%.









1.3.3.5 Cân b ằng ưa nướ c - k ỵ nướ c (Hydrophilic Lipophilic Balance)

Cân b ằng ưa nướ c - k ỵ nướ c là sự cân b ằng tương ứng giữa phần ái nướ c và phần k ỵ nướ c của phân t ử CHĐBM gọi là HLB. Khi HLB tăng, CHĐBM càng dễ

tan trong nướ c, HLB gi

ả

m thì CHĐBM dễ

tan trong d ầ

u. Mố

i liên hệ

giữa độ

hòatan của các CHĐBM với HLB đượ c trình bày ở Bảng 1.3.

Bảng 1.3 M ối liên h ệ giữa độ hòa tan c ủa các CHĐBM vớ i HLB

Tính ch ất Giá tr ị HLB

Không phân tán trong n ướ c

Ít phân tán trong nướ c

Phân tán như sữa sau khi l ắc

Phân tán như sữa bền

Phân tán t ừ trong m ờ đến trong

Trong hoàn toàn

1 - 3

3 - 6

6 - 8

8 - 10

10 - 13

> 13

Giá trịHLB có th ể đượ c tính t ừ công th ức phân t ử của CHĐBM theo côngthức Griffin:

HLB = 20 × M h/M

Trong đó:Mh: khối lượ ng phân t ử nhóm ưa nướ c trong phân t ử CHĐBM. M: kh ối lượ ng phân t ử CHĐBM.

Theo phương pháp này thì giá tr ị HLB dao độ từ lớn hơn 0 đến dướ i 20.

Giá tr ị HLB còn được xác định theo công thức của Davies:

HLB = 7 + (HLB c ủa các nhóm ưa nướ c) – (HLB c ủacác nhóm k ỵ nước)

Giá tr ị HLB của các nhóm ưa nước và các nhóm k ỵ nước cho trong Bảng 1.4.

Ngoài ra, các ester c ủa acid béo và polyhydric alcohol có giá tr ị HLB được

tính toán theo công th ức sau: HLB = 20 × (1 - S/A)

Trong đó: S: ch ỉ số xà phòng hóa c ủa ester. A: ch ỉ số acid của chất béo.









Trong th ực tế, nếuch ỉ số xà phòng hóa c ủa ester từ acid béo tương ứng khôngđo được thì giá tr ị HLB được tính theo công thức:

HLB = (E + P)/5

Trong đó: E: phần trăm khối lượng oxyethylene chứa trong hợp chất. P: phần trăm khối lượng alcoholpolyhyric (polyol) ch ứa trong hợp chất.

B ảng 1.4 Giá trị HLB của các nhóm ưa nước vá các nhóm kỵ nước

Các nhóm ưa nước HLB Các nhóm k ỵ nước HLB

-SO 4 Na

-SO 3 Na

-N +(CH 3)(CH 2CH 2OH) 2

-COOK

-COONa

-SO 3H

-CONH 2

Amine b ậc 3

Amine b ậc 4

Ester (vòng sorbitol)

Ester (t ự do)

-COOH

-OH (t ự do)

-O-

-CH2CH

2OH

-OH (vòng sorbitol)

38,7

37,4

24,9

21,1

19,1

11,0

9,6

9,4

9,4

6,8

2,4

2,1

1,9

1,3

0,95

0,5

vòng benzene

-CF 2-

-CF 3

=CH-

-CH 2-

-CH 3

-(CH 2CH 2O)-

-(CH 2CH 2CH 2O)-

1,662

0,87

0,87

0,475

0,475

0,475

0,33

0,15









1.3.4 Các tính ch ất đặc trưng của chất hoạt động bề mặt

1.3.4.1 Kh ả năngt ẩ y r ử a

Khả năngtẩy r ửa của CHĐBM là khả năng của đầu ưa dầu quyện vào các ch ất

bẩn có g ốc d ầu, còn đầu ưa nướ c thì n ằm trong nước. Trong trườ ng hợ p có s ự tạomicelle thì các h ạt d ầu chui vào micelle và do đó bị lôi cuốn ra kh ỏi quần áo hay v ậtliệu tẩy r ửa.

CHĐBM làm giảm sức căng bề mặt của nướ c. Vì v ậy dung d ịch xà phòng d ễ thấm ướ t vải sợ i và ng ấm vào mao qu ản của vải sợ i bẩn, trong khi đó nướ c tinhkhiết không th ể thấm vào mao qu ản đó đượ c vì nướ c có sức căng bề mặt cao. M ặtkhác, dung d ịch xà phòng d ễ tạo bọt do đó một phần chất bẩn sẽ tách vào b ọt, nhấtlà những hạt bẩn thấm ướ t kém s ẽ dính vào b ọt khí gi ống như quá trình tuy ển nổikhi làm giàu qu ặng. Kh ả năng tẩy r ửa đượ c tính theo công th ức sau:

Trong đó R w: ch ỉ số phản xạ của vải bẩn đã đượ c tẩy r ửa.R s: ch ỉ số phản xạ của vải bẩn trướ c khi t ẩy r ửa.R o: ch ỉ số phản xạ của vải mới ban đầu.

1.3.4.2 Kh ả năng tạo nh ũ

Nhũ tương là một loại hệ phân tán cao c ủa hai ch ất lỏng mà thông thườ ngkhông phân tán đượ c vào nhau.

Nhũ tương thườ ng không b ền, sau m ột thờ i gian các h ạt pha phân tán k ết hợ pthành h ạt to hơn rồi từ từ phân thành hai l ớ p: lớp nướ c (W) và l ớ p d ầu (O). Do đó,để làm b ền nh ũ tương phải cần đến thành ph ần thứ ba đó là chất nh ũ hóa. Chất nh ũhóa thường đượ c sử d ụng là ch ất hoạt động b ề mặt. Khả năng tạo nh ũ của CHĐBMlà khả năng hấ p phụ lên b ề mặt phân chia pha và làm gi ảm sức căng bề mặt giữa các pha ngăn trở việc tách ra các thành ph ần riêng l ẻ trong h ỗn hợ p. Vì các phân t ử nướ c ch ỉ tạo liên k ết hydro trong khi các phân t ử d ầu ch ỉ tạo các liên k ết Van der

Waals. Ph ần phân c ực của CHĐBM có thể tạo liên k ết hydro và liên k ết vớ i cácchất lỏng ưa nướ c hoặc nướ c; trong khi ph ần không phân c ực của phân t ử CHĐBMsẽ tạo liên k ết Van der Waals và liên k ết vớ i các ch ất k ỵ nướ c. Những hạt nhỏ tronghệ nhũ tương phản xạ ánh sáng khi có tia sáng r ọi vào. K ết quả là hỗn hợ p nh ũtương thườ ng có màu xám m ờ hoặc tr ắng đục.

(R w – R s)

(R o – R s) Khả năng tẩy r ửa = × 100%









1.3.4.3 Kh ả năng tạo bọt

Bọt ch ỉ là hệ phân tán khí v ớ i hàm lượ ng khí r ất lớ n. Khả năng tạo bọt củaCHĐBM là khả năng tậ p hợ p liên di ện không khí - nướ c và làm gi ảm sức căng bề mặt. Thông thườ

ng phân tử CHĐBM bị

hấ

p phụ

ở

liên diệ

n không khí – chấ

t lỏ

ngkhi bọt khí hình thành trong phân t ử CHĐBM.

1.3.4.4 Kh ả năng tạo huyề n phù

Huyền phù là m ột hệ lơ lửng các h ạt r ắn trong ch ất lỏng. Kh ả năng tạo huyền phù c ủa CHĐBM là khả năng ngăn các hạt k ết dính l ại vớ i nhau. Trong quá trìnhtẩy r ửa, CHĐBM phân tán đều trong nước ngăn cản không cho ch ất bẩn bám vào b ề mặt của vật đã tẩy r ửa.

1.3.4.5 Kh ả năng thấm ướ t

Hiện tượ ng thấm ướ t là sự thay th ế một lưu chất trên b ề mặt một lưu chất khác.Thông thườ ng sự thấm ướ t áp d ụng cho s ự thay th ế không khí trên b ề mặt chất r ắnhay lỏng bằng nướ c hay dung d ịch nước. Như vậy, hiện tượ ng thấm ướ t cũng liênhệ đến bề mặt và các liên di ện. Vì n ướ c cũng có sức căng bề mặt cao nên r ất khótr ải ra trên b ề mặt các ch ất r ắn cộng hóa tr ị có sức căng bề mặt bé hơn. Thêm mộtCHĐBM thích hợp vào trong nướ c có tác d ụng làm thay đổi sức căng bề mặt của hệ thống vì v ậy tạo điều kiện thuận lợ i cho s ự thấm ướ t.

Hiện tượ ng thấm ướ t có nhi ều ứng d ụng trong k ỹ thuật sơn, nhuộm, tẩy tr ắng,các ch ất diệt sâu b ọ, diệt ký sinh trùng (vì b ề mặt lá, lông động vật có tính k ỵ nướ c).

1.3.5 Ứng dụng

Nhờ có cấu trúc g ồm đầu ưa nước và đuôi kỵ nướ c cùng t ồn tại trong m ột phân t ử nên CHĐBMcó các tính ch ất đặc biệt hữu ích. Chúng đượ c dùng v ớ i nhiềuvai trò nh ư chất tạo nh ũ, chất phân tán, ch ất tẩy r ửa, chất tạo bọt, chất chống ăn mòn,chất điều ch ỉnh bề mặt, chất tăng độ tan, ch ất diệt khu ẩn hay các tác nhân t ạo độ ẩm.

1.3.5.1 Ứng dụng trong các s ản phẩm l àm m ềm vải

Các ch ất làm m ềm vải đượ c sử d ụng v ớ i mục đích cải thiện tình tr ạng sợ i vảitr ở nên thô c ứng sau nhi ều lần giặt vớ i các sản ph ẩm tẩy giặt đơn thuần. Sản phẩmlàm m ềm vải đầu tiên là DSDMAC (distearyl dimethyl ammonium chloride). Nh ờ đặc tính tích điện dương nên DSDMAC hấ p phụ mạnh lên s ợi tơ, làm giảm điệntích của vải, giúp v ải trơn bóng và dễ ủi. Tuy v ậy, nhược điểm của DSDMAC làkhó phân h ủy sinh h ọc và không tan trong nướ c. Vì v ậy, esteramine th ế bốn lần









(esterquat) có tính thân thi ện hơn với môi trườ ng và kh ả năng phân hủy sinh h ọc tốthơn, đã nhanh chóng đượ c các nhà s ản xuất đưa ra thay thế cho DSDMAC.

1.3.5.2 Ứng dụng trong công nghiệp xây dựng

Chất chống thấm phổ biến trên th ị trườ ng là dung d ịch Radcon 7. Dung d ịchnày đượ c giớ i thiệu là trên cơ sở thuỷ tinh lỏng k ết hợ p với các CHĐBM nhằm nângcao hi ệu quả thấm sâu c ủa dung d ịch vào trong lòng v ữa và bê tông.

CHĐBM thường đượ c sử d ụng trong các h ệ sơn nhũ tương và trong công thứcsơn, ngườ i ta có th ể dùng CHĐBM như là chất tr ợ phân tán giúp phân tán b ột màuvào sơn. Ngoài ra nó làm tăng độ tan, điều ch ỉnh b ề mặt, chống nhi ễm t ĩnh điện vàchống ăn mòn.

1.3.5.3 Ứng dụng trong các sản phẩm tẩy rửa

Xà phòng là ch ất tẩy r ửa đầu tiên đượ c giớ i thiệu và s ản xuất thương mại vàothế k ỷ XIII và đến nay v ẫn có giá tr ị ứng d ụng nh ất định. Tuy nhiên, t ừ năm 1940chất tẩy r ửa tổng hợp ra đờ i mở ra sự biến đổi lớ n cho công nghi ệ p sản xuất sản

phẩm tẩy r ửa. CHĐBM là thành phần cơ bản của tất cả các sản phẩm tẩy r ửa nhưnướ c r ửa chén, d ầu gội, xà bông t ắm, nướ c tẩy r ửa gia d ụng, bột giặt…Vai trò c ủachúng là l ấy đi các vết bẩn và nh ững ch ất lơ lửng trong nước để ngăn cản sự tái bámcủa chúng.

CHĐBM Linear Alkyl Sulfate (LAS) có trong các sản phẩm tẩy giặt, nướ c r ửachén và nướ c r ửa tay. Chúng k ết hợ p vớ i một alkyl eter sulfate để tạo bột giặt (cókhả năng nhũ hóad ầu mỡ và tạo bọt cao).

CHĐBM Alkyl diphenyloxide disulphonate (ADPODS) có tính hòa tan cao,độ nhớ t thấ p và t ẩy r ửa tốt, có trong thành ph ần bột giặt.

CHĐBM Sodium Cocyl Isethonate(SCI) có tính t ẩy r ửa tốt, ngay c ả khi cómặt xà phòng cùng hi ện diện (đây là đặc tính mà các CHĐBM anion khác khôngcó). Sau khi r ửa xà phòng, da b ị khô do ch ất nhờ n b ị lấy hết, thì vớ i sự k ết hợ p củaSCI da sau khi r ửa mềm mượt hơn.

1.3.5.4 Ứng dụng trong những sản phẩm sát tr ùng

Tẩy trùng cho qu ần áo.

Tiệt trùng chén bát, ly tách.

Tiệt trùng các d ụng cụ y khoa và sát trùng da trướ c khi ph ẫu thuật.

Làm ch ất diệt khuẩn trong công ngh ệ thuộc da.









1.3.5.5 Ứng dụng trong dệt nhuộm và công nghi ệp in

Trong giai đoạn hoàn t ất vải, CHĐBM có tác dụng giữ ẩm, hấ p phụ lên xơ sợ ilàm gi ảm ma sát gi ữa các s ợ i làm cho v ải mềm hơn.

Trong công nghi ệ p sản xuất mực in, thành ph ần của chất liên k ết phải có ch ứamột lượ ng thích h ợp CHĐBM để ổn định pigment và ch ất độn.

1.3.5.6 Ứng dụng trong môi trường

Trước đây người ta thườ ng dùng HNO 3 để oxy hóa các kim lo ại có trong đấtcát. Phương pháp này khá tốn kém, m ất nhiều thờ i gian và c ũng không thật sự antoàn. Ngườ i ta c ũng có thể áp d ụng các ch ất tạo chelate kim lo ại như EDTA để liênk ết kim lo ại trong đất. Tuy nhiên, EDTA không nh ững không d ễ bị phân h ủy sinhhọc mà b ản thân nó c ũng độc.

Giải pháp m ớ i do các nhà khoa h ọc Mỹ đưa ra là sử d ụng các CHĐBM sinhhọc không có độc tính. CHĐBM sinh h ọc này không nh ững có ưu điểm là tạo đượ cliên k ết vớ i kim lo ại trong đất mà còn phân h ủy sinh h ọc nhanh hơn so vớ i EDTA.

Các ch ất tẩy r ửa loại bỏ d ầu mỡ từ vải sợ i nhờ ái lực liên k ết giữa d ầu mỡ vàCHĐBM. Tương tự như vậy, m ột số CHĐBM cũng có tác dụng liên k ết và lo ại bỏ các kim lo ại từ đất.

Trong trườ ng hợ p xử lý đất nhiễm kim lo ại, các CHĐBM là các anion mangđiện tích âm nên s ẽ tạo thành liên k ết ion v ớ i các kim lo ại mang điện tích dương.Liên k ết này m ạnh hơn liên kết giữa kim lo ại với đất, nhờ đó các kim loại nhiễmđộc sẽ đượ c tách ra kh ỏi đất và đượ c loại bỏ cùng dung d ịch CHĐBM.

1.4 Sơ lược về monoglyceride [1] [19] [20] [21] [22]

1.4.1 Gi ớ i thi ệu chung

Monoglyceride (hay monoacylglycerol) là glyceride bao g ồm một mạch acid béo liên k ết cộng hóa tr ị vớ i một phân t ử glycerol qua liên k ết ester.Monoacylglycerol có th ể đượ c chia thành 2 nhóm: 1-monoacylglycerol và2-monoacylglycerol, ph ụ thuộc vào v ị trí liên k ết trên glycerol.

H2CHC

OCOR OH

H2C OH

H2CHC

OHOCOR

H2C OH

1-Monoglyceride 2-Monoglyceride R: là gốc hydrocarbon c ủa acid béo.









Vớ i cấu trúc này, monoglyceride còn có hai nhóm hydroxyl t ự do trên khungsườ n glycerol, do v ậy, không ch ỉ bản thân monoglyceride được dùng như CHĐBMmà nó còn có th ể đượ c biến đổi cấu trúc để tổng hợ p ra các CHĐBM hữu ích khác.

1.4.2

Các phương pháp tổng hợp monoglyceride

1.4.2.1 Ester hóa tr ực tiếp glycerol với các acid béo

Monoglyceride sinh ra t ừ con đườ ng ester hóa tr ực tiế p glycerol v ớ i acid béoqua ph ản ứng:

RCOOH +

OH

OH

OH

H+OCOR

OH

OH+ H 2O

Tuy nhiên, xu ất hiện đồng th ờ i vớ i phản ứng hình thành monoglyceride là

phản ứng tạo ra diglyceride:

RCOOH +

OCOR

OH

OH

OCOR

OH

OCOR + H 2O

Chính ph ản ứng này làm gi ảm đi nồng độ monoglyceride nhưng không thể

tránh được trong phương pháp này vì chúng x ảy ra cùng lúc.Ester hóa carboxylic acid là quá trình tách n ướ c giữa acid và alcohol để tạo

thành ester. Xúc tác cho ph ản ứng này thườ ng là các acid m ạnh như: H2SO 4, H 3PO 4,

p -TsOH,… Ph ản ứng ester hóa có tính thu ận ngh ịch, chi ều thuận đượ c xúc tác b ằngacid m ạnh như H2SO 4 đậm đặc, còn ph ản ứng thủy phân (chi ều ngh ịch) có th ể xúctác bằng acid hay ba se (trườ ng h ợ p thủy phân b ằng base còn đượ c gọi là ph ản ứngxà phòng hóa).

Phản ứng ester hóa carboxylic acid có th ể tiến hành không c ần xúc tác, tuynhiên nó x ảy ra tương đối chậm và để đạt đượ c vận tốc tương đối cần nhiệt độ cao(200-300 oC). Cơ chế tổng quát c ủa phản ứng ester hóa như sau:









OHR

O+ H +

OHR

OH

+- H 2O

+ R'OH R C

OH

OH

O HR'+

R C

OH

OH 2

OR'

+

OR'R

OH+

- H +

OR'R

O

. .

. .

. .

:. .

1.4.2.2 Transester hóa glycerol v ới các ester của acid béo

Phản ứng transester hóa là ph ản ứng giữa ester v ớ i alcohol để tạo thành estermớ i và alcohol m ới. Phương tr ình ph ản ứng:

RCOOCH 3 +

OH

OH

OH

OCOR

OH

OH+ CH 3OH

xt

Xúc tác cho ph ản ứng này thườ ng là: acid (H 2SO 4, p-TsOH,...), base (KOH, NaOH, CH 3ONa,…), zeolite (MgO, Li/MgO,..). Ngoài ra vi ệc dùng xúc tácenzyme c ũng đang ngày càng ph ổ biến vì nó đem lại hiệu suất r ất cao kho ảng hơn90%, l ại thân thi ện với môi trườ ng. Một số loại enzyme đượ c dùng trong quá trìnhtổng hợ p này là: chromobacterium viscosum, pseudomonas fluorescens, mucormiehei, lipozyme,… Đặc biệt ngườ i ta c ũng có thể dùng d ịch chi ết protein khoai tâynhư là enzyme xúc tác. Cơ chế của phản ứng transester hóa t ổng quát như sau:

Vớ i xúc tác là base:

ROH + B RO - + BH +

OR'

C

R

O+ R"O -

O-

C OR"R

OR'O-

C OR"R

OR'OR"

CR

O

+ R'O -

R'O - + BH + R'OH + B









Vớ i xúc tác là acid:

OR'

C

R

O+ H +

OR'C

R

OH+

OR'C

R

OH

+

+ R"OH

R C

OH

O

R'O

R"

H

+- H +

- R'OHOR"C

R

O

:. .

1.4.2.3 Transeter hóa glycerol v ới dầu thực vật và mỡ động vật

Thành ph ần chính trong d ầu thực vật và m ỡ động vật là triglyceride, ch ất nàycó kh ả năng tham gia phản ứng transester hóa v ới glycerol để tạo thànhmonoglyceride. Phương tr ình ph ản ứng như sau:

Phản ứng này có chi phí th ấ p hơn so vớ i phản ứng ester hóa gi ữa acid béo vàglycerol đã đượ c bảo vệ hai nhóm hydroxyl, b ở i vì acid béo có giá thành cao h ơn sovớ i triglyceride.

1.4.2.4 B ảo vệ nhóm hydroxyl của glycerol

Để tránh v ấn đề tạo thành các s ản phẩm phụ diglyceride hay triglyceride t ừ các phương pháp tổng hợp trên, người ta đã tìm cách b ảo vệ nhóm hydroxyl c ủaglycerol để đảm bảo ch ỉ tạo ra sản phẩm monoglyceride.









OH

OH

OH

(CH 3)2COO

O CH 3

CH 3

OH

RCOCl, RCOOH

hay RCOOCH 3

O

O CH 3

CH 3

OCOR

H3BO 3 B(OCH 3)3

OB(OCH 3)2

OB(OCH 3)2

OCOR

H2OOH

OH

OCOR

1-Monoglyceride Sơ đồ1 Quy trình t ổng hợp 1-monoglyceride

Ngoài ra, monoglyceride c ũng được tổng hợp theo sơ đồ sau:

Sơ đồ2 Quy trình t ổng hợp 1-monoglyceride và 2-monoglyceride

1.4.3 Ứng dụng của monoglyceride

Monoglyceride là ch ất nhũ hóa thông dụng trongthực phẩm, thường được sửd ụng kết hợp với diglyceride. Monoglyceride còn được sử dụng để làm m ềm, giữẩm và cải thiện độ xốp cho bánh mì. Đặc biệt, monoglyceride c ũng được sử dụng đểtổng hợp CHĐBM sinh học và hóa d ẻo polymer.









1.5 CHĐBM sinh học có ngu ồn gốc từ monoglyceride [1] [4] [5] [6] [9] [10] [16] [17]

1.5.1 M ột số CHĐBMsinh h ọc tiêu bi ểu có ngu ồn gốc từ monoglyceride

1.5.1.1 Acetylated monoglyceride (AMG)

AMG là ester c ủa acetic acid v ớ i monoglyceride. Nó có tính ít t ạo nh ũ, ngoàira còn có nhi ều đặc tính khác và đượ c ứng d ụng trong nhi ều l ĩnh vực như làm lớ p

phủ ngoài trái cây, bánh pho mát, xúc xích… AMG thường được điều chế bằng phản ứng giữa monoglyceride ph ản ứng và acetic anhydride v ớ i xúc tác acid m ạnhnhư H2SO 4, HCl, ...

OCOR

OH

OCOCH 3

Acetylated monoglyceride (AMG)

Trong đó, R là gốc hydrocarbon c ủa acid béo.

1.5.1.2 Lactylated monoglyceride (LMG)

LMG là ester c ủa lactic acid v ớ i monoglyceride. Tính t ạo bọt của nó m ạnhhơn tính tạo nh ũ. Nó đượ c sử d ụng trong vi ệc làm x ố p bánh và t ạo bọt cho kem.LMG thường được điều chế bằng cách cho lactic acid ph ản ứng vớ i monoglyceridetrong s ự hiện diện của xúc tác là acid m ạnh, nhi ệt độ phản ứng không quá 170°C để tránh hi ện tượ ng lactic acid b ị caramel hóa. Tuy nhiên, trướ c khi di ễn ra sự loại

nướ c, liên k ết ester c ủa monoglyceride có th ể bị thủy phân t ạo thành các acid béo t ự do. Các ch ất này ngay sau đó sẽ hình thành ester v ớ i nhóm hydroxyl c ủa lactic acid,hình thành diglyceride. Nh ư vậy, thành ph ần sản phẩm cuối cùng ph ụ thuộc r ấtnhiều vào t ỉ lệ nướ c sinh ra và b ị loại đi.

OCOR

OH

OCOCHCH 3

OH

Lactylated monoglyceride (LMG) Trong đó, R là gốc hydrocarbon c ủa acid béo.









1.5.1.3 Tartarylated monoglyceride (TMG)

TMG là ester c ủa tartaric acid v ớ i monoglyceride. So v ớ i DATEM, TMG ítđượ c sử d ụng hơn. TMG đượ c tổng hơp bằng cách cho tartaric acid ph ản ứng vớ imonoglyceride trong s

ự

hiệ

n diệ

n củ

a xúc tác acid mạnh như

H2SO

4, HCl, …

OCOR

OH

OCOCHCHCOOH

OH

OH

Tartarylated monoglyceride (TMG)


1.5.1.4 Các ch ấ t hoạt động b ề mặt có ngu ồn gố c t ừ monoglyceride khác

- Ethoxylated monoglyceride (EMG)

Ethoxylated monoglyceride được điều chế bằng cách ethoxy hóamonoglyceride (x ử lý với khí ethylen oxide dướ i áp su ất khí quy ển) vớ i xúc táckiềm. Trong phân t ử monoglyceride, nhóm hydroxyl b ậc 1 có ho ạt tính m ạnh hơnnhóm hydroxyl b ậc 2, nhưng cả hai nhóm đều sẽ tạo thành liên k ết ether v ớ i

polymer ethylen oxide, m ặc dù ở mức độ khác nhau.

H2C OCOR

HC OH

H2C O CH 2 CH 2 O Hn

Ethoxylated monoglyceride (EMG)


- Succinylated monoglyceride (SMG)

SMG là ester c ủa succinic acid v ớ i monoglyceride. SMG không th ể hòa tantrong nướ c lạnh, có th ể phân tán trong nướ c nóng, và hòa tan trong alcohol nóng,chất béo và d ầu . SMG đượ c sử d ụng như một chất nh ũ hóa cho việc làm m ềm, xố p

trong th ực phẩm. SMG được điều chế bằng cách cho succinic anhydride ph ản ứngvớ i monoglyceride, nhi ệt độ phản ứng kho ảng 150 - 165 oC.









Sơ đồ 3 Quy trình t ổnghợp CHĐBM anion từ monoglyceride

Tron g đó, R là gốc hydrocarbon c ủa acid béo.- Monoglyceride sulfate

Monoglyceride sulfate là CHĐBM anion đượ c tổng hợ p từ d ầu d ừa nên có kh ả năng phân hủy, tạo bọt tốt. Chúng r ất tương thích vớ i da, có th ể so sánh v ớ iCHĐBM anion êm dịu như sulfosuccinate hoặc ether sulfate. V ớ i tính ch ất này nóđã sớ m đượ c sử d ụng trong d ầu gội đầu từ năm 1935, sử d ụng trong các s ản phẩmgia d ụng như chất tẩy r ửa, kem đánh răng, các sản phẩm chăm sóc cá nhân.Monoglyceride sulfate đượ c tổng hợ p từ monoglyceride theo sơ đồ sau:

H2C OCOR HC OH

H2C OH

SO 32-

SO2

H2C OCOR HC OH

H2C OSO 3H

NaOH H2C OCOR HC OH

H2C OSO 3 Na

Sơ đồ4 Quy trình t ổng hợp monoglyceride sulfate từ monoglyceride


1.5.2 T ổng hợp CHĐBM sinh học không ion có nguồn gốc từ monoglyceride

CHĐBM sinh học không ion có ngu ồn gốc từ monoglyceride đượ c tổng hợ pqua ch ất trung gian monoglyceride b ằng ph ản ứng ester hóa v ới các acid như acetic acid, lactic acid, tartaric acid, citric acid,…. Monoglyceride có th ể đượ c tổng hợ p từ nhiều con đường khác nhau như ester hóa glycerol vớ i acid béo hay transeter hóaglycerol v ớ i d ầu mỡ hoặc metyl ester.

Qui trình chung t ổng hợ p CHĐBM sinh học không ion có ngu ồn gốc từ monoglyceride đượ c thể hiện tóm t ắt qua sơ đồ sau:









Sơ đồ 5 Quy trình chung t ổng h ợ p CHĐBM sinh học không ion có ngu ồn gốctừ monoglyceride

1.5.3 Ứ ng d ụng b ảo qu ản nông s ản của CHĐBM không ion t ừ monoglyceride

Thực phẩm là m ột trong nh ững nhu y ếu phẩm không th ể thiếu trong đờ i sốnghàng ngày c ủa mọi ngườ i. Thực phẩm là ngu ồn dinh dưỡ ng duy trì cu ộc sống, bổ sung nh ững tiêu hao m ất đi trong sinh hoạt và duy trì cu ộc sống kho ẻ mạnh, pháttriển.

Thực phẩm sẽ biến đổi và gi ảm chất lượ ng theo th ờ i gian và có th ể bị hư hỏng,hoặc b ị hỏng một phần. Ở những thực phẩm không b ị nhiễm khu ẩn và n ấm, cácmen có s ẵn trong th ực phẩm, có th ể làm thay đổi các ch ất dinh dưỡ ng và phá v ỡ cácmô của phần lớ n các th ực phẩm. Tuy nhiên, các lo ại thóc, h ạt, quả hạch có th ể để đượ c nhiều năm trong điều kiện bảo quản hợ p lý. M ột trong nh ững mục đích của

bảo quản là đem đến cho ngườ i tiêu dùng nh ững sản phẩm chất lượ ng, bằng phương pháp b ảo quản sử d ụng những nguyên li ệu đượ c phép ứng d ụng trong th ực phẩm.Hiện nay con người đang đứng trướ c vấn đề an toàn th ực phẩm đặc biệt là việc sử d ụng hóa ch ất bảo quản không đượ c phép m ột cách tràn lan. Vì v ậy, việc nghiêncứu sử d ụng những ch ất bảo qu ản có ngu ồn gốc sinh h ọc an toàn v ới ngườ i và môitrường đang được đầu tư và đẩy mạnh. Hi ện đang có nhiều nghiên c ứu ứng d ụngmàng bán th ấm có ngu ồn gốc sinh h ọc để bảo quản nông s ản, thực ph ẩm mang l ạihiệu quả r ất cao.

1.5.3.1Màng bán th ấ m làm t ừ đường đa phân tử

Màng bán th ấm có thể được làm từ nhiều loại polysaccharide và được sử dụngđể làm gi ảm sự mất nước trong quá tr ình bảo quản ngắn hạn. Tuy nhiên, bản thâncác ch ất polysaccharide cũng là những chất ưa nước vì thế chúng không thể có chứcnăng ngăn cản sự mất nước. Thực chất sự giảm quá tr ình m ất nước với màng bán

Glycerol + Metyl ester

Monoglyceride

CHĐBM không ion

Transester hóa

Glycerol + D ầu mỡ

Transester hóaEster hóa

Glycerol + Acid béo

Ester hóa









thấm làm từ polysaccharide được thực hiện qua cách khác gọi là sự mất nước thaythế, tức là sự mất nước vẫn xảy ra trên màng polysaccharide nhưng không làm m ấtnước của bản thân rau, quả. Ngoài việc ngăn ngừa mất nước, một số màng bán th ấm

polysaccharide còn có tác d ụng hạn chế sự khuyếch tán của không khí và oxy nh ờ

đó có tác dụng hỗ trợ trong bảo quản. Các polysaccharide có thể dùng để làm màng bán th ấm là cellulose, tinh b ột, dẫn xuất của tinh bột, pectin và gum.

1.5.3.2 Màng bán th ấ m có ngu ồn gố c protein

Màng bán th ấm ăn đượ c có th ể đượ c làm t ừ nhiều nguồn protein khác nhau.Protein c ũng ưa nướ c và nh ạy cảm vớ i sự hấ p thụ nướ c vì th ế độ ẩm tương đối vànhiệt độ có th ể ảnh hưởng đến tính ch ất của chúng. Các ngu ồn protein đượ c dùnglàm màng bán th ấm ăn đượ c gồm có zein c ủa ngô, gluten c ủa lúa mì, protein đậutương, protein sữa và các protein có ngu ồn gốc động vật như collagen, keratin và

gelatin. Hi ện nay, vi ệc bao ph ủ rau qu ả vớ i màng thu ần túy protein không đượ c sử d ụng do h ạn chế của chúng ch ống lại việc thoát hơi nướ c. Tuy nhiên, màng h ỗn hợ phoặc màng kép gi ữa protein và m ột vài vật liệu k ỵ nướ c khác có kh ả năng tương hỗ lẫn nhau làm tăng tính hữu ích của chúng.

1.5.3.3 Màng bán th ấ m làm t ừ chấ t béo

Màng bán th ấm làm t ừ chất béo đã đượ c sử d ụng từ hơn 800 năm. Màng bánthấm lipid đượ c sử d ụng bở i chúng có tính k ỵ nướ c cao vì th ế có tác d ụng ngănchặn sự mất nướ c. Ngoài kh ả năng hạn chế mất nướ c, màng lipid còn làm gi ảm hôhấ p của vi khu ẩn gây h ại nhờ đó kéo dài thờ i gian b ảo quản cũng như cải thiện chấtlượ ng cảm quan bên ngoài cho rau qu ả bằng cách t ạo một lớ p vỏ sáng bóng. Mànglipid có th ể đượ c làm t ừ nhiều loại lipid khác nhau bao g ồm acetyl monoglyceride,lactyl monoglyceride, wax và ch ất hoạt động bề mặt khác.

(a) (b)Hình 1.6 Cà r ốt và C ần tây đượ c ph ủ lớ p b ảo qu ản

(a) Ph ủ stearic acid (b) Ph ủ acetylated monoglyceride









1.5.3.4 Màng làm t ừ sáp (wax) ho ặc d ầu

Màng sáp hoặc dầu bao gồm paraffin, sáp ong, sáp polyethylene và dầukhoáng. Paraffin đượ c làm từ dầu thô hoặc paraffin tổng hợp đượ c dùng để bao phủ rau qu

ả

dạng thô (chưa qua sơ chế

). Cả

2 loạ

i paraffin tổ

ng hợ p và t

ự nhiên đều

đượ c tổ chức thuốc và thực phẩm Hoa K ỳ cho phép sử dụng như là một chất phụ giathực phẩm sau khi đạt đượ c một vài chỉ tiêu nhất định về khả năng hấ p thụ tia cựctím và tr ọng lượ ng phân tử.

1.5.3.5 Màng bán th ấ m làm t ừ acid béo và các d ẫ n xuấ t của monoglyceride

Acid béo và các dẫn xuất của monoglyceride đượ c sử dụng trong màng bánthấm như là chất gây nhũ hóa. Acid béo có thể đượ c chiết suất từ dầu thực vật, trongkhi đó các dẫn xuất monoglyceride đượ c tạo thành bở i việc ester hóa giữamonoglyceride và acid hữu cơ. Dẫn xuất monoglyceride đượ c sử dụng do có tính k ỵ nướ c và nhiệt độ nóng chảy cao.

Hình 1.7 Chu ối đượ c bảo qu ản bằng protein và d ẫn xu ất của monoglyceride

1.5.3.6 Dung d ịch nh ũ tương

Sử dụng dung dịch nhũ tương để bao phủ nông sản là một ý tưở ng khá mớ i.Dung dịch màng có khả năng ngăn cản mất nướ c tốt tuy nhiên lại không đem lạicho sản phẩm độ bóng bên ngoài. Nhiều chất nhũ hóa sử dụng trong dung dịch

màng nhũ tương đều có nguồn gốc từ glycerol và acid béo. Chất nhũ hóa phổ biếnsử dụng trong bảo quản nông sản thực phẩm đã được thương mại hóa là polyglycerols-polystearate.

Màng bao dạng nhũ tương còn có thể đượ c chia thành loại nhũ tương lớ n vànhũ tương nhỏ. Nhũ tương lớ n là loại có kích thướ c hạt nhũ từ 2 × 103 – 2 × 105 Åtrong khi nhũ tương hạt nhỏ có kích thướ c từ 1000-2000 Å.

Để tự nhiên

Phủ protein

15% d ẫn xu ấtmonoglyceride

40% d ẫn xu ất

monoglyceride

Sau 2 ngày Sau 7 ngày Sau 12 ngày








CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U

2.1 Nội dung nghiên c ứ uMục tiêu c ủa đề tài là t ổng hợp các CHĐBM sinh h ọc không ion t ừ d ầu d ừa và

đánh giá khả năng ứng d ụng CHĐBM vào trong bảo quản nông s ản.

Để đạt đượ c những mục tiêu trên, n ội dung nghiên c ứu cụ thể của đề tài nhưsau:

- Tổng h ợp CHĐBM không ion:

+ Tổng hợ p methyl ester t ừ d ầu d ừa qua hai giai đoạn.

+ Thực hiện phản ứng transester hóa gi ữa methyl ester và glycerol thuđượ c monoglyceride.

+ Monoglyceride đượ c thực hiện phản ứng ester hóa v ớ i acetic acid,lactic acid và tartaric acid.

Trong đó: RCOOH: Acid béo.R’COOH: Acetic acid, lactic acid, tartaric acid.4a: Acetylated monoglyceride (AMG).

4b: Lactylated monoglyceride (LMG).4c: Tartarylated monoglyceride (TMG).

Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến phản ứng bao g ồm t ỉ lệ mol gi ữa các tácchất, nhiệt độ, thờ i gian ph ản ứng. Đây cũng là các yếu tố đượ c khảo sát trong đề tài.

OCOR

OCOR

OCOR

RCOOH,CH 3OH

H2SO 4

OCOR

OCOR

OCOR

RCOOCH 3, CH 3OH

KOHRCOOCH 3

Dầu dừ a (1) Methyl ester, triglyceride Methyl ester (2)

Methyl ester (2) Monoglyceride (3) CHĐBM không ion (4)

Glycerol

Sơ đồ 6 Quy trình t ổng h ợp CHĐBM sinh học không ion t ừ dầu dừ a







CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U


- Đánh giá khả năng ứ ng d ụng CHĐBM tổng h ợp đượ c:

+ Đánh giá chất lượ ng thông qua vi ệc xác định giá tr ị HLB.

+ Đề tài tập trung đánh giá kh ả năng ứng d ụng bảo quản nông s ản (cà

chua, dưa leo).2.2 Phương pháp nghiên cứ u

Để đạt đượ c những nội dung trên, phương pháp thực hiện của đề tài như sau:

Phản ứng ester hóa và transeter hóa đượ c thực hiện bằng phương pháp khuấytừ k ết hợ p gia nhi ệt cổ điển. Đây là phương pháp phù hợ p với điều kiện phòng thínghiệm và cho hi ệu suất khá cao.

Quá trình kh ảo sát đượ c tiến hành thông qua vi ệc thay đổi một yếu tố cần khảosát và c ố định các y ếu tố còn lại. Quá trình đượ c diễn ra tu ần tự vớ i các yếu tố cònlại cần khảo sát trên cơ sở sử d ụng k ết quả thích h ợ p của các yếu tố vừa tìm đượ c.

Tiến trình ph ản ứng đượ c theo dõi b ằng sắc ký b ản mỏng silica gel v ớ i thuốchiện màu là dung d ịch KMnO 4.

Đánh giá chất lượ ng sản ph ẩm ch ất hoạt động bề mặt sinh h ọc không ion t ổnghợp đượ c bằng cách bao ph ủ nông s ản (cà chua, dưa leo), theo dõi mức độ hư hỏngcủa quả theo th ờ i gian và ph ần trăm khối lượ ng qu ả còn lại theo th ờ i gian.








CHƯƠNG 3 THỰ C NGHI ỆM

3.1 Phương tiện nghiên c ứ u3.1.1 D ụng cụ và thi ết b ị

Hệ thống đun hoàn lưu

Máy khu ấy từ gia nhi ệt và b ộ kiểm soát nhi ệt độ IKA

Máy cô quay chân không HEIDOLPH

Bình c ầu đáy tr òn 100 mL, 250 mL, 500 mL

Cột sắc ký

Cân điện tử GF – 300

Bình chi ết 100 mL, 500 mL

Bình tam giác 100 mL

Cốc thủy tinh 100 mL, 250 mL

Phễu lọc

Phễu chiết 250 mL, 1000 mL

Đũa thủy tinhBình định mức 100 mL

Ống đong 10 mL

3.1.2 Hóa ch ất

Acetic acid (TQ)

Acetic anhyride (Merck)

Acetone (VN)

Bản mỏng silica gel 20×20 cm

Citric acid (TQ)

Dầu khoáng (VN)

Ethyl acetate (TQ)

Ethyl acetate (VN)

Giấy đo pH, giấy lọc

Glycerol (TQ)

H2SO 4 (TQ)

KOH (TQ)

Lactic acid (TQ)

Methanol (TQ)

NaCl (VN)

NaHCO 3 (TQ)







CHƯƠNG 3 THỰ C NGHI Ệ M


Na 2SO 4 (TQ)

Nướ c cất (VN)

Ống mao qu ản

Petroleum ether (TQ)

Petroleum ether (VN)

Silica gel 60 F254

Tartaric acid (TQ)

Vitamin C (TQ)

3.2 Nguyên li ệu

Nguồn nguyên li ệu là d ầu d ừa ép máy đượ c thu mua t ừ hộ gia đình ở số 11,đườ ng Nguy ễn Th ị Minh Khai, Thành Ph ố Cần Thơ.

3.3 Chu ẩn b ị nguyên li ệu

Dầu d ừa đượ c lọc sạch sẽ đượ c xác định một số ch ỉ tiêu ch ất lượ ng. K ết qu ả các ch ỉ tiêu ch ất lượ ng của d ầu d ừa và k ết quả xác định thành ph ần acid béo trongd ầu d ừa đượ c suy ra t ừ k ết quả đo GC - MS methyl ester đượ c trình bày trong B ảng3.1 và B ảng 3.2.

Bảng 3.1 K ết qu ả các ch ỉ tiêu ch ất lượ ng của d ầu d ừ a

STT Tên ch ỉ tiêu Giá tr ị 1 Tỷ tr ọng 0,911

2 Ch ỉ số acid (mg KOH/g d ầu) 77,683 Ch ỉ số xà phòng (mg KOH/g d ầu) 258,92

4 Ch ỉ số iod (g I 2/ 100 g d ầu) 1,27

Bảng 3.2 K ết qu ả xác định thành ph ần acid béo trong d ầu dừ a (ph ụ lục 1)

STT Acid béo Hàm lượ ng (%)Acid béo m ạch carbon no

1 C8:0 Caprylic acid 5,562 C10:0 Capric acid 4,973 C12:0 Lauric acid 44,67

4 C 14:0 Myristic acid 19,865 C 16:0 Palmitic acid 11,436 C 18:0 Stearic acid 2,35

Acid béo m ạch carbon không no7 C 18:1 Oleic acid 8,518 C 18:2 Linoleic acid 2,73









3.4 T ổng h ợ p methyl ester (2)

3.4.1 Ester hóa d ầu dừ a

Phản ứng ester hóa d ầu d ừa đượ c thực hiện giữa acid béo t ự do (38,84% -

22,375 g - 0,1 mol) trong 57,608 g d ầu d ừa và methanol ( 25,632 g - 0,8 mol) v ớ ixúc tác H 2SO 4 đậm đặc (98% - 1,119 g - 5% kh ối lượ ng acid béo), ở nhiệt độ 80 oCtrong 4 gi ờ . Phản ứng đượ c thực hiện trong bình c ầu gắn vớ i ống sinh hàn, h ỗn hợ pđượ c khuấy đều vớ i tốc độ 700 vòng/phút. H ỗn hợ p sau ph ản ứng đượ c cho vào

phễu chiết, r ửa vớ i dung d ịch NaHCO 3 bão hòa. Cho dung môi EtOAc vào để chiếtvà r ửa nhiều lần với nước cho đến khi pH dung d ịch là 7 (ki ểm tra b ằng giấy đo pH),cuối cùng cho dung d ịch NaCl bão hòa vào. Thu l ớ p d ịch hữu cơvà đem làm khanvớ i Na 2SO 4, lọc, lấy dung d ịch lọc đem cô quay đuổi dung môi thu đượ c 36,685 ghỗn hợ p methyl ester và triglyceride.

3.4.2 Transester hóa h ỗn hợ p methyl ester và triglyceride

Hỗn hợ p methyl ester, triglyceride (57,984 g, ứng vớ i 35,463 g – 0,05 moltriglyceride) và methanol (8,01 g – 0,25 mol) v ớ i xúc tác KOH (1,773 g - 5% kh ốilượng triglyceride) đượ c khuấy ở 700 v/p, nhi ệt độ phản ứng 120ºC trong th ờ i gian3 giờ . Hỗn hợ p sau ph ản ứng đượ c cho vào ph ễu chiết và đượ c r ửa vớ i dung d ịchCH 3COOH 5%, cho dung môi EtOAc vào để chiết và r ửa với nướ c nhiều lần chođến khi pH dung d ịch là 7 (ki ểm tra b ằng giấy đo pH), cuối cùng cho dung d ịch

NaCl bão hòa vào. Thu l ớ p dung d ịch hữu cơ bên trên bình chi ết đem làm khan vớ i Na 2SO 4, lọc, lấy dung d ịch qua l ọc đem cô quay đuổi dung môi thu đượ c 30,968 ghỗn hợ p sản phẩm.

Hình 3.1 H ỗn hợ p methyl ester tách l ớ p sau khi đượ c rử a vớ i dung d ịchNaHCO 3 bão hòa









3.5 T ổng h ợ p monoglyceride (3)

Hỗn hợ p methyl ester (23,775 g - 0,1 mol) và glycerol (64,463 g - 0,7 mol)đượ c transester hóa v ớ i xúc tác KOH (1,189 g - 5% kh ối lượ ng methyl ester). H ỗnhợ p ph

ả

nứng đượ

c cho vào bình cầ

u gắ

n vớ

iống sinh hàn, đượ

c khuấ

y vớ

i tốc độ

700 vòng/phút ở nhiệt độ 140 oC trong 3 gi ờ . Hỗn hợ p sau ph ản ứng đượ c cho vào

phễu chiết, đượ c r ửa vớ i dung d ịch CH 3COOH 5%, cho dung môi EtOAc vào để chiết và r ửa với nướ c nhiều lần cho đến khi pH dung d ịch là 7 (ki ểm tra b ằng giấyđo pH), cuối cùng cho dung d ịch NaCl bão hòa vào. Thu l ớ p dung d ịch h ữu cơvàđem làm khan vớ i Na 2SO 4, lọc, lấy dung d ịch qua l ọc đem cô quay đuổi dung môithu đượ c 18,932 g h ỗn hợ p sản phẩm.

Hỗn hợ p sản phẩm đượ c tiến hành s ắc ký cột vớ i 1,3 g m ẫu hỗn hợ p sản phẩm(PE:EtOAc = 4:1), thu đượ c 0,588 g monoglyceride, hi ệu suất tổng hợ p

monoglyceride sau khi qua c ột là 45,21%, s ản phẩm có R f = 0,232 (hệ giải lyPE:EtOAc = 1:1).

3.6 T ổng h ợ p acetylated monoglyceride (4a)

Hỗn hợ p monoglyceride (65,859 g, ứng vớ i 29,775 g monoglyceride - 0,1 mol)và acetic acid (60 g - 1 mol) đượ c thực hiện phản ứng ester hóa v ớ i xúc tác H 2SO 4 đậm đặc (98% - 1,489 g - 5% kh ối lượ ng monoglyceride). H ỗn hợ p ph ản ứng đượ ccho vào bình c ầu gắn vớ i ống sinh hàn, đượ c khuấy vớ i tốc độ 700 vòng/phút ở nhiệt độ 110 oC trong 3 gi ờ . Hỗn hợ p sau ph ản ứng đượ c cho vào ph ễu chiết, đượ cr ửa vớ i dung d ịch NaHCO 3 bão hòa, cho dung mô i EtOAc vào để chiết và r ửa vớ inướ c nhiều lần cho đến khi pH dung d ịch là 7 (ki ểm tra b ằng giấy đo pH), cuốicùng cho dung d ịch NaCl bão hòa vào. Thu l ớ p dung d ịch hữu cơvà đem làm khanvớ i Na 2SO 4, lọc, lấy dung d ịch qua l ọc đem cô quay đuổi dung môi th u đượ c 21,591g hỗn hợ p sản phẩm.

Hỗn hợ p sản phẩm đượ c tiến hành s ắc ký cột vớ i 0,83 g m ẫu hỗn hợ p sản phẩm (PE:EtOAc = 7:1), thu đượ c 0,425 g acetylated monoglyceride, hi ệu suất tổnghợ p acetylated monoglyceride sau khi qua c ột là 51,2%, sản phẩm có R f = 0,471 (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1).

3.7 T ổng h ợ p lactylated monoglyceride (4b)

Hỗn hợ p monoglyceride (65,859 g, ứng vớ i 29,775 g monoglyceride - 0,1 mol)và lactic acid (27 g – 0,3 mol) đượ c ester hóa v ớ i xúc tác H 2SO 4 đậm đặc (98% -1,489 g - 5% kh ối lượ ng monoglyceride).H ỗn hợ p ph ản ứng đượ c cho vào bình c ầugắn vớ i ống sinh hàn, đượ c khuấy vớ i tốc độ 700 vòng/phút ở nhiệt độ 130 oC trong









4 giờ . Hỗn hợ p sau ph ản ứng đượ c cho vào ph ễu chiết, đượ c r ửa vớ i dung d ịch NaHCO 3 bão hóa, cho dung môi EtOAc vào để chiết và r ửa với nướ c nhiều lần chođến khi pH dung d ịch là 7 (ki ểm tra b ằng giấy đo pH), cuối cùng cho dung d ịch

NaCl bão hòa vào. Thu l ớ p dung d ịch hữu cơvà đem làm khan vớ i Na 2SO 4, lọc, lấydung d ịch qua l ọc đem cô quay đuổi dung môi thu đượ c 23,498 g h ỗn hợ p sản phẩm.

Hỗn hợ p sản phẩm đượ c tiến hành s ắc ký cột vớ i 0,76 g m ẫu hỗn hợ p sản phẩm (PE:EtOAc = 5:1), thu đượ c 0,308 g lactylated monoglyceride, hi ệu suất tổnghợ p lactylated monoglyceride sau khi qua c ột là 40,53%, s ản phẩm có R f = 0,476(hệ giải ly PE:EtOAc = 2:3).

3.8 T ổng h ợ p tartarylated monoglyceride (4c)

Hỗn hợ p monoglyceride (65,859 g, ứng vớ i 29,775 g monoglyceride - 0,1 mol)và tartaric acid (15 g – 0,1 mol) đượ c ester hóa v ớ i xúc tác H 2SO 4 đậm đặc (98% -1,489 g - 5% kh ối lượ ng monoglyceride).H ỗn hợ p ph ản ứng đượ c cho vào bình c ầugắn vớ i ống sinh hàn, đượ c khuấy vớ i tốc độ 700 vòng/phút ở nhiệt độ 140 oC trong1 giờ . Hỗn hợ p sau ph ản ứng đượ c cho vào ph ễu chiết, đượ c r ửa vớ i dung d ịch

NaHCO 3 bão hóa, cho dung môi EtOAc vào để chiết và r ửa với nướ c nhiều lần chođến khi pH dung d ịch là 7 (ki ểm tra b ằng giấy đo pH), cuối cùng cho dung d ịch

NaCl bão hòa vào. Thu l ớ p dung d ịch hữu cơvà đem làm khan vớ i Na 2SO 4, lọc, lấydung d ịch qua l ọc đem cô quay đuổi dung môi thu đượ c 27,311 g h ỗn hợ p sản phẩm.

Hỗn hợ p sản phẩm đượ c tiến hành s ắc ký cột vớ i 0,875 g m ẫu hỗn hợ p sản phẩm (PE:EtOAc = 5:1), thu đượ c 0,362 g tartarylated monoglyceride, hi ệu suấttổng hợ p tartarylated monoglyceride sau khi qua c ột là 41,38%, s ản phẩm có R f =0,442 (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1).








CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN4.1 Tổng hợ p methyl ester (2)

Theo các nghiên c ứu trước đây [3] , methyl ester đượ c tổng hợ p tr ực tiế p bằng

phản ứng transester gi ữa d ầu mỡ động thực vật và methanol v ớ i xúc tác KOH. Tuynhiên, d ầu d ừa ép máy có ch ỉ số acid khá cao nên methyl ester đượ c tổng hợ p quahai giai đoạn: giai đoạn một là ph ản ứng ester hóa gi ữa d ầu d ừa (acid béo trong d ầud ừa ép máy) và methanol v ớ i xúc tác H 2SO 4, giai đoạn hai là ph ản ứng transesterhóa giữa d ầu d ừa đã ester hóa ở giai đoạn một (triglyceride) và methanol v ớ i xúc tácKOH. Điều kiện sơ bộ giai đoạn một và hai c ủa chuỗi phản ứng tổng hợ p methylester đượ c trình bày ở Bảng 4.1 và B ảng 4.2.

Bảng 4.1 Điều kiện sơ bộ tổng hợ p methyl ester (2)ở giai đoạn mộtCác yếu tố Giá trị

Tỉ lệ mol acid béo trong d ầu d ừa:methanol 1:8 Nhiệt độ phản ứng 80 oCThờ i gian ph ản ứng 4 giờ Lượ ng xúc tác H 2SO 4 (so vớ i khối lượ ng acid béo) 5%

Bảng 4.2 Điều kiện sơ bộ tổng hợ p methyl ester (2)ở giai đoạn hai

Các yếu tố Giá trị Tỉ lệ mol triglyceride trong d ầu d ừa:methanol 1:5

Nhiệt độ phản ứng 120 oCThờ i gian ph ản ứng 3 giờ Lượ ng xúc tác KOH (so v ớ i khối lượ ng triglyceride) 5%

Theo tài li ệu tham kh ảo [1] [5] [7] [8] , xúc tác c ủa phản ứng ester hóa đượ c sử d ụng phù h ợ p là H 2SO 4 (5% so v ớ i khối lượ ng acid) và xúc tác c ủa phản ứng

transester hóa đượ c sử d ụng phù h ợ p là KOH (5% so v ớ i khối lượ ng ester). Do đó,các ph ản ứng tổng hợp trong đề tài này không ti ến hành kh ảo sát ở ảnh hưở ng củayếu tố xúc tác đến tốc độ phản ứng.







CHƯƠNG 4 KẾ T QU Ả VÀ TH Ả O LU Ậ N

Phù Quốc Minh Phương 43

4.2 T ổng h ợ p monoglyceride (3)

Monoglyceride có th ể đượ c tổng hợ p bằng cách transester hóa tr ực tiế ptriglyceride có trong d ầu d ừa và glycerol v ớ i xúc tác acid ho ặc base. Tuy nhiên, d ầud ừa đượ

c sử

d ụng trong đề

tài có chỉ

số

acid khá cao nên monoglyceride không thể

đượ c tổng hợ p tr ực tiế p từ d ầu d ừa mà gián ti ế p qua h ỗn hợp methyl ester được điềuchế từ d ầu d ừa. Monoglyceride đượ c tổng hợ p bằng ph ản ứng transester hóa gi ữahỗn hợ p methyl ester và glycerol v ớ i xúc tác KOH. Phương tr ình ph ản ứng:

Methyl ester (2) Monoglyceride (3)Trong đó, R là gốc hydrocarbon c ủa acid béo.

Bảng 4.3 Điều ki ện sơ bộ tổng h ợ p monoglyceride (3)

Các y ếu tố Giá tr ị Tỉ lệ mol methyl ester:glycerol 1:3

Nhiệt độ phản ứng 140 oCThờ i gian ph ản ứng 3 giờ Lượ ng xúc tác KOH (so v ớ i khối lượ ng methyl ester) 5%

Bản mỏng sắc ký hỗn hợ p sau ph ản ứng đượ c trình bày ở Hình 4.1.

Hình 4.1 B ản m ỏng sắc ký thu đượ c sau ph ản ứ ng tổng h ợ pmonoglyceride (3) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 1:1)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, vết bên trái là tác ch ất đượ c chấm đối chứng vớ i vết bên ph ảicó R f = 0,232 là h ỗn hợ p sản phẩm sau ph ản ứng. Theo tài li ệu tham kh ảo [1] [5] , vết

R f = 0,232

R f = 0,744

T 1:3

Glycerol









có R f = 0,232 là v ết sản phẩm monoglyceride, v ết tác ch ất methyl ester có R f =0,744 (h ệ giải ly PE:EtOAc = 1:1).

Vết sản phẩm monoglyceride (R f = 0,232) đậm đồng thờ i vết tác ch ất methylester (R

f = 0,744) còn r

ất đậm ch

ứ

ng tỏ

tác chấ

t vẫn chưa phả

nứ

ng hế

t. Chính vìthế, phản ứng tổng hợp monoglyceride đượ c tiến hành kh ảo sát lại tỉ lệ mol gi ữa cáctác ch ất, nhiệt độ phản ứng và th ờ i gian ph ản ứng để tìm ra điều kiện thích h ợ p.

4.2.1 Kh ảo sát t ỉ lệ mol

Yếu t ố cố định:

Nhiệt độ phản ứng: 140 oC

Thờ i gian ph ản ứng: 3 gi ờ

Lượ ng xúc tác KOH: 5% so v ớ i khối lượ ng methyl ester

Tốc độ khuấy: 700 vòng/phút

Yếu t ố thay đổi:

Tỉ lệ mol methyl ester:glycerol được thay đổi lần lượ t là 1:3; 1:5 và 1:7.

K ết quả sắc ký b ản mỏng của sản phẩm vớ i tác ch ất ở các t ỉ lệ mol kh ảo sátđượ c trình bày ở Hình 4.2.

Hình 4.2 B ản m ỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát t ỉ lệ molmethyl ester:glycerol (h ệ giải ly PE:EtOAc = 1:1)

Nhận xét

Trên b ản m ỏng, từ trái sang ph ải, cả ba t ỉ lệ mol đều xuất hiện vết sản phẩmmonogyceride (R f = 0,232).

R f = 0,232

R f = 0,744

T 1:3 1:5 1:7

R f = 0,569









Ở tỉ lệ mol methyl ester:glycerol = 1:3, v ết tác ch ất methyl ester (R f = 0,744)còn r ất đậm đồng thờ i vết sản phẩm phụ diglyceride (R f = 0,569) c ũng đậm. Sự hìnhthành diglyceride đượ c giải thích b ởi phương tr ình ph ản ứng sau:

Monoglyceride (3) DiglycerideTrong đó, R là gốc hydrocarbon c ủa acid béo

Ở tỉ lệ mol methyl ester:glycerol = 1:5, v ết tác ch ất methyl ester (R f = 0,744)cũng còn r ất đậm.

Ở tỉ lệ mol methyl ester:glycerol = 1:7, v ết tác ch ất methyl ester (R f = 0,744)và mờ d ần so vớ i vết sản phẩm monoglyceride (R f = 0,232), v ết sản phẩm phụ diglyceride (R f = 0,569) c ũng mờ d ần.

Kết lu ận

Từ k ết quả sắc ký b ản mỏng, t ỉ lệ mol methyl ester:glycerol thích h ợ p cho phản ứng tổng hợ p monoglyceride là 1:7.

4.2.2 Kh ảo sát nhi ệt độ phản ứ ng


Tỉ lệ mol methyl ester:glycerol = 1:7





Nhiệt độ phản ứng: 120 oC, 130 oC, 140 oC và 150 oC.

K ết quả sắc ký b ản mỏng của sản phẩm vớ i tác ch ất ở các nhi ệt độ khảo sátđượ c trình bày ở Hình 4.3









Hình 4.3 B ản m ỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát t ỉ lệ nhi ệt độ phản ứ ng t ổng h ợ p monoglyceride (3) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 1:1)

Nhận xétTrên b ản mỏng, từ trái sang ph ải, cả bốn nhiệt độ đều xuất hiện vết sản ph ẩm

monogyceride (R f = 0,232).

Vết tác ch ất methyl ester (R f = 0,744) còn đậm đồng thờ i vết sản phẩm phụ diglyceride (R f = 0,569) c ũng đậm ở nhiệt độ 120 oC, 130 oC và 150 oC.

Tuy nhiên, ở nhiệt độ 140 oC, vết tác ch ất methyl ester (R f = 0,744) và v ết sản phẩm phụ diglyceride (R f = 0,569) m ờ d ần so v ớ i vết monoglyceride (R f = 0,232).

Kết lu ận

Từ k ết quả sắc ký b ản mỏng, nhi ệt độ thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ pmonoglyceride là 140 oC.

4.2.3 Kh ảo sát th ờ i gian ph ản ứ ng







Thờ i gian ph ản ứng: 2 gi ờ , 3 giờ , 4 giờ , 5 giờ .

R f = 0,232

R f = 0,744

R f = 0,569

T 120 oC 130 oC 140 oC 150 oC









K ết quả sắc ký b ản mỏng của sản ph ẩm vớ i tác ch ất ở các th ờ i gian kh ảo sátđượ c trình bày ở Hình 4.4.

Hình 4.4 B ản m ỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát th ờ i gian ph ản ứ ngtổng h ợ p monoglyceride (3) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 1:1)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, từ trái sang ph ải, cả bốn thờ i gian đều xuất hiện vết sản phẩmmonogyceride (R f = 0,232).

Vết tác ch ất methyl ester (R f = 0,744) còn đậm đồng thờ i vết sản phẩm phụ diglyceride (R f = 0,569) c ũng đậm ở cả bốn thờ i gian.

Ở thờ i gian 3 gi ờ , vết sản ph ẩm phụ diglyceride (R f = 0, 569) tương đối mờ sovớ i vết sản phẩm monoglyceride (R f = 0,232).

Kết lu ậnTừ k ết quả sắc ký b ản mỏng, th ờ i gian thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ pmonoglyceride là 3 gi ờ .

4.2 .4 Điều ki ện thích h ợ p

Qua k ết quả khảo sát, điều kiện thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ pmonoglyceride đượ c trình bày ở Bảng 4.4.

Bảng 4.4 Điều ki ện thích h ợ p cho ph ản ứ ng t ổng h ợ p monoglyceride (3)

Các y ếu tố Giá tr ị Tỉ lệ mol methyl ester:glycerol 1:7

Nhiệt độ phản ứng 140 oCThờ i gian ph ản ứng 3 gi ờ

R f = 0,232

R f = 0,744R f = 0,569

T 2h 3h 4h 5h









Hiệu suất tổng hợ p monoglyceride t ừ methyl ester trong điều kiện thích h ợ p là45,21%, thu đượ c bằng phương pháp sắc kí cột (PE:EtOAc = 4:1).

Hình 4.5 S ản ph ẩm monoglyceride (3) được điều ch ế theo điều ki ện thích h ợ p

4.3 T ổng h ợ p acetylated monoglyceride (4a)

Hỗn hợp monoglyceride (45,21%) đã đượ c sử d ụng để tổng hợ p acetylatedmonoglyceride b ằng ph ản ứng ester hóa v ới acetic acid, xúc tác đượ c chọn là H 2SO 4

đậm đặc (98%). Phương tr ình ph ản ứng như sau:

Monoglyceride (3) Acetylated monoglyceride (4a)Trong đó, R là gốc hydrocarbon c ủa acid béo.

Bảng 4.5 Điều kiện sơ bộ tổng h ợ p acetylated monoglyceride (4a)

Các y ếu tố Giá tr ị Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid 1:7

Nhiệt độ phản ứng 140 oCThờ i gian ph ản ứng 3 giờ Lượ ng xúc tác H 2SO 4 (so v ớ i khối lượ ng monoglyceride) 5%










Hình 4.6 B ản m ỏng sắc ký thu đượ c sau ph ản ứ ng tổng h ợ pacetylated monoglyceride (4a) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)

Nhận xétTrên b ản mỏng, vết bên trái là tác ch ất monoglyceride đượ c chấm đối chứng

vớ i vết bên trái là h ỗn hợp thu đượ c sau ph ản ứng. Theo tài li ệu tham kh ảo [1] [5] , vết có R f = 0,471 là s ản phẩm acetylated monoglyceride, v ết tác ch ất monoglyceride cóR f = 0,117 (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1).

Vết sản phẩm acetylated monoglyceride (R f = 0,471) tương đối đậm. Tuynhiên, v ết tác ch ất monoglyceride (R f = 0,117) v ẫn còn đậm. Chính vì v ậy, ph ảnứng tổng hợp acetylated monoglyceride đượ c tiến hành kh ảo sát l ại tỉ lệ mol gi ữacác tác ch ất, nhiệt độ phản ứng và th ờ i gian ph ản ứng để tìm ra điều kiện thích h ợ p.





Lượ ng xúc tác H 2SO 4 : 5% so v ớ i khối lượ ng monoglyceride


Yếu t ố thay đổi:Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid được thay đổi lần lượ t là 1:7; 1:8; 1:9 và

1:10.

K ết quả sắc ký b ản mỏng của sản phẩm vớ i tác ch ất ở các t ỉ lệ mol kh ảo sátđượ c trình bày ở Hình 4.7.

R f = 0,471

R f = 0,117T 1:7









Hình 4.7 B ản m ỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát t ỉ lệ molmonoglyceride:acetic acid (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, cả bốn tỉ lệ mol đều xuất hiện vết sản phẩm acetylatedmonoglyceride (R f = 0,471) r ất đậm.

Vết tác ch ất monoglyceride (R f = 0,117) còn đậm ở các t ỉ lệ molmonoglyceride:acetic acid = 1:7, 1:8 và 1:9

Ở tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid = 1:10, v ết tác ch ất monoglyceride (R f =0,117) m ờ d ần.

Kết lu ận

Từ k ết quả sắc ký b ản mỏng, t ỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid thích h ợ pcho ph ản ứng tổng hợ p acetylated monoglyceride là 1:10.



Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid = 1:10Thờ i gian ph ản ứng: 3 gi ờ Lượ ng xúc tác H 2SO 4: 5% so v ớ i khối lượ ng monoglycerideTốc độ khuấy: 700 vòng/phút


Nhiệt độ phản ứng: 100 oC, 110 oC, 120 oC và 130 oC.K ết quả sắc ký b ản mỏng của sản phẩm vớ i tác ch ất ở các nhi ệt độ khảo sát

đượ c trình bày ở Hình 4.8.

R f = 0,471

R f = 0,117T 1:7 1:8 1:9 1:10









Hình 4.8 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát nhi ệt độ phản ứ ngtổ

ng hợ

p acetylated monoglyceride (4a) (hệ

giả

i ly PE:EtOAc = 2:1)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, cả bốn nhiệt độ đều xuất hiện vết sản phẩm acetylatedmonoglyceride (R f = 0,471).

Vết tác ch ất monoglyceride (R f = 0,117) khá m ờ ở cả bốn nhiệt độ, mờ nhất làở nhiệt độ 110 oC.

Kết lu ận

Từ k ết quả sắc ký b ản mỏng, nhi ệt độ thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ pacetylated monoglyceride là 110 oC.



Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid = 1:10


Lượ ng xúc tác H 2SO 4: 5% so v ớ i khối lượ ng monoglyceride



Thờ i gian ph ản ứng: 2 gi ờ , 3 giờ , 4 giờ và 5 gi ờ .


R f = 0,471

R f = 0,117T 100 oC 110 oC 120 oC 130 oC









Hình 4.9 B ản m ỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát th ờ i gian ph ản ứ ngtổng h ợ p acetylated monoglyceride (4a) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, cả bốn thời gian đều xuất hiện vết sản phẩm acetylatedmonoglyceride (R f = 0,471) khá đậm.

Vết tác ch ất monoglyceride (R f = 0,117) v ẫn còn đậm ở các th ờ i gian 2 gi ờ , 4giờ và 5 gi ờ . Tuy nhiên, ở thờ i gian 3 gi ờ , vết tác ch ất monoglyceride (R f = 0,117)r ất mờ .

Kết lu ận

Từ k ết quả sắc ký b ản mỏng, th ờ i gian thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ pacetylated monoglyceride là 3 gi ờ .

4.3.4 Điều ki ện thích h ợ p

Qua k ết quả khảo sát, điều kiện thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ p acetylatedmonoglyceride đượ c trình bày ở Bảng 4.6.

Bảng 4.6 Điều ki ện thích h ợ p cho ph ản ứ ng t ổng h ợ pacetylated monoglyceride (4a)

Các y ếu tố Giá tr ị Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid 1:10


R f = 0,471

R f = 0,117

T 2h 3h 4h 5h









Hiệu suất tổng h ợ p acetylated monoglyceride t ừ monoglyceride và acetic acidtrong điều kiện thích h ợ p là 51,2 %, thu đượ c bằng phương pháp sắc kí cột(PE:EtOAc = 7:1).

Hình 4.10 S ản ph ẩm acetylated monoglyceride (4a)được điều ch ế theo điều kiện thích h ợ p

Từ k ết quả khảo sát trên, acetic acid đượ c cho ph ản ứng vớ i monoglyceride

với lượng dư khá nhiều. Thờ i gian ph ản ứng đượ c khảo sát kéo dài 3 gi ờ mà vẫnchưa hết tác ch ất monoglyceride. Chính vì v ậy, acetic anhydride đượ c cho ph ản ứngvới monoglyceride để tổng h ợ p acetylated monoglyceride , xúc tác đượ c sử d ụng làH2SO 4. Phương tr ình ph ản ứng:

Monoglyceride (3) Acetylated monoglyceride (4a)


Bảng 4.7 Điều ki ện tổng h ợ p acetylated monoglyceride (4a) t ừ acetic anhyride

Các y ếu tố Giá tr ị Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic anhyride 1:2

Nhiệt độ phản ứng 110 oCThờ i gian ph ản ứng 1 giờ Lượ ng xúc tác H 2SO 4 (so vớ i khối lượ ng monoglyceride) 5%










Hình 4.11 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi t ổng h ợ p acetylated monoglyceride(4a) t ừ acetic anhydride (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, vết acetylated monoglyceride (R f = 0,471) r ất đậm , đồng thờ ivết tác ch ất monoglyceride (R f = 0,117) đã mờ d ần.

Kết lu ận

Acetic anhyride đượ c sử d ụng cho ph ản ứng tổng hợ p acetylatedmonoglyceride v ừa tiết kiệm đượ c thời gian và acetic anhyride đượ c sử d ụng lượ ngthừa thấp hơn rất nhiều so v ớ i acetic aci d đượ c sử d ụng mà v ẫn đạt đượ c hiệu suấtcao hơn.Hiệu suất tổng hợ p acetylated monoglyceride t ừ monoglyceride và acetic

anhydride là 60,94%, thu đượ c bằng phương pháp sắc kí cột (PE:EtOAc = 7:1).

4.4 T ổng h ợ p lactylated monoglyceride (4b)

Lactylated monog lyceride đượ c tổng hợ p bằng ph ản ứng ester hóa gi ữa hỗnhợ p monoglyceride (45,21%) và lactic acid v ới xúc tác đượ c chọn là H 2SO 4 đậmđặc (98%). Phương tr ình ph ản ứng như sau:

Monoglyceride (3) Lactylated monoglyceride (4b)Trong đó, R là gốc hydrocarbon c ủa acid béo.

T 1:2

R f = 0,471

R f = 0,117









Bảng 4.8 Điều ki ện sơ bộ tổng h ợ p lactylated monoglyceride (4b)

Các y ếu tố Giá tr ị Tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid 1:2

Nhiệt độ phản ứng 140o

CThờ i gian ph ản ứng 2 gi ờ Lượ ng xúc tác H 2SO 4 (so vớ i khối lượ ng monoglyceride) 5%


Hình 4.12 B ản m ỏng sắc ký thu đượ c sau ph ản ứ ng t ổng h ợ plactylated monoglyceride (4b) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:3)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, vết bên trái là tác ch ất monoglyceride đượ c chấm đối chứngvớ i vết bên trái là h ỗn hợp thu đượ c sau ph ản ứng. Theo tài li ệu tham kh ảo [1] [5] , vết có R f = 0,476 là s ản ph ẩm lactylated monoglyceride, v ết tác ch ất monoglyceride cóR f = 0,357 (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:3).

Vết sản phẩm lactylated monoglyceride (R f = 0,476) tương đối đậm. Tuynhiên, v ết tác ch ất monoglyceride (R f = 0,357) v ẫn còn đậm. Chính vì v ậy, ph ảnứng tổng hợp lactylated monoglyceride đượ c tiến hành kh ảo sát l ại tỉ lệ mol gi ữacác tác ch ất, nhiệt độ phản ứng và th ờ i gian ph ản ứng để tìm ra điều kiện thích h ợ p.

R f = 0,476

R f = 0,357

T 1:2
















Tỉ lệ mol monoglyc eride:lactic acid được thay đổi lần lượ t là 1:2; 1:3; 1:4 và1:5.

K ết quả sắc ký b ản mỏng của sản phẩm vớ i tác ch ất ở các t ỉ lệ mol kh ảo sát


Hình 4.13 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát t ỉ lệ molmonoglyceride:lactic acid (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:3)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, cả bốn tỉ lệ mol đều xuất hiện vết sản phẩm lactylatedmonoglyceride (R f = 0,476) r ất đậm.

Vết tác ch ất monoglyceride (R f = 0,357) còn đậm ở các t ỉ lệ molmonoglyceride:lactic acid = 1:2, 1:4, và 1:5

Ở tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid = 1:3, v ết monoglyceride (R f = 0,357)mờ d ần.

R f = 0,476

R f = 0,357

T 1:2 1:3 1:4 1:5









Kết lu ận

Từ k ết quả sắc ký b ản mỏng, t ỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid thích h ợ p cho phản ứng tổng hợ p lactylated monoglyceride là 1:3.

4.4.2 Kh ảo sát nhi ệt độ phản ứ ngYếu t ố cố định:

Tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid = 1:3






K ết quả sắc ký b ản mỏng của sản phẩm vớ i tác ch ất ở các nhi ệt độ khảo sátđượ c trình bày ở Hình 4.14.

Hình 4.14 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát nhi ệt độ phản ứ ngtổng h ợ p lactylated monoglyceride (4b) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:3)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, cả bốn nhi ệt độ đều xuất hiện vết sản ph ẩm lactylatedmonoglyceride (R f = 0,476).


R f = 0,476

R f = 0,357

T 110 oC 120 oC 130 oC 140 oC









Kết lu ận

Từ k ết quả sắc ký b ản mỏng, nhi ệt độ thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ plactylated monoglyceride là 130 oC.

4.4.3 Kh ảo sát th ờ i gian ph ản ứ ngYếu t ố cố định:






Thờ i gian ph ản ứng: 2 gi ờ , 3 giờ , 4 giờ và 5 gi ờ .


Hình 4.15 B ản m ỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát th ờ i gian ph ản ứ ngtổng h ợ p lactylated monoglyceride (4b) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:3)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, cả bốn thời gian đều xuất hiện vết sản phẩm lactylatedmonoglyceride (R f = 0,476). V ết tác ch ất monoglyceride (R f = 0,357) khá m ờ ở cả bốn thờ i gian. Tuy nhiên, ở thờ i gian 4 gi ờ , vết sản ph ẩm lactylated monoglyceride(R f = 0,476) đậm nhất so vớ i các v ết khác trong h ỗn hợ p sau ph ản ứng.

R f = 0,476

R f = 0,357

T 2h 3h 4h 5h









Kết lu ận

Từ k ết quả sắc ký b ản mỏng, thờ i gian thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ plactylated monoglyceride là 4 gi ờ .

4.4.4 Điều ki ện thích h ợ pQua k ết quả khảo sát, điều kiện thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ p lactylated

monoglyceride đượ c trình bày ở Bảng 4.9.

Bảng 4.9 Điều ki ện thích h ợ p cho ph ản ứ ng t ổng h ợ p

lactylated monoglyceride (4b)

Các yếu tố Giá tr ị

Tỉ lệ mol monoglyceride:lactic acid 1:3 Nhiệt độ phản ứng 130 oCThờ i gian ph ản ứng 4 gi ờ

Hiệu suất tổng hợ p monoglyceride t ừ methyl ester trong điều kiện thích h ợ p là40,53 %, thu đượ c bằng phương pháp sắc kí cột (PE:EtOAc = 5:1).

Hình 4.16 S ản ph ẩm lactylated monoglyceride (4b) đượ cđiều ch ế theo điều ki ện thích h ợ p

4.5 T ổng h ợ p tartarylated monoglyceride (4c)

Tartarylated monoglyceride đượ c tổng hợ p bằng ph ản ứng ester hóa gi ữa hỗnhợ p monoglyceride (45,21%) và tartaric acid v ới xúc tác đượ c chọn là H 2SO 4 đậm

đặc (98%). Phương tr ình ph ản ứng như sau:

Monoglyceride (3) Tartarylated monoglyceride (4c)Trong đó, R là gốc hydrocarbon c ủa acid béo.









Bảng 4.10 Điều ki ện sơ bộ tổng h ợ p tartarylated monoglyceride (4c)

Các y ếu tố Giá tr ị Tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid 1:1

Nhiệt độ phản ứng 140o

CThờ i gian ph ản ứng 1 gi ờ Lượ ng xúc tác H 2SO 4 (so vớ i khối lượ ng monoglyceride) 5%


Hình 4.17 B ản m ỏng sắc ký thu đượ c sau ph ản ứ ng t ổng h ợ ptartarylated monoglyceride (4c) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, vết bên trái là tác ch ất monoglyceride đượ c chấm đối chứngvớ i vết bên trái là h ỗn hợp thu đượ c sau ph ản ứng. Theo tài li ệu tham kh ảo [1] [5] , vết có R f = 0,442 là s ản phẩm tartarylated monoglyceride, v ết tác ch ất monoglyceridecó R f = 0,117 (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1).

Vết sản phẩm tartarylated monoglyceride (R f = 0,442) tương đối đậm. Tuynhiên, v ết tác ch ất monoglyceride (R f = 0,117) v ẫn còn đậm. Chính vì v ậy, ph ảnứng tổng h ợ p tartarylated monoglyceride đượ c tiến hành kh ảo sát l ại tỉ lệ mol gi ữacác tác ch ất, nhiệt độ phản ứng và th ờ i gian ph ản ứng để tìm ra điều kiện thích h ợ p.






R f = 0,442

R f = 0,117

T 1:1











Tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid được thay đổi lần lượ t là 1:1; 1:1,5; 1:2

và 1:2,5.K ết quả sắc ký b ản mỏng của sản phẩm vớ i tác ch ất ở các t ỉ lệ mol kh ảo sát


Hình 4.18 B ản mỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát t ỉ lệ molmonoglyceride:tartaric acid (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, cả bốn tỉ lệ mol đều xuất hiện vết sản phẩm tartarylatedmonoglyceride (R

f = 0,442) r ất đậm. Vết tác ch ất monoglyceride (R

f = 0,117) đã mờ

d ần ở tất cả các t ỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid đượ c khảo sát.

Ở tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid = 1:1, v ết sản phẩm tartarylatedmonoglyceride (R f = 0,442) khác bi ệt khá rõ v ớ i vết diglyceride (R f = 0,5).

Sở d ĩ vết sản phẩm r ất gần vớ i vết diglyceride (R f = 0,5) là vì tác ch ấtmonoglyceride đượ c sử d ụng là m ột hỗn hợ p gồm monoglyceride, diglyceride,methyl ester. Như vậy, hỗn hợ p sau ph ản ứng c ũng còn diglyceride, digyceride c ủacác acid béo có chu ỗi carbon trung bình g ần giống vớ i tartarylated monoglyceride.

Kết lu ận

Từ k ết quả sắc ký b ản mỏng, t ỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid thích h ợ pcho ph ản ứng tổng hợ p tartarylated monoglyceride là 1:1.

R f = 0,442

R f = 0,117

R f = 0,5

T 1:1 1:1,5 1:2 1:2,5











Tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid = 1:1






K ết quả sắc ký b ản mỏng của sản phẩm vớ i tác ch ất ở các nhi ệt độ khảo sátđượ c trình bày ở Hình 4.19.

Hình 4.19 B ản m ỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát nhi ệt độ phản ứ ng tổng h ợ ptartarylated monoglyceride (4c) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, cả bốn nhiệt độ đều xuất hiện vết sản phẩm tartarylatedmonoglyceride (R f = 0,442).


Kết lu ận

Từ k ết quả sắc ký b ản mỏng, nhi ệt độ thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ ptartarylated monoglyceride là 140 oC.

R f = 0,442

R f = 0,117

R f = 0,5

T 120 oC 130 oC 140 oC 150 oC
















Thờ i gian ph ản ứng: 30 phút, 60 phút, 90 phút và 120 phút.


Hình 4.20 B ản m ỏng sắc ký thu đượ c khi kh ảo sát th ờ i gian ph ản ứ ng tổng h ợ ptartarylated monoglyceride (4c) (h ệ giải ly PE:EtOAc = 2:1)

Nhận xét

Trên b ản mỏng, ở ba th ờ i gian 30 phút, 60 phút, 90 phút đều xu ất hiện vết sản phẩm tartarylated monoglyceride (R f = 0,442). V ết monoglyceride (R f = 0,117) khámờ ở cả bốn thờ i gian.

Tuy nhiên, ở thờ i gian 60 phút, v ết tác ch ất monoglyceride (R f = 0,117) khámờ, đồng thờ i vết sản ph ẩm tartarylated monoglyceride (R f = 0,442) c ũng có khác

biệt khá rõ so v ớ i các v ết diglyceride (R f = 0,5).

Riêng ở thờ i gian 120 phút, không có v ết sản phẩm tartarylated monoglyceride(R f = 0,442) , nhưng có vết triglyceride (R f = 0,523) đượ c tạo thành. Do th ờ i giankhá dài nên c ả diglyceride và s ản phẩm tartarylated monoglyceride đều đượ c

R f = 0,442

R f = 0,117T 30’ 60’ 90’ 120’

R f = 0,5

R f = 0,523









chuyển hóa thành triglyceride. Điều này đượ c giải thích rõ h ơn bằng phương tr ình phản ứng sau:

Diglyceride Triglyceride

Tartarylated monoglyceride (4c) TriglycerideTrong đó: R là gốc hydrocarbon c ủa acid béo.

R’COOH là tartaric acid.

Kết lu ận

Từ k ết quả sắc ký b ản mỏng, thờ i gian thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ ptartarylated monoglyceride là 1 gi ờ .

4.5 .4 Điều ki ện thích h ợ p

Qua k ết quả khảo sát, điều kiện thích h ợ p cho ph ản ứng tổng hợ p tartarylatedmonoglyceride đượ c trình bày ở Bảng 4.11.

Bảng 4.11 Điều ki ện thích h ợ p cho ph ản ứ ngtổng h ợ p tartarylated monoglyceride (4c)

Các y ếu tố Giá tr ị Tỉ lệ mol monoglyceride:tartaric acid 1:1


Hiệu suất tổng hợ p monoglyceride t ừ methyl ester trong điều kiện thích h ợ p là

41,38%, thu đượ c bằng phương pháp s ắc kí cột (PE:EtOAc = 5:1).









Hình 4.21 S ản ph ẩm tartarylated monoglyceride (4c) được điều ch ế theo điều ki ện thích h ợ p

4.6 Đánh giá chất lượ ng sản ph ẩm

4.6.1 Xá c định cân b ằng ưa nướ c và kỵnướ c (giá trị HLB) của sản ph ẩmCHĐBM sinh học không ion

4.6.1.1 Xác định cân bằng ưa nướ c và kỵnướ c ( giá trị HLB)của acetylatedmonoglyceride (AMG)

Tính giá tr ị HLB của phân tửacetylated monoglyceride. Công th ức cấu tạo:

OCOR

OH

OCOCH 3

Theo công th ức Griffin thì giá tr ị HLB c ủa sản phẩm acetylatedmonoglyceride đượ c phỏng tính như sau:

Nhóm ưa nướ c gồm:2 nhóm -COO- có kh ối lượ ng là 44 × 2 = 88 g.1 nhóm -OH có kh ối lượ ng là 17 g.

Khối lượ ng mol toàn phân t ử: 339,75 g.

Vậy HLB c ủa acetylated monoglyceride là: 20 × [(88 + 17)/339,75] = 6,18.

Vì HLB = 6,18 nên s ản phẩm có kh ả năng hòa tan trong d ầu nhiều hơn trongnướ c, có khả năng tạo nhũW/O.

Theo công th ức Davies thì giá tr ị HLB c ủa sản phẩm acetylatedmonoglyceride đượ c phỏng tính như sau:

Nhóm ưa nướ c gồm:2 nhóm -COO- có HLB = 2,4 × 2 = 4,8.1 nhóm -OH t ự do có HLB = 1,9.

Giá tr ị HLB c ủa 17 nhóm k ỵ nướ c (-CH 2-, -CH 3, -CH=) là: 0,475









Như vậy, giá tr ị HLB c ủa acetylated monoglyceride s ẽ là:

HLB = 7 + 4,8 + 1,9 – (17 × 0,475) = 5,625.

Vì HLB = 5,625 nên s ản ph ẩm có kh ả năng hòa tan trong d ầu nhiều hơn trong

nướ c, có khả năng tạo nhũW/O.4.7.1.2 Xác định cân bằng ưa nướ c và kỵnướ c ( giá trị HLB)của sản phẩ mlactylated monoglyceride (LMG)

Tính giá tr ị HLB của phân tửlactylated monoglyceride. Công th ức cấu tạo:

OCOR

OH

OCOCHCH 3

OH

Theo công th ức Griffin thì giá tr ị HLB c ủa sản phẩm lactylated monoglycerideđượ c phỏng tính như sau:

Nhóm ưa nướ c gồm:2 nhóm -COO- có kh ối lượ ng là 44 × 2 = 88 g.2 nhóm -OH có kh ối lượ ng là 17 × 2 = 34 g.Khối lượ ng mol toàn phân t ử: 369,75 g.

Vậy HLB c ủa lactylated monoglyceride là: 20 × [(88 + 34)/369,75] = 6,6.

Vì HLB = 6,6 nên s ản phẩm có kh ả năng hòa tan trong d ầu nhiều hơn trongnướ c, có khả năng tạo nhũW/O.

Theo công th ức Davies thì giá tr ị HLB c ủa sản phẩm lactylated monoglycerideđượ c phỏng tính như sau:

Nhóm ưa nướ c gồm:2 nhóm -COO- có HLB = 2,4 × 2 = 4,8.2 nhóm –OH t ự do có HLB = 1,9 × 2 = 3,8.

Giá tr ị HLB c ủa 18 nhóm k ỵ nướ c (-CH 2-, -CH 3, -CH=) là: 0,475.

Như vậy, giá tr ị HLB c ủa lactylated monoglyceride s ẽ là:HLB = 7 + 4,8 + 3,8 – (18 × 0,475) = 7,05.

Vì HLB = 7,05 nên s ản ph ẩm có kh ả năng hòa tan trong d ầu nhiều hơn nướ ctrong, có khả năng tạo nhũW/O.









4.6.1.3 Xác định cân bằng ưa nướ c và kỵnướ c ( giá trị HLB)của sản phẩ mtartarylated monoglyceride (TMG)

Tính giá tr ị HLB của phân tửtartarylated monoglyceride. Công th ức cấu tạo:

OCOR OH

OCOCHCHCOOH

OH

OH

Theo công th ức Griffin thì giá tr ị HLB c ủa sản phẩm tartarylatedmonoglycer ide đượ c phỏng tính như sau:

Nhóm ưa nướ c gồm:2 nhóm -COO- có kh ối lượ ng là 44 × 2 = 88 g.

1 nhóm -COOH có kh ối lượ ng là 45 g.3 nhóm -OH có kh ối lượ ng là 17 × 3 = 51 g.

Khối lượ ng mol toàn phân t ử: 429,75 g.

Vậy HLB c ủa tartarylated monoglyceride là:

20 × [(88 + 45 + 51)/429,75] = 8,563.

Vì HLB = 8,563 nên s ản phẩm có kh ả năng hòa tan trong n ướ c nhiều hơntrong d ầu, có khả năng tạo nhũO/W.

Theo công th ức Davies thì giá tr ị HLB c ủa sản phẩm tartarylatedmonoglyceride đượ c phỏng tính n hư sau:

Nhóm ưa nướ c gồm:2 nhóm -COO- có HLB = 2,4 × 2 = 4,8.1 nhóm –COOH có HLB = 2,1.3 nhóm –OH t ự do có HLB = 1,9 × 3 = 5,7.

Giá tr ị HLB c ủa 18 nhóm k ỵ nướ c (-CH 2-, -CH 3, -CH=) là: 0,475.

Như vậy, giá tr ị HLB c ủa tartarylated monoglyceride s ẽ là:

HLB = 7 + 4,8 + 2,1+ 5,7 - (18 × 0,475) = 11,05.Vì HLB = 11,05 nên s ản phẩm có kh ả năng hòa tan trong n ướ c nhiều hơn

trong d ầu, có khả năng tạo nhũO/W.









4.6.2 Kh ảo sát kh ả năng ứ ng d ụng b ảo qu ản nông s ản của sản ph ẩm ch ất ho ạtđộng b ề mặt sinh h ọc không ion.

Cà chua và dưa leo đượ c r ửa sạch bằng nước và để ráo nước đượ c trình bày ở Hình 4.23.

Hình 4.23 Cà chua và dưa leo sau khi đượ c rử a sạch và để ráo

Sản phẩm CHĐBM sinh học không ion sau khi t ổng h ợ p đượ c sử d ụng ở cácnồng độ khác nhau hay pha thành các h ỗn hợp khác nhau để tạo thành l ớ p màng bánthấm trên cà chua và dưa leo.Hỗn hợ p có ch ứa 3% và 1% CHĐBM sinh học khôngion đượ c sử d ụng để phủ lên nông s ản (cà chua, dưa leo) như Hình 4.24 và Hình4.25.

(a) (b) (c)

Hình 4.24 H ỗn hợ p có ch ứ a 3% CHĐBM sinh học không ion

(a) Hỗn hợ p 3% AMG + 96,4% d ầu khoáng tr ắng + 0,6% h ỗn hợ p vitamin Cvà citric acid

(b) Hỗn hợ p 3% LMG + 96,4% d ầu khoáng tr ắng + 0,6% h ỗn hợ p vitamin Cvà citric acid

(c) Hỗn hợ p 3% TMG + 96,4% d ầu khoáng tr ắng + 0,6% h ỗn hợ p vitamin Cvà citric acid









(a) (b) (c)

Hình 4.25 H ỗn hợ p có ch ứ a 1% CHĐBM sinh học không ion

(a) Hỗn hợ p 1% AMG + 98,8% d ầu khoáng tr ắng + 0,2% h ỗn hợ p vitamin Cvà citric acid

(b) Hỗn hợ p 1% LMG + 98,8% d ầu khoáng tr ắng + 0,2% h ỗn hợ p vitamin Cvà citric acid

(c) Hỗn hợ p 1% TMG + 98,8% d ầu khoáng tr ắng + 0,2% h ỗn hợ p vitamin Cvà citric acid

4.6.2.1 Khảo sát mức độ hư hỏng của cà chua và dưa leo ở các loại màng bán thấ mcó thành phần hóa học khác nhau

Cà chua

(a) (b) (c)

(d) (e) (f) (g)

Hình 4.26 Cà chua để tự nhiên và cà chua có ph ủ hỗn hợp các CHĐBM sinhhọc không ion đượ c tổng h ợ p sau 6 ngày

(a) Cà chua để tự nhiên sau 6 ngày

(b) Cà chua ph ủ hỗn hợ p có có ch ứa 1% AMG sau 6 ngày

(c) Cà chua ph ủ hỗn hợ p có có ch ứa 1% LMG sau 6 ngày









(d) Cà chua ph ủ hỗn hợ p có có ch ứa 1% TMG sau 6 ngày

(e) Cà chua ph ủ hỗn hợ p có có ch ứa 3% AMG sau 6 ngày

(f) Cà chua ph ủ hỗn hợ p có có ch ứa 3% LMG sau 6 ngày

(g) Cà chua ph ủ hỗn hợ p có có ch ứa 3% TMG sau 6 ngày

Nhận xét

Cà chua để tự nhiên có l ớ p vỏ nhăn do mất nhiều nướ c, cà chua có ph ủ hỗnhợ p có ch ứa 3% CHĐBM có v ỏ ít b ị nhăn hơn so với cà chua để tự nhiên, t ốt nh ấtvẫn là cà chua có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 1% CHĐBM. Khi đánh giá qua mức độ hưhỏng của quả (đánh giá cảm quan), cà chua đượ c phủ bởi các CHĐBM sinh họckhông ion khác nhau có m ức độ hư hỏng tương đương nên rất khó so sánh.

Dưa leo

(a) (b) (c) (d)

(e) (f) (g)

Hình 4.27 Dưa leo để tự nhiên và cà chua có ph ủ hỗn hợp các CHĐBM sinhhọc không ion đượ c tổng h ợ p sau 6 ngày

(a) Dưa leo để tự nhiên sau 6 ngày









(b) Dưa leo phủ hỗn hợ p có có ch ứa 1% AMG sau 6 ngày

(c) Dưa leo phủ hỗn hợ p có có ch ứa 1% LMG sau 6 ngày

(d) Dưa leo phủ hỗn hợ p có có ch ứa 1% TMG sau 6 ngày

(e) Dưa leo phủ hỗn hợ p có có ch ứa 3% AMG sau 6 ngày

(f) Dưa leo phủ hỗn hợ p có có ch ứa 3% LMG sau 6 ngày

(g) Dưa leo phủ hỗn hợ p có có ch ứa 3% TMG sau 6 ngày

Nhận xét

Dưa leo để tự nhiên có l ớ p vỏ nhăn nhiều của phần đầu ở gần cuống do m ấtnhiều nước, dưa leo có phủ hỗn hợ p có ch ứa 3% CHĐBM vẫn có vỏ của phần đầu

b ị nhăn nhưng ít hơn so với cà chua để tự nhiên, t ốt nhất vẫn là dưa leo có phủ hỗnhợ p có ch ứa 1% CHĐBM. Khi đánh giá qua mức độ hư hỏng của quả (đánh giácảm q uan), cà chua đượ c phủ bởi các CHĐBM sinh học không ion khác nhau cómức độ hư hỏng tương đương nên cần thêm tiêu chí đánh giá để d ễ so sánh gi ữa cácCHĐBM sinh học không ion.

4.6.2.2 Khảo sát phần trăm khối lượ ng quả cà chua và dưa leo bị mấ t theo thờ i gian

Phần trăm khối lượ ng qu ả còn lại được xác định bằng phương pháp cân khốilượ ng qu ả ở các th ời điểm khác nhau, d ựa trên cơ sở khối lượ ng qu ả ban đầu màquy ra ph ần trăm khối lượ ng qu ả còn lại theo các th ời điểm khác nhau.

Cà chua

Khối lượ ng qu ả cà chua theo th ờ i gian và kh ối lượ ng qu ả cà chua đượ c quy ra phần trăm trên cơ sở khối lượ ng qu ả ban đầu đượ c trình bày ở Bảng 4.13 và B ảng4.14.

Bảng 4.13 Kh ối lượ ng qu ả cà chua theo th ờ i gian

NgàyKhông phủ

AMG1%

AMG3%

LMG1%

LMG3%

TMG1%

TMG3%

0 71,624 73,682 80,045 92,695 70,802 65,047 84,4061 68,992 72,107 77,563 89,876 69,031 63,374 81,5932 66,38 70,48 75,128 87,29 67,333 61,908 79,2323 63,572 68,655 72,708 84,813 65,485 60,418 76,8214 59,872 66,704 70,415 82,859 63,698 59,069 74,8065 56,097 64,726 68,119 81,113 62,04 57,728 72,9426 53,509 62,96 66,442 79,81 60,666 56,72 70,619









Bảng 4.14 Kh ối lượ ng qu ả cà chua đượ c quy ra ph ần trăm trên cơ sở khốilượ ng qu ả ban đầu

NgàyKhông

phủ

AMG

1%

AMG

3%

LMG

1%

LMG

3%

TMG

1%

TMG

3%0 100 100 100 100 100 100 1001 95,169 97,072 96,715 97,028 96,223 96,439 97,0692 91,169 94,618 94,05 94,305 93,007 93,477 94,6673 87,577 92,288 90,807 91,279 89,739 89,679 92,4044 83,287 89,971 87,263 88,647 87,883 85,323 90,2245 74,834 87,788 83,095 85,592 86,274 80,888 87,4856 70,319 86,06 79,517 83,799 85,064 76,32 85,261

Đồ thị biểu th ị phần trăm khối lượ ng qu ả cà chua còn l ại không ph ủ lớ p bảoquản, phủ AMG 1% và AMG 3% theo th ời gian đượ c trình bày ở Hình 4.28.

70

75

80

85

90

95

100

0 1 2 3 4 5 6

Thời gian (ngày)

K h ố i l ư ợ n g c ò n

l ạ i ( % )

Không phủAMG 1%

AMG 3%

Hình 4.28 Đồ th ị biểu th ị ph ần trăm khối lượ ng qu ả cà chua còn l ại không ph ủ lớ p bảo qu ản, ph ủ AMG 1% và AMG 3% theo th ờ i gian

Nhận xét

Cà chua không ph ủ lớ p bảo quản, cà chua có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 1% AMGvà cà chua có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 3% AMG đều sự giảm khối lượ ng theo th ờ i giannhưng phần trămkhối lượ ng qu ả cà chua b ị giảm nhiều nhất là ở cà chua không ph ủ lớ p bảo quản, tốt nhất vẫn là cà chua có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 1% AMG.









Đồ thị biểu th ị phần trăm khối lượ ng qu ả cà chua còn l ại không ph ủ lớ p bảoquản, phủ LMG 1% và LMG 3% theo th ời gian đượ c trình bày ở Hình 4.29.

70

75

80

85

90

95

100

0 1 2 3 4 5 6

Thời gi an (ngày)


l ạ i ( %

)

Không phủLMG 1%

LMG 3%

Hình 4.29 Đồ th ị biểu th ị ph ần trăm khối lượ ng qu ả cà chua còn l ại không ph ủ

lớ p bảo qu ản, ph ủ LMG 1% và LMG 3% theo th ờ i gian

Nhận xét

Cà chua không ph ủ lớ p bảo quản, cà chua có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 1% LMGvà cà chua có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 3% L MG đều sự giảm khối lượ ng theo th ờ i giannhưng phần trăm khối lượ ng qu ả cà chua b ị giảm nhiều nhất là ở cà chua không ph ủ lớ p bảo quản.

Đồ thị biểu th ị phần trăm khối lượ ng qu ả cà chua còn l ại không ph ủ lớ p bảoquản, phủ TMG 1% và TMG 3% theo th ời gian đượ c trình bày ở Hình 4.30.

70

75

80

85

90

95

100

0 1 2 3 4 5 6

Thời gian (ngày)


l ạ i ( % )

Không phủTMG 1%

TMG 3%









Hình 4.30 Đồ th ị biểu th ị ph ần trăm khối lượ ng qu ả cà chua còn l ại không ph ủ lớ p bảo qu ản, ph ủ TMG 1% và TMG 3% theo th ờ i gian

Nhận xét

Cà chua không ph ủ lớ p bảo quản, cà chua có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 1% TMGvà cà chua có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 3% T MG đều sự giảm khối lượ ng theo th ờ i giannhưng phần trăm khối lượ ng qu ả cà chua b ị giảm nhiều nhất là ở cà chua không ph ủ lớ p bảo quản, tốt nhất vẫn là cà chua có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 1% TMG.

Dưa leo

Khối lượ ng qu ả dưa leo theo th ờ i gian và kh ối lượ ng qu ả dưa leo đượ c quy ra phần trăm trên cơ sở khối lượ ng qu ả ban đầu đượ c trình bày ở Bảng 4.15 và B ảng4.16

Bảng 4.15 Kh ối lượ ng qu ả dưa leotheo th ờ i gian

NgàyKhông phủ

AMG1%

AMG3%

LMG1%

LMG3%

TMG1%

TMG3%

0 79,732 72,819 103,006 80,999 91,335 103,81 106,3721 75,88 70,687 99,622 78,592 87,885 100,113 103,2552 72,691 68,9 96,877 76,386 84,948 97,038 100,6993 69,827 67,203 93,537 73,935 81,963 93,096 98,2924 66,406 65,516 89,886 71,803 80,268 88,574 95,9735 59,667 63,926 85,593 69,329 78,798 83,97 93,066 56,067 62,668 81,907 67,877 77,693 79,228 90,694

Bảng 4.16 Kh ối lượ ng qu ả dưa leo đượ c quy ra ph ần trăm trên cơ sở khốilượ ng qu ả ban đầu

NgàyKhông phủ

AMG1%

AMG3%

LMG1%

LMG3%

TMG1%

TMG3%

0 100 100 100 100 100 100 1001 96,325 97,862 96,899 96,959 97,499 97,428 96,6672 92,678 95,654 93,857 94,169 95,1 95,174 93,873 88,758 93,177 90,834 91,497 92,49 92,884 91,0144 83,592 90,529 87,969 89,389 89,966 90,809 88,6265 78,322 87,845 85,101 87,505 87,625 88,748 86,4186 74,708 85,448 83,006 86,099 85,684 87,198 83,666









Đồ th ị biểu th ị phần trăm khối lượ ng qu ả dưa leo còn lại không ph ủ lớ p bảoquản, phủ AMG 1% và AMG 3% theo th ời gian đượ c trình bày ở Hình 4.31

70

75

80

85

90

95

100

0 1 2 3 4 5 6

Thời gian (ngày)


l ạ i ( %

Không phủAMG 1%

AMG 3%

Hình 4.31 Đồ th ị biểu th ị ph ần trăm khối lượ ng qu ả dưa leo còn lại không ph ủ lớ p bảo qu ản, ph ủ AMG 1% và AMG 3% theo th ờ i gian

Nhận xét

Dưa leo không ph ủ lớ p bảo quản, dưa leo có phủ hỗn hợ p có ch ứa 1% AMGvà dưa leo có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 3% AMG đều sự giảm khối lượ ng theo th ờ i giannhưng phần trămkhối lượ ng qu ả dưa leo bị giảm nhiều nhất là ở dưa leo không ph ủ lớ p bảo quản, tốt nhất vẫn là dưa leo có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 1% AMG.

Đồ th ị biểu th ị phần trăm khối lượ ng qu ả dưa leo còn lại không ph ủ lớ p bảoquản, phủ LMG 1% và LMG 3% theo th ời gian đượ c trình bày ở Hình 4.32.

70

75

80

85

90

95

100

0 1 2 3 4 5 6 K h ố i l ư ợ n g c ò n

l ạ i ( % )

Thời gian (ngày)

Không phủLMG 1%

LMG 3%









Hình 4.32 Đồ th ị biểu th ị ph ần trăm khối lượ ng qu ả dưa leo còn lại không ph ủ lớ p bảo qu ản, ph ủ LMG 1% và LMG 3% theo th ờ i gian

Nhận xét

Dưa leo không ph ủ lớ p bảo quản, dưa leo có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 1% LMGvà dưa leo có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 3% L MG đều sự giảm khối lượ ng theo th ờ i giannhưng phần trăm khối lượ ng qu ả dưa leo bị giảm nhiều nhất là ở cà chua không ph ủ lớ p bảo quản.

Đồ thị biểu th ị phần trăm khối lượ ng qu ả dưa leo còn lại không ph ủ lớ p bảoquản, phủ TMG 1% và TMG 3% theo th ời gian đượ c trình bày ở Hình 4.33.

70

75

80

85

90

95

100

0 1 2 3 4 5 6

Thời gian (ngày)

K h ố i l ư ợ n g c ò n l ạ i ( %

)

Không phủTMG 1%

TMG 3%

Hình 4.33 Đồ th ị biểu th ị ph ần trăm khối lượ ng qu ả dưa leo còn lại không ph ủ lớ p bảo qu ản, ph ủ TMG 1% và TMG 3% theo th ờ i gian

Nhận xét

Dưa leo không ph ủ lớ p bảo quản, dưa leo có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 1% TMGvà dưa leo có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 3% T MG đều sự giảm khối lượ ng theo th ờ i giannhưng phần trăm khối lượ ng qu ả dưa leo bị giảm nhiều nh ất là ở dưa leo không ph ủ lớ p bảo quản, tốt nhất vẫn là dưa leo có ph ủ hỗn hợ p có ch ứa 1% TMG.

Nhận xét chung

Qua hai ph ần khảo sát ph ần trăm khối lượ ng còn l ại (cà chua, dưa leo),càchua và dưa leo đượ c phủ hỗn hợ p có ch ứa 1% và 3% CHĐBM sinh học không ioncó phần trăm khối lượ ng qu ả còn lại cao hơn so với cà chua và dưa leo để tự nhiên.

Ở cà chua, d ựa vào B ảng 4.14 và k ết hợ p với đồ th ị (ở các Hình 4.28, 4.29 và4.30), cà chua đượ c phủ AMG 1% có ph ần trăm khối lượ ng qu ả còn l ại cao nh ất. Càchua đượ c phủ bở i LMG 3% và TMG 3% c ũng cho kết quả tốt (hơn 85% khối









lượ ng qu ả còn lại sau 6 ngày) nhưng kém cà chua đượ c phủ AMG 1% (hơn 86%khối lượ ng qu ả còn lại sau 6 ngày).

Ở dưa leo, dựa vào B ảng 4.16 và k ết hợ p với đồ th ị (ở các Hình 4.31, 4.32 và4.33),

dưa leo đượ c phủ

TMG 1% có phần trăm khối lượ

ng quả

còn lạ

i cao nhấ

t.Dưa leo đượ c phủ bở i LMG 1%, LMG 3%, AMG 1% c ũng cho kết quả tốt ( trên85% kh ối lượ ng qu ả còn lại sau 6 ngày) nhưng kém dưa leo đượ c phủ AMG 1%(hơn 87% khối lượ ng qu ả còn l ại sau 6 ngày).








CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1 Kết luận

Sau hơn 3 tháng thực hiện, đề tài: “ Tổng hợ p các chất hoạt động bề mặtsinh học không ion từ dầu dừ a ứ ng dụng trong bảo quản nông sản” đượ c hoànthành và đạt đượ c một số k ết quả như sau:

Ở giai đoạn tổng hợ p monoglyceride (3) , điều kiện thích h ợ p tổng hợ pmonoglyceride t ừ methyl ester và glycerol ở tốc độ khuấy 700 vòng/phút v ớ i xúctác KOH (5% so v ớ i khối lượng methyl ester) đượ c tìm ra nh ư sau:



Nhiệt độ phản ứng: 140°C

Phần trăm monoglyceride (3) trong h ỗn hợ p sản phẩm là 45,21%.

Ở giai đoạn tổng h ợ p acetylated monoglyceride (4a) , điều kiện thích h ợ p tổnghợ p acetylated monoglyceride t ừ monoglyceride và acetic acid ở tốc độ khuấy 700vòng/phút v ớ i xúc tác H 2SO 4 (5% so v ớ i khối lượng monoglyceride) đượ c tìm ranhư sau:

Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic acid = 1:10

Thờ i gian ph ản ứng: 3 gi ờ Nhiệt độ phản ứng: 140°C

Phần trăm acetylated monoglyceride (4a) trong h ỗn hợ p sản phẩm là 51,22%.

Theo hướ ng khác, ph ản ứng tổng hợ p acetylated monoglyceride (4a) t ừ monoglyceride và acetic anhydride c ũng đượ c thực hiện, k ết quả cho th ấy aceticanhydride cho ph ản ứng tốt hơn acetic acid. Điều kiện của phản ứng tổng hợ pacetylated monoglyceride (4a) t ừ monoglyceride (3) và acetic anhydride ở tốc độ khuấy 700 vòng/phút v ớ i xúc tác H 2SO 4 (5% so v ớ i khối lượng monoglyceride) nhưsau:

Tỉ lệ mol monoglyceride:acetic anhydride = 1:2









CHƯƠNG 5 KẾ T LU Ậ N VÀ KI Ế N NGH Ị


Phần trăm acetylated monoglyceride (4a) trong h ỗn hợ p sản phẩm là 60,94%.

Ở giai đoạn tổng h ợ p lactylated monoglyceride (4b) , điều kiện thích h ợ p tổnghợ p lactylated monoglyceride (4b) t ừ monoglyceride (3) và lactic acid ở tốc độ khuấ

y 700 vòng/phút vớ

i xúc tác H2SO

4 (5% so v

ớ i khối lượ

ng monoglyceride)đượ c tìm ra nh ư sau:




Phần trăm lactylated monoglyceride (4b) trong h ỗn hợ p sản phẩm là 40,53%.

Ở giai đoạn tổng hợ p tartarylated monoglyceride (4c) , điều kiện thích h ợ ptổng hợ p tartarylated monoglyceride (4c) t ừ monoglyceride (3) và tartaric acid ở tốc

độ khuấy 700 vòng/phút v ớ i xúc tác H 2SO 4 (5% so v ớ i khối lượ ng monoglyceride)đượ c tìm ra nh ư sau:




Phần trăm tartar ylated monoglyceride (4c) trong h ỗn hợ p sản phẩm là 41,38%.

Sản phẩm đượ c tiến hành đánh giá khả năng bảo quản nông s ản (cà chua, dưa

leo) và b ảo quản được hơn 6 ngày.

5.2 Ki ến ngh ị

Do th ờ i gian th ực hiện đề tài còn h ạn chế nên từ k ết quả đạt đượ c trong th ựcnghiệm một số kiến ngh ị được đưa ra như sau:

- Tiến hành kh ảo sát ti ếp các điều kiện thích h ợ p tổng hợ p monoglyceride trêncác xúc tác base như NaOH, Na2CO 3, K 2CO 3 nhằm hoàn ch ỉnh quy trình t ổng hợ p.

- Đánh giá khả năng phân hủy sinh h ọc của CHĐBM tổng hợp đượ c.

- Tổng h ợp CHĐBM sinh học vớ i nguồn nguyên li ệu đầu là glycerol tinh ch ế từ quá trình điều chế biodiesel.

- Cần nghiên c ứu và cải tiến về thiết b ị chưng cất để có th ể tách được lượ nglớ n monoglyceride tinh khi ết đây là tiền đề cho vi ệc tổng hợ p các d ẫn xuất ester c ủamonoglyceride.







CHƯƠNG 5 KẾ T LU Ậ N VÀ KI Ế N NGH Ị


- Khảo sát tìm điều kiện thích h ợ p tổng hợ p acetylated monoglyceride t ừ aceticanhyride.

- Khảo sát tìm điều kiện thích h ợ p tổng hợ p citrated monoglyceride t ừ citricacid.







RESULT GC-MS

Apex RT Star RT End RT Area %Area Height %Height Name4.46 4.43 4.52 9490065 4.81 5411081 5.56 Methyl octanoate C 9H18O2

7.1 7.06 7.17 9094304 4.61 4888510 4.97 Methyl decanoate C 11 H22O2

9.57 9.52 9.61 84757334 43 43729113 44.67 Methyl dodecanonate C 13H26O2

11.79 11.75 11.84 377550929 19.15 19565585 19.86 Methyl tetradecanoate C 15H30O2

113.81 13.77 13.87 21900319 11.11 1204897 11.43 Methyl hexadecanoate C 17H34O2

15.38 15.34 15.39 4702582 2.39 2793790 2.73 Methyl 9, 10 octadecadienoate C 19H34O2

15.43 15.41 15.52 17757382 9.01 8721703 8.51 Methyl 9 octadecenoate C 19H36O2

15.67 15.64 15.71 4684157 2.38 2410884 2.35 Methyl octadecanoate C 19H38O2

Ph ụ lục 1Kết qu ả đo GC– MS t ừ mẫu methyl ester đượ c tổng h ợ p từ dầu d ừ a

PEAK LISTBiodiesel coconut oil.rawPT: 0.00 28.05

Number of detected peaks: 13

Can Tho University

College of Natural SciencesDepartment of Chemistry

January 6, 2012

Ha Thi Kim Quy



DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

g góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú



Data File:biodiesel-dauduaOriginal Data Path:C:\CHAY MAU PHAN TICH\biodielCurrent Data Path:C:\CHAY MAU PHAN TICH\biodielSample Type:UnknownSample ID:1Sample Name:Operator:DefaultAcquisition Date:01/05/12 09:40:11 AMRun Time(min):24.55Comments:Vial:1Scans:7221Low Mass(m/z):35.00000High Mass(m/z):399.96954Sample Weight:0.00ISTD Amount:0.000

Time (min)

RESULT GC-MS

Ph ụ lục 2Ph ổ mẫu methyl ester đượ c tổng h ợ p từ dầu d ừ a

Can Tho UniversityCollege of Natural SciencesDepartment of Chemistry







TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O


TÀI LI ỆU THAM KH ẢO

1. Lương Thị Phương Hồng (2010), lu ận văn thạc sỹ “Nghiên cứ u t ổ ng hợ p

d ẫ n xuấ t monoglyceride t ừ mỡ cá Basa”, Đại học Cần Thơ. 2. Lê Th ị Ngọc Trâm, Bài giảng Chấ t Hoạt Động Bề M ặt , Đại học CầnThơ. 3. Nguy ễn Hoàng Ly (2007), lu ận văn tốt nghiệp Đại Học, “T ổ ng hợ p d ầudiesel sinh học (biodiesel) t ừ d ầu ăn đ ã qua sử d ụng”, Đại học Cần Thơ. 4. Nguyễn Th ị Xuân Vân (2012), lu ận văn tốt nghiệp Đại Học, “T ổ ng hợ pchấ t hoạt động bề mặt sinh học anion t ừ d ầu d ừ a ứ ng d ụng gia công thuố cbảo vệ thự c vật”, Đại học Cần Thơ. 5. Phan Ti ến S ĩ (2010), luận văn tốt nghiệp Đại Học, “Nghiên cứ u t ổ ng hợ p

các d ẫ n xuấ t ester của monoglyceride t ừ acid oleic”, Đại học Cần Thơ. 6. PGS. TS. Đặng Đình Bạch - TS. Nguy ễn Th ị Thanh Phong (2006), Hóahọc hữu cơ 2, NXB Giáo d ục.7. Thái Doãn T ĩnh, Cơ sở hóa học hữu cơ- t ậ p 2, 2006, NXB Khoa H ọc vàK ỹ Thu ật Hà N ội.8. Tr ần Th ị Việt Hoa, Ph ạm Thành Quân, Tr ần Văn Thạch, K ỹ thuật thự chành t ổ ng hợ p hữu cơ , 2004, NXB Đại học Quốc Gia Thành Ph ố Hồ ChíMinh.

9. A. Gennadios, C. L. Weller, R. F. Testin (1993), Property modification

property modification of edible wheat, gluten-based films. AmericanSociety of Agricultural Engineers, 465-470.10. David C. Herting, Stanley R. Ames, Melpomeni Koukides and Philip L.Harris (1955), The digestion of acetylated monoglycerides and oftriglycerides, Research laboratories, Distillation products industries,Division of eastman kodak company rochester, New York, 369-387.10. Davies J.T.(1957), A quantitative kinetic theory of emulsion type, I.Physical chemistry of the emulsifying agent , Gas/Liquid and Liquid/LiquidInterface. Proceedings of the International Congress of Surface Activity,

426-438.11. Gopala Krishna A.G, Gaurav Raj, Ajit Singh Bhatnagar, PrasanthKumar P.K, Preeti Chandrashekar (2010), Coconut Oil: Chemistry,Production and Its Applications - A Review, Department of Lipid Science &Traditional Foods, Central Food Technological Research Institute(CSIR), Mysore - 570020.







TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O


12. P.Michael Davidson, John NiKolaos Sofos, Alfred Larry Branen(2005), Antimicrobials in food , Technology & Engineering.13. Richard D. O’Brien (2009), Fats and oils formulating and processing for applications, Taylor & Francis Group, vol III, pp.314-316.

14. V. Guillard, B.Broyart, C.Bonazzi, S. Guilbert, and N. Gontard (2004),Effect of temperature on moisture barrier efficiency of monoglycerideedible films in cereal-based composite foods,American associatin of cerealchemists, 767-771.15. Willi Fischer (1998), Production of High Concentrated Monoglyceride,Lecture given on occasion of the DGF-Symposium in Magdeburg /Germany.16.http://food--ingredient.blogspot.com/2009/08/ acetylated-monoglyceride.html, truy c ậ p ngày 6/12/2012.

17. http://blog.caloricious.com/2011/07/03/acetylated-monoglycerides-e472a-emulsifier/, truy c ậ p ngày 6/12/2012.18. http://www.cynosura.org/index.php?option=com_content&view=article&id=122:edible-coatings, truy c ậ p ngày 6/12/2012.19. http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/VirtTxtJml/lipids.htm:dan xuat monoglyceride, truy c ậ p ngày 6/12/2012.20. http://www.google.com/cse?cx=partner-pub-9300639326172081%3Ad9bbzbtli15&ie=UTF-8&sa=Search&q=srfactants%2Cester+of+monoglycerides&hl=en#gsc.tab=0&gsc.q=synthesis%20of%20ester%20of

%20monoglycerides, truy c ậ p ngày 6/12/2012.21. http://www.cyberlipid.org/glycer/glyc0002.htm, truy c ậ p ngày6/12/2012.22. http://en.wikipedia.org/wiki/Monoglyceride, truy c ậ p ngày 6/12/2012.23. http://vietbiodiesel.blogspot.com/, truy c ậ p ngày 6/12/2012.24. http://vi.wikipedia.org/wiki/D%E1%BB%ABa, truy c ậ p ngày6/12/2012.25.http://media.wiley.com/product_data/excerpt/68/04713854/0471385468.pdf

, truy c ậ p ngày 6/12/2012.26. http://www.apccsec.org/document/VCNO.PDF, truy c ậ p ngày6/12/2012.







TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Ngh ĩa Việt NamKHOA CÔNG NGHỆ Độc lậ p - Tự do - Hạnh phúcBỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

******** Cần Thơ, ngày12 tháng 01 năm 2011

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHI ỆP ĐẠI HỌCNăm học 2011 – 2012

1. Tên đề tài th ự c hiện: Tổng hợ p chất hoạt động bề mặt sinh học không ion từ dầudừaứng dụng trong bảo quản nông sản.2. Họ và tên sinh viên th ự c hiện

Phù Quốc Minh Phương

MSSV: 2082232

Lớ p Công nghệ hóa học – Khóa 34

3. Họ và tên cán b ộ hướ ng d ẫn

PGS. TS. Bùi Thị Bửu Huê

Bộ môn Hóa học, khoa Khoa học Tự nhiên, trường Đại học Cần Thơ

4. Đặt vấn đề

Hiện nay, các chất hoạt động bề mặt đượ c ứng dụng khá phổ biến trong cácsản phẩm sơn, sữa, kem, bánh, k ẹo,…Các chất này đóngvai trò là phụ gia, chất nhũhóa. Đặc biệt, dựa trên nguyên lý phá lớ p biểu bì, làm mất nướ c, mất dầu và ngăncản quá trình hô hấ p qua da của côn trùng, các chất hoạt động bề mặt r ất hữu hiệutrong việc tiêu diệt côn trùng, nên chúng cònđượ c ứng dụng trong bảo quản nôngsản, đó là một ý tưở ng mớ i.

Vì vậy, đề tài “T ổng h ợ p ch ất hoạt động b ề mặt sinh h ọc không ion t ừ dầudừ a ứ ng d ụng trong b ảo qu ản nông s ản” đượ c thực hiện. Đề tài nhằm mục tiêu

thiết lậ p quy trình tổng hợ p các chất hoạt động bề mặt sinh học không ion từ dầudừa vàứng dụng chất hoạt động bề mặt tổng hợp đượ c trong bảo quản nông sản ở quy mô phòng thí nghiệm. Từ những k ết quả thu được qua đề tài này, hiệu quả kinhtế từ cây dừaở đồng bằng sông Cửu Long sẽ đượ c nâng lên một tầm cao mớ i.

5. M ục đích yêu cầu: Tổng hợ p chất hoạt động bề mặt sinh học không ion từ dầudừa vàứng dụng chất hoạt động bề mặt tổng hợp đượ c trong bảo quản nông sản.







6. Địa điểm, th ờ i gian th ự c hiện

Phòng thí nghi ệm Hóa H ữu Cơ Chuyên Sâu- Bộ môn Hóa h ọc - Khoa Khoahọc Tự nhiên - Trường Đại học Cần Thơ.

Thờ i gian th ực hiện từ ngày 02/01/2011 đến ngày 13/04/2011.

7. Gi ớ i thi ệu về thự c tr ạng có liên quan đến vần đề trong đề tài

Trướ c kia, các ch ất hoạt động bề mặt không ion đượ c tổng hợ p từ nguồnnguyên li ệu d ầu mỏ. Tuy nhiên, ngày nay ngu ồn nguyên li ệu này ngày càng c ạnkiệt. Mặt khác, các ch ất hoạt động b ề mặt không ion đượ c tổng h ợ p từ d ầu mỏ khó

bị phân h ủy sinh h ọc nên không có l ợi cho môi trườ ng. Vấn đề đặt ra là tìm ki ếmnguồn nguyên li ệu thay cho d ầu mỏ đồng thờ i có th ể giải quyết vấn đề môi trườ ng.Do đó,các ch ất hoạt động bề mặt sinh h ọc không ion đượ c tổng hợ p từ d ầu thực

vật, mỡ động vật đang thu hút sự quan tâm c ủa các nhà khoa h ọc, nhằm sản xuấtchất hoạt động bề mặt có ích.

Đồng bằng sông C ửu Long có ti ềm năng sản xuất d ầu d ừa r ất lớ n. Dầu d ừa cókhả năng phân h ủy sinh h ọc cao nên là nguyên li ệu mớ i, thích h ợp để tổng hợ p cácchất hoạt động bề mặt sinh h ọc không ion.

8. Các n ội dung chính và gi ớ i hạn của đề tài:

Mục tiêu c ủa đề tài là t ổng hợp các CHĐBM sinh học không ion t ừ d ầu d ừa.Dầu d ừa sau khi x ử lý sơ bộ đượ c thực hiện phản ứng ester hóa v ớ i methanol (xúc

tác H 2SO 4) và ph ản ứng transester hóa v ớ i methanol (xúc tác KOH) t ạo thànhmethyl ester. Methyl ester được điều chế qua hai giai đoạn ester hóa và transesterd ầu d ừa vì d ầu d ừa ép máy có ch ỉ số acid khá cao. Methyl ester này ti ế p tục đượ cthực hiện phản ứng transester hóa v ới glycerol, xúc tác KOH thu đượ cmonoglyceride. Sau đó, monoglyceride đượ c ester hóa v ớ i acetic acid, lactic acidhoặc tartaric acid để thu đượ c các d ẫn xuất ester c ủa monoglycer ide tương ứng. Nộidung chính c ủa đề tài đượ c thể hiện qua quy trình sau:

OCOR

OCOR

OCOR

RCOOH,CH 3OH

H2SO 4

OCOR

OCOR

OCOR

RCOOCH 3, CH 3OH

KOHRCOOCH

3

Dầu dừ a (1) Methyl ester, triglyceride Methyl ester (2)

Methyl ester (2) Monoglyceride (3) CHĐBM không ion (4)

Glycerol







RCOOH: Acid béo.R’COOH: Acetic acid, lactic acid, tartaric acid.

Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến phản ứng bao g ồm t ỉ lệ mol gi ữa các tácchất, nhiệt độ, thờ i gian ph ản ứng. Đây cũng là các y ếu tố đượ c khảo sát trong đề tài.

Sản phẩm tạo thành đượ c tiến hành đánh giá chất lượng như xác định giá tr ị HLB,đánh giá khả năng ứng d ụng bảo quản nông s ản (cà chua, dưa leo). 9. Phương pháp thự c hi ện đề tài

Để đạt đượ c những nội dun g trên, phương pháp thực hiện của đề tài như sau:

Phản ứng ester hóa và transeter hóa đượ c thực hiện bằng phương pháp khuấytừ k ết hợ p gia nhi ệt cổ điển. Đây là phương pháp phù hợ p với điều kiện phòng thínghiệm và cho hi ệu suất khá cao.

Quá trình kh ảo sát đượ c tiến hành thông qua vi ệc thay đổi một yếu tố cần khảosát và c ố định các y ếu tố còn lại. Quá trình đượ c diễn ra tu ần tự vớ i các yếu tố cònlại cần khảo sát trên cơ sở sử d ụng k ết quả thích h ợ p của các yếu tố vừa tìm đượ c.

Tiến trình ph ản ứng đượ c theo dõi b ằng sắc ký b ản mỏng silica gel v ớ i thuốchiện màu là dung d ịch KMnO 4.

Đánh giá chất lượ ng sản phẩm ch ất hoạt động b ề mặt sinh h ọc không ion t ổnghợp đượ c bằng cách bao ph ủ nông s ản (cà chua, dưa leo), theo dõi mức độ hư hỏngcủa quả theo th ờ i gian và ph ần trăm khối lượ ng qu ả còn lại theo th ờ i gian.







10. K ế ho ạch th ự c hi ện:

SINH VIÊN THỰ C HIỆ N CÁN BỘ HƯỚ NG DẪ N

Phù Quốc Minh Phương PGS TS Bùi Thị Bửu Huê

Tuần Nội dung

1 - 2(02/01 - 15/01)

Tìm tài liệu tham khảo và tiến hành tổng hợ p nguồn nguyên liệu ban đầu

3 - 4(16/01 - 29/01)

Nghỉ tết âm lịch

5 - 6(30/01 - 12/02)

Khảo sát tỉ lệ mol các tác chất, nhiêt độ, thờ i gian phản ứng để có điều kiện thích hợ p tổng hợ p monoglyceride

7 - 8(13/02 - 26/02)

Khảo sát tỉ lệ mol các tác chất, nhiêt độ, thờ i gian phản ứng để có điều kiện thích hợ p tổng hợ p acetylated monoglyceride

9 - 10(27/02 - 11/03) Khảo sát tỉ lệ mol các tác chất, nhiêt độ, thờ i gian phản ứng để có điều kiện thích hợ p tổng hợ p lactylated monoglyceride

11 - 12(12/03 - 25/03)

Khảo sát tỉ lệ mol các tác chất, nhiêt độ, thờ i gian phản ứng để có điều kiện thích hợ p tổng hợ p tartarylated monoglyceride

13 - 17(26/03 - 01/04)

Đánh giá chất lượ ng sản phẩm

13 - 17(02/04 - đến hết)

Viết bài

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHONW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

tổng hợp các chất hoạt động bề mặt sinh học không ion từ dầu dừa ứng...

Documents