MÀU ĐIỀU NHUỘM
I. Sơ lược về cây điều nhuộm: (Bixa orellana L,Bixaceae)
Cây điều nhuộm còn được gọi là cây “chầm phù” hay cây “cà ry” thuộc chi Bixa, loài orellana, họ điều nhuộm - bixaceae. Cây có nguồn gốc ở các vùng nhiệt đới Châu Mĩ, trồng ở khắp nơi trên đất nước ta [18}
II. Đặc điểm thực vật :
- Cây gỗ, nhỏ,đẹp,cao 4-5m
- Lá đơn, mềm, nhẵn, hơi hình ba cạnh, đầu nhọn, phía cuốn hình tím, dài 12 cm, rộng 7 cm hay hơn, cuống lá phình o đầu, dài 3-4 cm
- Hoa khá lớn, màu tím hay trắng,mọc thành từng chùm ngắn ở đầu cành.Gốc đế hoa lồi, 5 lá đài liền nhau.Cánh hoa rời nhau và vặn trong nụ. Bộ nhị rời nhau ,chỉ nhị mang một bao phấn có 2 ô phấn, mở một kẽ nứt ngắn ở ngọn.Bộ nhụy cấu tạo bởi hai lá noãn liền nhau bởi mép.Noãn đảo,đính trên hai giá noãn bên.
- Quả to ,đỏ tía, hình cầu,trên mat85co1 gai mềm,mở bằng hai mảnh van, mang mi64 cái một giá noãn ở mặt trong
- Hạt rất nhiều , hình khối lập phương, có cuốn hạt phồng lên thành một cái áo hạt ngăn dạng ống tay áo , vỏ hạt có những hạt lổn nhổn màu đỏ.
- Phân bố :ở Việt
III. Thành phần hóa học :
Thành phần hóa học của hạt điều chủ yếu là bixin (cis-trans) là mono methyl este hoặc dimethyleste của diacid 6,6-diapo-6,6-carotenedioic hay gọi tắt là nobixin (dưới dạng đồng phân
-nobixin và isonobixin) hoặc nobixin và isonobixin.Ngoài ra còn có một chất màu vàng C17 ,một ít geranylacetat.Các chất màu đỏ tươi, màu vàng của hạt điều là chất màu quý giá.Trong tự nhiên,cis-bixin trong hạt điều nhộm được hình thành do sự chuyển hóa của appo-carotenoid là sự chuyển hóa tự nhiên của quá trình tổng hợp carotenoid tự nhiên của isopren nhờ acetylcoenzym (C0-A) là một loại C5 isopentenylpirophotphat.Có thể coi cis-bixin là sản phẩm oxy hóa của 9-cis--carotene.
IV. Tính chất cơ bản :
Các nhà khoa học trên thế giới đã chứng minh được chất màu chiết từ hạt điều nhuộm không gây độc hại, không ảnh hưởng đến sức khoẻ con người nên đã được CODEX đưa vào danh mục các loại phẩm màu tự nhiên được sử dụng an toàn cho thực phẩm và dược phẩm [4]. Loại phẩm này có hoạt tính sinh học cao, làm giảm lượng cholesterol trong máu, mang tính nhuận trường,
V. Phương pháp chiếc tách :
1. Chiết tách bixin
* Chọn dung môi chiết
Bốn dung môi được lựa chọn để chiết là etyl axetat, axeton, rượu etylic, butanol. Cho vào bốn bình chiết với mỗi bình một loại dung môi trên 30ml, 2g hạt điều nhuộm già (mẫu 4) và ngâm trong vòng 3 giờ, tiếp theo tiến hành chiết lấy phần chất lỏng, đo UV-Vis để xác định dung môi có khả năng hoà tan bixin tốt nhất.
* Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện đến hiệu suất chiết tách bixin
Tiến hành chiết Soxhlet với dung môi thích hợp đã được chọn ở trên, cô cạn dung dịch lọc, kết tinh lại sản phẩm bằng etanol và xác định hiệu suất của quá trình chiết bằng phương pháp khối lượng. Để xác định điều kiện tối ưu nhằm thu sản phẩm có hiệu suất cao nhất, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng độ chín của quả điều nhuộm (thời gian thu hoạch), tỷ lệ giữa khối lượng hạt điều nhuôm với dung môi (tỷ lệ rắn lỏng) và thời gian chiết tách bixin.
2. Kết quả :
a. Khả năng hoà tan của bixin trong các dung môi hữu cơ:
Kết quả nghiên cứu khả năng hoà tan bixin của các loại dung môi bằng phương pháp UV-Vis thể hiện trên hình 2.
Trên phổ UV – Vis (hình 2) ta thấy hợp chất màu được tách ra có 2 bước sóng hấp thụ cực đại ở 456 nm và 488 nm chính là bước sóng hấp thụ của bixin [3]. Ngoài ra, phổ thu được cũng cho thấy tại vùng bước sóng này, mật độ quang hấp thụ lớn nhất khi sử dụng dung môi etyl axetat. Điều đó chứng tỏ dung môi etyl axetat có khả năng chiết được chất màu bixin nhiều nhất. Kết quả thí nghiệm trên đây hoàn toàn phù hợp với quy luật hoà tan vì chất màu bixin có trong phần cơm hạt điều là ester của axit dicacboxylic norbixin nên dễ hoà tan vào dung môi có cấu tạo tương tự nó là etyl axetat .
b. Hàm lượng bixin theo độ chín của quả :
Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của hàm lượng bixin vào độ chín của quả bằng UV-Vis được thể hiện trên bảng 1 và hình 3.
Bảng 1. Bảng mật độ quang các mẫu hạt điều.
|
|
Mật độ quang (A) |
||||
|
Mẫu 1 |
Mẫu 2 |
Mẫu 3 |
Mẫu 4 |
Mẫu 5 |
|
|
456 |
1,095 |
2,081 |
1,175 |
3,008 |
1,578 |
|
488 |
1,337 |
2,386 |
1,462 |
3,112 |
1,908 |
Theo kết quả phổ thu được trên hình 3 và bảng 1 thì mẫu 4 (hạt điều nhuộm già) có hàm lượng bixin lớn nhất. Ở các mẫu 1, 2, 3 sự metyl hoá xảy ra chưa hoàn toàn nên hàm lượng bixin thấp, trái lại ở mẫu 5 khi quả chín khô, một lượng bixin bị đã oxi hoá do tác dụng của tia sáng mặt trời xuyên qua vỏ quả. Vậy thời điểm thu hoạch quả điều nhuộm tốt nhất tương ứng với mẫu 4 là vào khoảng tháng 1, tháng 2 và tháng 8, tháng 9 hằng năm vì lúc này cây điều nhuộm có số lượng quả già nhiều nhất.
c. Ảnh hưởng của thể tích dung môi đến hiệu suất chiết :
Chọn mẫu hạt điều già, tiến hành chiết Shoxhlet với khối lượng hạt điều là 10 gam trong các thể tích dung môi etyl axetat khác nhau trong bình chiết 500ml ở 800C. Sau khi cô cạn, kết tinh bixin và tinh chế lại trong dung môi etanol để loại bỏ tạp chất, cân khối lượng của bixin thu được (bảng 2 và hình 4).
Bảng 2. Hàm lượng bixin chiết được với các thể tích dung môi khác nhau.
|
STT |
V (ml) |
m1 (gam) |
m0 (gam) |
m2 (gam) |
M (gam) |
% (bixin) |
|
1 |
150 |
10,003 |
49,780 |
51,462 |
1,682 |
16,82 |
|
2 |
160 |
10,006 |
55,512 |
57,282 |
1,770 |
17,69 |
|
3 |
170 |
10,008 |
58,124 |
59,924 |
1,800 |
17,99 |
|
4 |
180 |
10,001 |
51,234 |
53,212 |
1,978 |
19,78 |
|
5 |
190 |
10,012 |
50,118 |
52,097 |
1,979 |
19,77 |
|
6 |
200 |
10,005 |
55,481 |
57,459 |
1,978 |
19,78 |
Trong đó: m1 - Khối lượng hạt điều ban đầu; m0 - Khối lượng cốc ban đầu
m2 - Khối lượng cốc và chất rắn sau khi chiết; m - Khối lượng chất màu chiết được trong cốc.
Kết quả trên hình 4 cho thấy tỷ lệ rắn lỏng tối ưu để chiết bixin từ hạt điều nhuộm tốt nhất là: hạt điều (g)/etyl axetat (ml) = 1/18.
d. Khảo sát thời gian chiết tối ưu
Lấy 10 gam hạt điều của mẫu 4 - hạt điều già chiết soxhlet với 180ml dung môi etyl axetat ở 800C trong các khoảng thời gian khác nhau, cô cạn, dung môi chiết, kết tinh lại bixin bằng etanol, cân định khối lượng bixin thu được (bảng 3 và hình 5).
Bảng 3. Hàm lượng bixin theo thời gian chiết
|
STT |
Thời gian (giờ) |
m1 (gam) |
m0 (gam) |
m2 (gam) |
m (gam) |
% bixin |
|
1 |
2 |
10,006 |
49,780 |
50,725 |
0,945 |
9,45 |
|
2 |
4 |
10,023 |
55,512 |
56,791 |
1,279 |
12,77 |
|
3 |
6 |
10,140 |
58,124 |
59,600 |
1,476 |
14,56 |
|
4 |
8 |
10,005 |
51,234 |
52,956 |
1,722 |
17,22 |
|
5 |
10 |
10,006 |
50,118 |
52,103 |
1,985 |
19,85 |
|
6 |
12 |
10,111 |
55,481 |
57,488 |
2,007 |
19,85 |
|
7 |
14 |
10,047 |
53,254 |
55,242 |
1,997 |
19,80 |
Trong đó: m1 - Khối lượng hạt điều ban đầu; m0 - Khối lượng cốc ban đầu;
m2 - Khối lượng cốc và chất rắn sau khi chiết; m - Khối lượng chất màu chiết được trong cốc
Kết quả trên hình 5 cho thấy thời gian chiết tối ưu là 10 giờ (19,85%).
VI. Công dụng :
- Làm thuốc:Bộ phận dùng lá, hoa và hạt
Hạt có tác dụng thu liễm,thoát nhiện.
Hoa có tác dụng bổ huyết, trừ lỵ.
Lá có tác dụng hạ nhiệt chửa sốt rét,chữa lỵ
- Làm chất nhuộm màu:Bộ phận dùng là hạt.
Dùng nhuộm len,lụa,sợi bông
Dùng trong công nghiệp verni,xi đánh sàn
Do có độ tan trong chất béo, lại không độc và có tính chất của vitamin A nên hạt “điều nhuộm” được dùng để nhuộm bơ phomat...và nó còn được dùng nhuộm màu trong chế biến thực phẩm
Một số nơi còn dùng cây “điều nhuộm” để làm cảnh
- Chữa các bệnh như sốt, kiết lị; nó còn là chất chống oxi hoá mạnh, có khả năng tiêu diệt các gốc tự do và các loại men hại gây ung thư trong thức ăn, nước uống; một chất chống tia cực tím và chống oxi hoá giúp bảo vệ gan thường được sử dụng trong y học [1].
- Ở Việt Nam ta, trong dân gian người ta thường đun nóng dầu ăn rồi cho hạt điều nhuộm vào đó để lấy dung dịch màu hoặc cho trực tiếp hạt điều vào trong thức ăn để tạo màu. Việc nghiên cứu ứng dụng chất màu từ hạt điều nhuộm tuy đã có một vài nhà hoá học ở nước ta quan tâm nhưng cho đến nay vẫn chưa có một quy trình công nghệ sản xuất ổn định và hiệu quả để có thể triển khai ở quy mô công nghiệp. Vì vậy việc nghiên cứu tìm ra phương pháp chiết tách chất màu và xác định thời điểm thu hoạch quả có chứa hàm lượng chất màu cao nhất là một việc làm cần thiết, quan trọng, có ý nghĩa lớn nhằm ứng dụng rộng rãi chất màu tự nhiên trong thực phẩm, góp phần tích cực phát triển cây công nghiệp ở nước ta.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. C.T.S. Antonio, M.B.O. Lídia, Antigenotoxic and antimutagenic potential of an annatto pigment (norbixin) against oxidative stress,Genet. Mol. Res. 4 (1): 94-99 (2005)
2. A.Z. Mercadante, A. Steck and H. Pfander, Isolation and structure elucidation of minor carotenoids from annato (Bixa Orellana L.), (Department of chemistry and Biochemistry, University of Berne, Freiestrasse3, CH-3012 Berne, Switzerland), Received 9 April 1997.
3.A.Z. Mercadante, A. Steck and H. Pfander, Isolation and Indentification of New Apocarotenoitds from Annatto (Bixa orellana) Seeds, J. Agric. Food Chem. 1997, No. 45
4. J. S. Michael, A.W. Lesley, P.A. Graeme, Analysis of Annatto (Bixa orellana) Food Coloring Formulations, J. Agric. Food Chem. 1998, No.46
