Nghiên cứu tạo giấy pH từ w88 đăng nhập chiết xuất từ hoa atiso đỏ (Hibiscus sabdariffa L.) để ứng dụng trong phân tích và thực phẩm

TÓM TẮT:

w88 đăng nhập là một chất màu tự nhiên, tan được trong nước tạo ra nhiều màu hấp dẫn cho thực phẩm nhờ vào khả năng đổi màu theo pH của môi trường. Khi pH thay đổi từ môi trường acid sang môi trường bazơ, màu của w88 đăng nhập thay đổi từ đỏ sang xanh và hấp thụ cực đại tại bước sóng λ_max= 517 - 620 nm ứng với mỗi pH. Việc ứng dụng w88 đăng nhập như một chất chỉ thị trong phân tích là hợp lý và khả quan. Nghiên cứu này tập trung khảo sát các ảnh hưởng trong quá trình sản xuất giấy thử pH từ w88 đăng nhập và đã chọn được các thông số thích hợp với tỉ lệ pha loãng dịch w88 đăng nhập là 8:2 tương đương nồng độw88 đăng nhập1.583 mg/ml; thời gian tẩm dịch vào giấy là 90 giây; khoảng đổi màu của chỉ thị là 5.5-7.5. Về độ nhạy của giấy khi thử trên dãy đệm có pH từ 1 đến 14 cũng cho kết quả khả quan.

Từ khóa: Hibiscus Sabdariffa L.,w88 đăng nhập, chất màu, pH, giấy chỉ thị.

1. Đặtvấn đề

Hoa atiso đỏ(Hibiscus Sabdariffa L.)từ lâu đã được người Hy Lạp và người La Mã sử dụng như một loại rau ăn hàng ngày. Cây rất giàu phytochemical như polyphenol đặc biệt là w88 đăng nhập, polysaccharide và axit hữu cơ, do đó chúng có tác dụng rất lớn trong việc trị liệu các bệnh tật [1]. Trong y học dân gian, chiết xuất từ ​​đài hoa được sử dụng để điều trị một số bệnh, như: huyết áp cao, bệnh gan và sốt [2]. Về nguồn gốc của chúng có sự khác nhau giữa các tác giả, theo Crane J. [3] cho là một cây bản địa của Tây Phi và từ đó nó được chuyển đến các phần khác của thế giới như châu Á và châu Mỹ, trong khi theo ý kiến ​​khác của Mat Isa A. và cộng sự cho rằng có nguồn gốc từ Ấn Độ [4] còn AbuTarboush H. và cộng sự cho rằng từ Ả Rập Saudi [5].

w88 đăng nhập là một hợp chất sinh học chiếm chủ yếu trong thành phầnhoa atiso đỏ. w88 đăng nhập trong atiso đỏ chủ yếu là delphinidin-3-glucoside, sambubioside và cyanidin-3-sambubioside [6, 7]. w88 đăng nhập có nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe như hạ mỡ máu và chống xơ vữa động mạch, giúp hạ huyết áp và bảo vệ gan [8][9]. Ngoài ra, w88 đăng nhập còn có khả năng thay đổi màu sắc theo pH của môi trường. Khi pH môi trường bằng 1 thì các cấu tử w88 đăng nhập ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ, ở pH 4-5 w88 đăng nhập chuyển về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu, ở pH 7-8 chúng chuyển về dạng bazơ quinoidal anhydro màu xanh [10].

Với khả năng đổi màu rõ rệt theo pH, w88 đăng nhập có khả năng ứng dụng như một chất chỉ thị pH trong phân tích thực phẩm và hóa học. Nghiên cứu này tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo chỉ thị pH từ w88 đăng nhập nhằm tìm ra phương pháp nâng cao độ nhạy của giấy chỉ thị khi được sử dụng trên thị trường.

2. ĐỐITƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nguyên liệu

Đài hoaHibiscus sabdariffa L. được mua ở thị trấn Ea Kar, huyện Ea Kar - Dak Lak. Đài hoa được rửa sạch, sấy ở nhiệt độ 60  cho đến khi độ ẩm , nghiền thành bột mịn và bảo quản trong túi zipper kín tránh ánh sáng.

2.2. Hóa chất

NaOH (96%, Trung Quốc), HCl (36.5%, Trung Quốc), KCl (98%, Trung Quốc), Na₂B₄O₇ (99.5%, Trung Quốc).

2.3. Phương pháp nghiên cứu

• Chuẩn bị bột w88 đăng nhập

Đài hoaHibiscus Sabdariffa L.được rửa sạch, sấy ở nhiệt độ 60  cho đến khi độ ẩm  và được nghiền thành bột mịn. Cân 1 gam mẫu nguyên liệu (tính theo hàm lượng chất khô) bổ sung thêm ethanol 90% với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/20 (w/v), điều chỉnh pH dung dịch về 3, trích ở 50  trong 120 phút. Sau thời gian trích, tiến hành ly tâm dịch trích 5.500 vòng trong 15 phút để thu dịch trong nhằm xác định hàm lượng w88 đăng nhập bằng phương pháp pH vi sai. Dịch trích sau khi được xác định hàm lượng w88 đăng nhập được đem đi cô quay chân không ở 40^oC trong 60 phút. Dịch sau cô quay được phối trộn với maltodextrin và gum arabic cho đến khi hàm lượng chất khô đạt 25% Brix. Sau đó dịch w88 đăng nhập được sấy phun ở 170^oC, lưu lượng nhập liệu 7 ml/phút thu được chế phẩm w88 đăng nhập ở dạng bột.

• Khảo sát nồng độ w88 đăng nhập phù hợp để sản xuất chỉ thị pH

Giấy lọc được rửa bằng dung dịch HCl 0.1N sau đó rửa bằng nước và bằng dung dịch amoniac 5%, rửa lại bằng nước cất và sấy khô. Chế phẩm w88 đăng nhập được pha loãng theo tỉ lệ sau 8:2, 6:4, 5:5, 4:6, 2:8 (w88 đăng nhập/dung môi, w/v). Sau đó tiến hành tẩm dung dịch vào giấy lọc để xác định độ nhạy của chỉ thị. Giấy sau khi ngâm được sấy khô ở 50  trong 60 phút. Giấy chỉ thị w88 đăng nhập được nhúng lần lượt qua dãy đệm có pH từ 1 đến 14. Theo dõi sự đổi màu của chỉ thị.

• Khảo sát thời gian ngâm tẩm w88 đăng nhập vào giấy lọc

Giấy lọc được rửa bằng acid HCl 0.1N, sau đó rửa bằng nước và bằng dung dịch amoniac 5%, rửa lại bằng nước cất và sấy khô. Chế phẩm w88 đăng nhập được pha loãng với dung môi theo tỉ lệ chọn ở kết quả thí nghiệm 2.3.2. Sau đó giấy lọc được tẩm vào dung dịch w88 đăng nhập trong 1 giây, 30 giây, 60 giây, 90 giây, 120 giây, 150 giây. Giấy sau khi ngâm được sấy khô ở 50  trong 60 phút. Tiếp theo, giấy chỉ thị được nhúng lần lượt qua dãy đệm có pH từ 1 tới 14. Quan sát sự đổi màu của chỉ thị.

• Xác định khoảng đổi màu của chỉ thị w88 đăng nhập

Pha dãy dung dịch đệm có pH: 5.0; 5.5; 6.0; 6.5; 7.0; 7.5 trong các ống nghiệm. Lần lượt nhỏ một giọt dung dịch chế phẩm w88 đăng nhập đã pha loãng theo nồng độ đã chọn ở thí nghiệm 2.3.1. vào mỗi dung dịch đệm. Tiến hành xác định khoảng đổi màu của chỉ thị w88 đăng nhập.

• Phương pháp phân tích và định lượng w88 đăng nhập

Hàm lượng w88 đăng nhập được xác định bằng phương pháp quang phổ UV – VIS. Công thức tính [11]

DF: thể tích mẫu pha loãng
L: chiều dài curvet (1cm)
MW: khối lượng phân tử cyanidin - 3 - glucoside = 449.2 g/mol
Hệ λ = 26900 l/mol

• Phương pháp xử lý số liệu

Các thí nghiệm được lập lại 3 lần, kết quả được xử lý với phần mềm Microsoft Excel 2016, sự khác biệt và chọn thông số phù hợp dựa trên kết quả phân tích của phần mềm IBM SPSS Statistics 20.

3. KẾTQUẢ VÀ THẢO LUẬN

• Khảo sát nồng độ w88 đăng nhập phù hợp để sản xuất chỉ thị pH

Kết quả khảo sát nồng độ w88 đăng nhập được thể hiện ở Bảng 1.

Bảng 1. Ảnh hưởng nồng độ w88 đăng nhập để sản xuất giấy pH

Hình 1. w88 đăng nhập trong dãy đệm có pH từ 1 đến 14

Qua khảo sát thấy rằng w88 đăng nhập đổi màu rõ rệt qua từng pH (từ đỏ sang xanh). Có thể giải thích trong môi trường pH, w88 đăng nhập tồn tại ở cation flavylium có màu đỏ. Khi pH tăng dần, có sự tấn công của nước vào vòng pyran C nên w88 đăng nhập chuyển dần sang dạng base carbinol và chalcone không màu. Quá trình này được gọi là quá trình hydrat hóa. Trong dung dịch base, có sự dịch chuyển của H⁺từ OH^-trên vòng B, w88 đăng nhập chuyển sang dạng anion có màu xanh. Khi pH môi trường càng cao, ion H⁺trong nhóm OH bị phân hủy nên điện tử không còn, màu xanh trở nên xanh hơn bởi ánh sáng hấp thụ trở nên đỏ hơn. Trong môi trường trung tính, cả hai dạng cùng tồn tại nên dung dịch cho màu tím.

Từ Bảng 1 cho thấy, ở tỉ lệ 8:2 thìgiấy w88 đăng nhậpcó độ nhạy cao nhất và cho kết quả đổi màu rõ rệt nhất. Khi nồng độ w88 đăng nhập quá cao hoặc quá thấp thì đều ảnh hưởng đến độ nhạy của chỉ thị pH. Khi nồng độ w88 đăng nhập quá cao sẽ gây ức chế việc đổi màu của chỉ thị theo pH, còn khi pha loãng quá nhiều thì hàm lượng w88 đăng nhập trong giấy không đủ để có thể biểu hiện rõ ra bên ngoài. Vì vậy, tỉ lệ 8:2 được chọn cho các nghiên cứu tiếp theo.

• Khảo sát thời gian ngâm tẩm w88 đăng nhập vào giấy lọc

Thời gian ngâm tẩm dịch màu lên giấy lọc có ý nghĩa quan trọng trong việc nhận biết các giá trị pH khác nhau. Kết quả khảo sát thời gian ngâm tẩm w88 đăng nhập vào giấy lọc được thể hiện ở Bảng 2.

Bảng 2. Ảnh hưởng thời gian ngâm tẩm w88 đăng nhập vào giấy lọc

Hình 2: Sự đổi màu của giấy chỉ thị w88 đăng nhập trong dung dịch đệm

có pH từ 1 đến 14

Nếu thời gian tẩm dịch ít hơn 90 giây thì giấy chỉ thị không đổi màu ở một số pH xác định, khi thời gian tẩm dịch lớn hơn 90 giây thì giấy cho kết quả tương đối rõ rệt ở các pH xác định, nếu thời gian tẩm giấy là 150 giây thì chỉ thị không cho kết quả (Hình 2). Nguyên nhân là thời gian tẩm w88 đăng nhập ngắn thì hàm lượng w88 đăng nhập trong giấy không đủ để các phản ứng xảy ra, do đó giấy không đổi màu, còn nếu thời gian tẩm dài thì hàm lượng w88 đăng nhập trong giấy quá cao gây ức chế phản ứng giữa w88 đăng nhập với dung dịch pH dẫn đến giấy cũng không đổi màu. Do đó, thời gian tẩm w88 đăng nhập vào giấy lọc phù hợp là 90 giây.

• Xác định khoảng đổi màu của chỉ thị

Khoảng đổi màu của chỉ thị là một yếu tố quan trọng nhằm xác định chất lượng, độ nhạy của chỉ thị đó. Dùng w88 đăng nhập để kết thúc quá trình định phân và tiến hành đo pH tại thời điểm khi dung dịch bắt đầu chuyển từ đỏ sang màu tím xanh, để xác định khoảng pH đổi màu. Để khẳng định lại khoảng đổi màu của w88 đăng nhập, tiến hành xác định khoảng đổi màu bằng phương pháp so màu: Pha dãy dung dịch đệm có pH lần lượt là 5.0; 5.5; 6.0; 6.5; 7.0; 7.5 trong các ống nghiệm. Nhỏ một giọt w88 đăng nhập lần lượt vào mỗi dung dịch đệm và quan sát sự đổi màu. Kết quả thể hiện ở Bảng 3.

Bảng 3. Khoảng đổi màu của chất chỉ thị w88 đăng nhập

Hình 3. Dãy màu của w88 đăng nhập thay đổi từ pH 5.5 – 7.5

Từ kết quả nghiên cứu đã xác định được khoảng đổi màu của chất chỉ thị w88 đăng nhập nằm trong khoảng pH= 5.0-7.5. Như vậy, khoảng đổi màu của chất màu w88 đăng nhập khá hẹp và quá trình thay đổi màu rất rõ, đây là một trong những yêu cầu cần thiết cho một chất chỉ thị.

4. KẾTLUẬN

Lựa chọn tỉ lệ pha loãng dịch w88 đăng nhập phù hợp là 8:2 (w88 đăng nhập/dung môi, w/v) cho nồng độ w88 đăng nhập tương ứng là 1.583 mg/ml để bước đầu sản xuất giấy chỉ thị pH. Chọn thời gian tẩm dịch lên giấy là 90 giây và khoảng đổi màu của chỉ thị là 5.5-7.5. Kết quả này mở ra nhiều ứng dụng hơn cho các chất màu tách chiết từ thực vật.

LỜI CẢM ƠN:Nghiên cứu này do Trường Đại học Công nghiệp thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh bảo trợ và cấp kinh phí theo hợp đồng số 78/HĐ - DCT.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Da-Costa-Rochaet al. (2014). Hibiscus sabdariffa L.–A phytochemical and pharmacological review.Food chemistry,165, 424-443.
2. H. Aliet al. (2005). Phytochemical, pharmacological and toxicological aspects ofHibiscus sabdariffa L.: a review.Phytotherapy Research: An International Journal Devoted to Pharmacological and Toxicological Evaluation of Natural Product Derivatives,19(5), 369-375.
3. C. Crane. (1949). Roselle—a potentially important plant fiber,Economic Botany,3(1), 89-103.
4. Mat Isaet al. (1985). Analisis kimia dan pemprosesan roselle (Hibiscus sabdariffa L.).Mardi Research Bulletin,13, 68-74.
5. M. Abu‐Tarboushet al. (1997). Some nutritional and functional properties of karkade (Hibiscus sabdariffa) seed products.Cereal Chemistry,74(3), 352-355.
6. A. Abou-Arabet al. (2011), Physico-chemical properties of natural pigments (w88 đăng nhập) extracted from Roselle calyces (Hibiscus subdariffa).Journal of American Science,7(7), 445-456.
7. A. Madrauet al. (2009). Effect of drying temperature on polyphenolic content and antioxidant activity of apricots.European Food Research and Technology,228(3), 441.
8. G. Al-Hashimi (2012), Antioxidant and antibacterial activities ofHibiscus sabdariffa L. extracts.African Journal of Food Science,6(21), 506-511.
9. Herrera-Arellanoet al. (2004). Effectiveness and tolerability of a standardized extract fromHibiscus sabdariffain patients with mild to moderate hypertension: A controlled and randomized clinical trial.Phytomedicine,11(5), 375-382.
10. Thị Kim Oanh and V. Thị Hằng (2015), Ảnh hưởng của xử lý chất chống nâu hóa đến chất lượng và tuổi thọ của quả đào Lào Cai bảo quản lạnh,Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam,no. 7, p. 1179.
11. F. M. A. Nordiyanah Anuar, Naziz Saat. (2013). Optimization of Extraction Parameters by Using Response Surface Methodology, Purification, and Identification of w88 đăng nhập Pigments in Melastoma malabathricum Fruit.The Scientific World Journal. https://doi.org/10.1155/2013/810547.

A RESEARCH TO CREATE PH PAPER FROM w88 đăng nhập EXTRACTED

FROM RED ATISO FLOWER(HIBISCUS SABDARIFFA L.)

TO USEINANALYSES AND FOODINDUSTRY

VO NGOC TUONG VI ¹

Master. HOANG THI NGOC NHON¹

¹ Food Science and Technology Faculty

Ho Chi Minh City University of Food Industry

ABSTRACT:

w88 đăng nhập is a natural, water-soluble colorant that creates many attractive colors for foods thanks to its ability to change color according to the pH of the environment. When the pH changes from acid to base medium, w88 đăng nhập color changes from red to blue and it is absorbed maximum at wavelength λmax = 517 ÷ 620 nm for each pH. With this useful feature, the application of w88 đăng nhập as an analytical indicator is reasonable and satisfactory. This study focuses on investigating the effects in the production of pH test papers from anthocyanins and has selected the appropriate parameters with w88 đăng nhập dilution ratio of 8:2 equivalent to 1,508 mg/ml w88 đăng nhập concentration. Time to impregnate the paper is 90 seconds. Indicator color change range is from 5.5 to 7.5. The paper's sensitivity when tested on buffers with pH from 1 to 14 also gave positive results.

Keywords: Hibiscus Sabdariffa L.,w88 đăng nhập, colorants, pH, indicator pH.