Trong bài báo này, chất màu anthocyanin trong
bắp cải tím được chiết bằng dung môi etanol, với sự
trợ giúp của sóng siêu âm, tại điều kiện nhiệt độ 65
ºC, thời gian 35 phút và nồng độ etanol 10 %. Chất
màu anthoxyanin đã được nhuộm cho màng xơ
xenlulo và màng xenlophan để làm vật liệu cảm biến
pH. Các vật liệu nhuộm màu anthocyanin này đều có
khả năng chỉ thị pH trong khoảng từ 1 đến 13 thông
qua sự thay đổi màu sắc từ đỏ đến vàng. Sử dụng
phương pháp đo phổ hấp thụ phân tử UV-Vis với các
dung dịch chất màu ở các pH khác nhau cho thấy cấu
trúc phân tử anthocyanin đã bị biến đổi theo pH gây
ra sự thay đổi bước sóng hấp thụ cực đại. Các vật liệu
nhuộm màu này đã được chứng minh có khả năng
phát hiện sự biến chất của sữa đậu nành theo thời
gian thông qua sự thay đổi màu sắc. Kết quả nghiên
cứu cho thấy tiềm năng ứng dụng của vật liệu nhuộm
màu anthocyanin chiết từ bắp cải tím trong như một
chất chỉ thị pH an toàn, sinh thái.
Lời cảm ơn
Nhóm tác giả xin cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí từ
Trường ĐHBK Hà Nội thông qua đề tài cấp Trường
T2016-PC-081. Đồng thời cảm ơn các thầy cô Bộ
môn Vật liệu & CN Hóa dệt, Viện Dệt may - Da giầy
và Thời trang, PTN dự án JST - JICA ESCANBER
đã hỗ trợ để nhóm hoàn thành nghiên cứu này.
5 trang |
Chia sẻ: honghp95 | Lượt xem: 704 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu chế tạo màng chỉ thị PH trên nền vật liệu xenlulo nhuộm bằng chất màu anthocyanin chiết xuất từ bắp cải tím, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 125 (2018) 071-075
71
Nghiên cứu chế tạo màng chỉ thị pH trên nền vật liệu xenlulo nhuộm bằng
chất màu anthocyanin chiết xuất từ bắp cải tím
Fabrication of a Visual pH Indicator Based on Cellulosic Materials and Anthocyanin Dyes Extracted
from Red Cabbage
Nguyễn Ngọc Thắng1*, Phạm Đức Dương1, Võ Thị Lan Hương2
1 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội - Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam
2 Trường Đại học Công nghiệp Dệt May Hà Nội - Lệ Chi, Gia Lâm, Hà Nội, Việt Nam
Đến Tòa soạn: 24-9-2017; chấp nhận đăng: 28-3-2018
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, chất màu anthocyanin trong bắp cải tím được chiết bằng dung môi etanol với sự hỗ
trợ của sóng siêu âm. Chất màu này được gắn trên màng xơ xenlulo và màng xenlophan bằng phương pháp
nhuôm tận trích. Dung dich chất màu anthocyanin và các vật liệu nhuộm màu đều có khả năng chỉ thị pH
trong khoảng từ 1 đến 13 thông qua sự thay đổi màu sắc từ đỏ đến vàng. Phổ hấp thụ phân tử UV-Vis của
dung dịch chất màu ở các pH khác nhau cho thấy có sự dịch chuyển của bước sóng hấp thụ cực đại về
vùng hồng ngoại khi giá trị pH tăng lên, chứng tỏ cấu trúc phân tử anthocyanin đã bị biến đổi. Các vật liệu
nhuộm màu này đã được chứng minh có khả năng phát hiện sự biến chất của sữa đậu nành thông qua sự
thay đổi màu sắc từ tím sang đỏ. Do vậy, vật liệu nhuộm bằng chất màu anthocyanin chiết từ bắp cải tím có
thể ứng dụng như một vật liệu cảm biến pH để nhận biết sự biến chất của thực phẩm.
Từ khóa: Bắp cải tím, Anthocyanin, Vật liệu xenlulo, Vật liệu cảm biến pH.
Abstract
In this paper, the anthocyanin compounds from Red cabage were extracted by ultrasound-assisted
extraction (UAE) technology using acid-ethanol solvent. These natural colorants were immobilized to a non-
woven cellulose membrane and a cellophane film using exhaust dyeing method. The anthocyanin extract
solutions and cellulosic films loaded with anthocyanin colorant showed visibly distinct colors at all pH range
from 1 to 13. The ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrum of anthocyanin extract solutions showed a red shift of
the maximum peak absorbance to longer wavelengths at higher pH-values, which indicates that chemical
structure of anthocyanins have been altered. An application test was conducted for potential use of these
dyed films as soybean milk spoilage sensors. The pH-sensing films showed pH changes and spoilage point
of soybean milk samples, changing from violet to red. Therefore, the use of these colorimetric pH-sensing
films as a diagnostic tool for the detection of food spoilage is a promising path.
Keywords: Red cabage, Anthocyanin, Cenlulosic material, pH-sensing film.
1. Tổng quan1
Màu sắc đóng vai trò quan trọng trong cuộc
sống hằng ngày của chúng ta. Các vật liệu mà màu
sắc có thể thay đổi thuận nghịch khi bị kích thích bởi
các yếu tố bên ngoài như ánh sáng, nhiệt độ và pH
đang thu hút nhiều nhà nghiên cứu trong thời gian
gần đây, đặc biệt trong lĩnh vực cảm biến [1-2]. Các
vật liệu chỉ thị pH là những vật liệu có khả năng thay
đổi màu sắc khi thay đổi pH của môi trường, đã được
nghiên cứu và ứng dụng để làm quần áo bảo hộ, băng
vết thương, màng lọc [2-5]. Một số chất chỉ thị và
thuốc nhuộm đã được tổng hợp có khả năng thay đổi
màu sắc theo pH môi trường [3-4]. Tuy nhiên, các
chất chỉ thị và thuốc nhuộm tổng hợp này có khả
năng gây ảnh hưởng tiêu cực cho môi trường và
* Địa chỉ liên hệ: (+84) 904 309930
Email: thang.nguyenngoc@hust.edu.vn
người sử dụng. Do đó, việc nghiên cứu chiết tách các
chất màu tự nhiên có khả năng chỉ thị pH, an toàn với
con người và thân thiện với môi trường đang được
các nhà khoa học trên thế giới quan tâm [2,6-8].
Trong các chất mầu tự nhiên, hợp chất
anthocyanin, thuộc nhóm flavonoid, không những có
khả năng thay đổi màu sắc theo pH mà còn có các
tính chất tốt khác như khả năng hòa tan trong nước,
độ bền ánh sáng khá tốt và khá bền nhiệt [2].
Anthocyanin có trong nhiều loài thực vật với hàm
lượng, thành phần và màu sắc khác nhau tùy thuộc
vào loài, giống và môi trường sinh trưởng. Bắp cải
tím là một trong những nguồn chứa hàm lượng
anthocyanin cao với 24 hợp chất đã được phân lập,
chủ yếu là cyanidin-3,5-diglucozit, cyanidin-3-
sophorozit-5-glucozit và các dạng acrylat hóa khác
[7-9]. Công thức cấu tạo chung của chất màu
anthocyanin và của một anthocyanin điển hình
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 125 (2018) 071-075
72
cyanidin-3-glucozit (C3G) được biểu diễn lần lượt
trong hình 1a và hình 1b. Một số nghiên cứu đã chỉ ra
rằng, chất màu anthocyanin trong bắp cải tím có độ
ổn định tốt hơn chất màu này trong các nguồn thực
vật khác. Điều này có được là do hợp chất
anthocyanin trong bắp cải tím có chứa các nhóm chức
acylat, giúp bảo vệ các nhóm chức hydroxyl. Vì
những đặc tính tốt này nên chúng tôi chọn bắp cải tím
làm đối tượng nghiên cứu để chiết tách chất màu
anthocyanin dùng để chế tạo vật liệu chỉ thị pH.
Xenlulo là vật liệu tự nhiên, có trữ lượng lớn và
khả năng phân hủy sinh học nên được sử dụng trong
nhiều lĩnh vực khác nhau ở dạng nguyên liệu ban đầu
hoặc được biến tính [5]. Vật liệu này có ái lực tốt với
nhiều loại thuốc nhuộm và chất màu tự nhiên nên đã
đã được sử dụng để nhuộm màu. Với mục đích chế
tạo màng chỉ thị pH sinh thái nên nghiên cứu này sẽ
sử dụng màng xơ xenlulo không dệt và màng
xenlophan để làm vật liệu nền cho việc gắn kết chất
màu anthocyanin chiết từ bắp cải tím. Các vật liệu
nhuộm màu này sẽ được đánh giá khả năng nhận biết
sự thay đổi pH môi trường thông qua biến đổi màu
sắc trong vùng ánh sáng nhìn thấy và khả năng ứng
dụng làm vật liệu cảm biến pH để phát hiện sự biến
chất của sữa đậu nành.
O
R1'
R2'
R3'
R1
R2
R4
R3 35
7
B
A C
O+HO
OH
O
OH
OH
O
OH
OH
OH
OH
Hình 1. (a) Công thức cấu tạo chung của
anthocyanin; (b) Công thức cấu tạo của cyanidin-3-
glucozit; (c) Sơ đồ quy trình chiết tách chất màu từ
bắp cải tím và nhuộm màu vật liệu xenlulo.
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Bắp cải tím Đà Lạt được cung cấp bởi siêu thị
VinMart. Sữa đậu nành mua ở chợ truyền thống tại
Hà Nội. Vật liệu xenlulo dùng trong nghiên cứu bao
gồm màng xơ xenlulo - giấy lọc Whatman 2, 106
g/m2 của Macherey-Nagel GmbH & Co. KG., Đức;
màng xenlophan không tráng phủ (35 × 44 cm) của
Sigma Aldrich. Các hóa chất sử dụng trong nghiên
cứu bao gồm etanol, axit formic, axit clohydric, kali
clorua, kali hydrophtalat, natri hydroxit, kali dihydro
photphat, kali hydro photphat, kali hydro cacbonat,
borax, amoni hydroxit được cung cấp bởi công ty hóa
chất Xilong, Trung Quốc. Các thí nghiệm và phân
tích được thực hiện tại Trung tâm thí nghiệm Vật liệu
Dệt may - Da giầy và PTN dự án JST - JICA
ESCANBER, Đại học Bách khoa HN.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Chiết chất màu anthocyanin
Chất màu anthocyanin được chiết từ bắp cải tím
theo phương pháp ngâm chiết có sự trợ giúp của sóng
siêu âm, tại điều kiện chiết tối ưu đã được xác định
trong một công trình nghiên cứu đã công bố của
chúng tôi [10]. Theo đó, bắp cải tím đã nghiền nhỏ
được bổ sung dung môi etanol đã axit hóa bằng axit
fomic 1% theo tỷ lệ rắn-lỏng là 1/5 (g/ml), và tiến
hành chiết tách chất màu trong bể rửa siêu âm công
suất 750W (S70H Elmasonic, Đức). Điều kiện chiết
bao gồm nhiệt độ 65 ºC, thời gian 35 phút và nồng độ
etanol 10 %.
Sau khi chiết, dung dịch chất màu được phân
tách qua giấy lọc và cất quay chân không (Buchi
Rotavapor R-210) để cô đặc dịch chiết. Dung dịch
chất màu đậm đặc này được đo mật đo quang bằng
thiết bị Unico 4802 Double Beam UV/Vis
Spectrophotometer, xác định giá trị độ hấp thụ cực
đại của chất màu. Sử dụng phương pháp pH vi sai để
tính hàm lượng anthocyanin tổng có trong dịch chiết
cô đặc, làm căn cứ để xác định đơn công nghệ nhuộm
màu vật liệu xenlulo [10-11]. Quy trình chiết tách
chất màu từ bắp cải tím và nhuộm màu vật liệu
xenlulo được trình bày trong hình 1c.
2.2.2. Nhuộm màu vật liệu xenlulo
Dung dịch chất màu cô đặc sau khi xác định
hàm lượng anthocyanin tổng được xử lý bằng dung
dịch NH4OH để trung hòa lượng axit formic tồn dư
trong dịch chiết. Hàm lượng anthocyanin tổng trong
dung dịch chất màu sau trung hòa và pha loãng bằng
nước cất để đạt nồng độ 15g C3G/l. Sử dụng dung
dịch chất màu này để nhuộm cho màng xenlophan và
màng xơ xenlulo. Đơn công nghệ nhuộm và quy trình
nhuộm cho màng xenlophan và màng xơ xenlulo
được trình bày trong bảng 1 và hình 2. Điều kiện
nhuộm cho màng xenlophan là ở 80 ºC trong 6 giờ,
và màng xơ xenlulo là ở 80 ºC trong 1 giờ.
Bảng 1. Đơn công nghệ nhuộm cho vật liệu xenlulo
Khối lượng vật liệu m (g)
Dung tỷ 1/30 (g/ml)
1. NH4OH, 5% 1 (ml/l)
2. Dung dịch anthocyanin, 15g/l 100 (ml/l)
(a)
(c)
(b)
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 125 (2018) 071-075
73
Hình 2. Quy trình nhuộm màu cho vật liệu xenlulo.
2.2.3. Đánh giá khả năng chỉ thị pH của chất màu
anthocyanin chiết từ bắp cải tím
Chất màu anthocyanin chiết từ bắp cải tím ở
dạng dung dịch và trên vật liệu nền xenlulo được
khảo sát khả năng chỉ thị pH thông qua sự thay đổi
màu sắc. Các dung dịch đệm được chuẩn bị bao gồm
pH = 1 (KCl + HCl), pH = 3 (KHC8H4O4+ HCl), pH
= 5 (KHC8H4O4 + NaOH), pH = 7 (KH2PO4 +
K2HPO4), pH = 9 (Na2B4O7 + HCl), pH = 11
(NaHCO3 + NaOH), pH = 13 (KCl + NaOH).
Dung dịch chất màu anthocyanin được pha
loãng bằng nước cất đến nồng độ 20 mg/l để dễ quan
sát sự thay đổi màu sắc khi nhỏ vào các dung dịch
đệm có pH từ 1 đến 13 đựng trong các đĩa petri
(đường kính 50 mm). Đo quang phổ hấp thụ các dung
dịch này trên máy UV-Vis với bước sóng từ 400-700
nm để xác định độ hấp thụ cực đại max, là đặc trưng
cho mỗi dạng cấu trúc của phân tử anthocyanin trong
dung dịch pH tương ứng.
Các tấm màng xenlophan và màng xơ xenlulo
đã được nhuộm màu anthocyanin được cắt thành các
miếng nhỏ với kích thước 1 × 1 cm, đặt vào các đĩa
Petri chứa các dung dịch pH khác nhau và quan sát sự
thay đổi màu sắc. Sử dụng giấy pH thương mại làm
mẫu đối chứng để đánh giá khả năng chỉ thị của các
vật liệu này.
2.2.4. Khảo sát khả năng nhận biết của chất màu
anthocyanin chiết từ bắp cải tím đối với sự phân hủy
theo thời gian của sữa đậu nành
Lấy 0,5ml dung dịch chất màu anthocyanin
nồng độ 20 mg/l, các mảnh nhỏ của vật liệu xenlulo
đã nhuộm cho vào các đĩa Petri chứa 3 ml sữa đậu
nành, ở nhiệt độ phòng. Quan sát sự thay đổi màu sắc
của vật liệu chỉ thị theo thời gian khảo sát (0 - 12
giờ). Sử dụng giấy pH thương mại làm mẫu đối
chứng để đánh giá khả năng chỉ thị màu vật liệu chỉ
thị pH chế tạo.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Phổ hấp thụ UV-Vis của chất màu chiết từ bắp
cải tím
Phổ hấp thụ phân tử UV-Vis của dung dịch chất
màu chiết tách từ bắp cải tím được trình bày trên hình
3. Quan sát phổ ta thấy chất màu chiết từ bắp cải tím
có bước sóng hấp thụ cực đại max = 522 nm. Theo
các công trình nghiên cứu đã công bố, bước sóng hấp
cực đại các phân tử anthocyanin nằm trong khoảng
510 - 540 nm. Điều này chứng tỏ dịch chiết thu được
từ bắp cải tím giàu anthocyanin, và kết quả này cũng
phù hợp với một số nghiên cứu đã công bố về bước
sóng hấp thụ cực đại của chất màu trong bắp cải tím
[2, 7-10].
Hình 3. Phổ hấp thụ phân tử UV-Vis của chất màu
chiết từ bắp cải tím.
3.2. Khả năng chỉ thị pH của chất màu anthocyanin
chiết từ bắp cải tím
Kết quả chỉ thị màu với các dung dịch đệm có
pH khác nhau của chất màu anthocyanin chiết từ bắp
cải tím ở dạng dung dịch và trên vật liệu nền xenlulo
được trình bày trong hình 4. Ta thấy rằng chất màu
anthocyanin ở dạng dung dịch hay trên vật liệu nền
xenlulo đều có sự thay đổi màu rõ rệt khi pH thay đổi
từ 1 đến 13. So sánh với giấy pH thương mại cho thấy
sự thay đổi màu của anthocyanin là tương đương với
khả năng chỉ thị của giấy pH.
Hình 4. Sự thay đổi màu theo pH môi trường của
dung dịch chất màu anthocyanin (Antho), màng xơ
xenlulo nhuộm màu (Antho/Xelu), màng xenlophan
nhuộm màu (Antho/Xelo) và giấy chỉ thị pH thương
mại.
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 125 (2018) 071-075
74
Để giải thích ảnh hưởng của pH đến sự thay đổi
cấu trúc phân tử của chất màu anthocyanin, phổ hấp
thụ phân tử UV-Vis của các dung dịch chất màu trong
các pH khác nhau được thực hiện, kết quả trình bày
trong hình 5. Quan sát phổ hấp thụ ta thấy có sự dịch
chuyển bước sóng hấp thụ cực đại theo chiều tăng của
pH. Cụ thể bước sóng hấp thụ cực đại của chất màu
trong các dung dịch có pH = 1, 3, 5, 7, 9, 11 và 13 lần
lượt là 520, 538, 550, 560, 586, 610 và 624 nm. Như
vậy, sự thay đổi màu anthocyanin của bắp cải tím
trong các pH khác nhau là do cấu trúc phân tử chất
màu bị biến đổi gây ra [11-13].
pH=1
pH=3
pH=5
pH=7
pH=9
pH=11
pH=13
Hình 5. Phổ hấp thụ phân tử UV-Vis của dung dịch
chất màu anthocyanin trong các môi trường pH.
Theo các công trình nghiên cứu đã công bố,
trong môi trường axit mạnh (pH = 1-3), anthocyanin
tồn tại dạng cation flavilium có màu đỏ. Khi pH tăng,
vòng pyran C trong phân tử anthocyanin (hình 1a) bị
hydrat hóa làm phân tử chất màu chuyển dần sang
dạng carbinol không màu. Trong môi trường kiềm, có
sự chuyển dịch H+ từ nhóm -OH trên vòng B (hình
1a) làm phân tử anthocyanin chuyển sang dạng anion
có màu xanh. Khi pH càng cao, các H+ trong nhóm
chức -OH còn lại bị phân hủy làm giảm sự linh động
của điện tử trong mạch chất màu, làm dung dịch trở
nên xanh hơn, bước sóng hấp thụ dài hơn. Khi pH lớn
hơn 12, phân tử chất màu bị biến đổi về dạng
chalcone có màu vàng. Trong môi trường trung tính,
cả hai dạng cấu trúc này đều tồn tại nên dung dịch có
màu tím. Sự thay đổi cấu trúc phân tử và màu sắc của
anthocyamin trong các môi trường pH được trình bày
trong hình 6. Như vậy, màu sắc của các phân tử gắn
liền với cấu hình điện tử và sự thay đổi của nhóm –
OH trên phân tử anthocyanin. Vì thế, chất màu
anthocyanin chiết từ bắp cải tím có thể ứng dụng như
một chất chỉ thị pH cho các môi trường axit-bazơ.
3.3. Ứng dụng chất màu anthocyanin chiết từ bắp
cải tím để nhận biết sự phân hủy của sữa đậu nành
Các sản phẩm từ đậu nành như sữa đậu nành,
đậu phụ dễ bị vi khuẩn tấn công, lên men làm sản
phẩm bị chua, hỏng [14]. Để nhận biết sự phân hủy
của các sản phẩm này thông thường chúng ta có thể
sử dụng khứu giác hoặc vị giác. Điều này có thể gây
ra sự khó chịu hoặc không có lợi cho sức khỏe. Với
các sản phẩm từ đậu nành được bao gói, việc phát
hiện ra sự phân hủy của sản phẩm, có thể xảy ra trước
khi hết hạn sử dụng, lại càng khó hơn. Nếu trên bao
bì của các sản phẩm này có gắn dải vật liệu chỉ thị pH
sinh thái, không độc hại để nhận biết sự axit hóa - sản
phẩm bị chua - thông qua sự thay đổi màu sắc thì
người tiêu dùng có thể nhận biết và tránh sử dụng sản
phẩm đã hỏng. Ngoài ra, sử dụng các kit thử chứa
chất chỉ thị pH sinh thái để kiểm tra nhanh sự biến
chất của thực phẩm, đồ uống cũng rất hữu dụng.
pH = 1-3
pH = 4-5
pH = 6-7
pH = 8-11 pH = 12-13
- H+
+ H+
- H+
+ H+
- OH-
+ OH-
- OH-
+ OH-
Flavylium
cation
Carbinol
pseudobase
Quinonoidal
base
Anionic
quinonoidal base
Chalcone
Hình 6. Sự thay đổi cấu trúc phân tử và màu sắc của
anthocyamin trong các môi trường pH [12].
Hình 7. Khả năng nhận biết sự phân hủy của sữa đậu
nành bằng chất màu anthocyanin ở dạng dung dịch và
dạng gắn trên vật liệu nền xenlulo thông qua sự thay
đổi màu sắc theo thời gian.
Để hiện thực hóa ý tưởng này, chúng tôi đã sử
dụng các vật liệu chỉ thị pH được chế tạo ở trên để
kiểm tra sự phân hủy của sữa đậu nành theo thời gian.
Trong nghiên cứu này, tác giả đã sử dụng giấy pH
thương mại để kiểm chứng. Do chất màu nhuộm trên
các vật liệu xenlulo ở trạng thái khô và trạng thái ướt
có thể khác nhau chút ít nên chúng tôi có sử dụng
nước cất để làm môi trường so sánh màu sắc vật liệu
ở trạng thái ướt. Kết quả khảo sát thể hiện trên hình 7
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 125 (2018) 071-075
75
cho thấy chất màu anthocyanin chiết từ bắp cải tím ở
dạng dung dịch, gắn trên màng xơ xenlulo và màng
xenlophan đều không thay đổi màu với sản phẩm sữa
đậu nành tươi. Tuy nhiên, sau 6 giờ bảo quản ở nhiệt
độ phòng màu của vật liệu chỉ thị chuyển từ màu tím
sang phớt hồng, và sự đổi màu này càng rõ rệt sau 12
giờ lưu trữ. Sử dụng giấy pH thương mại để kiểm
chứng cho thấy có sự thay đổi pH của sản phẩm sữa
theo thời gian, làm giấy pH chuyển màu từ vàng ánh
xanh sang màu cam ánh đỏ. Nguyên nhân gây ra sự
thay đổi màu trên các mẫu vật liệu chỉ thị là do sữa
đậu nành đã bị vi sinh vật phân hủy, lên men chuyển
hóa đường thành axit lactic và phân huỷ protein thành
các axit amin, làm sữa bị chua theo thời gian [14].
Như vậy, các vật liệu nhuộm màu anthocyanin trong
nghiên cứu này đều có khả năng nhận biết sự phân
hủy của sữa đậu nành theo thời gian, trong đó màng
xơ xenlulo nhuộm màu tốt hơn nên chỉ thị rõ ràng
hơn màng xenlophan nhuộm màu. Màng xơ xenlulo
nhuộm màu anthocyanin có thể ứng dụng làm kit thử
pH và màng xenlophan nhuộm màu có thể làm màng
bọc thực phẩm chỉ thị pH.
4. Kết luận
Trong bài báo này, chất màu anthocyanin trong
bắp cải tím được chiết bằng dung môi etanol, với sự
trợ giúp của sóng siêu âm, tại điều kiện nhiệt độ 65
ºC, thời gian 35 phút và nồng độ etanol 10 %. Chất
màu anthoxyanin đã được nhuộm cho màng xơ
xenlulo và màng xenlophan để làm vật liệu cảm biến
pH. Các vật liệu nhuộm màu anthocyanin này đều có
khả năng chỉ thị pH trong khoảng từ 1 đến 13 thông
qua sự thay đổi màu sắc từ đỏ đến vàng. Sử dụng
phương pháp đo phổ hấp thụ phân tử UV-Vis với các
dung dịch chất màu ở các pH khác nhau cho thấy cấu
trúc phân tử anthocyanin đã bị biến đổi theo pH gây
ra sự thay đổi bước sóng hấp thụ cực đại. Các vật liệu
nhuộm màu này đã được chứng minh có khả năng
phát hiện sự biến chất của sữa đậu nành theo thời
gian thông qua sự thay đổi màu sắc. Kết quả nghiên
cứu cho thấy tiềm năng ứng dụng của vật liệu nhuộm
màu anthocyanin chiết từ bắp cải tím trong như một
chất chỉ thị pH an toàn, sinh thái.
Lời cảm ơn
Nhóm tác giả xin cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí từ
Trường ĐHBK Hà Nội thông qua đề tài cấp Trường
T2016-PC-081. Đồng thời cảm ơn các thầy cô Bộ
môn Vật liệu & CN Hóa dệt, Viện Dệt may - Da giầy
và Thời trang, PTN dự án JST - JICA ESCANBER
đã hỗ trợ để nhóm hoàn thành nghiên cứu này.
Tài liệu tham khảo
[1] Wencel, D., Abel, T. and McDonagh, C., 2013.
Optical chemical pH sensors. Analytical chemistry,
86(1), 15-29.
[2] Khan, P.M.A. and Farooqui, M., 2011. Analytical
Applications of Plant Extract as Natural pH Indicator:
A Review. Journal of Advanced Scientific Research,
2(4), 20-27.
[3] Gotor, R., et al., 2017. Optical pH sensor covering the
range from pH 0-14 compatible with mobile-device
readout and based on a set of rationally designed
indicator dyes. Analytical Chemistry, 89(16), 8437-
8444.
[4] Mohr, G.J. and Müller, H., 2015. Tailoring colour
changes of optical sensor materials by combining
indicator and inert dyes and their use in sensor layers,
textiles and non-wovens. Sensors and Actuators B:
Chemical, 206, pp.788-793.
[5] Devarayan, K. and Kim, B.S., 2015. Reversible and
universal pH sensing cellulose nanofibers for health
monitor. Sensors and Actuators B: Chemical, 209,
281-286.
[6] Choi, I., et al., 2017. Intelligent pH indicator film
composed of agar/potato starch and anthocyanin
extracts from purple sweet potato. Food chemistry,
218, 122-128.
[7] Prietto, L., et al., 2017. pH-sensitive films containing
anthocyanins extracted from black bean seed coat and
red cabbage. LWT-Food Science and Technology, 80,
492-500.
[8] Pourjavaher, S., et al., 2017. Development of a
colorimetric pH indicator based on bacterial cellulose
nanofibers and red cabbage (Brassica oleraceae)
extract. Carbohydrate polymers, 156, 193-201.
[9] Wiczkowski, W., et al., 2013. Red cabbage
anthocyanins: Profile, isolation, identification, and
antioxidant activity. Food research international,
51(1), 303-309.
[10] Nguyen Ngoc Thang, et al., 2016. Optimization of
ultrasound-assisted extraction of natural pigment
from red cabbage using ethanol solvent. The Vietnam
Mechanical Engineering Journal, special issue, 103-
107.
[11] Giusti, M. and Wrolstad, R. E., 2001.
Characterization and Measurement of Anthocyanins
by UV-Visible Spectroscopy. Current Protocols in
Food Analytical Chemistry, John Wiley & Sons.
[12] Ananga, A., et al., 2013. Production of anthocyanins
in grape cell cultures: a potential source of raw
material for pharmaceutical, food, and cosmetic
industries. The Mediterranean Genetic Code-
Grapevine and Olive, InTech.
[13] Castañeda-Ovando, et al., 2009. Chemical studies of
anthocyanins: A review. Food chemistry, 113(4),
859-871.
[14] Wang, Y.C., Yu, R.C. and Chou, C.C., 2002. Growth
and survival of bifidobacteria and lactic acid bacteria
during the fermentation and storage of cultured
soymilk drinks. Food Microbiology, 19(5), 501-50
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 014_17_139_7868_2095485.pdf