Tải bản đầy đủ

NGHIÊN CỨU TỐI ưU HÓA QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH TANIN TỪ VỎ MỘT SỐ LOÀI CÂY KEO Ở QUẢNG NAM

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA

Họ tên sinh viên: Phan Thị Lan

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU TỐI ƢU HÓA QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH
TANIN TỪ VỎ MỘT SỐ LOÀI CÂY KEO Ở QUẢNG NAM
Khóa luận tốt nghiệp cử nhân sƣ phạm

Đà Nẵng – 2016
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA

Tên đề tài:


NGHIÊN CỨU TỐI ƢU HÓA QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH
TANIN TỪ VỎ MỘT SỐ LOÀI CÂY KEO Ở QUẢNG NAM
Khóa luận tốt nghiệp cử nhân sƣ phạm

Sinh viên thực hiện

: Phan Thị Lan

Lớp

: 12SHH

Giáo viên hƣớng dẫn : PGS.TS. Lê Tự Hải

Đà Nẵng - 2016

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM


TRƯỜNG ĐHSP

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA HÓA
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Phan Thị Lan
Lớp: 12SHH
1. Tên đề tài: Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách tanin từ vỏ một số loài cây
keo ở Quảng Nam
2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị:
 Nguyên liệu: vỏ một số loài cây keo gồm keo lá tràm, keo tai tượng và keo lai
được thu thập từ các khu rừng ở Quế Sơn, tỉnh Quảng Nam, Việt Nam.
 Hóa chất:
- Nước cất

- Na2SO3 (Việt Nam)


- Than hoạt tính (Việt Nam)

- Clorofom (Việt Nam)

- Etyaxetat (Trung Quốc)

- FeCl3 (Việt Nam)

- CH3COONa (Trung Quốc)

- H2SO4 đặc (Việt Nam)

- KMnO4 0,1N (Việt Nam)

- HCHO 37% (Việt Nam)

- Axit sunfoindigocacmin 0,1%

- H2O2 5% (Việt Nam)

 Dụng cụ:
- Máy đo quang phổ hồng ngoại IR

- Phễu chiết

- Bình định mức 250ml, 1000ml

- Bếp điện

- Pipet 10ml, 2ml

- Buret 25 ml

- Cân phân tích điện tử

- Nhiệt kế 1000

- Phễu thuỷ tinh + giấy lọc

- Tủ sấy, lò nung

- Bình tam giác 250 ml

- Bếp đun cách thủy

- Ống đong 100 ml

- Bình cầu 250 m, 1000ml

- Máy hút chân không

- Bình hút ẩm

- Cốc thuỷ tinh loại 100 ml, 500 ml, 1000 ml


3. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu và khảo sát điều kiện tối ưu cho quá trình chiết tách tanin từ vỏ
keo (keo lá tràm, keo lai và keo tai tượng) ở Quảng Nam.
4. Giáo viên hƣớng dẫn: PGS.TS. Lê Tự Hải
5. Ngày giao đề tài: Ngày 7 tháng 2 năm 2015
6. Ngày hoàn thành: Ngày 25 tháng 11 năm 2015

Chủ nhiệm khoa

Giáo viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ, tên)

(Ký và ghi rõ họ, tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho khoa ngày 27 tháng 4 năm 2016

Kết quả điểm đánh giá:
Ngày…. tháng… năm …..
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ, tên)


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy
PGS.TS. Lê Tự Hải đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình
nghiên cứu và hoàn thành khóa luận.
Em chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong khoa Hóa Học – trường Đại Học
Sư Phạm – Đại Học Đà Nẵng đã tận tình truyền đạt kiến thức trong những năm em
học tập. Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền tảng
cho quá trình nghiên cứu khóa luận mà còn là hành trang quí báu để em bước vào
đời một cách vững chắc và tự tin.
Em xin được cảm ơn chị Trương Thị Mỹ Thảo – học viên cao học, đã tạo điều
kiện thuận lợi và hợp tác giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình làm thực nghiệm,
cũng như nghiên cứu và hoàn thành khóa luận.
Bước đầu đi vào thực tế, tìm hiểu về lĩnh vực nghiên cứu khoa học, kiến thức
của em còn nhiều hạn chế và bỡ ngỡ. Do vậy việc mắc phải những sai sót là điều
không thể tránh khỏi, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy
cô và các bạn để bài báo cáo của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin kính chúc quý thầy cô và các bạn dồi dào sức khỏe.
Trân trọng !
Đà Nẵng, ngày 27 tháng 4 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Phan Thị Lan


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN LÍ THUYẾT ..............................................................4
1.1. TỔNG QUAN CHI VỀ KEO ..........................................................................4
1.1.1. Keo lá tràm (tràm bông vàng) ...................................................................6
1.1.2. Keo tai tượng ............................................................................................8
1.1.3. Keo lai ......................................................................................................10
1.2. TỔNG QUAN VỀ TANIN ............................................................................12
1.2.1. Khái niệm .................................................................................................12
1.2.2. Phân loại ..................................................................................................12
1.2.3. Tính chất của tanin .................................................................................15
1.2.4. Ứng dụng .................................................................................................16
1.2.5. Tình hình nghiên cứu và sử dụng tanin hiện nay .................................17
1.2.6. Những loại thực vật chứa nhiều tanin ...................................................19
1.3. CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA BÀI TOÁN QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM20
1.3.1 Mở đầu ......................................................................................................20
1.3.2. Bài toán quy hoạch thực nghiệm ............................................................20
1.4. PHƢƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH .................................................................21
1.4.1. Khái niệm ................................................................................................21
1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách.....................................21
1.4.3. Phương pháp chiết tách thường dùng....................................................23
CHƢƠNG II. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............28
2.1. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT ...........................................................28
2.1.1. Thiết bị, dụng cụ ......................................................................................28
2.1.2. Hóa chất ...................................................................................................28
2.2. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM ......................................................28
2.3. NGUYÊN LIỆU .............................................................................................30
2.3.1. Thu mua nguyên liệu ..............................................................................30
2.3.2. Xử lí nguyên liệu .....................................................................................30
2.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................31
2.4.1. Xác định một số chỉ tiêu hóa lí của nguyên liệu ....................................31
2.4.2. Định tính và định lượng tanin ................................................................32
2.4.3. Tách tanin rắn .........................................................................................35
2.4.4. Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (IR)........................................36
2.4.5. Nghiên cứu chỉ số Stiasny của tanin rắn ...............................................38
CHƢƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................39


3.1. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ SỐ HÓA LÍ.......................................................39
3.1.1. Độ ẩm .......................................................................................................39
3.1.2. Hàm lượng tro .........................................................................................39
3.2. NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH
CHIẾT TANIN TỪ VỎ CÂY KEO ....................................................................39
3.2.1. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu.................................................39
3.2.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu khô/thể tích dung môi .......................41
3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian nấu nguyên liệu ............................................43
3.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ nấu nguyên liệu .............................................46
3.3. TỐI ƢU HÓA QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH TANIN BẰNG PHƢƠNG
PHÁP QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM ............................................................48
3.3.1. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm ...................................................48
3.3.2. Phương pháp tối ưu hóa .........................................................................52
3.4. ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƢỢNG TANIN ....................................................54
3.4.1. Định tính ..................................................................................................54
3.4.2. Định tính phân biệt nhóm tanin ngưng tụ và nhóm tanin thủy phân ..54
3.4.3. Định lượng tanin trong mẫu rắn ............................................................54
3.5. TÁCH TANIN RẮN VÀ XÁC ĐỊNH NHÓM CHỨC ..............................55
3.5.1. Tách tanin rắn .........................................................................................55
3.5.2. Phân tích tanin bằng phổ hồng ngoại IR ...............................................55
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................57


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
Tên bảng

bảng

Trang

2.1

Số sóng và loại dao động của một số nhóm chức hữu cơ

37

3.1

Độ ẩm mẫu bột

39

3.2.

Hàm lượng tro của mẫu bột

39

3.3

Ảnh hưởng của kích thước đến hiệu suất tách tanin

40

3.4

Ảnh hưởng của tỉ lệ R ; L đến hiêu suất tách tanin

42

3.5

Ảnh hưởng của thời gian đến tanin tách ra

44

3.6

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng tanin

47

3.7

Bảng phương án và điều kiện tổ chức thí nghiệm

49

3.8

Ma trận kế hoạch 23cho quá trình chiết tách tanin

49

3.9

Thí nghiệm tại tâm

50

3.10

Ma trận kế hoạch quá trình chiết tách tanin với biến số hằng

50

3.11

Số Stiasny của tanin

55

3.12

Số sóng và loại dao động trong phổ hồng ngoại của tanin

56


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Số hiệu
Tên hình vẽ

hình vẽ

Trang

1.1

Acacia karroo

5

1.2

Silver Wattle

5

1.3

Collins Acacia

5

1.4

Swamp Wattle

5

1.5

Australian Blackwood (Acacia melanoxylon)

5

1.6

Acacia covenyi (vườn quốc gia Canberra)

5

1.7

Keo lá tràm (Acacia auriculiformis)

6

1.8

Keo tai tượng (Acacia mangium)

6

1.9

Keo lai

6

1.10

Hoa keo là tràm

7

1.11

Quả keo lá tràm

7

1.12

Keo tai tượng

9

1.13

Axit galic và một số loại polyphenol thuộc nhóm tanin thủy

14

phân
1.14

Một số loại polyphenol thuộc nhóm tanin pyrocatechin

15

2.1

Sơ đồ quy trình thực nghiệm

29

2.2

Thu hoạch vỏ cây keo

30

2.3

Vỏ keo đã qua xử lí và xay thành bột mịn

30

2.4

Bộ thí nghiệm chiết tách tanin

34

2.5

Tanin trước và sau chuẩn độ

35

2.6

Mẫu đối chứng

35

2.7

Sơ đồ tách tanin rắn

36

3.1

Sơ đồ thí nghiệm tìm kích thước nguyên liệu thích hợp để

40

chiết tanin
3.2

Hàm lượng tanin tách ra theo kích thước

41


3.3

Sơ đồ thí nghiệm tìm tỉ lệ nguyên liệu : dung môi thích hợp

42

để chiết tách tanin
3.4

Hàm lượng tanin tách ra theo tỉ lệ R : L

43

3.5

Sơ đồ thí nghiệm tìm thời gian thích hợp để chiết tách tanin

44

3.6

Hàm lượng tanin tách ra theo thời gian

45

3.7

Sơ đồ thí nghiệm tìm nhiệt độ thích hợp để tách chiết tanin

46

3.8

Hàm lượng tanin tách ra theo nhiệt độ

47

3.9

Tanin ngưng tụ

54

3.10

Dịch chiết tanin

55

3.11

Tanin rắn

55

3.12

Phổ IR của tanin thu được

56


1

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong những năm vừa qua, cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp chế
biến gỗ ở Việt Nam thì nhu cầu và thực tế sử dụng gỗ nguyên liệu cũng phát triển
một cách mạnh mẽ. Do có những đặc tính cơ lý ưu việt, kiểu dáng màu sắc phong
phú nên đồ mộc làm từ ván gỗ nhân tạo được người tiêu dùng rất ưa chuộng. Để
đáp ứng được yêu cầu này thì nguồn nguyên liệu cần được chú trọng, gồm nhiều
loài cây lấy gỗ trong đó có loài keo.
Nguồn phế liệu của nó là một lượng lớn vỏ keo. Nhưng hiện nay nguồn phế
thải này được người dân trong khu vực thu nhặt về làm chất đốt. Việc tận dụng như
vậy càng làm cho môi trường không khí bị ô nhiễm nặng nề hơn vì lượng khói sinh
ra từ việc đốt nguồn nguyên liệu này.
Theo các nghiên cứu thì trong vỏ keo có hàm lượng tanin lớn, tanin được sử
dụng cho tổng hợp keo polyphenol – urotropin (không độc cho người sử dụng, rất
thích hợp để làm các vật dụng trong gia đình). Tanin là chất thay thế tốt nhất cho
phenol và resorcinol trong ứng dụng tạo keo poli (phenol formaldehyde), có khả
năng tạo liên kết bền vững với protein và một số hợp chất cao phân tử thiên nhiên
(xenlulozơ, pectin). Ngoài ra, tanin còn có khả năng

phản ứng rất tốt với

formaldehyde so với các hợp chất khác. Vì vậy việc phát triển nghiên cứu chiết tách
tanin từ vỏ cây keo và ứng dụng của chúng đã được nhiều nhà khoa học đưa vào
thực tiễn cuộc sống. Tanin góp phần tích cực ở rất nhiều lĩnh vực như y tế, công
nghiệp, nông nghiệp, công nghệ môi trường, công nghiệp thuộc da, công nghệ sinh
học… nhờ mỗi đặc tính riêng của nó.
Nước ta là một nước nhiệt đới gió mùa với hệ thực vật phong phú, trong đó có
nhiều loài thực vật có chứa hợp chất polyphenol với hàm lượng tương đối cao như
các loài keo, thông,…Đặc biệt, Quảng Nam là nơi có nhiều rừng keo lớn.
Chính vì những đặc điểm trên nên tôi chọn nguồn nguyên liệu vỏ keo ở Quảng
Nam để chiết tách tanin với quy mô lớn và đây là lí do tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu
tối ưu hóa quá trình chiết tách tanin từ vỏ một số loài cây keo ở Quảng Nam”.


2

2. Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu và khảo sát điều kiện tối ưu cho quá trình chiết tách tanin từ vỏ
keo (keo lá tràm, keo lai và keo tai tượng) ở Quảng Nam.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Vỏ của một số loài keo như keo lá tràm, keo lai và
keo tai tượng.
- Phạm vi nghiên cứu: Quy trình chiết tách, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
chiết tách, xác định thành phần định tính và định lượng, cấu trúc của tanin từ vỏ
keo.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết
- Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu, tư liệu trong và ngoài nước liên
quan đến nội dung đề tài.
- Nghiên cứu nguồn gốc, trạng thái tồn tại của tanin.
- Nghiên cứu các tính chất hoá lý của tanin.
- Nghiên cứu quy trình, phương pháp và công nghệ chiết tách các hợp chất
thiên nhiên.
- Phương pháp chiết tách tanin và các yếu tố ảnh hưởng trong phòng thí
nghiệm.
- Trao đổi và thảo luận với giáo viên hướng dẫn
- Đánh giá kết quả, đề xuất kiến nghị.
Nghiên cứu thực nghiệm
- Phương pháp vật lý: Xác định độ ẩm, hàm lượng tro…
- Phương pháp hóa học: Sử dụng phương pháp chuẩn độ để xác định hàm
lượng tanin tổng có trong dịch chiết.
- Phương pháp phân tích công cụ: Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại
(IR).


3

- Phương pháp toán học: Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để tối
ưu hóa các điều kiện chiết tách. Sau đó tính toán thiết bị cho các công đoạn: chưng
ninh, lọc, cô đặc…
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học
- Nghiên cứu kĩ thuật chiết tách tanin từ vỏ keo.
- Đề ra một hướng mới trong kĩ thuật chiết tách tanin quy mô công nghiệp.
Ý nghĩa thực tiễn
- Tạo nguồn tanin với số lượng lớn góp phần ý nghĩa trong thực tiễn.
- Tận dụng được nguồn phế thải của công nghiệp gỗ nhằm hạn chế ô nhiễm
môi trường, nâng cao hiệu quả của việc trồng rừng keo.
6. Cấu trúc luận văn
Luận văn gồm 60 trang trong đó phần mở đầu 3 trang, kết luận kiến nghị 1
trang, tài liệu tham khảo có 3 trang. Luận văn có 13 bảng, 33 hình và đồ thị. Nội
dung chia thành 3 chương
Chương 1: Tổng quan lí thuyết: 24 trang
Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu: 11 trang
Chương 3: Kết quả và thảo luận: 18 trang


4

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN LÍ THUYẾT
1.1. TỔNG QUAN CHI VỀ KEO [21], [24]
Chi Keo (danh pháp khoa học Acacia) là một trong những nhóm cây thân gỗ
và thân bụi đa dạng nhất trên trái đất; thuộc phân họ Trinh nữ (Mimosoideae), và
thuộc họ Đậu (Fabaceae). Từ hình dáng khá hấp dẫn trên các đồng cỏ ở Châu Phi
cũng như sự đáng yêu của các cây tán lớn được phủ đầy hoa ở Australia cho đến
những cây thân bụi đầy gai nhưng thơm phưng phức ở sa mạc Colorado, thì cây keo
thực sự mang lại những hình ảnh khó quên. Chi Keo có nguồn gốc tại đại lục cổ
Gondwana. Hiện nay, người ta biết khoảng 1.300 loài cây keo trên toàn thế giới,
trong đó khoảng 950 loài có nguồn gốc ở Australia, và phần còn lại phổ biến trong
các khu vực khô của vùng nhiệt đới và ôn đới ấm ở cả hai bán cầu, bao gồm châu
Phi, miền nam châu Á và châu Mỹ. Loài sinh trưởng xa nhất về phía bắc của chi
này là keo vuốt mèo (Acacia greggii) ở miền nam Utah, Hoa Kỳ; loài sinh trưởng
xa nhất về phía nam là keo bạc (Acacia dealbata), keo bờ biển (Acacia longifolia),
keo đen (Acacia mearnsii) và keo gỗ đen (Acacia melanoxylon) ở Tasmania,
Australia, và Acacia caven tại khu vực đông bắc tỉnh Chubut, Argentina.
Chi Keo được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một số loài
cung cấp các loại gỗ có giá trị; chẳng hạn keo gỗ đen (Acacia melanoxylon) và cây
Myall (Acacia homalophylla) ở Australia; Acacia formosa của Cuba; Acacia
heterophylla từ đảo Réunion và keo Hawaii (Acacia koa) từ quần đảo Hawaii. Tại
Việt Nam, các loài keo tai tượng (Acacia mangium), keo lá tràm (Acacia
auriculiformis) và keo lai (Acacia hybrid) được trồng để làm nguyên liệu sản xuất
giấy.
Vỏ các loài keo khác nhau rất giàu tanin – chất được sử dụng trong công
nghiệp thuộc da như keo vàng (Acacia pycnantha), keo vỏ đà (Acacia decurrens),
keo bạc (Acacia dealbata) và keo đen (Acacia mearnsii). Nên đó cũng là một mặt
hàng xuất khẩu quan trọng.


5

Ngoài ra, một số chất thu được từ các loài keo khác nhau được sử dụng trong y
học (cây Acacia catechu, cây y học Ayurveda…) và trong công nghiệp sản xuất
nước hoa (từ cây Acacia farnesiana…).

Hình 1.1. Acacia karroo

Hình 1.3. Collins Acacia

Hình 1.5. Australian Blackwood
(Acacia melanoxylon)

Hình 1.2. Silver Wattle

Hình 1.4. Swamp Wattle

Hình 1.6. Acacia covenyi
(vườn quốc gia Canberra)

Tại Việt Nam nói chung và Quảng Nam nói riêng có ba loài keo được trồng
phổ biến nhất là keo lá tràm, keo tai tượng và keo lai.


6

Hình 1.7. Keo lá tràm
(Acacia auriculiformis)

Hình 1.8. Keo tai tượng
(Acacia mangium)

Hình 1.9. Keo lai (Acacia hybrid)
1.1.1. Keo lá tràm (tràm bông vàng) [29]
1.1.1.1. Sơ lược về keo lá tràm
Keo lá tràm được phân bố tự nhiên ở miền Bắc Australia, ở Papua New
Guinea, và miền đông Indonesia. Nó được trồng rải rác ở Maui, và ở những hòn đảo
trong quần đảo Hawaiian, nhằm giải quyết vấn đề nghèo nàn thảm thực vật, cũng
như sự hiện diện cỏ dại khắp mọi nơi. Bên cạnh đó, cây keo lá tràm còn được trồng
rộng rãi ở nhiều nơi trên thế giới như là cây lâm nghiệp với các mục đích khác nhau
và mức độ phân bố của nó không ngừng gia tăng theo thời gian, điển hình là các
quốc gia ở vùng nhiệt đới. Trong thập kỉ 1960 – 1970, loài này nhập vào Việt Nam


7

với tên tiếng Việt là keo lưỡi liềm, sau này người ta sử dụng rộng rãi tên gọi keo lá
tràm hay tràm bông vàng.
1.1.1.2. Phân loại keo lá tràm
Một số tên thường dùng: Earpod wattle, Papuan wattle, auri, earleaf acacia,…
Tên Latin: Acacia auriculiformis
Giới: Plantae
Bộ: Fabales
Họ: Fabaceae
Chi: Acacia
Loài: A. auriculiformis
1.1.1.3. Đặc điểm sinh học của keo lá tràm
Là loài cây đa mục đích, cao 25 – 30 m, đường kính 60 – 80 cm. Thân hình
tròn, thẳng. Vỏ thân màu xám đen, nứt dọc, nhỏ, sâu 2 – 3 mm. Thịt vỏ dày 7 – 9
mm, màu trắng xám. Loài cây này phân nhành thấp và có tán rộng, cành non hơi
dẹt, nhẵn, màu xanh lục.
Lá đơn nguyên, mọc cách. Lá cây là lá giả, do lá thật bị tiêu giảm, bộ phận
quang hợp là lá giả, được biến thái từ cuống cấp một, quan sát kỹ có thể thấy dấu
vết của tuyến hình chậu còn ở cuối lá giả có hình dạng cong lưỡi liềm, màu xanh
lục, nhẵn bóng, kích thước lá giả rộng từ 3 - 4 cm, dài từ 6 -13 cm, trên lá giả có
khoảng 6 - 8 gân hình cung dạng song song, ở cuối lá có 1 tuyến hình chậu.
Hoa lưỡng tính tự dạng bông đuôi sóc, mọc cụm hình bông ở kẽ lá, tràng hoa
màu vàng.
Quả dạng đậu xoắn, hạt đen, có rốn hạt khá dài màu vàng như màu tràng hoa.

Hình 1.10. Hoa keo là tràm

Hình 1.11. Quả keo lá tràm


8

1.1.1.4. Tình trạng phân bố trên thế giới và Việt Nam
Trên thế giới, keo lá tràm chủ yếu phân bố tự nhiên ở Australia và trồng phổ
biến ở Đông Nam Á, ở một số đảo ở khu vực Thái Bình Dương như Quần đảo
Samoa Manu, Quần đảo Bắc Mariana, Quần đảo Hawaii… Ấn Độ Dương như Quần
đảo Palau, Quần đảo Xô-lô-mông… Khu vực giáp Thái Bình Dương như Úc
Malaysia, Indonesia,Trung quốc…
Ở nước ta, keo lá tràm được trồng nhiều ở các tỉnh (từ Đà Nẵng, Quảng Nam,
Gia Lai, Kon Tum cho tới Kiên Giang). Phân tán hoặc tập trung ở các vùng: Bắc
Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ.
Cây mọc nhanh, chịu hạn, ưa sáng, mọc được trên nhiều loại đất: Đất cát pha
ven biển, đất bazan vàng đỏ, đất bồi tụ, đất phù sa cổ.
1.1.1.5. Hướng sử dụng
Gỗ trung bình, thẳng màu vàng, có vân không rõ, dùng đóng đồ gia dụng, làm
nhà, đóng hòm, làm thùng xe, làm nguyên liệu giấy, củi.
Là loại cây được trồng để cải tạo đất rừng và vườn rừng.
1.1.2. Keo tai tƣợng [25]
Tên khác: Keo lá to, Keo mỡ
Tên khoa học: Acacia mangium
Họ thực vật: Trinh nữ (Mimosaceae)
1.1.2.1. Sơ lược về keo tai tượng
Keo tai tượng mọc tự nhiên ở Đông Bắc Australia tại các vùng Queensland,
Jarđin – Claudie River, Ayton – Nam Ingham. Ngoài ra còn thấy xuất hiện ở phía
Đông của Indonexia và phía Tây Papua Niu Ghinê.
Keo tai tượng thường mọc thành các quần thụ lớn không liên tục dọc theo bờ
biển, gần những khu rừng ngập mặn, cũng gặp mọc xen lẫn đồng cỏ ở ven sông
thuộc vùng nhiệt đới ẩm có 4 đến 6 tháng mùa khô. Là loài cây ưa sáng mạnh và
cũng đã được nhập trồng thành công ở nhiều nước như Trung Quốc, Malaysia,
Philippin, Thái Lan, Lào,… sinh trưởng mạnh nhất ở nơi có độ cao dưới 300m so
với mực nước biển.[27]


9

1.1.2.2. Đặc điểm sinh học
Cây gỗ trung bình, chiều cao biến động từ 7 đến 30 m, đường kính từ 25 – 35
cm, đôi khi trên 50 cm. Thân thẳng, vỏ có màu nâu xám đến nâu, xù xì, có vết nứt
dọc. Tán lá xanh quanh năm, hình trứng hoặc hình tháp, thường phân cành cao. Cây
mầm giai đoạn vài tháng tuổi có lá kép lông chim 2 lần, cuống lá thường dẹt gọi là
lá thật, các lá ra sau là lá đơn, mọc cách, gọi là lá giả, phiến lá hình trứng hoặc trái
xoan dài, đầu có mũi lồi tù. Lá giả có 4 gân dọc song song nổi rõ và cũng là loại lá
trưởng thành tồn tại đến hết đời của cây.

Hình 1.12. Keo tai tượng
Hoa tự hình bông dài gần bằng lá, mọc lẻ hoặc tập trung 2 - 4 hoa tự ở nách lá.
Hoa đều lưỡng tính có màu trắng nhạt hoặc màu kem, cây 18 - 24 tháng tuổi đã có
thể ra hoa nhưng ra hoa nhiều nhất vào tuổi 4 - 5, mùa hoa chính thường vào tháng
6 - 7.
Quả đậu, dẹt, mỏng, khi già khô vỏ quả cong xoắn lại. Hạt hình trái xoan hơi
dẹt, màu đen và bóng, vỏ dày, cứng, có dính giải màu đỏ vàng, khi chín và khô vỏ
nứt hạt rơi ra mang theo giải đó hấp dẫn kiến và chim giúp phát tán hạt đi xa hơn.
Một kg hạt có từ 52000 - 95000 hạt.
Rễ phát triển mạnh cả rễ cọc và rễ bàng, đầu rễ cám có nhiều nốt sần chứa vi
khuẩn cộng sinh có khả năng cố định đạm.[26]
1.1.2.3. Tình trạng phân bố
Keo tai tượng phân bố tự nhiên ở Đông Bắc Úc, Papua Newghine, Đông
Indonexia, ở độ cao dưới 100 m so với mực nước biển, thường mọc ven sông, vùng


10

đồng cỏ, rừng ngập mặn, rừng tràm. Ở Việt Nam, hiện nay đang mở rộng trồng ở
hầu hết các tỉnh đồng bằng cũng như trung du đến độ cao 400 – 500 m so với mực
nước biển, trên nhiều loại đất khác nhau: đồi bị xói mòn, chua, nghèo, xấu, khô
hạn… nó vẫn sinh trưởng bình thường và ra hoa kết quả.
1.1.2.4. Giá trị kinh tế
Gỗ keo tai tượng có nhiều tác dụng, gỗ có giác, lõi phân biệt, tỷ trọng từ 0,56 0,60 kg/m3; gỗ có sợi dài 1,0 - 1,2mm có thể làm nguyên liệu giấy, bao bì, củi đun.
Keo tai tượng là cây mọc nhanh tán rậm, thường xanh, rễ phát triển mạnh, dùng làm
cây che phủ đất, cải tạo và bảo vệ ở vùng đất trống đồi núi trọc, nó cũng làm cây lục
hóa, trồng trong công viên, đường phố, lá có thể làm thức ăn gia súc cho dê, hươu…
1.1.2.5. Hướng sử dụng
Cũng giống như keo lá tràm, keo tai tượng là cây đa tác dụng, dùng làm gỗ
giấy, gỗ dăm, gỗ xẻ, đóng đồ mộc cao cấp, làm ván ghép thanh, bao bì,… Gỗ có
nhiệt lượng khá cao 4800 kcal/kg do đó cũng có thể dùng để đốt than, làm củi đun
rất tốt.
Là loài cây mọc nhanh, tán lá dày, thường xanh nên còn được trồng làm cây
bóng mát ở công viên, đường phố. Hoa có thể dùng để nuôi ong, vỏ chứa tanin dùng
cho công nghệ thuộc da, lá cây có thể làm thức ăn cho gia súc.
Rễ có nhiều nốt sần có khả năng cố định đạm rất tốt, nên keo tai tượng nói
riêng và các loài keo nói chung, ngoài việc sử dụng để trồng rừng sản xuất, rừng
phòng hộ, còn được trồng ở những nơi có đất khô cằn, bị thoái hoá để tận dụng khả
năng cải tạo đất của chúng.
1.1.3. Keo lai [25], [28]
Tên khoa học: Acacia hybrid
Họ thực vật: Đậu (Leguminosae)
Họ phụ: Trinh nữ (Mimosoidae)
1.1.3.1. Đặc điểm hình thái
Cây gỗ nhỏ, cao tới 25 – 30 m, đường kính tới 30 – 40 cm, cao và to hơn keo
tai tượng và keo lá tràm, các đặc tính khác có dạng trung gian giữa 2 loài bố mẹ.
Thân thẳng, cành nhánh nhỏ, tỉa cành khá, tán dày và rậm.


11

Từ khi hạt nẩy mầm tới hơn 1 tháng hình thái lá cũng biến đổi theo 3 giai đoạn
lá mầm, lá thật và lá giả. Lá giả mọc cách tồn tại mãi. Chiều rộng lá hẹp hơn chiều
rộng lá keo tai tượng nhưng lớn hơn chiều rộng lá keo lá tràm.
Hoa tự bông 5 - 6 hoa/1 hoa tự vàng nhạt mọc từng đôi ở nách lá. Quả đậu dẹt,
khi non thẳng khi già cuộn hình xoắn ốc. Mùa hoa từ tháng 3 đến tháng 4, quả chín
từ tháng 7 đến tháng 8. Vỏ quả cứng, khi chín màu xám và nứt. Mỗi quả có 5 - 7 hạt
màu nâu đen, bóng. Một kg hạt có 45.000 - 50.000 hạt.
1.1.3.2. Đặc điểm sinh thái
Keo lai tự nhiên được phát hiện lần đầu vào năm 1972 trong số các cây keo tai
tượng trồng ven đường ở Sabah – Malaysia. Ở Thái Lan đầu tiên cũng tìm thấy keo
lai được trồng thành đám ở Muak-Lek, Salaburi.
Ở nước ta giống keo lai ở Ba Vì có nguồn gốc cây mẹ là keo tai tượng xuất xứ
Pain-tree bang Queensland – Australia. Cây bố là keo lá tràm xuất xứ Darwin bang
Northern Territory – Australia. Ở Đông Nam Bộ hạt giống lấy từ cây mẹ keo tai
tượng xuất xứ Mossman và cây bố keo lá tràm cũng ở Australia nhưng không rõ
xuất xứ. Về cơ bản, keo lai có sức sinh trưởng nhanh hơn rõ rệt so với loài keo bố
mẹ.
Keo lai có nhiều hạt và khả năng tái sinh tự nhiên bằng hạt rất mạnh. Rừng
trồng 8 - 10 tuổi sau khi khai thác trắng, đốt thực bì và cành nhánh, hạt nẩy mầm và
tự tái sinh hàng vạn cây trên 1 ha. Tuy nhiên không trồng rừng keo lai bằng cây con
từ hạt mà phải bằng cây hom.
1.1.3.3. Khai thác và sử dụng
Keo lai là một trong các loài cây chủ lực cung cấp gỗ nguyên liệu giấy. Tỷ
trọng gỗ 0,542 kg/m3; hàm lượng xenlulozơ 45,36%; tổng các chất sản xuất bột giấy
95,2%; hiệu suất bột giấy 52,8%; độ nhớt của bột 36,6; độ chịu gấp, chịu đập cao
hơn hoặc trung gian của 2 loài keo bố mẹ. Keo lai cải thiện được tiểu khí hậu, đất
đai nơi trồng, che chắn hạn chế dòng chảy, trả lại một lượng cành khô, lá rụng cho
đất. Keo lai chứa hàng triệu vi khuẩn cố định đạm nhiều gấp 3 - 12 lần so với keo
tai tượng và keo lá tràm. Ngoài ra, keo lai còn dùng làm gỗ dán, ván dán cao cấp, gỗ
xẻ dùng trong xây dựng và xuất khẩu.


12

1.2. TỔNG QUAN VỀ TANIN
1.2.1. Khái niệm [4]
Từ “tanin” được dùng đầu tiên năm 1976 để chỉ những chất có mặt trong dịch
chiết thực vật có khả năng kết hợp với protein của da sống động vật làm cho da biến
thành da thuộc không thối và bền. Do đó, tanin được định nghĩa là những hợp chất
polyphenol có trong thực vật, có vị chát được phát hiện với “thí nghiệm thuộc da”
và được định lượng dựa vào mức độ hấp phụ trên bột da sống chuẩn.[20]
Tanin là một nhóm các hợp chất hóa học được phân bố rộng trong tự nhiên,
chúng được tìm thấy trong nhiều loại thực vật. Phân tử của chúng là một khối được
cấu thành bởi hai hay nhiều đơn phân tử phenol. Các tanin là nguyên nhân gây ra
màu sắc của nhiều loại hoa như cây phi yến thảo, hoa vân anh, hoa hồng, cây dạ yên
thảo và tất cả các loại trái cây có quả chín đỏ. Một số khác là các hợp chất phức tạp
hiện diện trong vỏ cây, rễ và lá của cây được sử dụng trong ngành thuộc da. Còn
những loại đơn giản hơn thì có mặt trong trái cây tươi, rau quả tươi, hành và trà, rất
có lợi cho sức khỏe.[17]
Phân tử lượng tanin phần lớn nằm trong khoảng 500 – 5.000 đvC
Khi đun chảy tanin trong môi trường kiềm thường thu được những chất sau:

OH

OH
OH

OH

OH

OH
COOH

COOH
Pyrocatechin Axit pyrocatechic

OH

OH

OH
OH

Pyrogallol

OH

Axit galic

OH

OH

Pholoro glucin

Tanin có trong vỏ, thân, lá và quả của những loại cây keo, sồi, sú, vẹt, thông,
đước, chè…
1.2.2. Phân loại [18]
Tanin có thể chia làm 2 nhóm chính sau: tanin thủy phân và tanin ngưng tụ.
1.2.2.1. Tanin thủy phân hay còn gọi là tanin pyrogalic (galotanin)
Tanin pyrogalic là những este của gluxit, thường là glucozơ với một hay nhiều
axit trihidroxibenzencacboxylic.


13

Khi thủy phân bằng axit hoặc bằng enzym tanase thì giải phóng ra phần đường
thường là glucozơ, đôi khi gặp đường đặc biệt, như đường hamamelozơ… Phần
không phải đường là các axit, axit hay gặp là axit galic. Các axit galic nối với nhau
theo dây nối depsid để tạo thành các axit digalic, trigalic. Ngoài axit galic người ta
còn gặp các axit khác như axit ellagic, axit luteolic, dạng mở 2 vòng lacton của axit
ellagic, axit chebulic.
Đặc điểm chính của loại tanin này:
-

Khi cất khô ở 180 – 2000C thì thu được pyrogalol là chủ yếu.

-

Cho kết tủa bông với chì axetat 10%.

-

Cho kết tủa màu xanh đen với muối sắt (III).

-

Thường dễ tan trong nước.

Cấu trúc một số loại tanin thuộc nhóm galotanin được trình bày ở hình 1.13.

G
O
O

G
OH
Axit galic

OH

O

O

OH

HO

OH

OH
OH
Galoyl este

O
G

O
G
O
G

O

G

β-1,2,2,3,6-pentagaloyl-O-D-glucozơ

β-1,2,3,4,6-pentagaloyl-O-D-glucozơ


14

OH
OH

OH
HO

HO

O

HO

O

O

HO

O

Eriodictyol

Naringenin

Hình 1.13. Axit galic và một số loại tanin thuộc nhóm tanin thủy phân
1.2.2.2. Tanin ngưng tụ hay còn gọi là tanin pyrocatechin [24]
Tanin nhóm này được tạo thành do sự ngưng tụ từ các đơn vị flavan-3-ol hoặc
flavan-3,4-diol. Dưới tác dụng của axit hoặc enzym thì không bị thủy phân mà tạo
thành chất đỏ tanin hay phlobaphen. Phlobaphen ít tan trong nước, là sản phẩm của
sự trùng hợp kèm theo oxi hóa, do đó tanin ngưng tụ còn được gọi là phlobatanin.
Đặc điểm của loại tanin này là:
-

Khi cất khô cho pyrocatechin là chủ yếu.

-

Cho kết tủa màu xanh đậm với muối sắt (III).

-

Cho kết tủa bông với nước brom.

-

Khó tan trong nước hơn pyrogalic.

Cấu trúc một số loại tanin thuộc nhóm tanin pyrocatechin được trình bày ở
hình 1.14.

OH

OH

OH

OH
HO

HO

O

O
OH

OH
HO
Catechin (C)

HO
Epicatechin (EC)


15

HO

HO
OH

O

HO
OH

HO

O

HO

OH

HO

OH

HO

OH
O

OH
OH

HO

HO
B-1

OH

O

HO

OH
Epicatechin-(4β->8)-catechin

OH
B-2 Epicatechin-(4β->8)-epicatechin

Hình 1.14. Một số loại tanin thuộc nhóm tanin pyrocatechin
1.2.3. Tính chất của tanin [6]
Tanin có vị chát, làm săn da, tan được trong nước, kiềm loãng và các dung
môi hữu cơ như rượu metylic, rượu etylic, glixerin. Không tan trong benzen, ete,
dầu hỏa, clorofom, sunfua cacbon, tetraclorua cacbon.[10]
Thí nghiệm thuộc da của tanin: lấy một miếng da sống chế sẵn ngâm vào dung
dịch HCl 2% rồi rửa sạch với nước cất, sau đó thả vào dung dịch tanin trong vòng 5
phút. Rửa lại với nước cất rồi nhúng vào dung dịch Fe2(SO4)3 1%, miếng da sẽ
chuyển sang màu nâu hoặc màu đen.
Kết tủa với gelatin: dung dịch tanin 0,5 – 1% khi thêm vào dung dịch gelatin
1% có chứa 10% NaCl sẽ có kết tủa.
Kết tủa với ancaloit: tanin tạo kết tủa với các ancaloit hoặc một số dẫn xuất
hữu cơ chứa nitơ khác như hexametylendiamin, dibazol…
Kết tủa với muối kim loại: tanin cho kết tủa với các muối kim loại nặng như
chì, thủy ngân, kẽm, sắt…
Phản ứng Stiasny (phân biệt hai loại tanin): lấy 50ml dung dịch tanin, thêm
10ml focmol và 5ml HCl đun nóng trong vòng 10 phút, tanin thủy phân không kết
tủa, còn tanin ngưng tụ sẽ cho kết tủa đỏ gạch. Nếu trong dung dịch có cả 2 loại
tanin thì sau khi lọc kết tủa, cho vào dịch lọc CH3COONa rồi thêm muối sắt (III),
nếu có mặt tanin thủy phân thì sẽ có kết tủa xanh đen.
Tanin bị oxi hóa hoàn toàn dưới tác dụng của KMnO4 hoặc K2Cr2O7. Tính
chất này dùng để định lượng tanin nhóm tanin với chất chỉ thị là indigocacmin.[12]


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×