CHỦ ĐỀ STEM nước rửa chén từ bồ hòn

1 CHỦ ĐỀ : SẢN XUẤT NƯỚC RỬA BÁT SINH HỌC TỪ BỒ HÒN Giáo viên thực hiện: Nguyễn Đức Dũng 1. TÊN CHỦ ĐỀ : SẢN XUẤT NƯỚC RỬA BÁT SINH HỌC TỪ BỒ HÒN 2. MÔ TẢ CHỦ ĐỀ Ngày nay, các chất tẩy rửa được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống và các hoạt động sản xuất của con người và trong đó các chất tẩy rửa tổng hợp chiếm một vị trí quan trọng. Một trong những ứng dụng nổi bật đó là nước rửa bát tổng hợp với nhiều ưu điểm như: hiệu quả tẩy rửa dầu mỡ cao, dùng được với nước cứng, tận dụng được các sản phẩm phụ của các ngành công nghiệp khác... Bên cạnh đó, chúng vẫn có những hạn chế là dễ gây ô nhiễm môi trường và có thể xâm nhập và tích tụ trong cơ thể người… Để khắc phục những hạn chế đó, dự án dạy học với chủ đề “Sản xuất nước rửa bát từ bồ hòn” sẽ tạo ra sản phẩm là chất tẩy rửa thân thiện với môi trường, an toàn với con người và phù hợp với nhiều đối tượng, giá cả hợp lí… Để thực hiện dự án, học sinh cần nắm bắt và vận dụng các kiến thức liên quan: Bài 22: Dinh dưỡng, chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật (III – Hô hấp và lên men). Bài 25: Sinh trưởng của vi sinh vật. Bài 27: Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật. 3. MỤC TIÊU Sau khi hoàn thành chủ đề, học sinh có khả năng: a) Kiến thức - Nắm được đặc điểm của hô hấp và lên men. - Nắm được sự sinh trưởng của vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy không liên tục. - Hiểu được sự ảnh hưởng của các yếu tố vật lí và hóa học đến sinh trưởng của vi sinh vật. b) Kĩ năng - Vận dụng kiến thức về sinh trưởng vi sinh vật trong đời sống. - Thiết kế và vận dụng thực hiện được các bước của qui trình sản xuất nước rửa bát sinh học từ giấm và bồ hòn. - Thuyết trình, phản biện. 2 - Hợp tác, chia sẻ trong hoạt động nhóm. c) Phát triển phẩm chất - Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau. - Có ý thức bảo vệ sức khỏe con người, bảo vệ môi trường. d) Định hướng phát triển năng lực - Năng lực xây dựng và tổ chức thực hiện kế hoạch học tập, nghiên cứu, thực nghiệm. - Năng lực giao tiếp và hợp tác nhóm để thống nhất bản thiết kế quy trình và phân công từng nhiệm vụ cụ thể. - Năng lực thuyết trình, năng lực bảo vệ ý kiến của bản thân. - Năng lực giải quyết vấn đề, cụ thể sản xuất được nước rửa bát sinh học từ giấm và bồ hòn. 4. THIẾT BỊ Tổ chức dạy học chủ đề, giáo viên hướng dẫn học sinh sử dụng một số nguyên liệu và thiết bị sau: - Đường kính 1,5 kg (có thể là đường trắng, đường đỏ hoặc có thể thay bằng mật mía, rỉ đường …tùy theo điều kiện). - Nồi. - Dụng cụ đo pH, đo nhiệt độ, giấm ăn. - Dụng cụ chứa dung dịch (xô, chậu…). 5. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Xác định các tiêu chí của nước rửa bát sinh học A. Mục đích - Học sinh trình bày được khái niệm về chất hoạt động bề mặt. - Nêu được những ưu, nhược điểm của chất tẩy rửa sinh học. - Tiếp nhận nhiệm vụ xây dựng qui trình sản xuất nước rửa bát sinh học và hiểu rõ tiêu chí đánh giá sản phẩm. B. Nội dung Giáo viên nêu một vài ứng dụng của chất tẩy rửa tổng hợp trong cuộc sống trong đó có công dụng làm nước rửa bát. Sau đó, giáo viên lấy một nhãn hàng (đã bóc bỏ thương hiệu) và yêu cầu học sinh liệt kê các thành phần của nước rửa bát. Với mỗi thành phần, giáo viên yêu 3 cầu học sinh sử dụng thông tin trong sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, trên internet... để hoàn thành phiếu học tập từ đó rút ra ưu và nhược điểm của nước rửa bát tổng hợp. Giáo viên phân tích và thống nhất với học sinh các tiêu chí đánh giá nước rửa bát sinh học (có tham khảo tiêu chuẩn Việt nam 6971 – 2001). Giáo viên hướng dẫn học sinh về tiến trình dự án và yêu cầu học sinh ghi nhận vào nhật ký học tập. - Bước 1: Nhận nhiệm vụ. - Bước 2: Tìm hiểu kiến thức liên quan. - Bước 3: Lập qui trình sản xuất nước rửa bát sinh học. - Bước 4: Làm sản phẩm. - Bước 5: Báo cáo và đánh giá sản phẩm. Giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm tìm hiểu kiến thức và kĩ năng liên quan trước khi xây dựng quy trình sản xuất nước rửa bát sinh học. C. Dự kiến sản phẩm của học sinh Kết thúc hoạt động, học sinh đạt được các sản phẩm: - Bảng ghi chép xác định nhiệm vụ của dự án, của từng thành viên. - Kế hoạch thực hiện dự án với các mốc thời gian và tiêu chí đánh giá sản phẩm của dự án. D. Cách thức tổ chức hoạt động Bước 1: Đặt vấn đề. - Tổ chức nhóm học tập: Giáo viên tổ chức cho học sinh hoạt động theo nhóm dự án từ 5 -6 học sinh. Mỗi nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí và các thành viên còn lại. - Đặt vấn đề: Chất tẩy rửa tổng hợp có nhiều ứng dụng trong cuộc sống và sản xuất trong đó nước rửa bát là một ví dụ cụ thể. Vậy nước rửa bát tổng hợp có những thành phần chính là gì? Có những ưu và nhược điểm là gì? Bước 2: Nghiên cứu kiến thức mới. Giáo viên yêu cầu học sinh hoàn thành phiếu học tập số 2 từ đó rút ra những ưu và nhược điểm của nước rửa bát tổng hợp. Giáo viên yêu cầu học sinh đề xuất những ưu điểm của nước rửa chén sinh học. Sau đó chuẩn hóa kiến thức và “đặt hàng” học sinh sản xuất nước rửa bát sinh học từ bồ hòn. Bước 3: Xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm. 4 Giáo viên gợi ý sản phẩm nước rửa chén sinh học khắc phục được một số nhược điểm của nước rửa bát tổng hợp từ đó có thể xây dựng thành một số tiêu chí đánh giá sản phẩm. Mặt khác, giáo viên cho học sinh tham khảo Tiêu chuẩn Việt Nam 6971 – 2001 để làm căn cứ. Sau thảo luận, giáo viên và học sinh thống nhất một số tiêu chí (phù hợp với điều kiện thực tế) để đánh giá sản phẩm. Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá sản phẩm nước rửa bát sinh học từ bồ hòn STT Tiêu chí Điểm 1 Trạng thái: lỏng hoặc sánh, không kết tủa 20 2 Mùi: không mùi hoặc có mùi dễ chịu 20 3 pH của dung dịch sản phẩm (6-8) 30 4 Chi phí cho nguyên liệu, thiết bị hợp lý 30 5 6 7 Bước 4: Giáo viên thống nhất kế hoạch triển khai tiếp theo Hoạt động Nhiệm vụ 1 Giao nhiện vụ dự án 2 Nghiên cứu kiến thức nền 3 Báo cáo phương án thiết kế quy trình sản xuất nước Thời gian Tiết 1 1 tuần (học sinh tự học) Tiết 2 rửa bát sinh học 4 Chế tạo và thử nghiệm sản phẩm 5 Chào hàng sản phẩm 2 tuần (hs tự làm ở nhà) Tiết 3 Giáo viên nhấn mạnh các nhóm có 1 tuần để nghiên cứu kiến thức liên quan (hô hấp và lên men, sinh trưởng của vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy không liên tục, các yếu tố ảnh hưởng sinh trưởng của vi sinh vật, chất tẩy rửa tổng hợp). Các nhóm triển khai xây dựng bản thiết kế sản phẩm để báo cáo trong tuần tiếp theo. Phiếu đánh giá số 2: Thiết kế quy trình sản xuất nước rửa bát sinh học từ bồ hòn 5 Tiêu chí Điểm 1. Bản thiết kế khoa học (chính xác về cơ sở hóa học và sinh học) 2. Nêu rõ vai trò của các thành phần, tác dụng của các điều kiện tiến hành (nhiệt độ, độ pH…) 3. Trình bày rõ ràng, thể hiện rõ vai trò của mỗi thành viên trong nhóm 30 30 20 Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức cơ sở xây dựng quy trình sản xuất nước rửa bát sinh học từ bồ hòn (Học sinh tự nghiên cứu và thiết kế quy trình sản xuất nước rửa bát sinh học trong 1 tuần) A. Mục đích Học sinh tự học được các kiến thức nền liên quan thông qua việc nghiên cứu tài liệu về hô hấp và lên men, sinh trưởng của vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy không liên tục, các yếu tố ảnh hưởng sinh trưởng của vi sinh vật). B. Nội dung Học sinh tự tìm hiểu các kiến thức liên quan từ sách giáo khoa, internet... từ đó có kiến thức để xây dựng quy rình sản xuất nước rửa bát sinh học. Giáo viên hỗ trợ tài liệu, giải đáp thắc mắc khi cần thiết. C. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh Kết thúc hoạt động, học sinh cần đạt được các sản phẩm sau: - Bản ghi chép những kiến thức về hô hấp và lên men, sinh trưởng của vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy không liên tục, các yếu tố ảnh hưởng sinh trưởng của vi sinh vật. - Bản vẽ quy trình sản xuất nước rửa bát sinh học. - Danh mục các vật liệu đi kèm (được rình bày trên giấy A0). D. Cách thức tổ chức hoạt động Học sinh theo nhóm đọc và nghiên cứu các phần: 6 - Sinh học 10 - Bài 22: Dinh dưỡng, chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật Mục III. Hô hấp và lên men. - Sinh học 10 - Bài 23: Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật Mục II.2. Phân giải polysacarit và ứng dụng. - Sinh học 10 – Bài 25: Sinh trưởng của vi sinh vật Mục II.1. Sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy không liên tục. - Sinh học 10 – Bài 27: Các yếu tố ảnh hưởng sinh trưởng của vi sinh vật. - Hóa học 12 – Bài Và hoàn thành câu hỏi trong hồ sơ học tập của nhóm. Học sinh làm việc nhóm - Chia sẻ các kiến thức đã tìm hiểu với các thành viên trong nhóm - Ghi tóm tắt lại các kiến thức cơ bản đã tìm hiểu vào vở cá nhân. - Giáo viên hỗ trợ học sinh những thắc mắc (nếu có) Học sinh tự hoàn thiện báo cáo về quy trình sản xuất nước rửa bát sinh học trên giấy A0 hoặc powerpoint. Hoạt động 3: Trình bày và bảo vệ quy trình sản xuất nước rửa bát sinh học (Tiết 2 – 45 phút) A. Mục đích Học sinh trình bày được kiến thức liên quan về hô hấp, lên men; Sinh rưởng của vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy không liên tục; các yếu tố ảnh hưởng sinh trưởng của vi sinh vật. Học sinh thực hành được kỹ năng thiết kế và thuyết trình, phản biện. B. Nội dung Giáo viên các nhóm lần lượt trình bày quy trình sản xuất nước rửa bát sinh học, giải thích cơ sở sinh học, hóa học của quy trình. Giáo viên tổ chức học sinh thảo luận, nêu câu hỏi và bảo vệ ý kiến thiết kế; tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế (nếu có). Giáo viên chuẩn hóa các kiến thức liên quan cho học sinh (nếu cần). C. Dự kiến sản phẩm của học sinh 7 Kết thúc hoạt động, học sinh cần đạt được các sản phẩm sau: - Hồ sơ quy trình sản xuất nước rửa bát sinh học đã hoàn thiện theo góp ý. - Bài ghi kiến thức liên quan đã được chuẩn hóa. D. Cách thức tổ chức hoạt động - Bước 1: Giáo viên cho từng nhóm báo cáo phương án thiết kế trong 5 phút. - Bước 2: các nhóm khác nhận xét, nêu câu hỏi. - Bước 3: Giáo viên nhận xét, đánh giá bài báo cáo theo phiếu đánh giá số 2. - Bước 4: Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh triển khai sản xuất theo quy trình đã xây dựng (ghi lại những điều chỉnh và chú thích rõ ràng..). Hoạt động 4: Sản xuất và thử nghiệm nước rửa bát sinh học (Học sinh tự làm ở nhà trong 2 tuần) A. Mục đích Học sinh sản xuất được nước rửa bát sinh học theo quy trình. Học sinh học được phương pháp nghiên cứu thực nghiệm thông qua xác định các điều kiện đảm bảo cho quy trình sản xuất với chi phí hợp lí. B. Nội dung Học sinh làm việc theo nhóm trong thời gian 2 tuần. C. Dự kiến sản phẩm Kết thúc hoạt động, học sinh cần đạt được các sản phẩm sau: sản xuất được nước rửa bát sinh học đáp ứng được các tiêu chí đề ra D. Cách thức tổ chức hoạt động Bước 1: Học sinh tìm kiếm, chuẩn bị các vật liệu liên quan. Bước 2: Học sinh sản xuất nước rửa bát theo quy trình. Bước 3: Học sinh thử nghiệm hiệu quả so sánh với các tiêu chí đánh giá sản phẩm. Bước 4: Học sinh điều chỉnh lại điều kiện thực hành thí nghiệm (nếu có). Bước 5: Học sinh hoàn thiện bảng ghi danh mục các vật liệu, tính giá thành sản phẩm. Bước 6: Học sinh hoàn thiện, báo cáo sản phẩm. Hoạt động 5: Trình bày sản phẩm nước rửa bát sinh học và thảo luận 8 (Tiết 3 – 45 phút) A. Mục đích Học sinh giới thiệu và sử dụng sản phẩm nước rửa bát sinh học để chứng minh sự phù hợp với các tiêu chí đã đưa ra và phù hợp với điều kiện thực tế. Học sinh thực hành các kỹ năng thuyết trình, phản biện. B. Nội dung Các nhóm trình diễn các sản phẩm đã làm. C. Dự kiến sản phẩm của học sinh Kết thúc hoạt động, học sinh cần đạt được sản phẩm nước rửa bát sinh học theo tiêu chí ở phiếu đánh giá số 1. D. Cách thức tổ chức Bước 1; Giáo viên yêu cầu học sinh các nhóm trình diễn sản phẩm, kèm minh họa giá thành. Bước 2: Giáo viên cùng các nhóm học sinh khác đánh giá hiệu quả sản phẩm. Bước 3: Giáo viên gợi mở phạm vi ứng dụng và đối tượng thực hiện. Phiếu học tập số 1 Tên nhóm……………….............................. Danh sách và phân công công việc STT 1 Tên thành viên Vị trí Nhiệm vụ Nhóm trưởng Quản lý các thành viên, đôn đốc các nhiệm vụ 2 Thư ký 3 Thành viên 9 4 Thành viên 5 6 Phiếu học tập số 2: Vai trò của các thành phần chính trong nước rửa bát tổng hợp STT Tên 1 Sodium Linear Alkylbenzene Vai trò Sulfonate (LAS) 2 Sodium Laureth Sulfate (natri lauryl ete sunfat - LES) 3 Magnesium Sulfate 4 Methylchloroisothiazolinone 5 Methylisothiazolinone 6 DMDM Hydantoin 7 Tetrasodium EDTA Ưu điểm của nước rửa bát tổng hợp…………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 10 ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………. Nhược điểm của nước rửa bát tổng hợp…………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………. Phiếu học tập số 2: Đáp án Vai trò của các thành phần chính trong nước rửa bát tổng hợp STT 1 Tên Sodium Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) 2 Sodium Laureth Sulfate (natri Vai trò Hiệu quả tẩy rửa tốt (ít bị ảnh hưởng bởi nước cứng) Hiệu quả tẩy rửa tốt và tạo bọt tốt lauryl ete sunfat - LES) 3 Magnesium Sulfate khan được sử dụng làm chất làm khô 4 Methylchloroisothiazolinone chất bảo quản có tác dụng kháng khuẩn và kháng nấm, chống vi khuẩn gram dương và gram âm vi khuẩn , nấm men , và nấm . 5 Methylisothiazolinone chất diệt khuẩn và chất bảo quản tổng hợp mạnh trong nhóm isothiazolinones, chất gây dị ứng và gây độc tế bào 6 DMDM Hydantoin hoạt động như một chất bảo quản vì formaldehyd được giải phóng làm cho môi trường không thuận lợi cho các vi sinh vật. Làm tăng nguy cơ viêm da 11 ở người tiêu dùng dị ứng với formaldehyd. 7 Tetrasodium EDTA Disodium EDTA và các thành phần liên quan liên kết với các ion kim loại làm bất hoạt chúng. Sự ràng buộc của các ion kim loại giúp ngăn chặn sự hư hỏng của mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân. Nó cũng giúp duy trì sự rõ ràng, bảo vệ các hợp chất hương thơm và ngăn ngừa sự ôi thiu. Ưu điểm của nước rửa bát tổng hợp…………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………. Nhược điểm của nước rửa bát tổng hợp…………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………. Phiếu học tập số 2: Các pha sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy không liên tục (Nối các đặc điểm với từng pha tương ứng ỏ cột bên để mô tả sự sinh sinh trưởng của quần thể vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy không liên tục) Đặc điểm Pha Vi khuẩn sinh trưởng với tốc độ lớn Pha suy vong nhất, số lượng tế bào tăng lên nhanh Số lượng vi khuẩn đạt cực đại, không Pha tiềm phát 12 đổi theo thời gian Số tế bào giảm dần, chát dinh dưỡng Pha lũy thừa cạn kiệt, chất độc hại tích lũy nhiều. Vi khuẩn thích nghi với môi trường, số Pha cân bằng lượng tế bào chưa tăng, enzim cảm ứng được hình thành Phiếu học tập số 3: Tìm hiểu ảnh hưởng của các yếu tố vật lý đến sinh trưởng của vi sinh vật Yếu tố vật lý Ảnh hưởng Nhiệt độ Độ ẩm pH Ánh sáng Áp suất thẩm thấu Phụ lục: Thông tin tham khảo 1. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước rửa chén (TCVN 6971-2001) Nước rửa dùng cho nhà bếp phải phù hợp với các quy định trong bảng 1 và bảng 2 13 Bảng 1 – Các chỉ tiêu ngoại quan Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1. Trạng thái Lỏng sánh, đồng nhất, không phân lớp và kết tủa ở nhiệt độ nhỏ hơn 200C 2. Màu Đồng nhất và theo mẫu đăng ký 3. Mùi Không mùi hoặc có mùi dễ chịu Bảng 2 – Các chỉ tiêu chất lượng Tên chỉ tiêu Mức chất lượng 1. Hàm lượng chất hoạt động bề mặt, tính bằng phần trăm khối lượng, không nhỏ hơn 10 2. pH của dung dịch sản phẩm 6-8 1000 3. Hàm lượng methanol, tính bằng mg/kg, không lớn hơn 4. Hàm lượng asen, tính bằng mg/kg, không lớn hơn 1 5. Hàm lượng kim loại nặng, tính theo chì, tính bằng mg/kg, không lớn 2 hơn 6. Chất làm sáng huỳnh quang Không được phép 7. Độ phân hủy sinh học, tính bằng phần trăm khối lượng, không nhỏ 90 hơn 2. Quả bồ hòn * Giới thiệu chung về bồ hòn - Tên khoa học: sapindus mukorossi - Chi: sapindus - Họ: sapindaceae - Bộ: sapindales - Tên gọi khác: bòn hòn, bồ hòn xà phòng, tên tiếng anh là Soapnuts/ hay Sopaberries (nghĩa là quả xà phòng). - Đây là một loại cây rụng lá phát triển rộng rãi ở vùng thượng lưu của đồng bằng IndoGangetic, các vùng Shivaliks và duyên hải Himalayan ở độ cao 200m đến 1500m. 14 Hình 2.3 – Cây bồ hòn Ở nước ta cây bồ hòn được trồng ở khắp các tỉnh miền Bắc. Bồ hòn là một loại cây khá lớn, rụng lá, có thân thẳng với chiều cao 12m, đôi khi đạt đến chiều cao 20m và đường kính 1,8m. Vỏ cây có màu sẫm đến vàng nhạt, khá mịn, với nhiều đường sọc thẳng đứng và các vết nứt mịn tẩy tế bào chết ở các vảy gỗ không đều. Lá kép dài 30-50cm, hình lông chim gồm 4-5 đôi lá chét gần đối nhau. Phiến lá chét nguyên nhẵn. Hoa mọc thành chùy ở đầu cành. Vỏ quả màu vàng nâu nhạt, da nhăn nheo, trong chứa một hạt màu đen, hình cầu. Khi chín thịt quả mềm như đường mạch nha, có hoạt tính như xà phòng. Cây thường ra hoa vào mùa hè và cho thu hoạch quả vào tháng 10-11 hàng năm. Qủa bồ hòn đã được sử dụng như một chất hoạt động bề mặt tự nhiên. Do sự có mặt của saponin trong quả bồ hòn khá cao nên nó được biết đến với tính chất tẩy rửa với hoạt tính cao và thường được sử dụng để loại bỏ các chất bẩn. Trong y học, lá bồ hòn được sử dụng để giảm đau khớp còn rễ cây được sử dụng để điều trị bệnh gout và thấp khớp. Ngoài ra quả bồ hòn còn có thể được dùng để chữa một số bệnh như chảy nước bọt, mụn nhọt, động kinh, chlorosis, nám và bệnh vảy nến. Bột từ hạt của quả bồ hòn được sử dụng để điều trị sâu rang, viêm khớp, cảm lạnh thông thường, táo bón và buồn nôn, ngoài ra còn để loại bỏ nám và tàn nhan khỏi da. Nó làm sạch dacủa sự bài tiết dầu và thậm chí còn được sử dụng như một chất tẩy rửa để gội đầu bởi nó tạo thành một chất bọt tự nhiên phong phú. Từ xa xưa quả bồ hòn đã được sử dụng làm chất tẩy rửa cho quần áo. Qủa bồ hòn còn được các nhà kim hoàn Ấn Độ sử dụng để phục hồi độ sáng của đồ trang sức bị mờ bằng vàng, bạc và các kim loại quý khác. Quả bồ hòn từ xa xưa khi mà chưa có các loại xà phòng, nước rửa bát hay sữa tắm công nghiệp được ông bà ta ứng dụng để làm sạch các vật dụng, quần áo trong nhà. 15 Hình 2.4 – Quả bồ hòn * Thành phần hóa học của quả bồ hòn Qủa bồ hòn là nguồn nguyên liệu giàu saponin. Thịt quả chứa 18% saponizit gọi là sapindus saponozit C 41H61O13– Sapindus saponin là một thứ bột vô định hình, màu trắng, có năng suất quay cực αD+13°. Thuỷ phân cho d. arabinoza và một sapogenin có tinh thể, độ chảy 319°C, vào loại tritecpen. Hạt: Chứa 9-10% dầu béo. Saponin là một Glycosyd tự nhiên thường gặp trong nhiều loài thực vật. Tiền tố latinh sapo có nghĩa là xà phòng. Saponin có tính chất chung là khi hoà tan vào nước có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch tạo nhiều bọt, có tính chất phá huyết, độc đối với động vật máu lạnh nhất là đối với cá, tạo thành phức với cholesterol, có vị hắc và làm hắt hơi mạnh. Các saponin đều là các chất hoạt quang. Thường các steroit saponin thì tả truyền còn triterpenoit saponin thì hữu truyền. Điểm nóng chảy của các sapogenin thường rất cao. Dưới tác dụng của enzym có trong thực vật hay vi khuẩn hoặc do axit loãng, saponin bị thuỷ phân thành các phần gồm genin gọi là sapogenin và phần đường gồm một hoặc nhiều phân tử đường. Các đường phổ biến là D-glucoza, D-galactoza, L-arabinoza, axit galactunoic, axit Dglucuronic... Phần genin có thể có cấu trúc cholan như sapogeninsteroi hoặc sapogenintritecpen dạng β-amirin (axit olenoic), dạng α-amirin (axit asiatic), dạng lupol (axit buletinie) hoặc tritecpen bốn vòng. 16 Hình - Cấu trúc của saponin phân đoạn thứ 15 trong quả bồ hòn Cấu trúc của saponin được biểu diễn ở hình 2.5, gồm có một đầu ưa nước, một đầu kỵ nước có hoạt tính bề mặt. Các saponin trong vỏ quả bồ hòn là loại triterpenoid. Thành phần phần trăm của các nguyên tố có trong saponin là 51% O, 44% C, 6% H. Vì saponin là chất có hoạt tính bề mặt, nên nồng độ tới hạn của chúng được tìm thấy là 0,1%. Bản chất của saponin được xúc tác giả như axit yếu trong tự nhiên. Qúa trình thủy phân của glycol được cho là nguyên nhân của axit yếu đó. Bảng – Công thức hóa học và khối lượng phân tử của saponin có trong vỏ quả bồ hòn CTCT Khối lượng phân tử Nguyên tử Ion C41H66O12 750 [C41H66O12 + Na]+ C46H74O15 866 [C46H74O15 + Na]+ C48H76O17 924 [C48H76O17 + Na]+ C50H78O18 966 [C50H78O18 + Na]+ C53H86O22 1074 [C53H86O22 + Na]+ C58H94O26 1206 [C58H94O26 + Na]+ C59H92O25 1200 [C59H92O25 + Na]+ Vi khuẩn acetic và quá trình lên men giấm Vi khuẩn acetic Vi khuẩn acetic là vi khuẩn lấy năng lượng từ quá trình oxy hóa ethanol để tạo thành axit acetic trong quá trình lên men. Hiện nay người ta biết đến hàng chục loài vi khuẩn acetic thuộc họ Acetobacter. Chúng có những đặc điểm sau: 17 - Là những trực khuẩn gram âm, không sinh bào tử, hô hấp hiếu khí bắt buộc, xếp đôi hay tạo thành từng chuỗi, thường tạo lớp màng trên bề mặt, có loài có khả năng chuyển động và có loài không. - Có nhiều trong rau quả - Nguồn dinh dưỡng cacbon: oxy hóa rượu etylic hay các rượu khác thành axit tương ứng. Có khả năng sử dụng glucose. - Nguồn dinh dưỡng nitơ: sử dụng muối amoni hay peptone. - Có hai ngưỡng pH: pH thích hợp từ 5,4 đến 6,8, pH thích hợp cho sự lên men từ 3,5 đến 4,5. Qúa trình lên men giấm Giấm được tạo ra từ các vi khuẩn acetic thuộc chi Acetobacter. Khi cung cấp đủ oxy, các vi khuẩn này có thể tạo ra giấm từ các thực phẩm sinh cồn khác nhau. Các loại được sử dụng như rượu táo, rượu vang, các loại ngũ cốc, mạch nha hoặc khoai tây lên men. Phản ứng hóa học chung nhất do các vi khuẩn thực hiện là: C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O Dung dịch rượu loãng trộn với Acetobacter và giữ ở nơi thoáng khí, ấm sẽ tạo ra giấm trong vòng vài tháng. Các phương pháp sản xuất giấm công nghiệp, người ta tăng tốc độ phản ứng bằng cách cung cấp nhiều oxy cho vi khuẩn. Công dụng của giấm ăn - Từ xưa, giấm đã là một gia vị quan trọng và được sử dụng nhiều trong các nền văn hóa ẩm thực trên thế giới. Thành phần chính của giấm là dung dịch axit axetic có nồng độ khoảng 5%. Chính axit này đã biến giấm thành dung dịch tẩy rửa “thần kì”, làm sạch hầu như mọi vết bám, vết bẩn trên quần áo, hay các vật dụng nhà bếp và gia đình. - Với cơ chế hấp thụ mùi hôi và tẩy sạch các vết bẩn nhanh chóng, ngoài là gia vị mang đến những bữa ăn ngon, giấm ăn đã trở thành “trợ thủ đắc lực” của các bà nội trợ trong công tác vệ sinh, dọn dẹp nhà cửa. - Một số ứng dụng trong tẩy rửa của giấm: + Diệt nấm mốc + Đánh bóng đồ dùng bằng bạc + Làm sạch các bề mặt + Lau chùi tủ lạnh 18 + Loại bỏ vết bẩn dính ở xoong nồi + Lau sạch bề mặt mắt kính + Tẩy sạch vết bẩn trên quần áo + Khử mùi và nhựa cây dính vào tay + Loại bỏ chất kết dính + Làm sạch sàn gỗ + Đặc biệt, giấm có công dụng làm sạch đồ sành, sứ rất tốt.