nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong rễ cây dừa cạn hoa hồng tại huyện phú lộc, tỉnh thừa thiên huế

-1-






ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA
  


Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học
trong rễ cây dừa cạn hoa hồng tại huyện Phú Lộc, tỉnh
Thừa Thiên Huế






KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC



Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Luýt
Lớp : 08 – CHD
Giáo viên hướng dẫn : ThS. Phan Thảo Thơ
-2-

MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Với những đặc thù về điều kiện tự nhiên cũng như khí hậu thuận lợi, nước ta
có hệ thực vật vô cùng phong phú và đa dạng. Theo thống kê mới nhất, nước ta
đang có trên 12000 loài, trong đó có trên 3200 loại thực vật được sử dụng để làm
thuốc và chiết tách hợp chất có khả năng chữa bệnh.
Ngày nay, những hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học được phân lập từ cây
cỏ đã và đang có rất nhiều ứng dụng hữu ích cho các nghành công nghiệp và nông
nghiệp. Cây Dừa cạn còn gọi là cây Trường xuân, hoa Hải đằng, bông dừa. Tên
khoa học là Catharanthus roseus L. G Don, thuộc họ Trúc đào Apocynaceye. Dừa
cạn được gieo trồng khá rộng rãi và đã thích nghi ở khu vực nhiệt đới và cận nhiệt
đới. Nó là cây bản địa và đặc hữu của Madagascar. Ở nước ta, dừa cạn là cây hoang
dại, có vùng phân bố tự nhiên tương đối đặc trưng từ tỉnh Quảng Ninh đến Kiên
Giang dọc theo vùng ven biển, tương đối tập trung ở các tỉnh miền Trung như
Thanh Hóa, Nghệ An, Thừa Thiên - Huế, Quảng Nam, Ðà Nẵng, Bình Ðịnh và Phú
Yên. Trong thành phần của nó chứa khoảng 0,1 – 0,2% alkaloid toàn phần, chủ yếu
là vinblastin,vincristin, tetrahydroalstonin, pirinin, vindolin, catharanthin,
vindolinin, ajmalicin Có nhiều tác dụng dược lý được ứng dụng trong chữa bệnh
như: Vinblastin và Vincristin có khả năng điều trị bệnh ung thư máu, Ajmalicin có
tác dụng điều trị rối loạn thần kinh tim.
Vì vậy, để hiểu rõ hơn về quy trình chiết xuất và cung cấp một kiến thức tổng
hợp để từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng của cây dừa cạn nên em chọn đề tài:
“Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong rễ cây dừa cạn
hoa hồng tại huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế”.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu quá trình chiết tách các hợp chất từ rễ cây dừa cạn hoa hồng.
- Xác định thành phần hóa học, công thức cấu tạo của một số chất có trong rễ
cây dừa cạn hoa hồng.


-3-






3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Rễ cây dừa cạn hoa hồng được lấy từ Thị Trấn Lăng Cô, huyện Phú Lộc, tỉnh
Thừa Thiên Huế.
4.PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để thực hiện đề tài này, em đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
4.1.NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT
- Tổng quan tài liệu, đặc điểm hình thái, thực vật, thành phần hóa học và công
dụng của cây dừa cạn.
- Tổng hợp các tài liệu về phương pháp nghiên cứu.
4.2. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
- Phương pháp chọn mẫu: Rễ dừa cạn được rửa sạch, phơi khô, nghiền mịn
thành bột và được bảo quản ở điều kiện khô ráo, thoáng mát.
- Xác định độ ẩm bằng phương pháp trọng lượng: Xác định độ ẩm, hàm lượng
hữu cơ, khảo sát thời gian chiết thích hợp.
- Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử : xác định hàm lượng kim loại
trong mẫu.
- Chiết bằng phương pháp chiết nóng soxhlet.
- Phương pháp sắc ký khí - phổ khối liên hợp (GC - MS) nhằm phân tách và

xác định thành phần chính có trong dịch chiết
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
- Ý nghĩa thực tiễn: Giải thích được công dụng của cây Dừa cạn trong những
bài thuốc dân gian dựa trên cơ sở khoa học.
- Ý nghĩa khoa học: Mở rộng , cung cấp thêm thông tin về cây Dừa cạn
6. BỐ CỤC ĐỀ TÀI
Đề tài gồm 40 trang trong đó có 30 hình và 9 bảng, Nội dung gồm:
Mở đầu- ( 2 trang)
Chương I- Tổng quan ( 18 trang )
Chương II- Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu (5 trang)
Chương III- Kết quả và bàn luận (15 trang)
-4-






CHƢƠNG I
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1. Tổng quan về cây dừa cạn [1], [2], [4], [6], [14]
1.1.1. Đặc điểm thực vật
Cây dừa cạn còn được gọi là bông dừa, hải đằng, dương giác, trường xuân
hoa, Madagascae perimnkle hay perrenche malgache
Theo phân loại khoa học, dừa cạn thuộc họ Apocynaceae ( họ trúc đào) và chi
Catharanthus G. Don. Dừa cạn là cây thảo, sống lâu năm, mọc thành bụi, cao 0,4 –
0,8 mét, cành thẳng đứng, mũ trắng (hình
Lá mọc đối, thuôn dài, đầu hơi nhọn. Kích thước lá biến động tùy theo vùng
phân bố. Thường dài từ 4-8 cm, rộng từ 3-4 cm. Mỗi cành có từ 8- 15 cặp lá. Lá có

phiến bầu dục, màu xanh thẩm, mặt trên nhẵn, mặt dưới có nhiều lông.
Hoa màu đỏ hay trắng, mọc thành cặp ở nách lá, tràng hợp hình đinh, tiểu
nhụy gắn ở phần trên của vành ống đài
Quả gồm 2 đài, dài 2,5- 3 cm, rộng 2-3 mm, mọc thẳng, hơi ngả sang 2 bên,
mọc thành chùm 2-4 quả, mỗi quả có từ 12- 20 hạt. Hạt có màu đen, hình trứng, dài
2mm, ngang 1mm, trên mặt hạt có những mụn nổi thành hàng dọc.
Rễ thường chỉ có 1 rễ cái và chùm rễ phụ. Rễ cái đâm thẳng xuống đất, có thể
đạt chiều dài 35-40 cm, rễ phụ mọc thành chùm thưa, ngắn, phát triển theo chiều
ngang. Vùng vỏ rễ là nơi tập trung chủ yếu các Alkaloid.
1.1.2. Phân bố thực vật
Dừa cạn là một loại cây thảo sống lâu năm, có nguồn gốc từ quần đảo
Madagasca của Châu Phi. Vào khoảng đầu thế kỷ 18, chúng di nhập vào các nước
có khí hậu nhiệt đới ở Nam Á và Đông Nam Á trong đó có Việt Nam và đảo Hải
Nam Trung Quốc. Đến giữa thế kỷ 18 Dừa Cạn dần được trồng nhiều ở các nước
Châu Âu để làm cảnh và phục vụ cho mục đích nghiên cứu.
Ở nước ta, dừa cạn chủ yếu mọc hoang dại, có vùng phân bố tự nhiên từ tỉnh
Quảng Ninh đến Kiên Giang dọc theo vùng ven biển. Tập trung nhiều ở các tỉnh
-5-






miền trung như Thanh Hóa, Nghệ An, Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, Quãng Nam,
Bình Định và Phú Yên.
Ở những vùng phân bố tự nhiên ven biển, dừa cạn mọc nhiều trên các bãi cát,
dưới rừng phi lao có khả năng chịu đựng điều kiện đất đai khô cằn. Ngoài ra chúng
còn được trồng làm cảnh và nguyên liệu làm thuốc ở khắp nơi trên cả nước.
Một số hình ảnh về cây dừa cạn:

Hình 1.1. Cây dừa cạn
Hình 1.2. Lá dừa cạn
Hình 1.3. Hoa dừa cạn
-6-









1.1.3. Một số loại cây cùng họ với dừa cạn
Họ La bố ma (danh pháp khoa học: Apocynaceae) còn được gọi là họ Dừa cạn
(theo chi Vinca/Catharanthus), họ Trúc đào (theo chi Nerium), họ Thiên lý với các
danh pháp khoa học đồng nghĩa khác như Asclepiadaceae, Periplocaceae,
Plumeriaceae, Stapeliaceae, Vincaceae, Willughbeiaceae. Chúng là các loài cây
thuộc thực vật có hoa bao gồm các loại cây thân gỗ, cây bụi, cây thân thảo hay dây
leo. Nhiều loài là các loại cây thân gỗ cao trong các rừng mưa nhiệt đới, và chủ yếu
là sinh trưởng trong các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới ẩm ướt nhưng có một
số loài sinh trưởng trong các môi trường khô hạn của vùng nhiệt đới.
Hiện nay, họ dừa cạn có khoảng 4555 loài và được chia làm nhiều phân loại
khác nhau như:
- Apocynoideae : phân họ La bố ma

- Rauvolfioideae : phân họ Ba gạc
- Asclepiadoideae : phân họ Bông tai
- Secamonoideae : phân họ Rọ

Hình 1.4. Thân dừa cạn
Hình 1.5. Rễ dừa cạn
-7-






1.1.4. Một số loại dừa cạn khác



Hình 1.8. Dừa cạn hoa trắng
Hình 1.6. Dừa cạn hoa tím
Hình 1.7. Rễ dừa cạn hoa hồng nhạt
Hình 1.9. Dừa cạn hoa hồng
Hình 1.11. Dừa cạn hoa
trắng cánh rộng
Hình 1.10. Dừa cạn hoa
hồngcánh rộng
-8-

1.2. Thành phần hóa học[8], [10]
Hoạt chất chủ yếu trong cây dừa cạn là Ancaloid, tỷ lệ Ancaloid toàn phần là
0,1 – 0,2 %. Trong đó, dừa cạn hoa trắng có tỷ lệ hoạt chất cao hơn so với các loại
dừa cạn khác. ỷ lệ hoạt chất ở mỗi bộ phận cây là khác nhau và tập trung nhiều nhất
ở rễ : rễ chứa 0,7 – 2,4 %, thân chứa khoảng 0,46 % và lá chứa từ 0,37 – 1,15 %.
Các chất chủ yếu là: vinblastin, vincristin tetrahydroalstonin, prinin, vindolin,
catharanthin, vindolinin, ajmalicin, vincosid (1 glucoalkaloid tiền thân để sinh tổng
hợp các alkaloid). Từ Dừa cạn, người ta còn chiết được các chất sau: acid
pyrocatechic, sắc tố flavonoid (glucozid của quercetol và campferol) và anthocyanic
từ thân và lá dừa cạn hoa đỏ. Ngoài ra từ lá chiết được acid ursoloc, từ rễ chiết được
cholin.
Bảng 1.1. Một số ancaloid có trong cây dừa cạn
Ajmalicine
Vinblastine
Vincristine
Vindoline
C
21
H
24
N
2
O
3
C
48
H
58

N
4
O
9
C
48
H
58
N
4
O
10

C
25
H
32
N
2
O
6






Hình 1.12. Dừa cạn hoa tím châu âu
Hình 1.13. Dừa cạn hoa đỏ
-9-

1.3. Công dụng và tác dụng dƣợc lý của cây dừa cạn[4], [6], [12], [13]
1.3.1. Tác dụng dược lý của cây dừa cạn
Theo Đông y và kinh nghiệm dân gian của một số nước, dừa cạn có tính mát,
vị đắng, tác dụng hoạt huyết, tiêu thũng, trị viêm, hạ huyết áp. Rễ dừa cạn có tác
dụng tẩy giun, chữa sốt. Thân và lá có tính chất săn da (astringent), lọc máu
(dépuratif), dùng chữa một số bệnh ngoài da và nhất là chữa tiểu đường. Kinh
nghiệm dùng dừa cạn chữa bệnh tiểu đường cũng được ghi nhận ở Ấn Ðộ, châu Úc,
nam châu Phi, quần đảo Antilles, tuy nhiên những tác dụng này chưa được chứng
minh bằng thực tế khoa học.
Với khoa học hiện đại, từ năm 1952, y học đã phát hiện ra dược tính của dừa
cạn. Đến năm 1958 bác sĩ Clark Noble, Canada đã nghiên cứu và chiết xuất được
Alkaloid Vinblastin. Sau đó vài năm người ta cũng tìm ra được Vincristin từ lá Dừa
cạn. Đây đều là những chất có tác dụng điều trị bệnh ung thư khi chuyển về dạng
muối Sunfat. Vinblastin và Vincristin là những chất có tác động mạnh đến sự phân
bào trong cơ thể người. Tùy theo nồng độ của các hoạt chất này mà chúng có những
tác động ở những mức độ khác nhau. Ở nồng độ thấp các chất có khả năng ngừng
phân chia tế bào, còn nếu ở nồng độ cao tế bào có thể bị tiêu diệt.
Một số Alkaloid khác có trong dừa cạn cũng có tác dụng chữa các bệnh về
tim, não, ngăn cản sự phát triển của thai trên động vật mang thai và kháng một số
chủng nấm gay bệnh.
1.3.2. Một số bài thuốc của cây dừa cạn
* Tăng huyết áp: Lấy 20g thân lá dừa cạn khô sao vàng và 20g lá dâu, sắc lấy
nước, chia uống từ 2 – 3 lần mỗi ngày. Cách khác, lấy 6g hoa dừa cạn, 10g nụ hoa
hoè (hoặc 10g cúc hoa), hãm với nước sôi trong bình kín khoảng 20 phút. Uống

thay nước trà mỗi ngày.
* Ung thƣ máu, viêm đại tràng: Lấy từ 15 – 20g thân lá dừa cạn khô sao
vàng, sắc, chia từ 2 – 3 lần uống trong ngày.
* Mất ngủ: Lấy 20g thân lá dừa cạn khô sao vàng, 12g lá vông nem, 12g hạt
muồng sao đen, sắc uống trước khi đi ngủ.
-10-






* Rong kinh: Lấy từ 20 – 30g dừa cạn sao vàng (toàn cây có cả hoa và rễ), sắc
lấy nước, uống liên tục từ 3 – 5 ngày.
* Chữa bõng nƣớc sôi: Lá dừa cạn tươi lượng vừa đủ, giã nát, nhuyễn với
chút gạo, đắp lên tổn thương bỏng.
* Điều trị Zôna: Dừa cạn (sao vàng hạ thổ) 16g, thổ linh 16g, bạch linh 10g,
kinh giới 12g, chi tử 10g, nam tục đoạn 16g, cam thảo đất 16g, hạ khô thảo 16g. Sắc
uống ngày 1 thang, sắc 3 lần, uống 3 lần. Thuốc đắp: lá dừa cạn, lá cây hòe. Hai thứ
lượng bằng nhau, giã nhỏ đắp lên các tổn thương, băng lại. Tác dụng: làm giảm đau
nhức.
* Điều trị lị trực trùng: Đi ngoài nhiều lần, bụng đau từng cơn, phân có chất
nhầy, có máu mũi, sút cân nhanh. Bài thuốc: dừa cạn (sao vàng hạ thổ) 20g, cỏ sữa
20g, cỏ mực 20g, chi tử 10g, lá khổ sâm 20g, hoàng liên 10g, rau má 20g, đinh lăng
20g. Đổ 3 bát nước sắc lấy 1,5 bát, chia 3 lần uống trong ngày.
* U xơ tuyến tiền liệt: Dừa cạn 12g, huyền sâm 12g, xuyên sơn 10g, chè khô
12g, hoàng cung trinh nữ 5g, cát căn 16g, bối mẫu 10g, đinh lăng 16g. Sắc uống
ngày 1 thang, chia 3 lần.
1.3.3. Một số sản phẩm từ Dừa cạn

Hình1.14. Lá dừa cạn hỗ trợ điều trị ung thư
-11-


















1.4. Tình hình nghiên cứu cây dừa cạn trong và ngoài nƣớc
1.4.1. Tình hình nghiên cứu về cây dừa cạn trên thế giới
Năm 1957, Forsyth và Simonds đã chiết xuất từ lá dừa cạn hoa đỏ chất
pyrocatechic anthocyamic, glucosid của quercetol và kaempferol. Ngoài ra từ rễ cây
dừa cạn, hai tác giả này còn chiết được axit Ursolic và Cholin.
1958 bởi Clark Noble, một bác sỹ người Canada và cộng sự đã chiết được một
alkaloid từ lá dừa cạn là Vinblastin. Sau đó 4 năm, Svoboda và cộng sự cũng tìm

thêm một alkaloid nữa là vincristin. Hàm lượng các alkaloid này trong dừa cạn rất
Hình1.15. Vinblastine sulfat và Vincristine sulfat
Hình 1.16. Thuốc điều trị ung thư phổi và ung thư vú
-12-






nhỏ, khoảng 1 phần vạn trong lá dừa cạn khô đối với Vinblastin còn đối với
Vincristin thì ít hơn 10 lần nữa.
Năm 1969, Batersby chiết được chất Vincosid, một glucoancaloid tiền tổng
hợp ancaloid
Từ năm 1987- 1989, Jasukawa, Takido và Sekine đã cô lập và nhân danh từ
thân cây dừa cạn thêm hai flavonoid thuộc nhóm kaempferol và quercetin. Đến
năm 1998 thêm 1 flavonoid được định danh thuộc nhóm syringetin.
Với giá trị xã hội to lớn và giá trị kinh tế tiềm tàng, việc tổng hợp vinblastine
trong phòng thí nghiệm đã thu hút được nhiều nhà hoá học trên thế giới. Trong
vòng 3 thập niên 70-90, có tới 4 phương pháp bán tổng hợp được đưa ra, đáng chú ý
là phương pháp của Potier xuất phát từ catharanthine và vindoline, cả 2 hợp chất
này đều là hợp chất thiên nhiên có trong cây dừa cạn. Những phương pháp bán
tổng hợp không những đã giải quyết được vấn đề nguồn nguyên liệu, phần nào
những nghiên cứu trên cũng đã chứng minh giả thiết về cơ chế sinh tổng hợp
vinblastine trong cây dừa cạn. Tuy nhiên phải chờ đến năm 2002 vinblastine mới
được chinh phuc lần đầu tiên bằng phương pháp tổng hợp toàn phần, và người đặt
chân tới đỉnh là nhóm của giáo sư Fukuyama ở đại học Tokyo.
Ngày nay trên thế giới, đi tiên phong và thành công trong việc triển khai
nghiên cứu sản xuất thuốc chống ung thư từ Dừa Cạn phải kể đến các công ty như:
Công ty Eli Lilly- Mỹ, với sản phẩm thuốc tiêm VELBAN vinblastin sunfat chỉ

định điều trị các bệnh Hodgkin, ung thư máu, ung thư biểu mô tinh hoàn, u Kaposi,
ung thu dạ con: Công ty Pharmacia corporation Kalamazoo- Mỹ, nghiên cứu sản
xuất thuốc tiêm VINCASAR PSF đi từ Vinblastin sunfat và Vincristin sunfat, chỉ
định đặc hiệu điều trị bệnh bạch cầu ác tính; Công ty Pierre Fabre- Pháp, với sản
phẩm đi từ vinorelbin tartrat, thuốc tiêm và viên nén NAVELBINE được bán tổng
hợp từ vindolin và catharanthin được chỉ định điều trị đặc hiệu ung thư phổi và ung
thư vú.
Nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới có thể trồng được Dừa cạn như:
Trung Quốc, Ấn Độ, Pakistan, Hàn Quốc, Nhật Bản và các nước Trung Á, Bắc Phi,
.v.v . đều đã chủ động nghiên cứu và triển khai sản xuất các hoạt chất có hoạt tính
-13-






sinh học trong cây như vinblastin, Vincristin… và các dẫn xuất của chúng. Có thể
nêu một vài con số theo thống kê vào năm 2002 của FAO làm ví dụ như:
Madagasca xuất khẩu 1000 tấn (khô) lá và hoa Dừa cạn hàng năm; Ở Hungari, năng
suất lá và hoa Dừa cạn đạt tới 1,5 - 2 tấn lá khô/ha/năm; Ở Ấn Độ, riêng tập đoàn
Cipla hàng năm sản xuất khoảng 15 - 25 kg vinblastin sunfat và vincristin sunfat.
1.4.2. Tình hình nghiên về cây dừa cạn ở nước ta
Ở Việt Nam, vào thập kỷ 80- 90 của thế kỷ XX, ngành dược đã chiết xuất
được Vinblastin từ lá Dừa cạn và bào chế được thuốc tiêm đông khô Vinblastin
Sunfat, góp phần điều trị bệnh ung thư máu. Việc chiết xuất Ajmalicin từ rễ dừa cạn
để chữa trị bệnh thiểu năng tuần hoàn não cũng đã đạt được những kết quả bước
đầu.
Năm 1984, PGS Nguyễn Ngọc Sương và các cộng sự đã tiến hành phân tích
sơ bộ các thành phần hóa học của cây dừa cạn. Đã chiết tách và cô lập được axit

ursolic, ajmalicine, lochnerine từ lá cây dừa cạn.
Năm 1997, Mai Ngọc Tâm và các cộng sự đã cô lập và nhận danh được 7
ancaloid từ rễ dừa cạn là: tabersonine, Tetrahidroalstonine, lochnericine, ajmalicine,
Catharanthine, Akuammine, Serpentine.
Ngoài ra, các kết quả thử nghiệm của Trung tâm Nghiên cứu trồng và chế
biến cây thuốc Đà Lạt cũng cho thấy cây Dừa cạn Catharanthus roseus L. có thể
phát triển tốt trên đất cát khô hạn ven biển các tỉnh miền Trung và chỉ sau 5 tháng
cây đã đã có thể trưởng thành và tích lũy đủ hàm lượng ancaloid đạt tiêu chuẩn để
xuất khẩu.
Ngoài ra còn có một số công trình nghiên cứu về cây Dừa cạn như: Đề tài
Nghiên cứu chiết tách alkaloid của rễ cây dừa cạn hoa hồng tại Bình Định (Đào
Hùng Cường, Lê Xuân Văn – tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng- số
2(43).2011), Nghiên cứu quy trình công nghệ chiết xuất Alcaloid toàn phần từ rễ
dừa cạn (Catharanthus Roseus G.don) dùng làm nguyên liệu bào chế thuốc điều trị
thiểu năng tuần hoàn não (Trần Văn Thanh - Viện Hóa học Công nghiệp, 3-
2005)…

-14-






1.5. Các phƣơng pháp nghiên cứu [3], [5], [7], [11]
1.5.1. Phương pháp phân tích trọng lượng
Phương pháp phân tích trọng lượng là phương pháp phương pháp phân tích
định lượng dựa vào kết quả cân khối lượng của sản phẩm, hình thành sau phản ứng
kết tủa bằng phương pháp hóa học hay phương pháp vật lý. Do chất phân tích chiếm
một tỉ lệ xác định trong sản phẩm đem cân nên dựa khối lượng của sản phẩm đem

cân dễ dàng suy ra lượng chất phân tích trong đối tượng phân tích.
Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp
+ Ưu điểm: Các phương pháp phân tích trọng lượng cho phép ta xác định được
với độ chính xác cao hàm lượng của các cấu tử riêng biệt. Phân tích trọng lượng
được dùng để xác định rất nhiều kim loại (các cation) và các phi kim (anion), thành
phần của hợp kim, của quặng silicat, các hợp chất hữu cơ Bằng phân tích trọng
lượng, người ta tiến hành các xác định với độ chính xác đạt tới 0,01÷ 0,005 %, độ
chính xác đó vượt xa độ chính xác các phương pháp chuẩn độ.
+ Nhược điểm: Nhược điểm chủ yếu của phân tích trọng lượng là thời gian
xác định kéo dài. Vì nguyên nhân này mà các phương pháp phân tích trọng lượng bị
mất đi giá trị trước kia của mình và trong thực tiễn người ta thay thế bằng các
phương pháp phân tích hóa học và hóa lý hiện đại nhanh hơn nhiều.
Trong phạm vi đề tài này, phương pháp phân tích trọng lượng được sử dụng
để: - Khảo sát độ ẩm
- Khảo sát hàm lượng hữu cơ
- Khảo sát thời gian chiết tối ưu
- Khảo sát tỷ lệ rắn lỏng
1.5.2. Phương pháp chiết chất rắn
Chiết là phương pháp dùng dung môi thích hợp có khả năng hoà tan
chất đang cần tách và tinh chế để tách chất đó ra khỏi môi trường rắn
hoặc lỏng khác. Thường người ta dùng một dung môi sôi thấp và ít tan
trong nước (vì các chất hữu cơ cần tinh chế thường ít tan trong nước),
chất đó sẽ chuyển phần lớn lên dung môi và ta có thể dùng phểu để tách
riêng dung dịch thu được ra khỏi nước. Bằng cách lặp đi lặp lại việc chiết một số
-15-

lần, ta có thể tách hoàn toàn chất cần tinh chế vào dung môi đã chọn, sau đó cất loại
dung môi và cất lấy chất tinh khiết ở nhiệt độ và áp suất thích hợp. Người ta cũng
thường chiết một chất từ hổn hợp rắn bằng một dung môi hoặc hỗn hợp dung môi
với một dụng cụ chuyên dùng đặc biệt gọi là bình chiết Soxhlet.
Nguyên tắc chiết Soxhlet: Chiết Soxhlet là một kiểu chiết liên tục được
thực hiện nhờ cấu tạo đặc biệt của dụng cụ chiết. Kiểu chiết này cũng như
kiểu chiết lỏng- lỏng nên về bản chất của sự chiết vẫn là định luật phân bố chất
trong hai pha không trộn vào nhau. Trong đó, pha rắn nằm trong mẫu sẽ
được hòa tan bởi pha lỏng thường là dung môi hữu cơ.
Các kiểu chiết Soxhlet: Trang thiết bị của kiểu chiết Soxhlet gồm
hai loại:
- Hệ Soxhlet thường và đơn giản
- Hệ Soxhlet tự động: Kỹ thuật chiết này có ưu điểm là chiết triệt để,
song các điều kiện chiết phải nghiêm ngặt thì mới có kết quả tốt. Vì thế hệ thống
vận hành chiết tự động cho kết quả tốt hơn nhưng phải có hệ thống trang bị hoàn
chỉnh. Nó thích hợp chiết cácchất hữu cơ từ các đối tượng mẫu khác nhau. Chất
phân tích có trong mẫu rắn, bột,vật mẫu xốp khô (lá cây)… kỹ thuật này được
ứng dụng chủ yếu để tách các hợp chất hữu cơ từ các mẫu cây lá, rau quả



Hình 1.17. Bộ chiết soxhlet thủ công và tự động
-16-

1.5.3.Phương pháp phân tích vật lý
1.5.3.1. Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS)
- Phương pháp sắc ký khí (GC)
+ Sắc ký khí là một trong những phương pháp quan trọng nhất hiện nay dùng
để tách, định lượng, xác định cấu trúc các chất, đặc biệt có ý nghĩa quan trọng trong
nghiên cứu các hợp chất hữu cơ.
+ Pha động trong GC là chất khí nên chất phân tích cũng phải được hoá hơi để
đưa vào cột sắc ký, thường hoá hơi dưới 250
0
C.
+ Pha tĩnh có thể là chất rắn được nhồi vào cột hay 1 màng film mỏng bám lên
trên bề mặt chất mang trơ, hoặc có thể tạo thành một màng mỏng bám lên mặt trong
của thành cột (cột mao quản).
+ Tuỳ thuộc vào bản chất pha tĩnh chia thành hai loại sắc ký khí :
* Sắc ký khí rắn (gas solid chromatography – GSC): Chất phân tích được
hấp phụ trực tiếp trên pha tĩnh là các tiểu phân rắn.
* Sắc ký khí lỏng (gas liquid chromatography – GLC): Pha tĩnh là một chất
lỏng không bay hơi.
+ Phương pháp này chỉ được giới hạn với chất có thể bốc hơi mà không bị
phân huỷ hay là trong khi phân huỷ cho sản phẩm phân huỷ xác định dưới thể hơi.
+ Có 2 loại kĩ thuật phân tích:
* Giữ cho nhiệt độ không đổi trong suốt quá trình phân tích, phương pháp
này khó tách hoàn toàn.
* Thay đổi nhiệt độ trong quá trình phân tích, phương pháp này tuy tốn thời
gian nhưng triệt để.
+ Nguyên tắc hoạt động :
Nhờ có khí mang trong chứa trong bom khí (hoặc máy phát khí), mẫu từ buồng
bay hơi được dẫn vào cột tách nằm trong buồng điều nhiệt. Quá trình sắc ký xảy ra
tại đây. Sau khi rời khỏi cột tách tại các thời điểm khác nhau, các cấu tử lần lượt đi
vào detectơ, tại đó chúng được chuyển thành tín hiệu điện. Tín hiệu này được

khuếch đại rồi chuyển sang bộ ghi, tích phân kế hoặc máy vi tính.
-17-






Các tín hiệu được xử lí ở đó rồi chuyển sang bộ phận in và lưu kết quả (bộ
hiện số, máy in hoặc máy ghi). Trên sắc đồ nhận được, sẽ có tín hiệu ứng với các
cấu tử được tách gọi là pic. Thời gian lưu của pic là đại lượng đặc trưng cho chất
cần phân tích. Diện tích pic là thước đo định lượng cho từng chất trong hỗn hợp cần
nghiên cứu.
Sắc ký đồ : là tập hợp tất cả các pic, mỗi pic đại diện cho mỗi chất. Dựa vào
thời gian lưu ta có thể xác định được tên chất và đo diện tích mỗi pic ta xác định
được thành phần mỗi chất trong hỗn hợp.


Hình 1.18. Sơ đồ thu gọn của thiết bị sắc ký khí



Hình 1.19. Hình ảnh sắc ký đồ

- Phương pháp khối phổ (MS)
+ Nguyên tắc của phương pháp khối phổ là dựa vào chất nghiên cứu được ion
hoá trong pha khí hoặc pha ngưng tụ dưới chân không bằng những phương pháp
thích hợp thành những ion (ion phân tử, ion mảnh…) có số khối khác nhau, sau đó
-18-

những ion này được phân tách thành những dãy ion theo cùng số khối m (chính xác
là theo cùng tỷ số khối trên điện tích ion, m/e) và xác suất có mặt của mỗi dãy ion
có cùng tỉ số m/e được ghi lại trên đồ thị có trục tung là xác suất có mặt (hay cường
độ), trục hoành là tỉ số m/e gọi là khối phổ đồ.
+ Phổ khối lượng được ghi lại dưới dạng phổ vạch hay bảng, trong đó cường
độ các vạch được đo bằng phần trăm so với đỉnh có cường đọ cao nhất. Đỉnh ion
phân tử thường là đỉnh cao nhất, tương đương với khối lượng phân tử của hợp chất
khảo sát.
+ Phổ khối lượng không những cho phép xác định chính xác phân tử lượng,
mà căn cứ vào các mảnh phân tử tạo thành, ta cũng suy ra được cấu trúc phân tử.
Xác suất tạo thành mảnh phụ thuộc vào cường độ liên kết trong phân tử cũng như
vào khả năng bền hoá các mảnh tạo thành nhờ các hiệu ứng khác nhau. Các mảnh
có độ bền lớn sẽ ưu tiên tạo thành, các liên kết yếu nhất dễ bị đứt nhất. Có những
mảnh có khối lượng đặc trưng gọi là mảnh chìa khoá, chúng cho phép phân tích các
phổ khối lượng dễ dàng.
- Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ GC- MS

Hình 1.20. Sơ đồ thiết bị sắc ký khí ghép khối phổ

+ Phương pháp phổ khối lượng với độ nhạy tuyệt vời (cở 10
-6
– 10
-9
g) và tốc
độ ghi nhanh sẽ cho những thông tin xác định cấu trúc từ những lượng chất rất nhỏ

tách ra được nhờ phương pháp sắc kí. Việc liên kết hai kỹ thuật này đã tạo ra một
công cụ mạnh mẽ để tách biệt và nhận biết các hợp phần của các hỗn hợp tự nhiên
và tổng hợp. Nhờ sự liên kết này mà người ta có thể thu được khối phổ lượng đủ
-19-






chấp nhận đối với tất cả các hợp phần mà sắc kí khí tách ra được, kể cả với những
hợp phần với khối lượng chỉ cỡ picogam và có mặt trong một vài giây. Giữa máy
sắc kí khí và máy phổ khối lượng có một bộ phận dùng để tách khí mang trước khi
vào buồng ion hoá. Toàn bộ hệ thống GC/MS được nối với máy tính để tự động
điều khiển hoạt động của hệ, lưu trữ và xử lí số liệu.
1.5.3.2. Phương pháp quang phổ UV- VIS
- Cơ sở lý thuyết của phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử là định luật
Lamber – Beer:
- Khi bức xạ đơn sắc đi qua dung dịch chứa chất hấp thụ thì cường độ bức xạ
ló ra khỏi dung dịch giảm càng mạnh nếu càng nhiều phân tử hấp thụ năng lượng
bức xạ. Sự giảm cường độ phụ thuộc vào nồng độ chất hấp thụ và độ dài đoạn
đường mà bức xạ đơn sắc đi qua:
- Định luật Lamber – Beer được biểu diễn bởi phương trình sau:

lC
I
I
D lg
0




Trong đó:
I
0
: cường độ ánh sáng tới
I: cường độ ánh sáng sau khi đi qua dung dịch
C: nồng độ dung dịch (mol/l)
l: bề dày lớp dung dịch (cm)


: hệ số tắt phân tử, phụ thuộc vào bản chất của dung dịch màu, bước
sóng của tia bức xạ đi qua và nhiệt độ
D: mật độ quang (hay độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch)
- Đối với dung dịch nhất định chứa trong một loại cuvet nhất định thì

, l là cố
định. Do vậy, D = KC cho biết sự phụ thuộc tuyến tính giữa mật độ quang và nồng
độ của dung dịch, đây chính là cơ sở của phương pháp phân tích định lượng.
- Thiết bị đo UV- VIS gồm các bộ phận chính sau:
1. Nguồn bức xạ có năng lượng ổn định.
2. Một bộ lọc sóng cho phép tạo ra bức xạ đơn sắc có bước sóng thích hợp với
chất nghiên cứu.
-20-

3. Ngăn đựng mẫu gồm các cuvet chứa dung dịch đo.
4. Detector là loại thiết bị có khả năng thu những thông tin: cơ, điện, quang
thành những tín hiệu, thường là tín hiệu điện.
5. Bộ phận chỉ thị của kết quả đo.
6. Tuỳ theo cấu tạo của các loại thiết bị mà người ta chia ra làm hai loại máy
đo quang là máy một chùm tia và máy hai chùm tia.
7. Các thế hệ máy phổ hiện nay thường được kết nối với máy vi tính, thuận lợi
cho việc nghiên cứu, xác định các chất.
1.5.3.3. Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
Phương pháp AAS được thực hiện như sau:
- Hoá hơi mẫu phân tích đưa về trạng thái khí. Mục đích của quá trình này là
tạo ra được đám hơi các nguyên tử tự do từ mẫu phân tích. Có thể nguyên tử hoá
mẫu phân tích bằng ngọn lửa hoặc bằng kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa.
Đây là giai đoạn quan trọng nhất và có ảnh hưởng đến kết quả của phép đo
AAS.Chọn nguồn tia sáng đơn sắc có bước sóng phù hợp với nguyên tố cần phân
tích, chiếu chùm tia sáng đơn sắc đó vào đám hơi của nguyên tố cần phân tích.
Thu toàn bộ chùm tia sáng sau khi đi qua môi trường hấp thụ, phân ly chúng thành
phổ và chọn vạch phổ cần đo của nguyên tố cần phân tích hướng vào khe đo để đo
cường độ của nó.
- Ghi nhận tín hiệu đo và kết quả đo của cường độ vạch phổ hấp thụ bằng thiết
bị thích hợp.
- Trang thiết bị của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS):
+ Nguồn đơn sắc: là nguồn phát ra chùm bức xạ đơn sắc của nguyên tố cần
phân tích, nguồn này sẽ chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do và nó phải thoả mãn các
yêu cầu sau:
* Bức xạ tạo ra từ nguồn phát phải là các bức xạ nhạy với nguyên tố cần
phân tích. Chùm tia bức xạ phải có cường độ ổn định, lặp lại được nhiều lần đo
khác nhau trong cùng điều kiện và phải điều chỉnh được để có cường độ cần thiết
cho mỗi phép đo.
-21-

* Phải tạo ra được chùm tia phát xạ thuần khiết, chỉ bao gồm một số vạch
nhạy của nguyên tố phân tích, phổ nền của nó phải không đáng kể.
* Phải có cường độ cao nhưng bền theo thời gian.
+ Hệ thống nguyên tử hoá mẫu phân tích: bộ phận nguyên tử hoá mẫu có tác
dụng chuyển mẫu cần phân tích từ trạng thái ban đầu thành trạng thái hơi của đám
nguyên tử tự do dưới tác dụng nhiệt của nhiệt độ. Đám hơi của các nguyên tử tự do
này chính là môi trường hấp thụ bức xạ và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử.
+ Hệ quang và detector: là hệ thống trang thiết bị để thu, phân ly, chọn lọc
một số vạch thích hợp của nguyên tố cần phân tích và ghi lại nó.
+ Bộ phận xử lý kết quả: máy quang phổ hấp thụ nguyên tử cho phép điều
khiển hai chế độ. Một là điều khiển trực tiếp bằng cách sử dụng bàn phím gắn trên
máy tính. Hai là điều khiển thông qua phần mềm được cài đặt trong máy vi tính kết
nối với máy.

-22-






CHƢƠNG II: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Sơ đồ nghiên cứu

2.2. Nguyên liệu, thiết bị- dụng cụ, hóa chất
2.2.1. Thu gom nguyên liệu
Rễ dừa cạn hoa hồng nghiên cứu được lấy tại thị trấn Lăng Cô, huyện Phú
Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế vào tháng 12 năm 2011.

Hình 2.1. Dừa cạn hoa hồng tại Phú Lộc – Thừa Thiên Huế
Bột rễ Dừa
cạn
Xác định hàm lượng
các kim loại nặng
Xác định độ ẩm,
hàm lượng tro
Khảo sát chọn dung môi
Thu hái, xử lý

nguyên liệu
Bột rễ dừa
cạn
Xác định độ ẩm,
hàm lượng tro, hàm
lượng hữu cơ
Khảo sát chọn dung môi
Chiết bằng phương pháp
Soxhlet
Khảo sát các điều
kiện chiết tách tối ưu
Dịch chiết rễ dừa cạn
Đo GC- MS xác
định thành phần
dịch chiết
-23-






2.2.2. Xử lí nguyên liệu
Rễ dừa cạn rữa sạch, cắt nhỏ, phơi khô trong hai đến ba nắng gắt. Đem nghiền
thành bột mịn, bảo quản trong bình hút ẩm trong suốt quá trình nghiên cứu.
2.2.3. Thiết bị - dụng cụ, hóa chất
2.2.3.1. Thiết bị - dụng cụ
- Bộ chiết Soxhlet 500 ml
- Máy quang phổ UV- VIS
- Máy sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS

- Máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
- Tủ sấy, lò nung, cân phân tích, cốc thủy tinh, bình tam giác, ống nghiệm, bếp
điện, cốc sứ, các loại pipet, bình định mức, bình hút ẩm
2.2.3.2. Hóa chất
- Clorofom, n- Hexan, HNO
3
2.3. Xác định một số chỉ tiêu hóa lý
2.3.1. Xác định độ ẩm của bột rễ dừa cạn
Độ ẩm tương đối của nguyên liệu : là tỷ số giữa khối lượng nước trong nguyên
liệu trên khối lượng chung của nguyên liệu ẩm. Đơn vị :%
Cơ sở của phương pháp: nguyên liệu tươi là hỗn hợp bao gồm nước và chất
khô tuyệt đối, sau khi sấy khô nguyên liệu ta xác định được khối lượng khô của mẫu
từ đó suy ra khối lượng nước có trong mẫu.
Hình 2.2. Rễ tươi, rễ khô và bột rễ dừa cạn

-24-






Để xác định độ ẩm của rễ dừa cạn chúng tôi tiến hành như sau:
- Chuẩn bị 3 cốc sứ có kí hiệu sẵn, rữa sạch và tráng bằng nước cất, đem sấy
khô sau đó cân khối lượng các chén (m
1
)
- Cân khoảng 5gam bột rễ dừa cạn (m
2)
bỏ vào mỗi cốc sứ đã chuẩn bị

- Cho các cốc sứ chứa bột rễ dừa cạn vào tủ sấy, điều chỉnh nhiệt độ 100
0
C, cứ
sau 1 giờ thì lấy ra, để nguội trong bình hút ẩm rồi đem cân. Ghi lại kết quả.
- Tiến hành như vậy cho đến khi nhận thấy khối lượng giữa 2 lần cân gần như
không đổi ( không lệch nhau quá 0,005g ). Lấy kết quả m
3
(gam).
- Công thức tính:
Độ ẩm của mỗi mẫu: W( %) =
%100
)(
2
321


m
mmm

Độ ẩm trung bình: W
TB
(%) =
n
W
n

1
(%)

- Trong đó:

m
1
: Khối lượng cốc sứ (g)
m
2
: Khối lượng bột rễ dừa cạn (g)
m
3
: Khối lượng cốc sứ và mẫu sau khi sấy( g)
n : Số lần xác định độ ẩm
2.3.2. Hàm lượng hữu cơ trong rễ dừa cạn hoa hồng
Sau khi tro hóa ở nhiệt độ cao, các chất hữu cơ trong mẫu bị phân hủy và bay
hơi hết, còn lại trong mẫu là hàm lượng tro.
Để xác định hàm lưượng tro trong rễ dừa cạn chúng tôi tiến hành như sau:
- 3 mẫu sau khi xác định độ ẩm được đem nung bằng lò nung ở nhiệt độ
600
0
C từ 6 đến 8h đến khi thu được tro trắng.
- Lấy mẫu ra, để nguội trong bình hút ẩm, cân khối lượng mẫu.
- Tiến hành cân đến khi khối lượng mẫu gần như không đổi, lấy giá trị m
4

- Công thức tính:
% Tro =
%100
2
14


m

mm

-25-






% Tro
TB
=
n
tro
n

1
%

Trong đó:
m
1
: Khối lượng cốc sứ ( gam)
m
2
: Khối lượng bột rễ dừa cạn ( gam)
m
4
: Khối lượng cốc sứ và mẫu sau khi tro hóa ( gam)
n : Số lần xác định % tro.

- Hàm lượng hữu cơ : 100% - % độ ẩm - % tro
2.4. Hàm lƣợng các kim loại nặng
Tro thu được sau khi nung đem hòa tan trong dung dịch HNO
3
loãng, định
mức bằng nước cất và xác định hàm lượng kim loại bằng phương pháp đo phổ hấp
thụ nguyên tử (AAS).
2.5. Khảo sát điều kiện chiết tách các hợp chất trong rễ dừa cạn
2.5.1. Khảo sát chọn dung môi chiết
Để lựa chọn dung môi chiết thích hợp, chúng tôi tiến hành ngâm bột rễ dừa
cạn trong các dung môi: n- hexan, clorofom, nước cất ở cùng nhiệt độ và khoảng
thời gian. Dựa vào màu sắc của dịch chiết và phương pháp đo mật độ quang để lựa
chon dung môi chiết thích hợp.
- Chuẩn bị 3 bình tam giác có nút mài đã rửa sạch, tráng lại bằng nước cất,
đem sấy khô.
- Dán nhãn tên các loại dung môi lên từng bình.
- Cân khoảng 5g bột dừa cạn khô cho vào mỗi bình.
- Thêm vào mỗi bình tam giác đã đánh dấu lần lượt 50ml các dung môi n-
hexan, clorofom, nước cất.
- Ngâm trong 5 ngày.
- Lọc lấy dung dịch bằng phễu buchner
- Nhận xét cảm quan.
- Tiến hành đo UV – VIS ta được mật độ quang các mẫu.