NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, XÁC ĐỊNH AXIT HYDROXYCITRIC TRONG LÁ, VỎ QUẢ CỦA CÂY BỨA, ỨNG DỤNG TẠO MUỐI KALI HYDROXY CITRAT docx

Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008


310
NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, XÁC ĐỊNH AXIT
HYDROXYCITRIC TRONG LÁ, VỎ QUẢ CỦA CÂY BỨA,
ỨNG DỤNG TẠO MUỐI KALI HYDROXY CITRAT
A STUDY ON THE EXTRACTION, SEPARATION AND DETERMINATION OF
HYDROXYCITRIC ACID IN FRESH LEAVES AND DRIED RINDS OF THE
FRUITS OF GARCINIA OBLONGIFOLIA CHAMP. EX BENTH FOR MAKING
POTASSIUM HYDROXYCITRATE SALT

SVTH : NGUYỄN MINH HIỀN
Lớp 04HH – Khoa Hóa – Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng
GVHD: PGS.TS ĐÀO HÙNG CƯỜNG
Khoa Hóa – Đại học Sư Phạm Đà Nẵng
TÓM TẮT
Sau khi chiết tách các axit hữu cơ trong lá, vỏ quả bứa khô, kiểm tra mẫu chiết bằng phổ hồng
ngoại IR, xác định HCA bằng phương pháp sắc kí lỏng cao áp (HPLC), kết quả cho thấy chiết
bằng dung môi nước cho lượng axit HCA là lớn nhất, tiếp đến là axeton và metanol. Giá trị thu
được chủ yếu của phương pháp HPLC được tính đến chỉ là HCA, hàm lượng trong lá và vỏ
quả bứa khô lần lượt là 2,663 và 15,221%, phần axit còn lại là lượng nhỏ axit citric. Bước đầu
đã tạo được muối Kali hydroxy citrat.
ABSTRACT
After the extraction and separation of organic acids in fresh leaves and dried rinds of the fruits
of Garcinia oblongifolia champ. ex benth, the examination of samples by infrared analysis, the
determination of hydroxycitric acid (HCA) by high – performance liquid chromatography
(HPLC), it is shown that the extraction with the use of water produces the highest amount of
HCA, followed by aceton and methanol. By HPLC, the major organic acid found is hydroxycitric
acid that constitutes 2.663% and 15.221% in the leaves and rinds of the fruits respectively, and
citric acid makes up the minority. This provides the basic substance for making potassium

hydroxycitrate salt.
1. MỞ ĐẦU
Cây bứa là loại cây tương đối dễ trồng, cho năng suất cao và có mặt ở hầu hết trên các
địa bàn Miền Trung, Tây Nguyên, Nam Bộ. Từ lâu, người Việt Nam ta đã dùng lá và quả bứa
làm món ăn, vỏ bứa để trị một số bệnh ngoài da…Trên thế giới việc nghiên cứu cây bứa đã
được chú trọng từ lâu, những nghiên cứu trong thời gian gần đây đã chứng minh tính hiệu quả
của muối 60% canxi – kali của HCA được lấy từ Garcinia cambogia (trong các sản phẩm của
HCA-SX hay Super CitriMax) trong việc khống chế cân nặng.
Cho đến nay ở nước ta chưa có một nghiên cứu nào mang tính cơ bản về thành phần, tính
chất, khả năng ứng dụng về các hợp chất hóa học có trong cây bứa. Với những lí do trên,
chúng tôi quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu chiết tách, xác định axit hyđroxy citric trong
lá, vỏ quả của cây bứa, ứng dụng tạo muối kali hidroxy citrat”.
2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu:
Lá, vỏ quả của cây bứa
(Garcinia oblongifolia
Champ. Ex Benth.) tại xã
Hòa Liên, huyện Hòa Vang –
TP. Đà Nẵng (hình 2.1).

Hình 2.1: Cây, lá và vỏ quả bứa
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008


311
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
 Phương pháp trọng lượng
 Sử dụng chiết chưng ninh, chiết soxhlet để tách axit hydroxycitric
 Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ để xác định tổng lượng axit
 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học bằng phổ hồng ngoại IR.

 Phương pháp sắc kí lỏng cao áp (HPLC) để định lượng các axit hữu cơ.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định một số đại lƣợng vật lí
Dựa vào phương pháp trọng lượng có thể xác định được độ ẩm và hàm lượng tro trong
lá, vỏ quả bứa như sau (bảng 3.1 và 3.2)
Bảng 3.1: Kết quả xác định độ ẩm trong lá, vỏ quả bứa
Trong đó: m
0
: Khối lượng mẫu trước khi sấy
m
1
: Khối lượng mẫu sau khi sấy
m
2
: Khối lượng cốc và mẫu sau khi sấy W (%): độ ẩm của mẫu
Nhận xét: Vậy độ ẩm trung bình trong lá là 70,90%; trong vỏ quả bứa là 84,34%.
3.1.2. Hàm lƣợng tro trong lá, vỏ quả bứa
Bảng 3.2: Kết quả xác định hàm lượng tro trong lá, vỏ quả bứa sấy khô
Trong đó: m
0
: Khối lượng cốc (g)
m
1
: Khối lượng cốc và mẫu trước khi tro hóa (g)
m
2
: Khối lượng mẫu m
3
: Khối lượng cốc và mẫu sau khi tro hóa
Nhận xét: Hàm lượng tro trung bình trong lá bứa là 3,35%; trong vỏ quả khô là 1,5%

3.2. Chiết các axit hữu cơ
Chiết Soxhlet: Cân khoảng 10g mẫu vỏ quả bứa dạng bột mịn chiết với 150ml axeton
hay metanol ở 75
0
C trong vòng 8 tiếng. Lọc và cô đặc dịch chiết, sau đó xử lí bằng
Mẫu
STT mẫu
m
0

m
1

m
2
W(%)
Lá
bứa
1
9,826
2,889
7,037
71,61
2
9,960
2,898
7,062
70,90
3
10,172

3,022
7,150
70,29
4
10,024
2,978
7,046
70,29
Vỏ
quả
bứa
1
10,601
1,676
8,925
84,19
2
10,596
1,646
8,950
84,47
3
10,593
1,646
8,947
84,46
4
9,865
1,613
8,252

83,65
Mẫu
Stt
mẫu
m
0

m
1
m
2
m
3
Khối lƣợng
tro (g)
% tro
Lá
bứa
1
28,551
32,532
3,981
28,679
0,128
3,21
2
29,302
33,211
3,919
29,434

0,132
3,37
3
26,549
30,453
3,910
26,689
0,140
3,58
4
28,141
32,244
4,103
28,274
0,133
3,24
Vỏ
quả
bứa
khô
1
30,924
34,356
3,432
30,978
0,054
1,57
2
26,946
30,662

3,676
27,003
0,057
1,55
3
26,897
31,071
4,174
26,958
0,061
1,46
4
28,564
32,550
3,986
28,620
0,056
1,40
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008


312
than hoạt tính để tẩy màu. Lọc bằng phễu buchne, dịch chiết được trộn chung và cô đặc còn lại
50ml, lưu giữ mẫu ở 4
0
C.
Chƣng ninh trong nồi áp suất: Cân khoảng 10g mẫu lá hoặc vỏ quả tươi đã cắt nhỏ
với 150ml nước cất trong nồi áp suất ở nhiệt độ 127
0
C, áp suất 0,15Mpa trong thời gian 1 giờ.

Lọc bằng vải muslin và phần xác tiến hành chiết lần nữa cho đến khi dịch lọc không còn vị
chua, kiểm tra bằng giấy pH cho môi trường trung tính. Xử lí bằng than hoạt tính, lọc bằng
phếu buchne. Tiếp tục xử lí với 100ml cồn để kết tủa hết pectin. Ly tâm lọc kết tủa, cô đặc
dịch nổi đến 50 ml, lưu giữ mẫu ở 4
0
C.
3.3. Kiểm tra mẫu chiết bằng phổ hồng ngoại (IR)


Nhận xét: Kết quả chụp phổ IR (xem hình 3.1 và 3.2) cho thấy xuất hiện pic có bước
sóng 1620 và 1750cm
-1
, đó là phổ của nhóm C=O trong nhóm –COOH), có thể kết luận trong
mẫu chiết từ nước của lá, vỏ quả bứa có sự tồn tại của các axit hữu cơ.
3.4. Xác định HCA trong mẫu chiết bằng sắc kí lỏng cao áp
Axit HCA lại có khuynh hướng bị lacton hóa trong suốt quá trình gia nhiệt. Đối với
phương pháp sắc kí lỏng cao áp, ta có thể định lượng HCA và các axit khác một cách riêng
biệt mà không cần phải sấy, hóa hơi dịch chiết.
3.4.1. Xây dựng đƣờng chuẩn
Chất chuẩn: (-)-Calcium threo-hydroxyxitrat tribasic hydrate
Chuẩn bị HCA tự do và dung dịch chuẩn axit citric: Cho 50mg chất chuẩn hòa với
5ml nước, xử lí với 500 mg Dowes 50[H
+
]. Chuẩn bị 5 dung dịch chuẩn HCA có nồng độ
thay đổi từ 10ppm đến 320ppm. Dung dịch chuẩn axit citric được chuẩn bị riêng biệt có nồng
độ thay đổi từ 2 đến 30ppm. Kết quả xây dựng đường chuẩn được thể hiện qua hình 3.3 và 3.4.

Hình 3.1: Phổ IR mẫu vỏ quả bứa
chiết trong nước
Hình 3.2: Phổ IR mẫu lá bứa chiết
trong nước

0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
Absorbance
500
1000
1500
2000

2500
3000
3500
4000
Wavenumbers (cm-1)
3400
1750

1620
3450
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
Absorbance
500
1000
1500
2000
2500
3000

3500
4000
Wavenumbers (cm-1)
Hình 3.3: Đường chuẩn HCA
Hình 3.4: Đường chuẩn axit citric
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008


313
3.4.2. Kết quả xác định HCA trong lá, vỏ quả bứa
Điều kiện sắc kí để xác định (-)-HCA và axit citric trên máy sắc kí lỏng cao áp Knauer, lắp cột
sắc kí C18: 250mm x 4,6ID x 5μm. Quá trình dò được thực hiện bởi đetectơ UV: bước sóng
210nm. Pha động gồm (A) metanol và (B) là axit photphoric 0,01M với tốc độ dòng 1,5ml/m,
B:A theo tỉ lệ 9:1.

Nhận xét: Thời gian lưu của HCA và axit citric được tìm thấy trong tất cả các mẫu lần
lượt là 4,992 ± 0,065; 5,609 ± 0,010 phút (hình 3.6, 3.7, 3.8, 3.9). Axit chủ yếu được tìm thấy
trong lá, vỏ quả bứa bằng HPLC là HCA. Pic thứ yếu được xác định là axit citric.
Thành phần axit hữu cơ xác định bằng phƣơng pháp sắc kí lởng cao áp đƣợc tính
bằng công thức sau:
Công thức tính HCA: %HCA = (1,37*S – 6,88)*V
đm
*K
pl
/m*10000
Công thức tính axit citric: %AC = (2,55*S – 5,43)*V
đm
*K
pl
/m*10000
Trong đó: S : Diện tích pic sắc kí

V
cđ
: Thể tích mẫu cô đặc (ml)
K
pl
: Hệ số pha loãng m : Trọng lượng mẫu thử (g)
Kết quả xác định HCA và axit citric trong lá, vỏ quả bứa bằng phương pháp HPLC
được thể hiện ở bảng 3.3.
Hình 3.5: Sắc kí đồ mẫu axit HCA và axit
xitric chuẩn
Hình 3.6: Sắc kí đồ mẫu vỏ quả bứa khô
chiết trong metanol
Hình 3.8: Sắc kí đồ mẫu vỏ quả
bứa khô chiết trong axeton
Hình 3.7: Sắc kí đồ mẫu quả
bứa khô chiết trong nước
Hình 3.9: Sắc kí đồ mẫu
lá bứa chiết trong nước
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008


314
0
5
10
15
20
30
60
90

120
Tồng lƣợng
axit TB (g/100g)
Thời gian chiết
(phút)
Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng của thời gian chiết vào tống lƣợng axit chiết
đƣợc
0
5
10
15
20
50
100
150
200
250
300
Tồng lƣợng
axit TB
Thể tích nƣớc
Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng của tỉ lệ rắn/lỏng
đến tống lƣợng axit chiết đƣợc
Bảng 3.3: Kết quả xác định axit hữu cơ trong lá, vỏ quả bứa bằng HPLC
Nhận xét: Khi dùng dung môi nước với phương pháp chưng ninh thu được hàm lượng
HCA là cao nhất (15,2%), tiếp đến là axeton cuối cùng là metanol.
3.5. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến tổng lƣợng axit hữu cơ trong phƣơng pháp
chƣng ninh bằng nồi áp suất
3.5.1. Khảo sát thời gian chiết tối ƣu
Cân khoảng 10g mẫu vỏ quả bứa

khô chưng ninh trong nồi áp suất với
200ml nước tiến hành trong các khoảng
thời gian: 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120
phút.
Nhận xét: Tổng lượng axit chiết
được là lớn nhất ứng với thời gian chiết là 90
phút, về sau lượng axit thu được thay đổi không đáng kể.


3.5.2. Khảo sát tỉ lệ rắn/ lỏng tối ƣu
Để tìm ra điều kiện chưng ninh tốt nhất,
ta cố định thời gian chiết là 90 phút và thay
đổi tỉ lệ dung môi chiết, cụ thể là nước lần
lượt là: 50, 100, 150, 200, 250, 300 ml.
Nhận xét: Tỉ lệ rắn – lỏng tối ưu là
10g/200ml nước.




3.6. Tạo muối Kali hydroxyl citrat
Dựa vào kết quả khá khả quan về lượng HCA thu được bằng phương pháp chưng
ninh, trên cơ sở đó xây dựng quy trình tạo muối kali hydroxyl citrat. Dịch chiết sau khi cô đặc
được xử lí bằng dung dịch KOH 40%. Chất lỏng sánh như dầu lắng xuống dưới đáy phểu chiết
Mẫu
Dung
môi
chiết
Stt
mẫu

m (g)
Am
V
cđ

K
pl
HCA
(%)
Axit
xitric
(%)
HCA
Axit
xitric
Lá bứa
Nước
1
10,359
91,422
0
100
25
2,857
0
2
10,328
91,821
0
100

25
2,878
0
3
10,093
89,091
0
100
25
2,853
0
Vỏ quả
bứa khô
Axeton
1
10,087
198,414
4,188
50
100
13,133
0,260
2
10,199
199,457
4,042
50
100
13,059
0,239

3
10,086
193,552
3,854
50
100
12,804
0,218
Vỏ quả
bứa
Nước
1
10,513
238,573
5,602
50
100
15,218
0,421
2
10,086
229,983
5,358
50
100
15,278
0,408
3
10,000
226,488

5,187
50
100
15,170
0,390
Vỏ quả
bứa khô
Metanol
1
10,199
147,534
2,840
100
50
9,572
0,089
2
9,949
141,736
2,651
100
50
9,413
0,067
3
10,188
146,887
2,750
100
50

9,538
0,078
Hình 3.10: Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của
tổng lượng axit vào thời gian chiết
Hình 3.11: Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của tổng
lượng axit vào thể tích nước
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008


315
4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000.0
0.3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18.2

cm-1
EGY
MUOI KALI CUA AXIT HIDROXI CITRIC
3391.41,0.39
2941.46,7.29
1759.49,3.02
1622.62,0.29 1415.85,1.42
1330.93,5.59
1282.26,6.21
1268.96,6.20
1225.13,5.05
1181.95,9.98
1139.45,6.00
1049.20,2.14
được tách ra, xử lí bằng cồn tuyệt đối, cho phép lưu giữ qua đêm. Sau đó sấy ở nhiệt độ 90
0
C,
trong vòng 48 giờ. Khối lượng muối tạo thành được thể hiện qua bảng 3.4.
Bảng 3.4: Khối lượng muối tạo thành
Nhận xét:
Hiệu suất tạo muối
ước đạt
80% - 82%

Kiểm tra sản phẩm bằng phổ hồng ngoại IR

KẾT LUẬN:
 Độ ẩm trung bình trong lá bứa là 70,90%, độ ẩm trung bình trong vỏ quả bứa là 84,34%.
 Hàm lượng tro trung bình trong lá là 3,35%, hàm lượng tro trung bình trong vỏ quả khô là
rất thấp 1,49%.
 Nước là dung môi chiết tốt nhất. Axit chủ yếu được tìm thấy trong lá, vỏ quả bứa bằng
HPLC là HCA, được thể hiện trên sắc kí đồ. Pic thứ yếu được xác định là pic của axit
citric. Riêng đối với mẫu lá bứa chiết trong nước không xuất hiện pic của axit citric.
 So sánh với các kết quả của các tác giả nước ngoài thì hàm lượng axit HCA trong vỏ quả
bứa là khá cao (15,17-15,21%).Với có những kết quả bước đầu trong việc tạo muối Kali
của axit hidroxy citric đề tài sẽ tiếp tục khai thác theo hướng ứng dụng của HCA trong sản
xuất dược liệu hoặc thực phẩm giảm cân – cụ thể là tạo muối kali và canxi.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc (2002), Cơ sở Hoá Học Phân Tích, Nhà xuất bản Khoa
học và kỹ thuật, Hà Nội.
[2] S. Jena, Jayaprakasha, Kunnumpurath, Sakariah (2002), "Organic Acids from Leaves,
Fruits, and Rinds of Garcinia cowa", Journal of Agricultural and Food chemistry, 50(12),
3431-3434.
[3] Lewis, Y. S.; Neelakantan, S. (1965), “(-)-Hydroxycitric acid – The principal acid in the
fruits of Garcinia cambogia”, Phytochemistry, 4, 619-625.

Mẫu
Khối lượng mẫu

Khối lượng muối tạo thành
1
50,019g
9,551g
2
49,901g
9,124g
3
50,134g
9,301g
Nhận xét:
Kết quả chụp phổ IR cho thấy xuất
hiện pic có bước sóng 3391cm
-1
, ứng
với phổ dao động của nhóm –OH và
có pic ứng với bước sóng 1622cm
-1

ứng với nhóm C=O trong nhóm –
COOH, nhưng có sự lệch tương đối
do có nhóm –COOH đã chuyển
thành nhóm –COOK.

Hình3.12: Phổ IR của sản phẩm muối tạo thành