Phương Pháp chiết xuất, tinh chế carotenoid từ thực vật triển vọng ứng dụng để sản xuất thực phẩm chức năng

MÔN HỌC:
THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN:
Phương Pháp chiết xuất, tinh chế carotenoid từ thực vật triển vọng ứng dụng để
sản xuất thực phẩm chức năng

Giáo viên hướng dẫn: PGS.Nguyễn Thị Minh Tú
Học viên thực hiện : 1. Nguyễn Thanh Liêm
2. Nguyễn Văn Cường

Lớp

: 12BCNTP


NỘI DUNG

 Đặt vấn đề.

 Phân bố carotenoid.
 Các tính chất của carotenoid.
 1 số carotenoid tiêu biểu.
 Chiết xuất và tinh chế carotenoid.
 Ứng dụng.


 ĐẶT VẤN ĐỀ
-

Trong y học hiện đại, các carotenoid đã được sử dụng làm thuốc như β -carotene, lutein, lycopene,

zeaxanthin…; bên cạnh đó các carotenoid còn được dùng làm mỹ phẩm, bảo vệ da, làm đẹp da như là lycopene.
- Đất nước ta với nhiều loại thực vật phong phú của miền nhiệt đới là nguồn tài nguyên đa dạng phong phú để
tìm kiếm thêm các loại carotenoid mới, làm nguyên liệu để sản xuất các carotenoid cung cấp cho nhu cầu sử
dụng làm thuốc, thực phẩm chức năng, mỹ phẩm, phẩm màu, phụ gia thức ăn của gia cầm, cá tôm… hay để xuất
khẩu.


 PHÂN BỐ CAROTENOID
 Đặc điểm chung của carotenoid:
- Là nhóm đặc biệt của terpene,là những tetraterpene được tạo nên bởi 8 đơn vị isoprene:

-

Là những chất màu chính tạo ra các sắc tố màu vàng, da cam và đỏ trong tự nhiên.
Chia làm 2 nhóm: các carotene(màu đỏ, da cam) và xanthophyl (màu vàng là các dẫn xuất
oxy của carotene)


 PHÂN BỐ CAROTENOID
•

Sự phân bố các carotenoid trong thực vật không
theo quy luật tự nhiên nào.

•

Trong rau xanh(rau ngót) có các β-carotene và các
xanthophuyll như lutein, neoxanthin. Đặc biệt
lutein có nhiều trong hoa cúc vạn thọ.

 PHÂN BỐ CAROTENOID
•

α,β-carotene có nhiều trong gấc và cà
rốt.

•
•

Lycopene có nhiều trong cà chua.
Capsanthin là sắc tố đỏ của ớt.


 CÁC TÍNH CHẤT CỦA CAROTENOID
1.
-.
-.
-.

TÍNH CHẤT VẬT LÝ:
Kết tinh ở dạng tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dạng lá hình thoi
0
Nhiệt độ nóng chảy cao: 130-220 C
Không tan trong nước, nhưng hòa tan trong chất béo, các dung môi không phân
cực.

-.

Tính hấp thụ ánh sáng

CÁC TÍNH CHẤT CỦA CAROTENOID
2. TÍNH CHẤT HÓA HỌC:

-

Không hòa tan trong nước, rất nhạy đối với axit và chất oxi hóa, bền vững với kiềm.
Trong tự nhiên các carotenoid tồn tại dưới dạng all-trans. Dưới tác dụng của nhiệt, ánh sáng hoặc bức xạ
dễ bị đồng phân hóa thành dạng cis. Dạng cis linh động nên khi đồng phân hóa dưới td nhiệt độ dễ làm mất
màu carotenoid

-

Các tác nhân ảnh hưởng đến độ bền màu: nhiệt độ, ánh sáng, phản ứng oxi hóa trực tiếp, ezyme,…


 CÁC TÍNH CHẤT CỦA CAROTENOID
2. TÍNH CHẤT HÓA HỌC:

-

Dễ bị oxi hóa trong không khí -> cần bảo quản trong khí trơ, chân không. ở nhiệt độ
thấp nên bao kín ánh sáng mặt trời. Giảm thiểu sự oxi hóa kết hợp với chất màu không
tan trong dầu(bao gói): sorbotol, cyclodextrin
Carotenoid khi bị oxi hóa tạo hợp chất có mùi thơm như aldehyd không no hoặc
cetone đóng vai trò tạo hương thơm cho trà.


CÁC TÍNH CHẤT CỦA CAROTENOID

3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC CAROTENOID
3.1 Tính chất chống oxy hóa của các carotenoid

-

Carotenoid là chất chống oxy hóa tự nhiên có khả năng bắt giữ oxy đơn phân tử 1O2 (oxy singlet) và
các gốc tự do. Có khả năng bảo vệ quang hóa

-

Carotenoid có khả năng hạn chế tác hại của các gốc oxy tự do. β- carotene có khả năng bảo vệ tế bào
nhờ khả năng ức chế quá trình oxy hóa chất béo do các gốc tự do gây ra


 CÁC TÍNH CHẤT CỦA CAROTENOID
3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC CAROTENOID

3.2 Hoạt tính phòng chống xơ vữa động mạch

-

Nguyên nhân của chứng xơ vữa động mạch là do sự tạo thành các cholesterol LDL oxi
hóa.

-

Carotenoid có khả năng ngăn chặn sự tạo thành LDL oxi hóa và các peroxide của chất
béo

 CÁC TÍNH CHẤT CỦA CAROTENOID
3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC CAROTENOID
3.3 Hoạt tính phòng chống ung thư:

-

Carotenoid có khả năng ngăn chặn sự khởi phát, sự tăng sinh của tế bào ung thư cũng như sự tiến triển của căn
bệnh này.

-

Cơ chế có thể là nhờ khả năng làm tăng sự điều hòa trao đổi thông tin giữa các tế bào do làm tăng biểu hiện của
gen kết nối p53, bảo vệ ADN khỏi sự tấn công của các gốc tự do và tăng sự điều hòa chức năng miễn dịch.

-

β – carotene có khả năng tiêu diệt các chất bạch sản (leukoplakia), là chất gây tổn thương tiền ác tính của ung thư
vòm họng, đồng thời việc bổ sung β – carotene có thể làm tăng lượng nhân tố tiêu diệt khối u TNF- α trong huyết
tương (Richard M. Faulks và Susan Southon, 2001).


 CÁC TÍNH CHẤT CỦA CAROTENOID
3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC CAROTENOID
3.3 Hoạt tính phòng chống ung thư:

-

Lycopene cũng là một carotenoid có tác dụng phòng chống nhiều căn bệnh ung thư, đặc biệt là đối với ung
thư tuyến tiền liệt, ung thư phổi và ung thư dạ dày

-

Lycopene còn có khả năng ngăn chặn sự phát triển u ngực, có tác dụng ức chế sự tăng sinh tế bào ung thư
màng trong dạ con.


 CÁC TÍNH CHẤT CỦA CAROTENOID
3.

HOẠT TÍNH
CAROTENOID:

SINH

HỌC

CỦA

CÁC

3.4 Hoạt tính bảo vệ mắt:

-

β – carotene là tiền chất của VTM A

-

Carotenoid giảm nguy cơ mắc bệnh thoái háo
điểm đen do tuổi già

Carotenoid đóng vai trò như là các chất bảo vệ
quang hóa, bảo vệ các protein của mắt khỏi sự
oxi hóa


 CÁC TÍNH CHẤT CỦA CAROTENOID
3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC CAROTENOID
3.5 Hoạt tính bảo vệ da

-

carotenoid, đặc biệt là lycopene, do tính chất bảo vệ quang hóa, là tác nhân rất hữu hiệu trong các
phản ứng nhạy quang, nên có tác dụng bảo vệ, phòng chống ung thư da

-

Carotenoid thiên nhiên có tác dụng kích thích sự hình thành sắc tố melanin và chống lại các gốc tự
do

-

Vitamin A còn giúp tạo lập tế bào lympho làm tăng khả năng đề kháng của cơ thể, do đố hạn chế
các bệnh nhiễm trùng, trong đó có nhiễm trùng da


CÁC TÍNH CHẤT CỦA CAROTENOID
3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC CAROTENOID
3.6 Hoạt tính chống viêm khớp
- Nhiều nghiên cứu đã khẳng định khả năng giảm viêm sưng của nhóm chất carotenoid. Các điều tra về dịch

tễ học đã cho thấy mức tiêu thụ trung bình β- cryptoxanthin và zeaxanthin ở những bệnh nhân viêm khớp
thấp hơn từ 20- 40% so với người khỏe mạnh. Những người tiêu thụ β- cryptoxanthin và zeaxanthin nhiều
nhất có nguy cơ mắc bệnh viêm đa khớp chỉ bằng một nửa so với nhóm tiêu thụ ít nhất. Lutein và
lycopene lại không có hoạt tính này


 MỘT SỐ CAROTENOID TIÊU BIỂU
1. β-carotene

-

Carotene là chất màu thuộc nhóm
màu carotenoid, trong đó β- carotene
là loại quan trọng nhất và tìm thấy
được nhiều trong rau củ
β- carotene có màu vàng, có nhiều
trong cà rốt, trái cây màu vàng, các
loại rau màu xanh đậm


 MỘT SỐ CAROTENOID TIÊU BIỂU
1.

β - Carotene

- Các loại carotene quan trọng là α,β,γ – carotene

α – carotene

β – carotene

 MỘT SỐ CAROTENOID TIÊU BIỂU
1.

β - Carotene:

-.
-.

Carotene dễ bị xi hóa ngoài không khí, không tan trong nước, chỉ tan trong lipit và dung môi hữu cơ

-.

β – carotene là chất chống oxi hóa mạnh, ngăn chặn tế bào ung thư, chống sự hình thành của các cục
máu đông trong thành mạch máu.

-.

Khi được hấp thu vào cơ thể,β – carotene chuyển hóa thành VTM A giúp bảo vệ niêm mạc mắt,

Carotene nguyên chất có màu đỏ sáng của đồng và có ánh kim loại. Dung dịch carotene có màu đỏ
cam

tăng cường sức đề kháng của cơ thể.


 MỘT SỐ CAROTENOID TIÊU BIỂU
2. Lycopene:

-

Lycopene là một carotene màu đỏ tươi,
được tìm thấy trong cà chua và các loại
quả màu đỏ khác như cà rốt, dưa hấu và
đu đủ(nhưng chưa có trong dâu tây).


 MỘT SỐ CAROTENOID TIÊU BIỂU
2. Lycopene:

-

Lycopene không hòa tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ và các loại giàu
Là một chất có vai trò trung hòa các chất hóa học gây lão hóa làn da
Ở thực vật, lycopene là một chất trung gian quan trọng trong việc sinh tổng hợp của nhiều
carotenoid


 MỘT SỐ CAROTENOID TIÊU BIỂU
3. Lutein

-

Xanthophyl là dẫn xuất của carotene. trong đó, lutein là dẫn xuất của α – carotene.
Lutein là nhóm sắc tố màu vàng sẫm, có nhiều trong hoa cúc vạn thọ.


 CHIẾT XUẤT VÀ TINH CHẾ
Nguyên liệu

1. Sơ đồ tách chiết
Nghiền

n-hexan

Chiết tách

MgCO3

Trung hòa

Lọc

Cô đặc

KOH

Xà phòng hóa

Carotenoid

bã


 CHIẾT XUẤT VÀ TINH CHẾ
2. Thuyết minh qui trình:

-

Chuẩn bị nguyên liệu: nên chiết xuất carotenoid từ nguyên liệu tươi, nếu là nguyên liệu khô thì nên hydrat hóa
trước khi chiết

-

Đồng nhất mẫu chiết: bằng pp nghiền hoặc kết hợp với giã.(đối với các loại lá và các nguyên liệu khó chiết
khác nên ngâm nguyên liệu vào dung môi chiết 15-30 phút trước khi nghiền).

-

Các dung môi và hệ dung môi thường được sử dụng là: acetone, acetone:n-hexane(4:6),nhexane:isopropanol(3:2), người ta thường dùng n-hexane và diethyl ether làm dung môi để chiết lutein và
EtOH:n-hexane (4:3) tách chiết các carotenoid từ cà chua


 CHIẾT XUẤT VÀ TINH CHẾ
2. Thuyết minh qui trình:

-

Có thể bổ sung MgCO3 và các tác nhân trung hòa khác để trung hòa các axit hữu cơ có trong mẫu nhằm
tránh sự phân hủy và đồng phân hóa.

-

Lọc dịch chiết thực hiện bằng phễu lọc thủy tinh(prosity 3, kích thước lỗ 20-30 μm) hoặc dùng phễu
Buchner.

-

Tiến hành tách nước và dung môi khỏi dịch chiết bằng cách bổ sung ete dầu hỏa(điểm sôi 35-60 0C),dietyl

ete, diclorometan hoặc hỗn hợp của chúng