Nghiên cứu chiết tách carotenoid trong màng đỏ quả gấc ở huyện hòa vang đà nẵng

1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ
PHẠM
KHOA HÓA
--------------

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH CAROTENOID
TRONG MÀNG ĐỎ HẠT QUẢ GẤC
Ở HUYỆN HÒA VANG-ĐÀ NẴNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC

Sinh viên thực hiện : Hồ Thị Kim Ánh
Giảng viên hướng dẫn: Võ Kim Thành
Lớp

:

08CHD


2

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn
đề tài
Xã hội ngày càng phát triển kéo theo nó là sự phát sinh của bệnh tật đe doạ đến
tính mạng của con người. Song song với đời sống, sức khỏe chính là vấn đề được
con người đặt lên hàng đầu, không chỉ ngừng lại ở việc chữa bệnh mà còn vượt xa

hơn cả phòng bệnh chính là bồi bổ cơ thể cải thiện sức khỏe. Do đó các dược phẩm,
thực phẩm chức năng được đặc chế từ thảo mộc, cây cỏ trở nên vô cùng quý giá với
con người bởi tính an toàn và hiệu quả của nó.
Có nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng hàm lượng chất chông oxy hóa tự nhiên trong
cơ thể có thể là chìa khóa dẫn đến cuộc sống trường thọ. Chính vì vậy các dược
phẩm, thực phẩm chức năng có tác dụng chống lão hóa trở thành đối tượng được
quan tâm trên toàn thế giới, đặc biệt là các nước phát triển. Từ quả cà chua có chứa
Beta-caroten, Lycopen, Vitamin E… là các chất chống oxy hóa mạnh, Mỹ và các
nước phương Tây đã điều chế ra hàng chục loại sản phẩm để phòng và điều trị
bệnh.
Quả Gấc ở nước ta có chứa các chất chống oxy hóa với hàm lượng cao, cao gấp
hàng chục lần trong cà chua. Trong khi gấc được trồng khắp nơi ở Việt Nam, với
nguồn nguyên liệu phong phú ấy thì việc dùng gấc để sản xuất thuốc, thực phẩm
chức năng và xuất khẩu dầu gấc trong tương lai sẽ là một ưu thế của nước ta. Một
trong các thành phần hóa học chính có trong quả Gấc là Carotenoid, quan trọng hơn
cả Beta-caroten chiếm một lượng lớn có vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa
vitamin A, có tác dụng làm sáng mắt, chống lồi mắt, phòng ngừa các bệnh tim
mạch, ngăn chặn các bệnh ung thư, giúp cơ thể tăng trưởng...Với những lợi ích đó,
việc nghiên cứu chiết tách Caroten là việc có ý nghĩa và cần thiết, nên tôi lựa chọn
đề tài tốt nghiệp cuối khóa “Nghiên cứu chiết tách Carotenoid trong màng đỏ quả
gấc ở huyện Hòa Vang- Đà Nẵng”.


2. Mục tiêu nghiên cứu:
• Khảo sát điều kiện chiết tách dầu gấc
• Xác định các nhóm chức hóa học trong dầu gấc
• Đóng góp vào nguồn thông tin tư liệu khoa học về quả gấc, tạo tiên đề cho
những nghiên cứu sâu hơn các đề tài về gấc sau này.
• Chiết tách carotenoid từ dầu gấc
3. Đối tượng nghiên cứu :

Quả gấc được thu nhận tại huyện Hòa Vang, Đà Nẵng.
4. Phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu lý thuyết
• Thu thập, tổng hợp các tài liệu, tư liệu, sách báo trong và ngoài nước có liên
quan đến đề tài.
• Hội thảo, trao đổi kinh nghiệm với các chuyên gia, thầy cô giáo và đồng nghiệp.
Phương pháp thực nghiệm
• Phương pháp lấy mẫu, thu hái và xử lý mẫu.
• Phương pháp phân tích trọng lượng để xác định độ ẩm.
• Phương pháp phân hủy mẫu phân tích để khảo sát hàm lượng hữu cơ.
• Phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử để xác định hàm lượng các kim loại
trong màng đỏ gấc
• Chiết bằng phương pháp chiết nóng soxhlet và phương pháp ngâm kiệt với dung
môi hữu cơ.
• Phương pháp phân tử hấp thụ UV-VIS nhằm xác định Carotenoid trong sản
phẩm chiết tách từ dầu gấc.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài :
Ý nghĩa thực tiễn:
Tìm hiểu các công dụng của quả gấc và dầu gấc để có cách sử dụng chúng đúng
mục đích


Tận dụng tối ưu nguồn nguyên liệu gấc dồi dào trong y học
Ý nghĩa khoa học:
Cung cấp thêm thông tin về cây gấc như cách trồng, thu hoạch, khảo sát điều
kiện chiết tách dầu gấc, xác định các nhóm chức hóa học của nó, xác định Carotenoid
chiết được màng đỏ gấc qua dầu gấc.
6. Bố cục của khóa luận:
Nội dung của khóa luận chia làm 3 chương :
Chương 1 : Tổng quan

Chương 2 : Những nghiên cứu thực nghiệm
Chương 3 : Kết quả và thảo luận


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cây Gấc.
1.1.1 Đặc điểm sinh thái [1]
Gấc có tên khoa học là Momordica cochinchinensis Spreng chi Momor-dicae
thuộc họ bầu bí (Cucurbitaceae), bộ Violales. Loài cây này có mặt ở các nước Nam Á
như Trung Quốc, Miến Điện, Lào, Campuchia, Ấn Độ... thuộc loại cây thân thảo dây
leo, sống lâu năm, có rễ mập, là loài cây đơn tính khác gốc. Gấc có thân cứng nhẵn, có
cạnh và khía. Hoa đực, hoa cái riêng biệt, cánh hoa màu vàng nhạt. Lá mọc so le, có 35 thùy màu lục sẫm, gốc hình tim, lúc dầu có lông mọc ở mặt trên, sau nhẵn, mép lá
nguyên hoặc có răng cưa không đều, cuống lá dài 2-3cm, tua cuốn to, đơn.
Lá Gấc nhẵn mọc so le, hình thùy chân vịt, chia thùy khá sâu, lá to dài từ 10 –
25cm, mặt trên xanh lục thẫm, phía dưới màu xanh nhạt. Hoa gấc màu vàng nhạt, đơn
tính, nở vào tháng 5, 6 ở phía Bắc, trong Nam có nhiều vụ.
Quả Gấc màu xanh hình bầu dục hoặc hình tròn, có cuống mập, đầu tù hoặc hơi
nhọn, dài 12-17cm, mặt ngoài có rất nhiều hình gai nhọn, khi quả chín chuyển dần từ
màu vàng sang đỏ. Bên trong lớp vỏ là lớp thịt vàng mềm, kế tiếp là những hạt gấc
được bao bọc bởi màng màu đỏ máu, xếp hàng dọc. Hạt gấc màu đen hoặc xám, hình
tròn dẹt, có răng cưa, trong hạt có nhân trắng chứa nhiều dầu.
Thu hái: trồng bằng hạt hay giâm cành vào các tháng 2 - 3, trồng một năm có
thể thu hoạch hàng chục năm. Ngay năm đầu đã có quả nhưng ít, càng về sau càng
nhiều quả.
Gấc có loại tẻ và nếp, được phân biệt như sau:
• Gấc nếp: trái to, nhiều hạt, gai to, ít gai. khi chin chuyển sang màu đỏ cam rất
đẹp. Bổ trái ra, bên trong cơm vàng tươi, màng bao bọc hạt có màu đỏ tươi rất
đậm.

• Gấc tẻ: trái nhỏ, có ít hạt, gai nhọn. Trái chín bổ ra bên trong cơm có màu vàng
và màng bao bọc hạt thường có màu đỏ nhạt hoặc màu hồng không được đỏ tươi
như Gấc nếp.

Cây gấc

Quả gấc bổ đôi

Hoa gấc
Hình 1.1: Một số hình ảnh các bộ phận của cây gấc

1.1.2 Thành phần hoá học
Theo một số nghiên cứu nhân hạt Gấc có khoảng 6% nước, 8,9% chất vô cơ
55,3% acid béo 16,5% protein, 2,9% đường. 1,8% tanin, 2,8% cellulose và một số
enzym. Hạt gấc chứa acid momordic, gypsogenin, acid oleanolic, acid a- elacostearic,
còn có acid amin, alcol. Dầu gấc có chứa lycopen, các caroten, xantophyl, acid oleic,


acid linoleic, acid stearic, acid palmatic, [10]. Màng đỏ gấc chứa một chất dầu màu đỏ
mà thành phần chủ yếu là β-caroten và lycopen là những tiền sinh tố A khi vào cơ thể
sẽ biến thành vitamin A, lượng β-caroten của Gấc cao gấp đôi của Cà rốt. Thân chứa
chondrillasterol, cucurbitadienol, 1 glycoprotein và 2 glycosid có tác dụng hạ huyết áp.
Rễ chứa momordin một saponin triterpenoid; các chiết xuất cồn có sterol, bessisterol
tương đương với spinasterol.
1.1.3 Màu sắc của màng đỏ gấc
Màu sắc của màng đỏ gấc là do hỗn hợp các Caroten và Lycopen gây ra. Tuỳ
thuộc vào hàm lượng của các chất có trong gấc mà màu sắc của màng đỏ thay đổi từ
màu đỏ nhạt đến màu đỏ đậm. Hàm lượng các chất đó lại phụ thuộc vào giống gấc và
thổ nhưỡng nơi trồng gấc.
Bản thân các Caroten và Lycopen là những chất có màu, màu sắc của chúng là do hệ

thống nối đôi liên hợp mà chúng có [9]. Các loại hoa quả màu cam, đỏ thường chứa
Caroten và Lycopen, đặc biệt là quả gấc.
β – Caroten

Lycopen
1.1.4 Giá trị của quả Gấc trong đời sống
Trong gia đình, thịt gấc được sử dụng chủ yếu để nhuộm màu các loại xôi, chế
biến các món ăn, vừa có tác dụng thay phẩm màu trong chế biến thức ăn vừa có tác
dụng phòng chống suy dinh dưỡng, thiếu vi chất, tăng sức đề kháng cho trẻ em, làm
kẹo gôm gấc, sữa chua gấc, bột gấc dinh dưỡng …Gần đây quả gấc đã bắt đầu được


tiếp thị ra ngoài khu vực Châu Á trong dạng nước ép trái cây bổ dưỡng và dạng dầu
gấc do nó có chứa hàm lượng tương đối cao các dinh dưỡng thực vật.
Trong mỹ phẩm cũng có thể dùng gấc. Màu của gấc có thể thay thế Sudan – một loại
chất tạo màu cho thực phẩm và mỹ phẩm đang thực sự là mối lo ngại cho nhiều người
tiêu dùng với nguy cơ gây ung thư cao. Ở Việt Nam việc chọn một chất tạo màu an
toàn khác thay thế cho Sudan không khó khi dầu của quả gấc hoàn toàn có thể thay thế
cho phẩm màu hóa học độc hại.
Ngoài việc sử dụng trong ẩm thực, gấc còn được sử dụng trong y học. Các hãng
dược phầm của Mỹ gọi trái gấc là Fruit from Heaven (loại quả đến từ thiên đường).
Thực tế, nghiên cứu tại Mỹ cho thấy các hợp chất của Beta caroten, Lycopen,
Alphatocopherol…trong dầu Gấc có tác dụng làm vô hiệu hoá 75% các chất gây ung
thư nói chung, nhất là ung thư vú ở phụ nữ. Dầu Gấc dùng để bổ sung vitamin A cho
trẻ con chậm lớn, khô mắt, quáng gà, kém ăn, mệt mỏi, hoặc dung bôi vết thương, vết
bỏng. Hạt gấc chữa mụn nhọt, tràng hạt, quai bị,sưng vú, tắc tia sữa…
Rễ Gấc chữa tê thấp, sưng phù chân với liều dung 4g/ngày. Gốc dây Gấc phối
hợp với một vài vị thuốc đem sắc uống hoặc dùng ngoài ngâm rượu xoa bóp cũng chữa
phong thấp, sưng chân.
Tất cả các bộ phận của Momordica cochinchinensis đều có thể được sử dụng

trong y học.

Hình 1.2: một số món ăn làm từ gấc


1.2 Dầu Gấc
Dầu gấc được chiết từ màng đỏ quả gấc chín đã làm khô. Dầu gấc nguyên chất
có màu đỏ sẫm, lỏng sánh, mùi thơm ngon đặc biệt.
Một số chỉ số hóa lý của dầu gấc:
Chiết suất

Tỷ trọng

Chỉ số axit

Chỉ số xà Chỉ số este
phòng hóa

1,4829

1,422

2,24

201,6

199,36

Hình 1.3: dầu gấc
1.2.1 Thành phần hóa học trong dầu Gấc

Thành phần hóa học trong dầu gấc theo các tài liệu khoa học 100gr dầu gấc có
từ 150 – 175mg beta-caroten, khoảng 4 gram lycopen và 12 mg alphatocopherol
(Vitamin E tự nhiên), 33,4% acid palmitic, 7,9% acid stearic, đặc biệt có 44% acid
oleic và 14,7% acid linoleic là 02 acid béo rất cần thiết cho cơ thể. Và còn nhiều thành
phần khác như các acid béo tự do, các phospholipide chiếm khoảng 0,25 – 3%, các
sterol chiếm 0,4-2,9% (chủ yếu là tocopherol), lycopen, xanthophil, carotenoid, các


vitamin A, D, E, K, các tiền tố vitamin, các vi chất như sắt, đồng, coban, kẽm…rất cần
thiết cho cơ thể con người. [1,10]
Cấu trúc của các carotenoide:

Theo kết quả nghiên cứu nhiều năm của các nhà khoa học Việt Nam và quốc tế
thì dầu quả gấc chứa một số nhóm chất có hoạt tính sinh học như nhóm carotenoid: βcaroten, lycopen, zeaxanthin…, nhóm các axit béo không no: acid oleic, acid
linolenic…


1.2.2 Công dụng của dầu Gấc
Dầu gấc có tác dụng dưỡng da, bảo vệ da, giúp da luôn hồng hào, tươi trẻ và
mịn màng, phòng chữa nám da, tăng sức đề kháng cho da, chống lại các tác nhân gây
hại từ môi trường cho da như nắng nóng, khói bụi, ô nhiễm. Đặc biệt dầu gấc còn
phòng chống lão hóa da, ngăn hiện tượng cháy nắng và gìn giữ làn da khỏe mạnh.
Beta-Caroten và Lycopen là các chất Carotenoid, loại chất chống oxy hóa thực vật có
tác dụng dọn sạch thường xuyên các sản phẩm oxy hóa làm lão hóa da, gây ung thư da,
gây các bệnh viêm nhiễm.
Các thành phần hóa học trong dầu gấc ngăn ngừa chứng viêm và phá hủy AND
trong các tế bào da khi tiếp xúc ánh nắng. Kích thích sinh lớp mô mới, làm vết thương
mau lành, chữa các vết bỏng, vết loét, nứt... Một số nghiên cứu của các nhà nghiên cứu
người Mỹ được công bố gần đây cho thấy các hợp chất của Beta-Caroten, Lycopen,
Vitamin E... có trong dầu Gấc có tác dụng làm vô hiệu hóa 75% các chất gây ung thư

nói chung như ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt.
Tuy nhiên, một số người yếu gan, ăn nhiều dầu Gấc da sẽ có màu vàng, nghỉ ăn một
thời gian sẽ hết.
1.3 Đại cương về terpenoit
1.3.1 Về tinh dầu
Tinh dầu là hỗn hợp của nhiều hợp chất bay hơi, có mùi đặc biệt, nguồn gốc chủ
yếu là thực vật, thu được bằng cách chưng cất hoặc chiết bằng dung môi hữu cơ.
Thành phần của tinh dầu: có thể là hiđrocacbon béo hoặc thơm và những dẫn
xuất của nó như ancol, anđehit, xêton, este, ete…, ngoài ra còn có một số hợp chất của
sunfua và nitơ. Thành phần phổ biến trong tinh dầu là Monoterpen.
Do thành phần hoá học rất khác nhau nên tính chất hoá lý của tinh dầu cũng
thay đổi. Đặc tính chung của chúng là rất ít tan trong nước, tan trong dầu béo, dễ bay
hơi, có nhiệt độ sôi thấp và có hoạt tính quang học.


Về phân bố: Cây chứa tinh dầu phân bố khá rộng, đã tìm thấy trong hơn 60 họ
thực vật có tinh dầu trong Gymnosperma và Angios- perma. Các họ có nhiều cây chứa
tinh dầu là: Pinaceae, Lauraceao, Myrtaceae, Lamiaceae, Umbeliferae, Rutaceae,
Asteraceae, Rosaceae, Zingiberaceae.
Trong cây tinh dầu có thể trú ngụ ở lá, hoa, quả, rễ, võ thân, gỗ. Chúng được sản
ra từ những hạch đặc biệt cấu tạo bởi những tế bào tiết. Thành phần tinh dầu ở mỗi bộ
phận của cây có thể giống nhau hoặc khác nhau. Ví dụ tinh dầu hoa cam và tinh dầu vỏ
cam thành phần rất khác nhau .
Điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, độ ẩm có ảnh hưởng nhiều đến quá trình
sinh tổng hợp và sự tích luỹ tinh dầu trong cây, nên cần nghiên cứu kỹ mùa thu hái đối
với dược liệu chứa tinh dầu. Một vài thành phần tinh dầu tồn tại trong cây dưới dạng
các tiền chất không bay hơi thường là các Glycozit. Dưới tác dụng của enzim hoặc môi
trường axit loãng, các tiền chất này bị phân huỷ biến thành tinh dầu như trường hợp
tinh dầu của quả vani.
Thành phần trong tinh dầu được chia làm hai nhóm chính: Terpenoid và dẫn

xuất phenol.
1.3.2. Cấu trúc của Terpenoid [3]
Terpenoid có mặt ở khắp nơi trong tự nhiên, chủ yếu trong các loại thực vật.
Chúng có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cũng như sinh sản của nhiều loài cây vì
phát ra mùi hương và dẫn dụ côn trùng thụ phấn. Các Terpenoid tham gia vào quá trình
trao đổi chất như các vitamin, tác dụng như các tác nhân điều tiết và đóng vai trò bảo
vệ như những chất kháng oxy hóa. Con người sử dụng Terpenoid dưới dạng dịch chiết
từ hoa quả và các bộ phận khác của cây, chúng được biết đến như những tinh dầu chất
thơm của thực vật.
Năm 1818 người ta đã tìm được một số hợp chất và xác định được rằng tỷ lệ
nguyên tử C:H ở tinh dầu là 5:8. Tiếp theo đó là một số hợp chất hydrocacbon không
no, không vòng hoặc có vòng đã được tách ra. Chúng có công thức chung là (C5H8)n ,
(n ≥2) và được đặt tên là terpen.


Terpenoid đôi khi còn được gọi là isoprenoid để nhấn mạnh rằng nó gồm các
mắt xích có khung cacbon giống với isoprene. Cấu trúc của Terpenoid được tạo thành
do isopren kết hợp với nhau theo kiểu “đầu nối với đuôi”. Phân tử Terpenoid có thể có
một hoặc nhiều vòng, có thể vòng hở hay vòng kín và các liên kết phải tuân theo quy
tắc isopren.

Isopren (C5H8)

Ocimen (C10H16)

1.3.3 Phân loại Terpenoid
Có 2 hướng phân loại Terpenoid:
Dựa theo mạch cacbon để phân loại : có Terpenoid mạch hở như Geraniol có
trong tinh dầu hoa hồng, Xetronelol trong tinh dầu xả... các hợp chất này đều có mùi
thơm đặc trưng là nhưng đơn hương quý dùng trong công nghiệp hương liệu và thực

phẩm. Và Terpenoid mạch vòng như mentol, menton trong tinh dầu bạc hà được đưa
vào sản xuất bánh kẹo, kem đánh răng và thuốc chữa bệnh.
Đặc điểm nhận dạng các Terpenoid là các liên kết mắc xích isopren, nên trong
nghiên cứu người ta dựa vào số mắc xích isopren để phân loại Terpenoid :
Loại Terpen

Khung cacbon

Số lượng C

Monoterpen

(Iso-C5)2

10

Sesquiterpen

(Iso-C5)3

15

Điterpen

(Iso-C5)4

20

Triterpen

(Iso-C5)6

30

Tetraterpen

(Iso-C5)8

40


1.34Carotenoid
Hầu hết các Carotenoid thiên nhiên đều là tetraterpenoid bao gồm 8 đơn vị
isopren. Chúng là những chất màu vàng, da cam, đỏ, phân bố rộng rãi trong giới thực
vật và động vật. Carotenoid khá quen thuộc với chúng ta là β-caroten hay còn gọi là
tiền chất của vitamin A. Trong mấy năm gần đây người ta còn nói nhiều đến các
carotenoid khác như lycopen, lutein và zeaxanthin.
Trong cơ thể động vật, Carotenoid được hoà tan trong mỡ hoặc hoá hợp protein
ở pha nước. Trong các thực vật, Carotenoid được tìm thấy ở trong các lá cùng với
clorophyl. Chúng là những chất màu chính của một số hoa quả màu vàng, da cam, và
đỏ.
Phân loại và tính chất của Carotenoid
Các Carotenoid bao gồm hai nhóm:
• Nhóm hyđrocacbon tan trong ete dầu.
• Nhóm xanthophyl là các dẫn xuất oxy của Caroten.
Các nhóm hợp chất này là các ancol, anđehit, xeton, và axit tan trong etanol. Ba
chất caroten đồng phân màu đỏ da cam chiết từ cà rốt là α, β và các γ Caroten. Chất
lycopen là chất Carotenoit hyđrocacbon màu đỏ của cà chua.

α- Caroten

β- Caroten


γ- Caroten

Những phương pháp dùng để làm sáng tỏ cấu trúc Carotenoit: Hyđro hoá; Cộng
hợp halogen, clorua, iốt hoặc cộng oxy để xác định các nối đôi; Oxy hoá với axit
cromic các nhóm metyl mạch nhánh thành các nhóm cacboxyl; Sắc ký (cột, trên giấy,
trên bản mỏng) là phương pháp thiết yếu và khá mạnh để phân lập và xác định cấu trúc
của Carotenoit.[3]
1.3.5 Một số ứng dụng của hợp chất terpenoit
Các terpenoit có rất nhiều ứng dụng trong thực tế như làm chất thơm và chất tạo
hương vị, làm dược phẩm, làm chất diệt trừ sâu hại… Trong vô số terpenoit có ứng
dụng và hoạt tính sinh học đáng lưu ý có thể nêu ra một số ví dụ:
• p- menth-1- en-8-thiol có trong nước ép của quả bưởi chùm và tạo nên sản phẩm
đặc trưng cho sản phẩm này. Với nồng độ thấp 1mg trong 10000 tấn nước ta vẫn
có thể cảm nhận được hương vị của nó.

p- menth-1- en-8-thiol


• Các sesquitecpen andehit α- và β - sinensal chiếm khoảng 0,1 % tinh dầu nhận
được nhờ ép vỏ loài cam ngọt Citrus aurantium L.Var.dulcis,subsp. Sinensis
Gall, chúng là những chất tạo hương vị vỏ cam rất có giá trị.
• β- damascon xuất hiện với hàm lượng thấp trong tinh dầu hoa hồng, nhưng lại là
những chất chìa khoá quyết định loại tinh dầu đắt tiền này.
• Campho từ gỗ cây gỗ Cinamoun camphora L, được sử dụng từ lâu làm thuốc sát
trùng, để kích thích tim và sự tuần hoàn máu.
• Methol từ Mentha piperita L, có tác dụng gây tê nhẹ và trị ngứa. Tecpen hiđrat

điều chế từ tinh dầu thông được dùng làm thuốc long đờm.
• Trong số các hoạt chất được dùng làm thuốc có giá trị cao phải kể đến chất
sesquitecpen artemisenin và chất đitecpenoit taxol. Artermisinin được phân lập
lần đầu tiên vào năm 1972 từ cây Artermisinin annua L. Với hoạt tính chống lại
kí sinh trùng kháng được sự điều trị thông thường bằng chloroquine và nhờ có
cấu trúc lipophil đi qua được vách ngăn máu- não, artermisinin đặc biệt có hiệu
quả đối với bệnh sốt rét thể não làm chết người. Taxol được phân lập từ loài
thông đỏ Taxus brevifolia, đã được phép dùng làm thuốc điều trị ung thư buồng
trứng từ năm 1992 và ung thư vú từ năm 1993.

Artermisinin

Taxol

• Nhiều terpenoit thể hiện những hoạt tính sinh học đáng chú ý khác như
peyssonol từ một loài tảo Peyssonnelia, ức chế HIV reve transeriptaza. Các


pyrethrin, thí dụ pyrethrin I, chứa trong các tuyến ở lá và hoa trong cây
Chrysanthemum cinerariaefolium có tác dụng trừ sâu tiếp xúc mạnh, nhưng lại
không độc hại với người và động vật.
Trong các tetra terpenoit không thể không nói đến các Caroten, chúng là tiền
thân của vitaminA, Các Caroten không có đặc tính của vitamin A nhưng nó dễ dàng
chuyển thành vitamin A:
CH2OH

Vitamin A
dưới tác dụng của men Carotenaza có trong đường ruột. Trong các Caroten thì β Caroten hoạt động hơn cả, nó chuyển thành vitamin A:
Phản ứng chuyển hoá của β - Caroten thành vitamin A:

CH2OH

β - Caroten

Vitamin A

Vitamin A rất quan trọng đối với cơ thể người, thiếu vitamin A sẽ phát triển
hàng loạt bệnh như bệnh khô giác mạc, khô mắt, đặc biệt là ở trẻ em các mô bì bị tổn
thương, có hiện tượng ngừng sinh trưởng.
1.3.6 Ứng dụng của Carotenoid
Caroten là hợp chất có nhiều trong các loại rau quả như cà rốt, đu đủ, gấc… và
trong nhiều động vật như cá, thịt,…. Là hợp chất có nhiều vai trò đối với sự phát triển
của con người bởi trong nó có chứa Lycopen, α,β,γ - Caroten. Carotenoid có những
ứng dụng:
• Có tác dụng tăng sức đề kháng cho cơ thể cải thiện trí nhớ, tác động đến bộ não.


• Chống oxy hoá, có tác dụng chống các bệnh tim mạch ở những người không hút
thuốc (Nghiên cứu của Manfed Engger do Folr (chương trình nghiên cứu về
dinh dưỡng DSM )).
• Giải độc, bảo vệ gan, đặc biệt là chống ung thư gan, ung thư vú, ung thư cổ tử
cung có nguy cơ cao ở phụ nữ độ tuổi 30- 45.
• Lycopen có tác dụng cực kỳ quan trọng đối với sắc đẹp. Giúp quá trình chuyển
hoá chất trong tế bào làm đẹp da, tóc, tăng sức đề kháng cho da, chống lão hoá
da.
Nhiều nghiên cứu cho thấy có mối liên quan nghịch giữa nồng độ beta Caroten,
vitamin E trong máu với nguy cơ ung thư phổi, dạ dày, tuyến tiền liệt, đại tràng :
Nghiên cứu

Cơ quan

Về nguy cơ ung thư
- β - Caroten thấp trong

Wald và CS 1998
Nomura và CS 1985

máu có nguy cơ ung thư
Phổi

phổi cao
-Vitamin E làm giảm
ung thư phổi

Young và CS 1997
Eichholzer và CS 1996

- Bổ sung vitamin E, C và
Phổi

beta Caroten có tác dụng
giảm nguy cơ ung thư phổi
- Nguy cơ ung thư tỷ lệ

Chen và CS 1992

Dạ dày

nghịch với nồng độ β Caroten vitamin C có tác
dụng bảo vệ dạ dày

- Tăng ở nhóm β- Caroten
thấp, bổ sung β - Caroten
Stampfer và CS 1997

Tiền liệt tuyến

làm giảm nguy cơ ung thư.
Tăng ở nhóm vitamin E
máu thông.
- Bổ sung vitamin E làm

Bostick và CS 1993

Đại tràng

giảm ung thư đại tràng

Từ những nghiên cứ trên ta thấy Carotenoid làm giảm tỷ lệ mắc bệnh và tử
vong, ở một số ung thư và tim mạch, phòng ngừa và làm chậm khỏi phát bệnh đục thuỷ
tinh thể và thái hoá võng mạc tuổi già.
1.4 Các phương pháp chiết tách hợp chất thiên nhiên
Các hợp chất thiên nhiên khi mới được tách thường ở đươi dạng không tinh
khiết, vì vậy muốn nghiên cứu, phân tích chúng thì trước tiên phải tách chúng thành
từng chất riêng biệt ở dạng tương đối tinh khiết.
1.4.1 Phương pháp hoà tan trong dung môi hữu cơ
Phương pháp hoà tan trong dung môi hữu cơ được dùng để tách và tinh chế các
chất hữu cơ rắn, dựa trên nguyên tắc là các chất khác nhau có độ hoà tan khác nhau
trong cùng một dung môi. Dung môi thích hợp để lựa chọn thường là dung

môi trong đó có độ hoà tan của chất rắn cần tinh chế thay đổi nhiều theo nhiệt độ. Bằng
cách tạo dung dịch bão hoà ở nhiệt độ cao (thường là nhiệt độ sôi của dung môi), các
tạp chất sẽ ở lại trong dung dịch. Bằng cách kết tinh lại một số lần trong cùng một dung
môi, hoặc trong các dung môi khác nhau, người ta có thể thu được tinh thể chất cần
tinh chế ở dạng khá tinh khiết. Cũng có khi người ta dùng một dung môi có độ hoà tan
với tạp chất nhiều hơn để loại tạp chất ra khỏi chất rắn cần tinh chế.


Dung môi thường là nước, ancol etylic, ancol metylic, axeton, axit axetic băng,
ete, ben zen, cloroform, etyl axetat, n- hexan, ete dầu hoả… hoặc đôi khi là hỗn hợp
giữa chúng.
Khi cần tách hai hay nhiều chất chứa trong hỗn hợp với những lượng tương
đương nhau, người ta dùng phương pháp kết tinh phân đoạn.
1.4.2 Các phương pháp chưng cất
1.4.2.1 Chưng cất đơn giản
Trong trường hợp cần tinh chế một chất lỏng, tách nó ra khỏi tạp chất rắn không
bay hơi, ta chỉ cần tiến hành chưng cất thường (chưng cất đơn giản), nghĩa là chuyển
chúng sang pha hơi trong một bình cất có nhánh rồi ngưng tụ hơi của nó bằng ống sinh
hàn vào một bình hứng khác. Thường được áp dụng để tinh chế các chất thô. Trong
hoá hữu cơ, thường được áp dụng đuổi dung môi để tách tinh dầu.
1.4.2.2 Chưng cất phân đoạn
Phương pháp chưng cất phân đoạn dùng để tách hai hay nhiều chất lỏng có nhiệt
độ sôi khác nhau tan lẫn hoàn toàn trong nhau, dựa trên nguyên tắc có sự phân bố khác
nhau về thành phần các cấu tử giữa pha lỏng và pha hơi ở trạng thái cân bằng (ở cùng
nhiệt độ). Như vậy, bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi- ngưng tụ; bay
hơi- ngưng tụ lại…ta dần dần có thể thu được cấu tử A có nhiệt độ sôi thấp hơn ở dạng
gần tinh khiết. Vì vậy người ta dùng phương pháp tinh luyện bằng cách lắp trên bình
chưng cất một cột cao có nhiều đĩa (cột Vigrơ) giúp cho việc tái tạo quá trình bay hơi
ngưng tụ trên. Nhờ vậy chất lỏng A dễ bay hơi dần dần thoát lên trên, ở trạng thái ngày
càng tinh khiết, còn chất lỏng B có nhiệt độ sôi cao hơn, ngưng tụ trở lại bình chưng.

Có thể người ta dùng loại cột lấp đầy các mảnh hoặc ống thuỷ tinh hay các mảnh sứ
thay cho cột Vigrơ và hiệu quả của cột được tính bằng “ số đĩa lý thuyết”.
1.4.2.3 Chưng cất dưới áp suất thấp
Khi cần chưng cất một chất lỏng dễ phân huỷ ở nhiệt độ cao, người ta phải dùng
phương pháp chưng cất dưới áp suất thấp, tức là dùng bơm hút để giảm áp suất trên bề
mặt chất lỏng. Vì chất lỏng sẽ sôi khi áp suất riêng phần đạt đến áp suất khí quyển, nên


bằng cách này người ta có thể giảm được nhiệt độ sôi của nó một cách đáng kể, tránh
được hiện tượng phân huỷ hay cháy nổ. Nhờ phương trình Claparon- Clausius, người
ta có thể tính được sự phụ thuộc của áp suất hơi của một chất vào nhiệt độ. Tuy nhiên,
có thể áp dụng quy luật thực nghiệm gần đúng như sau: Khi áp suất khí quyển trên bề
0

mặt chất lỏng giảm đi một nữa, thì nhiệt độ sôi của nó hạ thấp đi khoảng 15 C.
1.4.2.4 Chưng cất lôi cuốn hơi nước
Ta có thể tinh chế một chất lỏng không hoà tan trong nước bằng phương pháp
chưng cất lôi cuốn hơi nước để hạ điểm sôi của nó. Phương pháp này dựa trên nguyên
tắc:
Khi hai hay nhiều chất lỏng không trộn lẫn với nhau nằm trong một hỗn hợp, áp
suất chung của chúng bằng tổng áp suất riêng phần p1 + p2, nghĩa là nó luôn luôn lớn
hơn áp suất riêng phần của bất kì cấu tử nào. Do đó nhiệt độ sôi của hỗn hợp sẽ thấp
hơn nhiệt độ sôi của cấu tử có nhiệt độ sôi thấp nhất. Tỷ lệ hơi cất sang bình ngưng (về
số mol) sẽ bằng tỷ lệ áp suất hơi riêng phần của chúng ở nhiệt độ sôi của hổn hợp. Nhờ
vậy ta có thể tính toán được lượng nước cần thiết để lôi cuốn hết chất cần tinh chế.
Sau khi đã dùng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước, thường ta phải chiết
tách các chất cần tinh chế ra khỏi nước bằng một dung môi thích hợp, rồi lại tiến hành
chưng cất phân đoạn để tách dung môi. Cuối cùng chưng cất lấy tinh khiết bằng bình
chưng cất có gắn nhiệt kế dưới áp suất thấp, với sự kiểm tra nhiệt độ của chất cần tinh
chế.

1.4.3 Phương pháp chiết
1.4.3.1 Giới thiệu chung
Chiết là 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 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
hoặc hỗn hợp dung môi với một dụng cụ chuyên dùng đặc biệt gọi là bình chiết
Soxhlet. Dung môi được đun nóng, cho bay hơi liên tục chảy vào bình chứa hổn hợp
cần chiết tách (thường gói trong giấy lọc), nó sẽ hoà tan chất rắn cần tinh chế và nhờ
một ống xiphông, dung dịch chảy xuống bình cầu bên dưới, dung môi nguyên chất lại
tiếp tục được cất lên. Phương pháp này tiết kiệm được dung môi và hiệu quả tương đối
cao.
1.4.3.2 Chiết soxhlet
Nguyên tắc :
Chiết soxhlet là một kiểu chiết liên tục đặc biệt thực hiện nhờ một trang bị riêng
của nó. 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. Song ở đây pha mẫu là ở
trạng thái lỏng, bột, hoặc dạng mảnh hoặc dạng lá. Còn dung môi chiết (chất hữu cơ) là
dạng lỏng.
Ví dụ chiết lấy dầu melton từ lá cây bạc hà bằng dung môi hữu cơ n- hexan hay
benzen. Chiết các thuốc trừ sâu hoặc bảo vệ thực vật trong mẫu rau quả, mẫu đất bằng
n- hexan. Vì thế đây là kiểu chiết của hệ chiết có thể là cả đồng thể và dị thể, mà chất
phân tích nằm trong mẫu rắn, bột, lá, sợi…

Các trang thiết bị và ví dụ:

Hình 1.4: Bộ chiết soxhlet
Trang thiết bị của kỹ thuật chiết soxhlet là hai loại:
1. Hệ soxhlet thường và đơn giản.
2. Hệ soxhlet tự động (Auto- soxhlet)
Cách chiết theo hệ (1) là đơn giản vận hành bằng tay, còn cách (2) là vận hành
một cách tự động. Kỹ thuật này chủ yếu sử dụng để chiết tách chất hữu cơ nằm trong
pha rắn hay bột hay mảnh nhỏ, hay các vật liệu khô (lá cây), vì thế nên nó là hệ chiết dị
thể.
Ví dụ: Chiết soxhlet thường lấy một số hoá chất bảo vệ thực vật từ mẫu rau quả:
Lấy 10 g mẫu đã được nghiền nhỏ và trộn đều vào cốc chiết của hệ chiết. Thêm 25- 30
g Na2SO4 khan, 30 ml dung môi chiết n- hexan có 20% Cl2H2. Sau đó tiến hành chiết
trong 180 phút.
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 các chất 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 hoặc mẫu đất như ví dụ trên.


1.5 Phương pháp vật lí xác định các chất hữu cơ
1.5.1 Phương pháp xác định phổ hồng ngoại (IR)
1.5.1.1 Cơ sở của phương pháp
Các phân tử luôn dao động không ngừng. Tần số dao động của các nguyên tử
trong phân tử phụ thuộc vào hằng số lực liên kết và khối lượng của chúng, do đó các
nhóm chức khác nhau sẽ dao động với các tần số khác nhau nằm trong vùng từ 5000

-1

-1

cm đến 200 cm . Mỗi nhóm chức xác định có tần số hấp thụ xác định và tần số này
không đổi trong bất kỳ hợp chất nào chứa nhóm nguyên tử đó. Vì vậy khi phân tích
trên quang phổ hồng ngoại ta có thể xác định được các nhóm nguyên tử (nhóm chức)
của chất phân tích có được.
1.5.1.2 Sơ đồ máy đo phổ hồng ngoại
(2’)

(1)

(3)

(4)

(5)

(6)

(2)
Hình 1.5. Sơ đồ máy đo quang phổ hồng ngoại 2 chùm tia

Chú thích: (1): Nguồn bức xạ
(2): Mẫu nghiên cứu
(2’): Môi trường đo
(3): Bộ tạo đơn sắc
(4): Dectector
(5): Bút tự ghi

(6): Đường cong biểu diễn sự hấp thụ bức xạ của mẫu vào số sóng


1.5.2 Phương pháp đo quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
1.5.2.1 Đặc điểm của phương pháp
Phổ hấp thụ nguyên tử dựa vào khả năng hấp thụ chọn lọc các bức xạ cộng
hưởng của nguyên tử ở trạng thái tự do. Đây là phương pháp có độ chích xác rất cao,
quá trình phân tích có thể thực hiện khá đơn giản, nhanh.
Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử được ứng dụng khá rộng rãi trong các lĩnh
vực khoa học, kỹ thuật, kinh tế.

Hình 1.6 Máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS
1.5.2.2 Nguyên tắc của phép đo
Muốn thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử cần thực hiện các bước sau:
1. 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. Đám hơi của các nguyên tử tự do
này chính là môi trường hầp thụ bức xạ và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử.
2. Quá trình nguyên tử hoá thường dược thực hiện với tác dụng của các loại nguồn
nhiệt theo phương pháp ngọn lửa hay không ngọn lửa. Đây là quá trình quan trọng
nhất và ảnh hưởng đến kết quả của phép đo.
3. 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 phân tích hướng vào khe đo cường độ
vạch phổ.
4. Ghi nhận tín hiệu đo và kết quả đo của cường độ vạch phổ hấp thụ bằng thiết bị ghi
phổ.