NGHIÊN CỨU TÁCH CAROTENOIDS TỪ DẦU GẤC BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU Họ và tên sinh viên: TRẦN VŨ MINH SANG Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Niên khóa: 2009 2013 Tp. HCM,

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO
TRƯỜNGĐẠIHỌCNÔNGLÂMTHÀNHPHỐHỒCHÍMINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TÁCH CAROTENOIDS TỪ DẦU GẤC
BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU

Họ và tên sinh viên: TRẦN VŨ MINH SANG
Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Niên khóa: 2009 - 2013

Tp. HCM, 08/2013


 

NGHIÊN CỨU TÁCH CAROTENOIDS TỪ DẦU GẤC BẰNG CÁC
PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU

Tác giả

TRẦN VŨ MINH SANG

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn:
Th.S Mai Huỳnh Cang

Tp. HCM, 08/2013

i 
 


 

LỜI CẢM ƠN
 

Xin cảm ơn quý thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Hóa Học và thầy cô Trường
Đại Học Nông Lâm TP. HCM đã giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt
những năm học qua.
Chân thành cảm ơn Cô Mai Huỳnh Cang, giảng viên Bộ môn Công Nghệ Hóa
Học, Trường Đại Học Nông Lâm TP. HCM đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và truyền
đạt nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin cảm ơn cán bộ trong Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học đã giúp đỡ, tạo
điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài này.
Con xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến ba mẹ và những người thân trong gia đình đã
nuôi con khôn lớn để con có được thành quả như ngày hôm nay.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả các bạn trong lớp Công
Nghệ Hóa Học Khóa 35 đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực
hiện luận văn.

Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2013
Sinh viên thực hiện
TRẦN VŨ MINH SANG

ii 
 

 

TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu tách carotenoids từ dầu gấc bằng các phương pháp khác
nhau” được thực hiện tại phòng thí nghiệm I4 thuộc Bộ môn Công Nghệ Hóa Học,
trường Đại Học Nông Lâm, Tp.Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 3 đến tháng 8 năm
2013.
Mục đích của đề tài là khảo sát ảnh hưởng của việc tách carotenoids bằng
phương pháp sắc ký cột và phương pháp dung môi kết hợp xử lý xà phòng hóa lên dầu
gấc, nguồn nguyên liệu giàu carotenoids ở Việt Nam, đồng thời tối ưu hóa phương
pháp tách carotenoids bằng dung môi kết hợp xà phòng hóa, đề tài đạt được những kết
quả sau đây:
Hàm lượng carotenoids có trong dầu gấc nguyên liệu là 12.62mg/g; tỷ trọng là
0.91g/ml; chỉ số axit, xà phòng hóa và peroxit lần lượt là 0.94mgKOH/g mẫu,
1647.04mgKOH/g mẫu và 0.71meq/kg.
Trong phương pháp sắc ký cột, ở điều kiện tốc độ chảy là 45giọt/phút, hàm lượng
carotenoids cao hơn khi dầu gấc không trải qua quá trình xà phòng hóa và cao gấp
8.16 lần so với dầu gấc nguyên liệu.
Trong phương pháp tách carotenoids bằng dung môi kết hợp xà phòng hóa, thông
số tối ưu của phương pháp này cho thấy ở điều kiện ở 300C; thời gian xà phòng hóa là
25phút với tốc độ khuấy là 500vòng/phút cho kết quả chiết tách tốt nhất, hàm lượng
carotenoids thu được cao hơn phương pháp tách carotenoids bằng sắc ký cột và cao
gấp 22.59 lần so với dầu gấc nguyên liệu.
Đề tài cũng tối ưu hóa phương pháp tách carotenoids bằng dung môi kết hợp xà
phòng hóa, kết quả cho thấy hàm lượng carotenoids tối đa đạt được là 291.6mg/g ở giá
trị các yếu tố: tốc độ khuấy là 528.22vòng/phút, ở nhiệt độ32.170Ctrong thời gian
23.29phút.
 
 

 

iii 
 


 

ABSTRACT
The thesis named “Studying ability to an isolate Carotenoids from Gac oil by
another methods” was done at the I4 laboratory of the Chemical Engineering
Department, Nong Lam University, Ho Chi Minh City, from March to August, 2013.
The purpose of the thesis isolate carotenoids from Gac oil by using Column
Chromatography and enhance carotenoids concentration by saponification reaction.
The study has achived the following results:
The total carotenoids content in Gac oil was 12.62mg/g. The Gac oil had a
density of 0,91g/ml. The index of axit, saponification, peroxides are in oder
0.94mgKOH/g sample, 1647.04mgKOH/g mẫu và 0.71meq/kg.
In column chromatography, the flow rate conditions is 45drops/min, higher
levels of carotenoids Gac oil does not use the process of saponification and 8.16 times
higher than the content of carotenoids contained in the raw Gac oil.
In carotenoids separation method combined with solvent saponification, the
optimal parameters of this method shows that the conditions at 300C; saponification
time is 25minutes with stirring speed is 500round/min for results best extraction, the
content of carotenoids obtained higher separation methods carotenoids by column
chromatography and 22.59 times higher than raw Gac oil.
Topics also optimize carotenoids separation methods combined with solvent
saponification, results showed that the maximum 22 concentration achieved
carotenoids 291.6mg/g in value factors: the rate of stirring speed 528.22round/min,
temperature ratio 32.17 0C and percentage time 23.29 minutes.

 
 
 
 
 

iv 
 


 

MỤC LỤC
 
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................ii 
TÓM TẮT...................................................................................................................... iii 
ABSTRACT ................................................................................................................... iv 
MỤC LỤC ....................................................................................................................... v 
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ viii 
DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................... ix 
DANH SÁCH CÁC HÌNH ............................................................................................. xi 
DANH SÁCH PHỤ LỤC ............................................................................................ xiii 
Chương 1 MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1 
1.1.  Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1 
1.2.  Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 2 
1.2.1.  Đối tượng ...................................................................................................... 2 
1.2.2.  Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 2 
1.3.  Mục tiêu của đề tài ........................................................................................... 2 
1.4.  Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 2 
1.5.  Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 3 

Chương 2 TỔNG QUAN................................................................................................. 4 
2.1.  Nguyên liệu ...................................................................................................... 4 
2.1.1.  Cây gấc .......................................................................................................... 4 
2.1.2.  Dầu gấc ......................................................................................................... 8 
2.2.  Carotenoids .................................................................................................... 10 
2.2.1.  Công thức cấu tạo chung ............................................................................ 10 
2.2.2.  Phân loại và danh pháp ............................................................................... 11 
2.2.3.  Tính chất vật lý và tính chất hóa học ........................................................... 15 
2.2.4.  Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu của carotenoids: .......................... 16 
2.2.5.  Ứng dụng của carotenoids .......................................................................... 17 
2.3.  Các phương pháp chiết tách carotenoids ....................................................... 18 
2.3.1.  Sắc kí cột ..................................................................................................... 18 
v 
 


 

2.3.2.  Phương pháp sắc ký lỏng cao áp HPLC ........................................................ 20 
2.3.3.  Phương pháp trích ly bằng dung môi .......................................................... 20 
2.3.4.  Tổng quan về phản ứng xà phòng hóa ........................................................ 21 
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 23 
3.1.  Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 23 
3.2.  Vật liệu và hóa chất ........................................................................................ 24 
3.2.1.  Dầu gấc ....................................................................................................... 24 
3.2.2.  Hóa chất ...................................................................................................... 24 
3.3.  Thiết bị ........................................................................................................... 24 
3.4.  Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 25 
3.4.1.  Xác định thành phần, đặc tính hóa lý của dầu gấc ...................................... 25 
3.4.2.  Thí nghiệm 1: Thí nghiệm tách carotenoids bằng sắc ký cột ....................... 26 

3.4.3.  Thí nghiệm 2: Phương pháp chiết tách carotenoids bằng dung môi ........... 30 
3.4.4.  Thí nghiệm tối ưu hóa điều kiện nhiệt độ, thời gian và tốc độ khuấy của 
phản ứng .................................................................................................................. 34 
3.5.  Phương pháp xử lý số liệu .............................................................................. 35 
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................................... 37 
4.1.  Thành phần, đặc tính hóa lý của dầu gấc ....................................................... 37 
4.1.1.  Tỷ trọng của dầu gấc ................................................................................... 37 
4.1.2.  Hàm lượng carotenoids tổng ...................................................................... 37 
4.1.3.  Chỉ số xà phòng hóa .................................................................................... 38 
4.1.4.  Chỉ số peroxit .............................................................................................. 39 
4.1.5.  Chỉ số axit .................................................................................................... 39 
4.2.  Thí nghiệm 1: tách carotenoids bằng sắc ký cột ............................................. 40 
4.2.1.  Tách carotenoids bằng sắc ký cột không qua giai đoạn xà phòng hóa ........ 40 
4.2.2.  Tách carotenoids bằng sắc ký cột có qua giai đoạn xà phòng hóa .............. 44 
4.3.  Thí nghiệm 2: tách carotenoids bằng dung môi ............................................. 48 
4.3.1.  Ảnh hưởng nồng độ kiềm và loại kiềm đến hiệu suất tách chiết 
carotenoids. ............................................................................................................. 48 
4.3.2.  Ảnh hưởng của nhiệt độ ............................................................................. 50 
vi 
 


 

4.3.3.  Ảnh hưởng của thời gian xà phòng ............................................................. 52 
4.4.  Thí nghiệm tối ưu hóa điều kiện nhiệt độ, thời gian và tốc độ khuấy của phản 
ứng   ....................................................................................................................... 55 
4.4.1.  Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian phản ứng và tốc độ khuấy ................... 55 
4.5.  So sánh và đánh giá các phương pháp chiết tách carotenoids khác nhau ..... 58 
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 60 

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 63 
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 66 
 

 

vii 
 


 

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
ANOVA

Analysis of variance

HPLC

High performance liquid chromatography

LSD

Least significant different

Rpm

Round per minute

TCC

Total carotenoids content – hàm lượng carotenoid tổng

Ppm

Parts per milion

Ip

Isoprene

viii 
 


 

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1:Thành phần hóa học của gấc ...................................................................... 6
Bảng 2.2:Thành phần dinh dưỡng trong gấc ............................................................. 7
Bảng 2.3: Thành phần axit béo có trong màng hạt .................................................... 8
Bảng 2.4:Phân loại carotenoids ............................................................................... 12
Bảng 2.5:Độ bền với ánh sáng, nhiệt độ, axit của một số chất thuộc carotenoids .. 15
Bảng 2.6:Những nghiên cứu về tác dụng của carotenoids ...................................... 18
Bảng 2.7:Các chất hấp phụ và dung môi trong sắc ký cột ....................................... 20
Bảng 3.1: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tốc độ chảy đến hàm lượng carotenoidsthu
được .......................... ............................................................................................... 26
Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của chiều cao cột silica gel đến hàm lượng

carotenoids thu được. ............................................................................................... 27
Bảng 3.3: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến hàm lượng carotenoids
thu được .................... ............................................................................................... 28
Bảng 3.4:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tốc độ chảy đến hàm lượng carotenoids thu
được .......................... ............................................................................................... 29
Bảng 3.5:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của chiều cao cột silica gel đến hàm lượng
carotenoids thu được. ............................................................................................... 29
Bảng 3.6: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của chiều cao cột silica gel đến hàm lượng
carotenoids thu được. ............................................................................................... 30
Bảng 3.7:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nồng độ kiềm và loại kiềm trong điều kiện
xà phòng hóa của kiềm trong nước .......................................................................... 31
Bảng 3.8:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nồng độ kiềm và loại kiềm trong điều kiện
xà phòng hóa của kiềm trong cồn ............................................................................. 31
Bảng 3.9:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng carotenoids ... 32
Bảng 3.10:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian xà phòng hóa đến hàm lượng
carotenoids ................ ............................................................................................... 32
ix 
 


 

Bảng 3.11:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hàm lượng carotenoids
.................................. ............................................................................................... 34
Bảng 3.12:Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa các điều kiện: nhiệt độ, thời gian, tốc độ khuấy
của phản ứng theo JMP ® 9 ..................................................................................... 35
Bảng 4.1: Tỷ trọng dầu gấc nguyên liệu .................................................................. 37
Bảng 4.2: Hàm lượng carotenoid của dầu gấc nguyên liệu ..................................... 37
Bảng 4.3:Chỉ số xà phòng hóa của dầu gấc nguyên liệu ......................................... 38
Bảng 4.4:Chỉ số peroxit của dầu gấc nguyên liệu ................................................... 39

Bảng 4.5:Chỉ số axit của dầu gấc nguyên liệu ......................................................... 39
Bảng 4.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian phản ứng và tốc độ khuấy đến hàm
lượng carotenoids ..... ............................................................................................... 55
Bảng 4.7:Thông số dự đoán của các yếu tố ............................................................. 56
Bảng 4.8:So sánh hàm lượng và hiệu suất thu hồi carotenoids ............................... 58
Bảng 4.9:So sánh và đánh giá các phương pháp chiết tách ..................................... 59 

x 
 


 

DANH SÁCH CÁC HÌNH
 

Hình 2.1:Giàn gấc ...................................................................................................... 5
Hình 2.2:Cấu tạo quả gấc .......................................................................................... 5
Hình 2.3:Một số sản phẩm trên thị trường ................................................................ 9
Hình 2.4:Cấu tạo chung của carotenoids ................................................................. 11
Hình 2.5:Công thức cấu tạo và màu của một số chất thuộc nhóm carotenoids....... 12
Hình 2.6:Các loại trái cây giàu β-carotene ............................................................. 13
Hình 2.7:Công thức cấu tạo β-carotene ................................................................... 13
Hình 2.8:Công thức cấu tạo của lycopene ............................................................... 14
Hình 2.9:Phản ứng xà phòng hóa ............................................................................ 21
Hình 2.10: Cơ chế của phản ứng xà phòng hóa....................................................... 22
Hình 3.1: Sơ đồ quy trình nghiên cứu...................................................................... 23
Hình 4.1:Ảnh hưởng của tốc độ chảy đến hàm lượng carotenoid thu được ............ 40
Hình 4.2:Ảnh hưởng của chiều cao đến hàm lượng carotenoids thu được ............ 41
Hình 4.3:Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến hàm lượng carotenoids thu được .... 43

Hình 4.4:Ảnh hưởng của tốc độ chảy đến hàm lượng carotenoids thu được .......... 44
Hình 4.5:Ảnh hưởng của chiều cao cột đến hàm lượng carotenoids thu được ....... 45
Hình 4.6: Ảnhhưởng của tỷ lệ dung môi đến hàm lượng carotenoids thu được ..... 46
Hình 4.7: Ảnh hưởng của nồng độ và loại kiềm trong điều kiện xà phòng hóa kiềm
trong nước đến hàm lượng carotenoids thu được ..................................................... 48
Hình 4.8:Ảnh hưởng của nồng độ và loại kiềm trong điều kiện xà phòng hóa kiềm
trong cồn đến hàm lượng carotenoids thu được ....................................................... 49
Hình 4.9: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng carotenoids thu được............... 50
Hình 4.10:Ảnh hưởng của thời gian xà phòng hóa đến hàm lượng carotenoids thu
được ................. ........................................................................................................ 52
Hình 4.11: Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hàm lượng carotenoids thu được ..... 53
xi 
 


 

Hình 4.12: Biểu đồ giá trị đáp ứng thực nghiệm và dự đoán theo mô hình ............ 55
Hình 4.13: Mặt đáp ứng carotenoids theo nhiệt độ và tốc độ khuấy ....................... 57
Hình 4.14: Mặt đáp ứng carotenoids theo thời gian và nhiệt độ ............................. 57
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

xii 
 


 

DANH SÁCH PHỤ LỤC
 

Phụ lục 1: Phương pháp xác định tỷ trọng chất lỏng bằng bình đo tỷ trọng .......... 66
Phụ lục 2: Đường chuẩn carotenoids...................................................................... 66
Phụ lục 3:Phương pháp xác định chỉ số xà phòng hóa ........................................... 67
Phụ lục 4:Phương pháp xác định chỉ số peroxit ...................................................... 69
Phụ lục 5:Phương pháp xác định chỉ số axit ........................................................... 73
Phụ lục 6: ANOVA,LSD ảnh hưởng của tốc độ chảy của phương pháp sắc ký cột
không qua giai đoạn xà phòng hóa đến hàm lượng carotenoids thu được ............... 76
Phụ lục 7: ANOVA,LSD ảnh hưởng chiều cao của cột silica gel của phương pháp sắc
ký cột không qua giai đoạn xà phòng hóa đến hàm lượng carotenoids thu được .... 77
Phụ lục 8: ANOVA,LSD ảnh hưởng tỷ lệ của dung môi trong phương pháp sắc ký cột
không qua giai đoạn xà phòng hóa trong quá trình chạy sắc ký đến hàm lượng
carotenoids thu được................................................................................................. 78
Phụ lục 9: ANOVA,LSD ảnh hưởng của tốc độ chảy của phương pháp sắc ký cột có
qua giai đoạn xà phòng hóa đến hàm lượng carotenoids thu được .......................... 78
Phụ lục 10: ANOVA,LSD ảnh hưởng chiều cao cột silica gel của sắc ký cột có qua
giai đoạn xà phòng hóa đến nồnhàm lượng carotenoids thu được ........................... 80
Phụ lục 11: ANOVA,LSD ảnh hưởng tỷ lệ của dung môi trong phương pháp sắc ký
cột có qua giai đoạn xà phòng hóa trong quá trình chạy sắc ký đến hàm lượng
carotenoids thu được................................................................................................. 81
Phụ lục 12: ANOVA,LSD ảnh hưởng của hàm lượng và loại kiềm của điều kiện xà

phòng hóa sút trong nước đến hàm lượng carotenoids thu được ............................ 82
Phụ lục 13: ANOVA,LSD ảnh hưởng của hàm lượng và loại kiềm của điều kiện xà
phòng hóa sút trong cồn đến hàm lượng carotenoids thu được............................... 82
Phụ lục 14:ANOVA,LSD ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng sút trong cồn đến hàm
lượng carotenoids thu được ...................................................................................... 84
Phụ lục 15: ANOVA,LSD ảnh hưởng của thời gian phản ứng trong điều kiện sút trong
cồn đến hàm lượng carotenoids thu được................................................................. 85

xiii 
 


 

Phụ lục 16: ANOVA,LSD ảnh hưởng của tốc độ khuấy sút trong cồn đến hàm lượng
carotenoids thu được................................................................................................. 86
Phụ lục 17: Các thiết bị sử dụng trong quá trình làm đề tài .................................... 87

xiv 
 


 

1. Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Gấc (Momordica Cochinchinensis (Lour.) Spreng) là một loại quả nhiệt đới được
tìm thấy ở Việt Nam và các nước Đông Nam Á khác, tại những nơi này, gấc luôn được
đánh giá cao vì những công dụng quan trọng của nó đối với sức khỏe. Gấc được coi là

“loại quả đến từ thiên đường”, có giá trị cao nhờ khả năng giúp tăng cường tuổi thọ,
sinh lực và sức khỏe. Theo các tài liệu nghiên cừu gần đây, gấc là một nguồn cung cấp
dồi dào các chất chống oxy hóa.[24]
Các bộ phận của Gấc có nhiều công dụng khác nhau, trong đó dầu gấc đã được
dùng như một loại thực phẩm chức năng nhằm tăng cường sức đề kháng, chống lão hóa
tế bào, cung cấp vitamin… cho cơ thể. Trong dầu gấc có chứa một hàm lượng carotenoids
rất cao, gấp nhiều lần so với các loại quả giàu carotenoids khác[3]. Dầu Gấc có chứa
nhiều β − carotene, tiền vitamin A rất cần thiết cho khả năng nhìn tốt của mắt, kích
thích tính miễn dịch và tăng sức đề kháng cho cơ thể, có tác dụng chống oxy hoá.
Ngoài ra, trong dầu gấc còn chứa lycopene, là chất chống oxy hoá hàng đầu có khả
năng bảo vệ cơ thể chống lại các bệnh thoái hoá, suy giảm miễn dịch và cả các chứng
bệnh ung thư [12]. Hiện nay đã có nhiều phương pháp nghiên cứu chiết tách
carotenoids như là phương pháp HPLC; sắc ký cột; enzym; xà phòng hóa… Trong
phạm vi nghiên cứu của khóa luận, tôi xin so sánh hiệu quả của hai phương pháp sắc
ký cột và phương pháp dung môi kết hợp xử lý xà phòng hóa đến hàm lượng
carotenoids thu được. Việc chiết tách carotenoids từ dầu gấc để phục vụ cho những sản
phẩm có giá trị cao hơn thuộc các lĩnh vực như dược phẩm,mỹ phẩm hiện nay vẫn
chưa được quan tâm nhiều. Từ những yêu cầu trên và được sự phân công của Bộ môn
Công Nghệ Hóa Học, Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, dưới sự
hướng dẫn của Th.S Mai Huỳnh Cang, tôi thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU TÁCH
CAROTENOIDS TỪ DẦU GẤC BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU”.

1 
 


 

Đề tài sẽ tập trung nghiên cứu, khảo sát khả năng tách carotenoids từ dầu gấc
bằng các phương pháp sắc ký cột, chọn lọc các điều kiện tối ưu để quá trình sắc ký cột

đạt hiệu quả cao nhất. Đồng thời, đề tài còn nghiên cứu khả năng tách carotenoids từ
dầu gấc bằng phương pháp dung môi kết hợp xử lý xà phòng hóa nhằm loại bớt các
axit béo, chọn lọc các thông số tối ưu để cho quá trình tách carotenoids đạt hiệu quả
cao nhất. Thông qua các kết quả, đề tài hy vọng sẽ giúp ích cho những nghiên cứu tiếp
theo nhằm nâng cao hơn nữa giá trị của dầu gấc và đưa ra sự lựa chọn hiệu quả nhất
trong quá trình chiết tách carotenoids từ dầu gấc, đồng thời có thể áp dụng các phương
pháp này trong việc chiết tách nhiều hợp chất thiên nhiên khác.
1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.2.1. Đối tượng
Dầu gấc nguyên chất từ công ty Đông Phương.
1.2.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của Bộ môn Công Nghệ Hóa Học, Trường
Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Thời gian nghiên cứu là từ tháng 4 đến tháng 8 năm 2013.
So sánh khả năng chiết tách carotenoids bằng phương pháp sắc ký cột và phương
pháp dung môi kết hợp với phương pháp giai đoạn xà phòng hóa.
Khảo sát đánh giá các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình chiết tách carotenoids từ
dầu gấc.
1.3. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu khả năng chiết tách carotenoids từ dầu gấc bằng phương pháp sắc ký
cột có qua giai đoạn xà phòng hóa và không qua giai đoạn xà phòng hóa.
Nghiên cứu về khả năng chiết tách carotenoids từ dầu gấc bằng dung môi kết hợp
với phản ứng xà phòng hóa.
1.4. Nội dung nghiên cứu
Xác định thành phần, đặc tính của nguyên liệu dầu gấc.

2 
 

 

Khảo sát thí nghiệm khi cho dầu gấc chảy qua sắc ký cột có qua giai đoạn xà
phòng hóa và không qua giai đoạn xà phòng hóa để chọn ra các thông số tối ưu.
Khảo sát tách carotenoids bằng dung môi kết hợp phản ứng xà phòng hóa. Đánh
giá các thông số tối ưu của các yếu tố như nhiệt độ, thời gian phản ứng, tốc độ khuấy
trộn…
So sánh hiệu quả của hai phương pháp.
1.5. Phương pháp nghiên cứu
Xác định hàm lượng carotenoids dựa trên phương pháp UV-Vis.

3 
 


 

2. Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Nguyên liệu
2.1.1. Cây gấc
2.1.1.1. Khái niệm
Gấc có tên khoa học là Momordica cochinchinesis (Lour.). Spreng, họ Bí (
Cucurbitaaceae), bộViolales. Gấc còn có tên khác là Muricia cochinchinensis Lour.,
Momordica macrophuylla Gage, Mormordica mixta Roxburgh.
Ở một số nước, gấc được gọi là: Mộc Miết (Trung Quốc), Spiny bittercucumber,
Chinese bitter-cucumber, Chinese cucumber (Anh), Margines à piquant (Pháp),
Makkao (Khơ me)[3,10].
2.1.1.2. Đặc điểm thực vật
Cây gấc là một loại dây leo, mỗi năm lụi một lần, nhưng lại đâm chồi từ gốc cũ

lên vào mùa xuân năm sau. Lá mọc so le, chia thùy khía sâu tới một nữa phiến lá. Hoa
đực, hoa cái riêng biệt, cánh hoa màu vàng nhạt. Mùa hoa trong tháng 4-5. Quả hình
bầu dục dài độ 15-20cm, đáy nhọn, ngoài có nhiều gai, khi chín màu vàng vỏ đẹp tươi.
Mùa quả tháng 6 đến tháng 2 năm sau. Gấc nếp thì thưa gai hơn gấc tẻ. Trong quả có
nhiều hạt xếp thành những hàng dọc, quanh hạt có màu vàng đỏ, tươi. Bóc lớp màng
đỏ sẽ thấy hạt hình gần giống con ba ba nhỏ, ngoài có lớp vỏ cứng, mép có răng cưa.
Trong hạt có nhân trắng có chứa nhiều dầu. Trồng bằng hạthay 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 là loại cây thân leo, phân bố rộng ở Việt
Nam, từ Nam ra Bắc. Gấc cũng là cây lưu niên, mỗi cây có thể ra 30-60 quả hàng năm,
trọng lượng quả dao động 0,5-2kg, có quả nặng tới 3kg, như thế mỗi cây gấc có thể

4 
 


 

cho thu hoạch trung bình 50kg quả/năm. Nhân dân Việt Nam dùng thịt và ruột quả gấc
có màu vàng đỏ để làm xôi gấc, một món ăn truyền thống có từ lâu đời nay. [9]

Hình 2.1: Giàn gấc
(Nguồn www.aladin.com.vn)
2.1.1.3. Cấu trúc của quả gấc
Hình 2.2 mô tả cấu trúc của quả gấc chín bao gồm:vỏ màu đỏ hoặc màu vàng
cam có nhiều gai nhuyễn, lớp thịt quả có màu vàng, dày 1 - 2cm chiếm khoảng 50%
khối lượng quả gấc, giúp bảo vệ các múi gấc bên trong. Múi gấc chiếm khoảng 30%
khối lượng quả, bao gồm phần màng có màu đỏ, bao xung quanh hạt gấc, dày khoảng
1-3mm được dùng để chế biến.
(1) 

(2) 

(4)

(5)

(3) 

Hình 2.2: Cấu tạo của quả gấc
(1) Vỏ quả; (2) Thịt quả; (3) Múi quả; (4) Màng hạt; (5) Hạt
(Nguồn www.thaythuocvietnam.com.vn)
5 
 


 

2.1.1.4. Công dụng của các bộ phận
Hạt Gấc (Semen Momordicae) thường được gọi là Mộc miết tử là hạt lấy ở quả
gấc chín đã bóc vỏ màng và chế biến khô, đã được ghi vào Dược điển Việt Nam
(1983) và Dược điển Trung Quốc (1963, 2000).
Dầu gấc (Oleum Momordicae) ép từ màng đỏ bao xung quanh hạt đã phơi hay
sấy khô và đã được ghi vào Dược điển Việt Nam I (1971).
Rễ gấc (Radix Momordicae) còn gọi là Phòng kỳ nam là rễ cây gấc thu hái vào
mùa đông đã phơi khô.
Trái gấc rất giàu carotenoids, nhiều hơn so với cà chua, bí đỏ, carot. Vì vậy nó
cũng có chức năng phòng trị bệnh tốt như các loại trái cây có màu vàng đỏ khác.[10]
2.1.1.5. Thành phần hóa học
Gấc vừa là cây thực phẩm, vừa là cây thuốc nên nó có giá trị kinh tế rất lớn. Đó
là một loại quả sạch, an toàn và giàu dinh dưỡng, đặc biệt giàu β-carotene, và

lycopene.
Thành phần hóa học và thành phần dinh dưỡng của trái gấc được thể hiện ở bảng
2.1 và bảng 2.2.
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của gấc
Thịt trái

Màng hạt

90.2

77

Calories (Kcal)

29

125

Glucid (g)

6.4

10.5

Protein (g)

0.6

2.1

Lipid (g)

0.1

79

Chất xơ (g)

1.6

1.8

  
Nước (%)

Carotenoid (μg)

45780

(Nguồn: Le Thuy Vuong, 2002)

6 
 


 

Bảng 2.2:Thành phần dinh dưỡng trong gấc
Dinh dưỡng

Giá trị (100g phần ăn được)

Năng lượng (kJ)

1025

Protein
(g)

4.44

(% năng lượng)

7

Cacbohydrate
(g)

50.9

(% năng lượng)

85

Chất béo
(g)

2

(% năng lượng)

8

β-carotene (mg)

3.5

Tổng carotenoid (mg)

85

Thiamine (mg)

0.2

Rinoflavin (mg)

0.02

Niacin (mg)

2.22

Vitamin B6 (mg)

0.14

Folate (μg)

4.5

Vitamin E (mg)

0.34

Calcium (mg)

27.8

Sắt (mg)

1.66

Kẽm (mg)

0.69

(Nguồn: Le Thuy Vuong, 2002)
Lycopene trong gấc cao gấp 70 lần trong cà chua[15], tăng khả năng miễn dịch,
tăng sức đề kháng cho cơ thể, chống oxy hóa, chống lão hóa tế bào, loại bỏ các tác hại
của môi trường (hóa chất độc hại, tia phóng xạ, thuốc trừ sâu…) giúp cơ thể khỏe
mạnh, da dẻ hồng hào, mịn màng…
Hàm lượng β-carotene trong gấc nhiều gấp 10 lần cà rốt hoặc khoai lang[7]. Đây
là tiền chất vitamin A thiên nhiên rất quý giá giúp phòng ngừa và chữa các bệnh thiếu
vitamin A. Tổng hàm lượng carotenoids có mặt trong gấc liên kết với các axit béo
mạch dài, tạo ra kết quả là nó có tính hoạt hóa sinh học cao hơn[25]. Thành phần axit
béo có ở trong màng hạt gấc được trình bày ở bảng 2.3.
7 
 

 

Bảng 2.3: Thành phần axit béo có trong màng hạt
Tên axit

Màng hạt(mg/100g)

Myristic (14:0)
Palmitic (16:0)
Palmitoleic (16:1)
Stearic (18:0)
Oleic (18:1n-9)
Vaccenic (18:1n-9)
Linoleic (18:2)
α-linoleic (18:3n-3)
Eicosanoic (20:0)
Gadoleic (20 :1)
Arachidonic (20:4)
Docosanoic (20:0)
Tetracosanoic (24:0)

Tổng axit béo (%)

89
2248
27
720
3467
115

3206
218
40
15
10
19
14

0.87
22.04
0.26
7.06
34.08
1.13
31.43
2.14
0.39
0.15
0.10
0.19
0.14

(Nguồn: Le Thuy Vuong và cộng sự, 2002)
Dầu gấc trích từ hạt chứa thường khoảng 3000 - 6500ppm, carotenoids. 2500 4500ppm β-carotene, 500-2500 ppm lycopene và 150 - 350ppm vitamin E. [24]
2.1.2. Dầu gấc
2.1.2.1. Các phương pháp sản xuất
Có nhiều phương pháp trích ly dầu gấc [5]:
- Chiết bằng dung môi ete dầu hỏa: lấy kiệt bằng dung môi ete dầu hỏa, sau đó
thu hồi ete dầu hỏa bằng cách đun cách thủy trong môi trường khí trơ, cặn còn lại là
dầu gấc.

- Ép: màng đỏ đã sấy khô, tán nhỏ đem đồ lên rồi ép.
- Phương pháp thủ công nghiệp: màng hạt gấc đã sấy khô tán nhỏ cho vào chảo dầu
lạc hay mỡ lợn đã đun nóng ở nhiệt độ 60 - 700C. Dầu lạc hay mỡ lợn sẽ hòa tan chất
dầu chứa trong màng dầu gấc.
- Dầu gấc sau đó được bảo quản trong chai màu nâu, đóng đầy, nút kín.
Với những tác dụng hữu ích lên sức khỏe, hiện nay trên thị trường xuất hiện
nhiều sản phẩm, thực phẩm chức năng có thành phần chính là dầu gấc.

8 
 


 

(a)

(b)
Hình 2.3: Một số sản phẩm trên thị trường

(a) Dẩu gấc Vio có bổ sung DHA (b) Dầu gấc viên nang VINAGA và dầu gấc
Việt Nam G8
(Nguồn:www.daugac.com)
2.1.2.2. Tính chất lý hóa
- Dầu gấc là chất lỏng, sánh, trong, màu đỏ máu, mùi thơm ngọt đặc biệt, vị
béo, không khé cổ. Nếu để lâu hoặc ở nhiệt độ 0 – 500C xuất hiện cặn.
- Độ hòa tan: dễ tan trong ete dầu hỏa, cloroform và ete.
- Chỉ số khúc xạ: 1.4681 – 1.4685 [2].
- Thành phần hóa học: 100g dầu này có 150 – 175mg β-carotene, khoảng 4g
lycopene và 12mg α-tocopherol (vitamin E thiên nhiên). Axit panmitic (33.4%), axit
stearic (7.9%), đặc biệt là các axit không no như axit oleic (44%) và axit linoleic

(14.7%) là hai axit béo rất cần thiết cho cơ thể. Dầu gấc cũng còn chứa các vi lượng
cần thiết như: sắt, đồng, coban, kali và kẽm…[3,10].
2.1.2.3. Tác dụng sinh học và công dụng
Dầu gấc còn có hàm lượng lycopene rất cao nên có tác dụng làm giảm nguy cơ
gây ung thư (nhất là ung thư tuyến tiền liệt và ung thư dạ dày). β-carotene và lycopene
là các chất carotenoids, loại chất chống oxy hóa của thực vật có tác dụng dọn sạch các
gốc tự do (các nguyên tử và phần tử ở trạng thái không ổn định, có hoạt tính hóa học
rất cao), các sản phẩm oxy hóa độc hại do các gốc tự do sinh ra giúp cơ thể khỏe mạnh
và kéo dài tuổi thanh xuân. Chất carotenoids được xem như là “cái phổi quét rác”trong
9 
 


 

cơ thể có nhiệm vụ“quét dọn” thường xuyên của sản phẩm oxy hóa, không những làm
cho cơ thể bị già nhanh, mà nó còn tham gia gây nhiều bệnh hiểm nghèo như vữa động
mạch, thoái hóa thần kinh, đục thủy tinh thể mắt, bệnh Alzheimer, viêm nhiễm, ung
thư…
Dầu gấc còn có tác dụng phòng ngừa và điều trị bệnh viêm gan, xơ gan hoặc
nguy cơ phát triển ung thư gan, loại trừ độc hại cho người làm việc trong môi trường
có chất độc. Gần đây, nhiều công trình nghiên cứu chỉ ra rằng β-carotene, lycopene và
α-tocopherol trong dầu gấc có khả năng làm mất tác dụng của 75% chất gây bệnh ung
thư nói chung, đặc biệt ung thư vú. Nó được dùng cho bệnh nhân bị ung thư sau khi
cắt bỏ khối u, sau hóa trị và xạ trị. Axit linoleic trong dầu gấc là một vitamin F, có ảnh
hưởng đến chuyển hóa các lipit, phospholipit giúp cơ thể thải bớt cholesterol chống
nhiễm mỡ và làm vững bềnh thành mạch máu. Nó cũng có tác dụng bảo vệ da và tăng
sức chống đỡ của cơ thể.
Dầu gấc còn kích thích sinh ra lớp mô dưới, làm cho vết thương mau lành, để
chữa các vết bỏng, loét và nức kẽ vú…[10].

Ngày nay, cùng với sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu về gấc đã chỉ ra thêm
được nhiều công dụng của dầu gấc như: làm tăng khả năng hệ miễn dịch, chống lại sự
lão hóa của tế bào và chống lại quá trình oxy hóa [4], loại bỏ các tác động độc hại của
môi trường như các chất độc hóa học, tia phóng xạ. Các thành phần β-carotene,
lycopene và vitamin E trong dầu gấc có tác dụng trung hòa 75% các chất gây ung thư,
đặc biệt đối với bệnh ung thư vú [13].
2.2. Carotenoids
Carotenoids là nhóm chất màu hòa tan trong chất béo làm cho quả và rau có màu
da cam, màu vàng và màu đỏ. Nhóm này gồm từ 65 tới 70 chất màu tự nhiên, tiêu biểu
là carotene, licopene, xanthophylls, capsanthin. Carotenoids có trong đa số cây (trừ
một số nấm) và hầu như có trong tất cả cơ thể động vật.
2.2.1. Công thức cấu tạo chung
Carotenoids là hợp chất cấu tạo bởi 8 đơn vị isoprenoid (ip). Các đơn vị ip nối
với nhau từ “đầu đến đuôi”, nhưng trật tự này bị nghịch chuyển tại giữa phân tử.
10