Nghiên cứu chiết tách anthocyanin từ củ khoai lang tím và ứng dụng của nó

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA

PHAN THỊ DIỆU HIỀN

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH ANTHOCYANIN TỪ CỦ
KHOAI LANG TÍM VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN KHOA HỌC

Đà Nẵng - 2018


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH ANTHOCYANIN TỪ CỦ
KHOAI LANG TÍM VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ
NHÂN KHOA HỌC

Sinh viên thực hiện : Phan Thị Diệu Hiền
Lớp

: 14CHP

Giáo viên hướng dẫn : PGS. TS Lê Tự Hải

Đà Nẵng - 2018

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 2


Luận văn tốt nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA

NHIỆM VỤ K
Họ và tên sinh viên: Phan Thị Diệu Hiền
Lớp

: 14CHP

1. Tên đề tài: Nghiên cứu chiết tách Anthocyanin từ củ khoai lang tím và ứng dụng
của nó.
2.

Nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ và hóa chất

2.1. Nguyên liệu: Khoai lang tím ở chợ Đống Đa, Đà Nẵng.
2.2. Thiết bị: Máy đo quang UV-VIS của hãng Thermo (Đức), tủ sấy, lò nung, bếp
cách thủy, máy đó pH, cân phân tích.
2.3. Dụng cụ: cốc thủy tinh, bình định mức, bát sứ, chén sứ, cối sứ, chày sứ, bóp
cao su, pipet các loại, đũa thủy tinh, phễu lọc, giấy lọc.
2.4. Hóa chất: Rượu etylic, dung dịch HCl đậm đặc, Dung dịch amoniac, nước cất
2 lần và các hóa chất thông dụng trong PTN
3.

Nội dung nghiên cứu
• Nghiên cứu và lựa chọn các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lý mẫu để
chiết tách anthocyanin từ khoai lang tím.
• Ứng dụng làm giấy chỉ thị an toàn trong phân tích hóa học.

4.

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS Lê Tự Hải

5.

Thời gian nhận đề tài: 9/2017

6.

Thời gian hoàn thành đề tài: 3/2018
Chủ nhiệm khoa

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày……tháng……năm 2018.
Kết quả điểm đánh giá

Ngày......tháng…..năm 2018
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ tên)

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 4


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH ...........................................................................................
DANH MỤC CÁC BẢNG ..........................................................................................
LỜI MỞ ĐẦU ...........................................................................................................
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .....................................................................................

1.1.Khoai lang ...............................................

1.1.1. Định nghĩa

1.1.2. Nguồn gốc
1.1.3. Đôi nét về khoai lang tím ......................................................................

1.2.Anthocyanin ............................................
1.2.1. Giới thiệu

1.2.2. Cấu trúc ...
1.2.3. Tính chất vật lý .....................................................................................
1.2.4. Tính chất hóa học .................................................................................
1.2.5. Tác dụng sinh học của Anthocyanin .....................................................

1.3.Tổng quan chất chỉ thị .............................

1.4.Kỹ thuật chiết tách các hợp chất hữu cơ .

1.4.1. Phương ph
1.4.2. Phương pháp kết tinh ...........................................................................
1.4.3. Phương pháp chưng cất.........................................................................
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................

2.1.Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ ...............

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 5

Luận văn tốt nghiệp

2.1.1.

N

2.1.2.

H

2.1.3.

D

2.2.

Sơ đồ nghiên cứu ...................................

2.3.

Phương pháp nghiên cứu .......................

2.3.1. Phương pháp xác định một số chỉ tiêu hóa lí của khoai lang tím .........
2.3.2. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết Anthocyanin ...
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ..............................................................
3.1.

Chỉ tiêu hóa lý của khoai lang tím .........

3.1.1. Độ ẩm của khoai lang tím .....................................................................
3.1.2. Xác định hàm lượng hữu cơ bằng phương pháp tro hóa mẫu ..............
3.2.

Nghiên cứu chiết tách Anthocyanin .......

3.2.1.

Q

3.2.2. Xác định bước sóng hấp thụ cực đại .....................................................
3.2.3. Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách Anthocyanin .......
3.3.

Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến màu

3.4.

Ứng dụng của anthocyanin làm giấy chỉ

trường .....................................................................................................................

3.4.1. Xác định thời gian tẩm dịch màu lên giấy ............................................
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 6

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu

STT

hình
1

1.1

2

1.2

3

1.3

4

1.4

5

1.5

6

2.1

7

2.2

8

3.1

9

3.2

10

3.3

11

3.4

12

3.5

13

3.6

14

3.7

15

3.8

16

3.9

17

3.10

18

3.11

19

3.12

20

3.13


SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 7


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

DANH MỤC CÁC BẢNG

STT

Số hiệu
bảng

1

1.1

2

3.1

3

3.2

4

3.3

5

3.4

6

3.5

7

3.6

8

3.7


SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 8


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến giảng viên hướng
dẫn thầy Lê Tự Hải đã cho phép, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian thực hiện và hoàn thành khóa luận này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong khoa Hóa, trường Đại
học sư phạm Đà Nẵng đã dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức hữu ích cho tôi trong
suốt thời gian học tập tại trường và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi nghiên cứu,
thực hiện khóa luận này.
Chân thành cảm ơn các bạn trong tập thể lớp 14CHP đã nhiệt tình giúp đỡ tôi
học tập, nghiên cứu, tìm kiếm tài liệu và động viên tôi trong suốt thời gian nghiên
cứu và thực hiện khóa luận.
Mặc dù bản thân đã cố gắng nỗ lực song vẫn không thể tránh có sai sót. Rất
mong quý thầy cô thông cảm và đóng góp thêm ý kiến để tôi hoàn thiện bài báo cáo
này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngàytháng
Sinh viên thực hiện

Phan Thị Diệu Hiền.

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 9


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

LỜI MỞ ĐẦU
1.

Lí do chọn đề tài

Hiện nay, chất màu tự nhiên đang ngày càng được quan tâm, bởi nó là chất
tạo màu không độc hại, thân thiện với môi trường và được ứng dụng rộng rãi cho
nhiều ngành công nghiệp. Anthocyanin là họ màu rất phổ biến, tồn tại trong hầu hết
các thực vật bậc cao và được tìm thấy trong một số loại rau, hoa, quả, hạt có màu từ
đỏ đến tím như: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, cà tím, khoai lang tím, gạo nếp than,
… Trong đó, khoai lang tím là nguyên liệu có hàm lượng Anthocyanin khá cao.
Nhiều nghiên cứu cho thấy Anthocyanin trong khoai lang tím không những
tạo màu tốt mà còn có tác dụng tốt đối với sức khỏe con người và động vật. Vì thế,
nó được sử dụng rộng rãi để làm thuốc, màu thực phẩm, các thực phẩm sử dụng
trong gia đình.
Ngoài ra, đặc tính đặc biệt của chất màu Anthocyanin là thay đổi màu theo
pH môi trường. Do đó, Anthocyanin hoàn toàn có thể dùng làm chất chỉ thị để xác
định nhanh môi trường pH. Vai trò làm giấy chỉ thị chính là sự tiện dụng của nó. Chỉ
cần một mẩu giấy nhỏ hay lượng nhỏ, ta có thể biết dung dịch đang sử dụng có tính
acid hay base và độ mạnh yếu của tính acid/base dựa vào sự thay đổi của màu sắc.
Hiện nay, những chất chỉ thị tổng hợp như metyl da cam, phenolphtalein,…có thể
không tinh khiết, có thể ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu và thí nghiệm. Do vậy,
nghiên cứu sử dụng Anthocyanin làm chất chỉ thị là việc làm cần thiết nhằm phát
triển hơn nữa các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên. Tuy nhiên, ứng dụng
Anthocyanin làm chất chỉ thị an toàn trong hóa học phân tích và phân tích thực
phẩm cho đến nay vẫn chưa được đề cập một cách đầy đủ và hệ thống. Và đó là lí
do em lựa chọn đề tài:
“Nghiên cứu chiết tách Anthocyanin từ khoai lang tím và ứng dụng của nó”

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 10


Luận văn tốt nghiệp

2.

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

Mục đích nghiên cứu

- Khảo sát được điều kiện chiết tách tối ưu Anthocyanin từ khoai lang tím
- Nghiên cứu được ứng dụng của Anthocyanin làm giấy chỉ thị an toàn trong
phân tích hóa học.
3.
3.1.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng

Củ khoai lang được mua ở chợ Đống Đa, Đà Nẵng.
3.2.

Phạm vi nghiên cứu

Chiết anthocyanin từ củ khoai lang tím bằng hệ dung môi etanol/nước với xúc tác
axit.
4.
4.1.

Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp tiếp cận

- Tìm hiểu và đọc tài liệu từ các nghiên cứu trước đó.
- Hỏi ý kiến thầy cô, bạn bè.
4.2.

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến đề tài.
- Thu tập, tổng hợp các tài liệu, tư liệu, sách báo trong và ngoài nước về đặc
điểm hình thái thực vật, thành phần hóa học và ứng dụng của củ khoai lang
tím.
4.3.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Phương pháp lấy mẫu: Củ khoai lang tím được thu mua tại chợ Đống Đa,
Đà
Nẵng, rửa sạch, để ráo rồi xay nhỏ.
- Phương pháp trọng lượng để xác định độ ẩm và hàm lượng hữu cơ trong củ
khoai lang tím.
- Dùng phương pháp UV – VIS để khảo sát điều kiện tối ưu chiết tách
anthocyanin từ củ khoai lang tím.
- Ứng dụng làm giấy chỉ thị an toàn trong phân tích.
SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 11

Luận văn tốt nghiệp

5.

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

Bố cục đề tài

Nội dung đề tài chia làm 3 chương:
- Chương 1: Tổng quan
- Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu
- Chương 3: Kết quả và bàn luận

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 12


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Khoai lang [6], [7]

1.1.1. Định nghĩa
Khoai lang (danh pháp hai phần: Ipomoea batatas) là loài cây thân thảo dạng

dây leo sống lâu năm, có các lá mọc so le hình tim hay xẻ thùy chân vịt, các hoa có
tràng hợp và kích thước trung bình. Rễ củ ăn được có hình dáng thuôn dài và thon,
lớp vỏ nhẵn nhụi có màu từ đỏ, tím, nâu hay trắng. Lớp cùi thịt có màu từ trắng,
vàng, cam hay tím. Có chứa nhiều tinh bột, có vị ngọt, được gọi là củ khoai lang và
nó là một nguồn cung cấp rau ăn củ quan trọng, được sử dụng trong vai trò của cả
rau lẫn lương thực. Các lá non và thân non cũng được sử dụng như một loại rau.
Khoai lang có quan hệ họ hàng xa với khoai tây (Solanum tuberosum) có nguồn gốc
Nam Mỹ và quan hệ họ hàng rất xa với khoai mỡ (một số loài trong chi Dioscorea)
là các loài có nguồn gốc từ châu Phi và châu Á.
Chi Ipomoea có khoai lang, rau muống (Ipomoea aquatica) và một số loài
hoa dại được gọi bằng một số tên như bìm bìm (chung với các chi khác), mặc dù từ
này không được dùng để chỉ khoai lang, rau muống. Một vài giống cây trồng của
Ipomoea batatas cũng được trồng như là cây trồng trong nhà.
1.1.2. Nguồn gốc
Khoai lang có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới châu Mỹ, nó được con người
trồng cách đây trên 5.000 năm. Nó được phổ biến rất sớm trong khu vực này, bao
gồm cả khu vực Caribe. Nó cũng đã được biết tới trước khi có sự thám hiểm của
người phương tây tới Polynesia. Nó được đưa tới đây như thế nào là chủ đề của các
cuộc tranh luận dữ dội, có sự tham gia của các chứng cứ từ khảo cổ học, ngôn ngữ
học và di truyền học.

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 13


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

1.1.3. Đôi nét về khoai lang tím
1.1.3.1.

Tên gọi

Khoai lang tím còn có tên gọi khác là khoai lang Pêru vì nó có nguồn gốc từ
Nam Mỹ, tên khoa học là Solanum andigenum.
1.1.3.2.

Phân bố

Khoai lang tím thuộc loài thân thảo dạng dây leo sống lâu năm, có lá mọc so
le hình trái tim hay xẻ thùy chân vịt. Củ hình thuôn dài, lớp vỏ nhẵn nhụi có màu
tím (cũng có màu khác là đen, nâu, trắng hay vàng) và có tới hàng trăm loài khác
nhau. Tùy theo giống khoai mà củ của nó có kích thước, độ ngọt và mùi thơm khác
nhau. Khoai lang tím giống Nhật Bản được trồng nhiều ở các huyện Tam Bình, Bình
Tân... tỉnh Vĩnh Long. Gần đây, khoai lang tím trở thành món ăn được nhiều người
ưa thích.
1.1.3.3.
-

Công dụng

Tác dụng giảm huyết áp: Theo nghiên cứu thực hiện tại Mỹ do ông Joe
Vinson đứng đầu cho thấy, khoai lang tím có tác dụng trong việc phòng ngừa
bệnh cao huyết áp. Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã chọn nhóm người
tình nguyện ăn 6-8 củ khoai lang tím loại nhỏ mỗi ngày trong vòng 1 tháng,
sau đó đo huyết áp, kết quả giảm được 4,3% huyết áp tâm trương (tối thiểu)
và 3,5% huyết áp tâm thu (tối đa).

-

Tác dụng giảm cân: Khoai lang nói chung và khoai lang tím riêng là nhóm
thực phẩm giàu dưỡng chất như vitamin A, B, C, E, protein, tinh bột, axit
amin và rất nhiều các loại nguyên tố vi lượng như canxi, sắt, manhê, kẽm...
nên được xem là thực phẩm số 1 cho những người muốn giảm cân và chứa ít
năng lượng, chóng no lại ngon miệng. Nếu so với cơm gạo, các loại củ khác
thì khoai lang tím chỉ có mức năng lượng bằng 1/3 nhóm thực phẩm nói trên.
Chưa hết, nó có chất béo, đường mỡ thấp nên rất có lợi cho nhóm người mắc
bệnh tiểu đường.

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 14


Luận văn tốt nghiệp

-

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

Kháng viêm và làm mờ vết thâm: Khi da sưng đỏ hoặc đau rát chỉ cấn cắt lát
khoai mỏng đắp lên đó trong khoảng 10- 15 phút sẽ làm dịu đau.

-

Chống lão hóa: Ăn khoai lang 2 lần/tuần sẽ giúp da mềm mại vì khoai lang
tím có chứa nhiều sinh tố có lợi, chất khoáng, chất xơ. Hoặc nghiền khoai
lang nhuyễn, trộn với sữa chua đắp lên da.

1.2.

Anthocyanin [5], [7], [8]

1.2.1. Giới thiệu [14]
Các Anthocyanin thuộc một trong những nhóm chất màu tự nhiên flavonoid
tan trong nước lớn nhất trong thế giới thực vật. Thuật ngữ Anthocyanin bắt nguồn từ
tiếng Hy Lạp, trong đó Anthocyanin là sự kết hợp giữa Anthos – nghĩa là hoa và
Kyanos – nghĩa là xanh. Tuy nhiên, Anthocyanin còn mang đến các màu sắc khác
như hồng, đỏ, cam,…và các màu trung gian khác.
1.2.2. Cấu trúc [3], [13]
Anthocyanin là hợp chất gồm có gốc aglycon có màu (được gọi là
anthocyanidin hay anthocyanidol) kết hợp với các glucoside có gốc đường glucose,
galactose… Anthocyanin hòa tan trong nước. Anthocyanin tham gia vào việc tạo
nên đa sắc màu cho hoa quả. Đồng thời cùng với chất tạo màu khác như clorophin,
carotenoid để tạo cho hoa quả có cường độ màu khác nhau tùy thuộc vào hàm lượng
và số đồng phân của chúng.

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 15


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

Hình 1.1 . Các ion flavinium, cấu trúc cơ bản của aglycon của Anthocyanins
Các gốc đường có thể gắn vào vị trí 3,5,7; thường được gắn vào vị trí 3 và 5.

Phân tử Anthocyanin gắn đường vào vị trí 3 gọi là monoglycosid, ở vị trí 3 và 5 gọi
là diglycosid. Sự khác biệt giữa chúng là số lượng các nhóm hydroxy hóa, bản chất
và số lượng các gốc đường liên kết với cấu trúc của chúng. Các aglycon của
3’

5’

Anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí R và R , thường là –
H, -OH hoặc –OCH3.
1.2.3. Tính chất vật lý [3], [13]
Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình. Nó là hợp chất khá
phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực và dịch bão hòa, đặc biệt là nước ấm.
Khi kết hợp với đường làm cho phân tử Anthocyanin càng dễ hòa tan hơn. Tuy
o

nhiên, ở 70 C chúng bắt đầu phân hủy.
Bước sóng của Anthocyanin hấp thụ cực đại trong miền nhìn thấy khoảng
513- 615nm ứng với mỗi pH. Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắc
của Anthocyanin, chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch. Nồng độ Anthocyanin
càng lớn độ hấp thụ càng mạnh.

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 16


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

1.2.4. Tính chất hóa học [3], [13]
Anthocyanin có thể ngưng tụ với các flavonoids khác, sản phẩm ngưng tụ có
thể tạo phức với protein và tạo kết tủa với tanin.
Anthocyanin là một hợp chất màu, vì thế màu sắc và tính chất của nó chịu
ảnh hưởng bỏi nhiệt độ và ánh sáng.
Anthocyanin bị oxy hóa chậm trong nước. Oxi và nhiều chất oxi hóa khác
như peoxit có thể phá hủy Anthocyanin.
Mức độ methyl hóa các nhóm –OH trong vòng benzen càng cao thì màu càng
đỏ. Nếu nhóm –OH ở vị trí thứ 3 kết hợp với các gốc đường thì màu sắc cũng thay
đổi theo số lượng các gốc đường được đính vào nhiều hay ít.
Màu sắc của Anthocyanin luôn thay đổi phụ thuộc vào pH, vào các chất màu
có mặt và nhiều yếu tố khác. Tuy nhiên, màu sắc của Anthocyanin thay đổi mạnh
nhất phụ thuộc vào pH môi trường. Khi pH < 7 các Anthocyanin có màu đỏ, khi pH
> 7 thì có màu xanh. Ở pH = 1 các Anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu
cam đến đỏ, pH = 4-5 chúng chuyển thành dạng cacbinol hay bazo chalcon không
màu, ở pH = 7-8 lại về dạng bazo quinoidal anhydro màu xanh.
1.2.5. Tác dụng sinh học của Anthocyanin [15], [16]
1.2.5.1.

Tác dụng chống viêm

Trong quá trình bị viêm, các enzym làm mô bị tổn thương liên kết trong các
mao mạch, dẫn đến xuất huyết máu và các mô xung quanh. Quá trình oxi hóa được
tao ra trong máu và làm hư hại các mô.
Anthocyanin ngăn cản quá trình này theo nhiều giai đoạn. Trước tiên, chúng
trung hòa các emzym phá hủy mô liên kết. Sau đó, khả năng chống oxi hóa của
chúng ngăn ngừa quá trình oxi hóa từ mô liên kết bị tổn thương. Cuối cùng, chúng
hỗ trợ cải thiện các protein trong máu về trạng thái đầu. Và theo nghiên cứu thực
nghiệm, bổ sung Anthocyanin trên động vật có hiệu quả ngăn ngừa viêm và phục
hồi mạch máu bị hư hại.

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 17


Luận văn tốt nghiệp

1.2.5.2.

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

Chất chống oxi hóa

Anthocyanin được xem là chất chống oxi hóa mạnh đối với các gốc tự do.
Cơ chế chống oxi hóa của Anthocyanin như sau: Các hợp chất flavanoid nói
chung trong đó có Anthocyanin chống oxy hóa bằng cách quét các gốc O 2 tự do, hay
phản ứng với các gốc peroxy tham gia vào phản ứng oxy hóa dây chuyển, nhờ vào
+

khả năng cho các gốc tự do H , các hợp chất này có thể ức chế được phản ứng
peroxy hóa lipid.
Hoạt tính chống oxy hóa của Anthocyanin là do Aglycon quyết định, số
lượng các gốc đường ở vị trí C3 cũng có vai trò rất quan trọng đến khả năng chống
oxy hóa, số lượng các phân tử đường càng ít khả năng chống oxy càng cao hơn.
Cho đến nay, phần lớn các nghiên cứu về Anthocyanin vẫn chưa thể giải
thích rõ ràng về cơ chế hoạt động sinh học, sự hấp thụ, sự phân bố trong cơ thể, các
mô của Anthocyanin. Các vấn đề phức tạp nhất là: Chất Anthocyanin không hoạt
động riêng lẻ mà kết hợp với các flavonoid khác, vì thế không thể so sánh hoạt tính
của Anthocyanin riêng rẽ với các dịch trích từ thực vật, vốn rất nhiều hợp chất phối
hợp với nhau.

1.2.5.3.

Một số tác dụng khác

1.2.5.3.1. Trong thực vật
Anthocyanin có tính kháng khuẩn, kháng nấm, có vai trò tạo điều kiện cho
sự thụ phấn, phát tán nhờ màu sắc sặc sỡ trên cành hoa và quả. Mặt khác,
Anthocyanin là chất có khả năng hấp thụ tia UV nhằm bảo vệ bộ gen của thực vật
trước các tia tử ngoại.
1.2.5.3.2. Đối với sức khỏe con người
Anthocyanin có tác dụng tốt trong chống lão hóa, ngăn ngừa sự phát triển
của các khối u, bướu, hạn chế nguy cơ bị đột quỵ, giảm nguy cơ mắc ung thư…
Anthocyanin còn giúp bảo vệ dạ dày chống lại những thương tổn do sự oxy hóa, vì
vậy hoãn lại giai đoạn đầu của bệnh ung thư dạ dày, ung thư ruột.

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 18


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

1.2.5.3.3. Trong y học
Anthocyanin cũng có thể cải thiện thị lực theo nhiều cơ chế khác nhau. Trong
môt nghiên cứu ở Pháp tiến hành vào năm 1964, các nhà nghiên cứu thị lực đã tiến
hành thử nghiệm trên 36 người về sự thích ứng với ánh sáng và bóng tối cả trước và
sau khi uống Anthocyanins cây nham lê. Vài giờ sau khi bổ sung, thị lực của họ
được cải thiện đáng kể. Một nghiên cứu gần đây ở Nhật Bản thấy rằng người dùng

50mg Anthocyanin black currant thích nghi tốt hơn với bóng tối và đỡ mệt mỏi mắt
hơn những người trong nhóm dùng dược phẩm khác.
Một số nghiên cứu cho thấy Anthocyanin có thể bảo vệ cơ thể chống lại một
số virut: herpes (HSV -1). Anthocyanin có khả năng giúp chữa bệnh suy tĩnh mạch
ở người - là một tình trạng mà trong đó các tĩnh mạch và bắp thịt, chủ yếu là ở chân,
máu khó lưu thông đến tim, gây đau đớn và khó khăn khi đi bộ.
Anthocyanin làm co giãn mạch máu tác dụng làm bền thành mạch, ngăn ngừa xơ
vữa động mạch.
Anthocyanin cũng bảo vệ cơ thể chống lại các chất độc: Acetaminophen, các
thành phần hoạt chất trong Tylenol là một chất độc gan mạnh, hàng năm gây ra
75000 trường hợp ngộ độc như vậy.
1.2.5.3.4. Trong lĩnh vực thực phẩm
Anthocyanin được sử dụng như chất màu tự nhiên tạo ra nhiều màu sắc hấp
dẫn cho thực phẩm và an toàn có thể thay thế cho chất màu tổng hợp. Ngoài ra, với
khả năng chống oxy hóa cao, Anthocyanin được sử dụng để bảo quản thực phẩm,
kháng khuẩn, kháng nấm, chống oxy hóa cho thực phẩm.
Trong phân tích hóa học, ngoài việc sử dụng các chỉ thị vạn năng tại các
trường trung học cơ sở, trung học phổ thông cho các thí nghiệm, giáo viên thường
tự làm các thí nghiệm “vui” thực tế để tạo hứng thú cho học sinh bằng cách sử dụng
các dịch chiết của các loại rau củ như bắp cải tím để quan sát sự đổi màu của dịch
chiết trong các môi trường pH khác nhau. Vì vậy, việc tự tạo chỉ thị màu là giải

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 19


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

pháp hay giúp giáo viên thực hiện tốt kế hoạch dạy học, giúp học sinh nhận thấy
hóa học gần gũi với đời sống và tạo tâm lý vui thích khi học bài.
1.3.

Tổng quan chất chỉ thị [2], [5]
Chất chỉ thị màu (CTM) là những chất có màu sắc thay đổi theo sự biến đổi

pH của dung dịch. Chúng thường là những chất hữu cơ có tính acid base, trong đó
dạng acid và dạng base liên hợp có màu khác nhau phụ thuộc vào cấu trúc phân tử
của chúng. Khi pH của dung dịch biến đổi, cấu trúc phân tử của chúng bị biến đổi
theo, dẫn đến màu thay đổi.
Nếu kí hiệu dạng acid của chất chỉ thị là HInd, dạng base liên hợp của nó là
-

Ind , trong dung dịch có cân bằng sau:
Khi cho chỉ thị màu vào nước thì cân bằng được thiết lập:
+

HInd + H2O ↔ H3O + Ind

-



Nếu cân bằng (CB) chuyển dịch về phía phải ( ) dung dịch có màu của dạng
base (Ind ).



Nếu cân bằng (CB) chuyển dịch về phía trái ( ) dung dịch có màu của dạng
acid (HInd).
Nếu trong một hệ có hai chất có màu khác nhau thì việc quan sát bằng mắt
chỉ cho phép ta nhận được màu của một chất khi nồng độ của nó ít nhất gấp 10 lần
nồng độ chất kia. Như vậy:
[

]

Khi [Ind−] ≥ 10 màu của chất chỉ thị là màu của Hind.

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 20


Luận văn tốt nghiệp

Bảng 1.1. Một số chất chỉ thị thường dùng trong chuẩn độ acid-base
Chỉ thị
Metyl da cam
Phenolphatalein
Giấy quỳ
Metyl đỏ
Vàng Alizarin
Đỏ phenol
Thymolphthalein

Cơ chế ứng dụng Anthocyanin làm giấy chỉ thị:
Trong môi trường nước, pH có ảnh hưởng đáng kể đến màu sắc của

Anthocyanin. Màu sắc của Anthocyanin thay đổi theo sự thay đổi của pH. Sự thay
đổi cấu trúc của Anthocyanin khi pH thay đổi đã được đề cập trong phần tính chất
hóa học.
Anthocyanin giống như một chất chỉ thị tự nhiên, có màu hồng hay màu đỏ ở
pH thấp, màu tím ở pH trung gian và màu xanh ở pH cao.
1.4.

Kỹ thuật chiết tách các hợp chất hữu cơ

1.4.1. Phương pháp chiết
Phươn g pháp chiết là phương pháp lấy chất từ hỗn hợp bằng dung môi thích
hợp để tách biệt, cô và tinh chế các cấu tử có trong hỗn hợp thành những cấu tử
riêng. Có thể tách từ hỗn hợp dung dịch hay từ chất rắn.
1.4.1.1.

Chiết đơn giản, một lần

Đun nóng hợp chất với dung môi trong bình cầu có sinh hàn hồi lưu, lọc
nóng hoặc để lắng cho trong nồi chắt. Khi thao tác với những lượng chất nhỏ, ta
dùng ống nghiệm có lắp ống sinh hàn không khí.

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 21


Luận văn tốt nghiệp

1.4.1.2.

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

Chiết đơn giản, nhiều lần

Muốn làm cho quá trình chiết được lặp đi lặp lại nhiều lần thao tác đã được
mô tả ở trên, ta nên dùng những bộ dụng cụ tự động. Những bộ dụng cụ như vậy
bao gồm một bình cầu, một thiết bị chiết và một ống sinh hàn hồi lưu. Dung môi ở
trong bình cầu được làm bốc hơi từng phần, dung môi được ngưng tụ nhỏ vào chất
được chiết đựng trong một cái túi bằng giấy lọc và sau đó lại chảy vào bình. Trong
quá trình đó cấu tử cần được tách, được làm thêm trong dung môi.

Hình 1.2. Dụng cụ chiết soxhlet
1.4.2. Phương pháp kết tinh [10]
Kết tinh là quá trình tách chất rắn hòa tan trong dung dịch dưới dạng tinh thể.
Tinh thể là những vật rắn đồng nhất có hình dạng khác nhau. Phương pháp quan
trọng nhất để tinh chế chất rắn là kết tinh lại. Quá trình kết tinh gồm các giai đoạn
sau:
Giai đoạn kết tinh bằng cách hạ nhiệt độ hay làm bay hơi một phần dung
môi.
Tách tinh thể ra khỏi dung dịch còn lại bằng cách lắng, lọc, li tâm.
Kết tinh lại (trong trường hợp cần thiết)
SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 22


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS. TS Lê Tự Hải

Rửa và sấy khô.
Yêu cầu dung môi hữu cơ sử dụng:
Phải có tính hòa tan chọn lọc, tức là hòa tan tốt các chất cần tách mà
không được hòa tan hay hòa tan rất ít các chất khác. Đây là tính chất cơ
bản không thể thiếu.
Không có tác dụng hóa học với các cấu tử của dung dịch.
Không phá hủy thiết bị, bị biến đổi thành phần khi bảo quản.
Không độc khi thao tác, không tạo hỗn hợp nổ với không khí và khó
cháy.
Rẻ tiền, dễ kiếm.
Dung môi phải được tách ra sau quá trình bằng phương pháp đun nóng,
chưng cất hoặc sấy. Sau khi tách không để lại mùi vị lạ và làm bẩn sản phẩm.
1.4.3. Phương pháp chưng cất [11]
Chưng cất là quá trình dùng nhiệt để tách một hỗn hợp lỏng ra thành các cấu
tử trong hỗn hợp ở cùng một nhiệt độ, vì thế ta sẽ thu được hóa chất tinh khiết hơn.
Phương pháp chưng cất dùng để tách các hỗn hợp chất lỏng cũng như các
hỗn hợp khí, lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các
cấu tử trong hỗn hợp.
Những phương pháp chưng cất hay gặp:
Chưng cất đơn: dùng để tách các hỗn hợp gồm các cấu tử có độ bay hơi
khác nhau, phương pháp này thường dùng để tách sơ bộ và làm sạch cấu
tử khỏi hợp chất.
Chưng cất bằng hơi nước trực tiếp: dùng tách các hỗn hợp gồm các chất
khó bay hơi và tạp chất không bay hơi, thường áp dụng với những chất
không tan vào trong nước.

SVTH: Phan Thị Diệu Hiền

Page 23