Các axit béo trong dầu hạt thực vật

93
Tạp chí Hóa học, T. 40, số ĐB, Tr. 93 - 99, 2002
Các axit béo cyclopropenoic trong dầu hạt thực vật
Việt nam: Hibiscus Sabdariffa Lin. và Gnetum
Latifolium Blume
Đến Tòa soạn 1-7-2002
Phạm Quốc Long
1
, Đon Lan Phơng
1
, K.Vosmann
2
, K. Aitzetmuller
2
1
Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên Trung tâm KHTN&CNQG
2
Viện nghiên cứu Hóa - Lý chất béo, Muenster - CHLB Đức

Summary
Cyclopropenoic fatty acids ( CPEFA ): malvalic acid and sterculic acid have been found in
seed oil of Hibiscus Sabdariffa Lin. and Gnetum Latifolium Blume of Vietnam by GC with
AgNO
3
/ MeOH rearrangement derivatization. The contents of CPEFA were in Hibiscus
Sabdariffa Lin. (18:CE 1.33%; 19:CE 0.50%) and Gnetum Latifolium Blume (18:CE 32.50%;
19:CE 8.86%). Structure of malvalic acid and sterculic acid were confirmed by GC-MS of their
ether rearrangement products and discussed also.

I - Mở Đầu
Các axit béo cyclopropenoic (CPEFA) luôn

có mặt trong dầu các hạt thực vật bậc cao, v( đ*
đ+ợc phát hiện từ hơn 30 năm nay [1, 2]. Các
t(i liệu đ* chỉ ra rằng có 2 dạng CPEFA th+ờng
gặp trong thực tế l(: axit sterculic (9,10 -
methylene-9-octadecenoic) v( axit malvalic
(8,9-methylene-8-heptadecanoic), ngo(i ra
những axit hay tìm thấy cùng có mặt với các
CPEFA trong nhiều loại hạt thực vật khác l(:
dihydrosterculic v( dihydromalvalic [3, 4].
Những axit loại n(y đều có một vòng nhỏ tồn
tại trong mạch d(i cácbon l( cấu trúc phân tử
của axit béo, chính chúng l( nguyên nhân kìm
h*m h(ng loạt các enzym quyết định của các
quá trình sinh tổng hợp trong cơ thể sống, v( có
nhiều bằng chứng cho thấy chúng l( độc v( có
thể l( tác nhân gây ung th+ cho động vật bậc
cao [5, 6].
Đ* có nhiều ph+ơng pháp nghiên cứu v(
nhận dạng các CPEFA: từ các ph+ơng pháp cơ
bản của Durbetaki [7], ph+ơng pháp phản ứng
hóa học của Halphen [8, 9], ph+ơng pháp phân
tích bởi cộng h+ởng từ hạt nhân (NMR) [10],
v( ph+ơng pháp phân tích bằng sắc kí khí (GC)
của các dẫn xuất CPEFA sau khi phản ứng với
AgNO
3
/ MeOH [11 - 13].
Trong thời gian gần đây, nhờ có sự phát
triển v+ợt bậc của các kĩ thuật phân tích sắc kí
khí mao quản có kết hợp với phổ khối l+ợng

(GC-MS), nên việc phân tích v( nhận dạng các
CPEFA đ* dễ d(ng, nhanh v( chính xác hơn rất
nhiều [14]. Theo các t(i liệu đ* công bố ở trên,
các CPEFA phổ biến hay có mặt trong dầu hạt
các họ thực vật: Malvaceae (ng(nh
Angiospermae) v( Gnetaceae (ng(nh
Gymnospermae). B(i báo n(y đề cập đến các
kết quả phân tích về các CPEFA có trong dầu
hạt 2 cây: Hibiscus Sabdariffa Lin. (Họ
Malvaceae) v( Gnetum Latifolium Blume (Họ
Gnetaceae) của Việt Nam có sử dụng các kĩ
thuật phân tích hiện đại GC v( GC-MS đ* nêu ở
trên [14].
94
II - Nguyên liệu v phơng pháp
1. Nguyên liệu
Mẫu hạt thực vật đ+ợc thu thập tại Việt nam
v( đ+ợc các nh( sinh vật học phân loại, định tên
khoa học: hạt Dâm bụt dấm Hibiscus
Sabdariffa Lin. (thu 6/1999 tại Hòa Bình), v(
hạt Gắm núi đá Gnetum Latifolium Blume (thu
11/2000 tại Yên Bái). Các mẫu hạt sau khi đ+ợc
chọn lọc, bảo quản ở điều kiện tiêu chuẩn (4
o
C,
độ ẩm không đổi), v( đ+ợc mang sang Viện
nghiên cứu Hóa - Lý chất béo CHLB Đức để
phân tích.
2. Phân tích sắc kí khí (GC)
Chiết xuất dầu béo từ các mẫu hạt thực vật

đ+ợc thực hiện theo ph+ơng pháp tiêu chuẩn
ISO/DIS 659: 1988. Nhận dạng các CPEFA
tr+ớc v( sau phản ứng với AgNO
3
/ MeOH đ+ợc
xác định d+ới dạng metyleste của các axit béo
trên sắc kí khí (GC) theo ph+ơng pháp tiêu
chuẩn ISO/FDIS 5590 : 1998. Trong thực
nghiệm 10 mg dầu béo đ+ợc hòa tan với 1 ml
Petrol ete trong lọ nhỏ nút kín, bổ sung 25 àl
dung dịch natri metanolat trong metanol (2
mol/l ) v( lắc kĩ trong 1 phút. Thêm v(o 20 mg
monohidrat sunphat hiđrônatri loại sạch, lắc kĩ
v( đem li tâm ở chế độ 5000 v/phút trong 1
phút. Dịch trong, sạch ở pha trên thu đ+ợc l(
dạng methylester của các CPEFA tr+ớc phản
ứng với AgNO
3
/MeOH đ+ợc tách riêng v( đem
phân tích trên máy sắc kí khí HEWLETT
PACKARD 5890 Series II theo chế độ: Cột
mao quản CP- Sil 88, 100 m/0,25ID/ 0,2 àm,
ch+ơng trình nhiệt độ: 155
o
C - 220
o
C
(1,5
o
C/phút), Injector 250

o
C, detector 250
o
C,
khí mang H
2
. Tiếp theo điều chế dạng
methylester CPEFA sau phản ứng với AgNO
3
/MeOH: 5 mg metyleste CPEFA tr+ớc phản
ứng đem hòa tan trong 0,5 ml AgNO
3
b*o hòa
trong MeOH khan, phản ứng đ+ợc giữ ở 30
o
C
trong 2 giờ, sau đó xử lí với 1 ml H
2
O, chiết 2
lần bằng với 0,5 ml petrol ete-l(m khan thu
đ+ợc hỗn hợp dẫn xuất các metyleste CPEFA
sau phản ứng với AgNO
3
/MeOH v( đem phân
tích trên sắc kí khí, điều kiện nh+ đ* mô tả ở
trên có so sánh với hệ chất chuẩn.
3. Phân tích GC-MS
Các dẫn xuất của metyleste các CPEFA
sau phản ứng với AgNO
3

/MeOH đ+ợc phân tích
để chứng minh cấu trúc trên máy GC-MS của
h*ng HEWLETT- PACKARD Model 5890
Series II/5989 A (Palo Alto.CA), cột mao quản
OV-1 Fused silica (30 m/0,25ID/ 0,25 àm,
Macherey-Nagel, Duren- Germany ), EI : 70
eV, khí mang He tốc độ 1,0 ml/phút, chạy
ch+ơng trình 140
o
C/5 phút , 140
o
C - 260
o
C tốc
độ: 4
o
C/phút, 260
o
C/5 phút, Split 1: 20, Injector
280
o
C. Sử dụng phổ dữ liệu chất chuẩn.
Sơ đồ phân tích các CPEFA đ+ợc biểu diễn
trên hình 1:

Mẫu dầu hạt

Tổng metyleste của các axit béo bình th+ờng
+ CPEFA tr+ớc phản ứng với AgNO
3

/ MeOH Phân tích sắc kí khí (GC)

So sánh
Tổng metyleste của các axit béo bình th+ờng Phân tích sắc kí khí (GC)
+ CPEFA dẫn xuất sau phản ứng với AgNO
3
/MeOH

Phân tích cấu trúc các dẫn xuất CPEFA bằng GC-MS

Hình 1: Sơ đồ tiến h(nh công việc phân tích các CPEFA
95
Để phân lập v( nhận dạng các CPEFA đ*
có nhiều t(i liệu đề cập đến nhiều ph+ơng pháp
khác nhau nh+: ph+ơng pháp phân lập hóa học,
phản ứng ôxi hóa với các tác nhân khác nhau,
phản ứng no hóa nối đôi bằng xúc tác, phản ứng
đặc hiệu (Halphen test), phản ứng với axít, phản
ứng với mercaptans, cũng nh+ sử dụng các
ph+ơng pháp phổ khác nhau nh+: IR
NMR,MS...[15]. Trong tr+ờng hợp ở đây
CPEFA l( 2 chất: Steculic v( Malvalic axit có
trong th(nh phần dầu 2 loại hạt: Hibiscus
Sabdariffa Lin. (Họ Malvaceae) v( Gnetum
Latifolium Blume (Họ Gnetaceae) của Việt
Nam, đ+ợc tiến h(nh phân tích v( nhận dạng
bởi ph+ơng pháp rất có hiệu quả m( hay đ+ợc
sử dụng gần đây l(: phản ứng của các methyl
CPEFA với AgNO
3

b*o hòa trong MeOH có kết
hợp kĩ thuật phân tích bởi GC v( GC-MS [14,
15]. Khi đó đối với mỗi chất sẽ có 2 sản phẩm
dẫn xuất metoxy ete v( 2 sản phẩm dẫn xuất
isomers enonic t+ơng ứng nh+: từ metyl
mavalate 18 : CE sẽ tạo 2 sản phẩm metoxy
ether (18: CM
1
+ 18: CM
2
) v( 2 sản phẩm dẫn
xuất isomers enonic (18: CC
1
+ 18: CC
2
), t+ơng
tự từ metyl sterculat 19: CE sẽ tạo 2 sản phẩm
metoxy ete (19: CM
1
+ 19: CM
2
) v( 2 sản
phẩm dẫn xuất isomers enonic (19: CC
1
+ 19:
CC
2
) [13], sơ đồ phản ứng tạo các chất dẫn xuất
của CPEFA khi phản ứng với AgNO
3

/MeOH
đ+ợc trình b(y trên hình 2.

Hình 2: Sơ đồ tạo các dẫn xuất của CPEFA

III - Kết quả v thảo luận
Hình 1 l( sắc kí đồ (GC) tổng metyleste
của các axit béo bình th+ờng+CPEFA tr+ớc
phản ứng với AgNO
3
/MeOH (a) v( tổng
metyleste của các axit béo bình
th+ờng+CPEFA dẫn xuất sau phản ứng với
AgNO
3
/MeOH (b) v( các số liệu so sánh chi
tiết (bảng 1) của 2 mẫu hạt phân tích.
Qua kết quả phân tích trên sắc kí khí (GC)-
CH
3
(CH
2
)
7
C C(CH
2
)
6
COOCH
3

O
Metyl malvalat 18: CE
AgNO
3
/MeOH
CH
3
(CH
2
)
7
C C(CH
2
)
7
COOCH
3
O
Metyl sterculat 198: CE
AgNO
3
/MeOH
CH
3
(CH
2
)
7
C CH(CH
2

)
6
COOCH
3
CH
2
OCH
3
CH
3
(CH
2
)
7
CH C(CH
2
)
6
COOCH
3
CH
2
OCH
3
CH
3
(CH
2
)
7

C CH(CH
2
)
7
COOCH
3
CH
2
OCH
3
CH
3
(CH
2
)
7
CH C(CH
2
)
7
COOCH
3
CH
2
OCH
3
18: CM
1
v& 18: CM
2

19: CM
1
v& 19: CM
2
Metoxy ete
CH
3
(CH
2
)
7
C C(CH
2
)
6
COOCH
3
CH
2
18: CC
1
v& 18: CC
2
19: CC
1
v& 19: CC
2
Enoic isome
O
CH

3
(CH
2
)
7
C C(CH
2
)
6
COOCH
3
H
2
C
O
CH
3
(CH
2
)
7
C C(CH
2
)
7
COOCH
3
CH
2
O

CH
3
(CH
2
)
7
C C(CH
2
)
7
COOCH
3
H
2
C
O
96
Hình 1: Phổ sắc kí đồ (GC) dạng metyleste của dầu hạt Hibiscus Sabdariffa Lin. v( Gnetum
Latifolium Blume tr+ớc v( sau phản ứng với AgNO
3
/MeOH, pic đánh dấu (*) dự đoán l( dẫn xuất
ketone của axit béo
số liệu chỉ ra ở bảng 1, ta thấy rõ r(ng h(m
l+ợng của hầu hết các axit béo bình th+ờng
tr+ớc v( sau phản ứng không thay đổi - trừ các
CPEFA. Cụ thể mẫu hạt Hibiscus Sabdariffa
Lin. có h(m l+ợng Malvalic 18: CE tr+ớc
phản ứng l( 1,33%, sau phản ứng đ* không còn
nữa m( chuyển th(nh 2 dạng sản phẩm metoxy
ete (18: CM

1
+ 18: CM
2
) l( 1,29%; v( h(m
l+ợng Sterculic 19: CE tr+ớc phản ứng l( 0,5
%, sau phản ứng đ* chuyển th(nh 2 dạng dẫn
xuất (19: CM
1
+ 19: CM
2
) l( 0,59%. T+ơng tự
đối với mẫu hạt: Gnetum Latifolium Blume,
tr+ớc phản ứng h(m l+ợng Malvalic 18: CE l(
32,50%, sau phản ứng đ* chuyển hết th(nh 2
dạng sản phẩm metoxy ete (18: CM
1
+ 18:
CM
2
)l( 28,62%; còn h(m l+ợng Sterculic 19:
CE tr+ớc phản ứng l( 8,86 %, sau phản ứng đ*
chuyển th(nh 2 dạng dẫn xuất (19: CM
1
+ 19:
CM
2
) l( 8,14%. Các kết quả trên đều phù hợp
với sự giải thích quá trình phân mảnh tạo các
dẫn xuất sản phẩm dạng metoxy ete của các
CPEFA đ* nêu ra ở trên [13, 14]. Để đối chứng,

ta có thể khảo sát thêm các kết quả đ* đ+ợc
phân tích nhận dạng các CPEFA có h(m l+ợng
cao ở mẫu hạt Welwitschia mirabilis (Châu Phi)
[8], với cùng ph+ơng pháp phản ứng với
AgNO
3
/MeOH v( phân tích trên GC v( GC-MS
nh+ trên. Kết quả cũng đ* đ+ợc chỉ ra trên bảng
1 cho thấy h(m l+ợng 18: CE v( 19: CE tr+ớc
phản ứng của mẫu hạt Welwitschia mirabilis l(:
18: CE 6,0% v( 19: CE 0,6%, sau phản ứng
cũng chuyển hóa th(nh các dẫn xuất CPEFA
đúng nh+ dự kiến nh+: (18: CM
1
+ 18: CM
2
)
l( 5,6%; (19: CM
1
+ 19: CM
2
) l( 0,6%. Nói
chung các isomer enonic tạo th(nh của mẫu dầu
các hạt phân tích l( rất thấp trong phản ứng với
AgNO
3
/MeOH ở trên, ví dụ nh+ chỉ có 0,6%
dạng (18: CC
1
+ 18: CC

2
) đ+ợc tạo th(nh ở hạt
Gnetum Latifolium Blume, v( có 0,12% dạng
(19: CC
1
+ 19: CC
2
) đ+ợc tạo th(nh ở hạt
Hibiscus Sabdariffa Lin., còn ở hạt Welwitschia
mirabilis không có sản phẩm dạng n(y. Các
phân tích khác về h(m l+ợng các CPEFA có
trong các mẫu hạt: Hibiscus Sabdariffa Lin.
(Họ Malvaceae) v( Gnetum Latifolium Blume
(Họ Gnetaceae) ở các địa điểm khác nhau trên
97
thế giới trong h(ng loạt các t(i liệu [11, 12, 13,
14, 15] cũng cho kết quả t+ơng đối phù hợp với
kết quả phân tích nhận đ+ợc ở trong b(i báo
n(y.
Bảng 1: H(m l+ợng metyleste axit béo + CPEFA tr+ớc v( sau phản ứngvới AgNO
3
/MeOH

Hibiscus Sabdariffa
Lin.
Gnetum Latifolium
Blume
Welwitschia
mirabilis [ 8 ]
Các axit béo

a b a b a b
H(m l+ợng dầu hạt
(% TL)
16,86 (cả vỏ) 3,17 (nhân) 18,2 (cả vỏ)
14:0 0,15 0,15 0,12 0,14 0,2 0,2
15:0 0,01 0,01 0,30 0,25 0,1 0,1
16:0 17,01 16,62 8,01 7,49 21,4 21,3
16:1n7 0,46 0,48 0,11 0,16 0,7 0,7
17:0 0,11 0,13 0,43 0,41 0,6 0,6
17:1n7 0,09 0,09 0,43 0,27 - -
18:0 2,76 2,73 9,22 8,77 2,7 2,7
Malvalic 18: CE 1,33 - 32,50 - 6,0 -
18:1n9 27,39 27,19 16,27 15,42 11,1 11,0
18:2n6 42,65 42,11 3,79 3,58 15,1 15,0
Sterculic 19: CE 0,50 - 8,86 - 0,6 -
*Unknown 2,06 2,25 2,70 2,50 - -
18:3n3 0,29 0,29 3,74 3,41 33,5 33,6
20:0 0,41 0,42 1,79 1,92 0,2 0,2
20:1n9 0,06 0,05 0,50 0,51 0,1 0,1
18: CM
1
+18: CM
2
- 1,29 - 28,62 - 5,6
19: CM
1
+19: CM
2
- 0,59 - 8,14 - 0,6
22:0 0,30 0,46 1,06 1,07 0,2 -

18: CC
1
+18: CC
2
- - - 0,60 - -
22:1n9 0,04 0,08 0,36 0,63 - -
19: CC
1
+19: CC
2
- 0,12 - - - -
Epoxy? 2,73 2,57 - - - 0,5
24:0 0,19 0,20 0,52 0,53 0,3 0,3
a. H(m l+ợng axit béo bình th+ờng + CPEFA tr+ớc phản ứng với AgNO
3
/MeOH
b. H(m l+ợng axit béo bình th+ờng + dẫn xuất CPEFA sau phản ứng với AgNO
3
/MeOH
[8] số liệu đối chứng kết quả phân tích trên dầu hạt Welwitschia mirabilis (Gymnosperm)
Cấu trúc của axit malvalic v( axit sterculic
đ+ợc xác nhận trên phổ GC-MS d+ới dạng phân
mảnh các sản phẩm ete của chúng. Phổ khối
MS các dạng phân mảnh của các sản phẩm