Luận án tiến sĩ khảo sát nguồn nguyên liệu, nghiên cứu nâng cao hiệu suất tách chiết và chất lượng rutin từ nụ hoa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

----------------------

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN

KHẢO SÁT NGUỒN NGUYÊN LIỆU, NGHIÊN CỨU NÂNG CAO
HIỆU SUẤT TÁCH CHIẾT VÀ CHẤT LƯỢNG RUTIN TỪ
NỤ HOA HOÈ VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI 2010

1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

----------------------

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN

KHẢO SÁT NGUỒN NGUYÊN LIỆU, NGHIÊN CỨU NÂNG CAO
HIỆU SUẤT TÁCH CHIẾT VÀ CHẤT LƯỢNG RUTIN TỪ
NỤ HOA HOÈ VIỆT NAM

Chuyên ngành: Quá trình và Thiết bị Cơng nghệ Hóa học
Mã số: 62.52.77.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS.TS PHẠM VĂN THIÊM
2. GS.TSKH PHAN ĐÌNH CHÂU

HÀ NỘI 2010
2


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ
cơng trình nào khác.

Hà Nội, ngày 09 tháng 12 năm 2010
Người cam đoan

Nguyễn Thị Thu Huyền

3


Lời cảm ơn
Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè, những người đã luôn
quan tâm, động viên và giúp tôi vượt qua mọi khó khăn trong q trình học tập và
nghiên cứu vừa qua.
Tôi xin bày tỏ lời chân thành cảm ơn tới GS.TS Phạm Văn Thiêm và GS.TSKH
Phan Đình Châu, những người Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cũng như tạo

điều kiện thuận lợi cho tơi trong suốt q trình nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô Bộ mơn Q trình Thiết bị & Cơng nghệ
hố học; Bộ mơn Hóa dược & Bảo vệ Thực vật; Viện Đào tạo sau Đại học của
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội đã ln quan tâm, giúp đỡ cũng như đóng góp ý
kiến giúp tơi hồn thành luận án.
Tơi cũng xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp tại Trung tâm Giáo dục và Phát
triển Sắc ký; Trung tâm Công nghệ Vật liệu và Môi trường - Trường ĐH Bách
Khoa Hà Nội đã hết lòng quan tâm, tạo điều kiện giúp tơi hồn thành xuất sắc
nhiệm vụ được giao.
Cảm ơn sự phối hợp và giúp đỡ của PTN Vilas 335, PTN Nghiên cứu và Phát
triển Công nghệ Môi trường - Viện khoa học và Công nghệ Môi trường (ĐH Bách
Khoa Hà Nội), PTN Hóa vật liệu (ĐH Khoa học tự nhiên), Phịng nghiên cứu cấu
trúc (Viện hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã giúp tôi đo một số
phổ và đánh giá kết quả nghiên cứu của luận án.
Cuối cùng xin cảm ơn tất cả các em sinh viên đã cùng tôi làm việc trong thời gian
qua. Sự quan tâm của các em là nguồn động lực lớn lao giúp tơi vượt qua mọi khó
khăn và ln hướng về phía trước.
Hà Nội, ngày 09 tháng 12 năm 2010
NGƯỜI CẢM ƠN

Nguyễn Thị Thu Huyền

4


KÝ HIỆU MỘT SỐ CHỮ VIẾT TẮT
UV-VIS

Quang phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến

1

Cộng hưởng từ proton

H-NMR

13

Cộng hưởng từ hạt nhân 13C

HPLC

Sắc ký lỏng cao áp

pre- HPLC

Sắc ký lỏng điều chế

GC-MS

Sắc ký khí - khối phổ

SK

Sắc ký

SKC

Sắc ký cột

KLK

Khối lượng khơ

KLT

Khối lượng tươi

DM

Dung mơi

CK

Chân khơng

SPME

Vi chiết pha rắn

PTN

Phịng thí nghiệm

MKL

Mất khối lượng

PP

Phương pháp

TL

Trọng lượng

KT

Kết tinh

TCDĐ

Tiêu chuẩn dược điển

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

HIV

Virut suy giảm miễn dịch ở người, gây bệnh AIDS

ADP

Ađenôzin điphosphat

C-NMR

ddA,

ddA1,

ddA2, Các dung dịch A, B, G (chỉ số 1,2 chỉ cấp độ pha

ddB1, ddG, ddG1

lỗng)

Speak

Diện tích peak rutin thu được từ phân tích HPLC

SSmax

Sai số lớn nhất

THF

Tetra hydrofuran

5


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC
q1, q0

Lượng rutin phân hủy, lượng rutin thơ trích ly được, kg

qlt, qtn

Lượng rutin trích ly được tính theo lý thuyết, thực nghiệm, kg

F
R, NA

Bề mặt tiếp xúc pha, m2
Hằng số khí (0,0821 atm/mol.độ), số Avogadro (6,023.1023)

η

Độ nhớt của dung mơi

r

Bán kính tiêu chuẩn khuếch tán

β

Hệ số cấp khối từ pha rắn vào pha lỏng

2l

Bề dày tiểu phân vật liệu

Dn, D

Hệ số khuếch tán nội, khuếch tán phân tử, m2/h

δ

Chiều dày lớp biên khuếch tán

n

Số phương sai

m

Số lần lặp

yu

Giá trị đo được tại lần lặp thứ u

s2i

Phương sai chung

s2ts

Phương sai tái sinh chung

fi

Số bậc tự do của mẫu

fts

Số bậc do của phương sai chung

sts

Sai số thí nghiệm (sai số tái sinh)

yi

Giá trị thực nghiệm

∧

yi

t(p,f2)

Giá trị tính từ hàm hồi quy lý thuyết
Tiêu chuẩn Student tra bảng ở mức có nghĩa p và bậc tự do lặp f2

Sb

Độ lệch chuẩn của phân bố b

m

Số thực nghiệm lặp tại tâm

y

0
a

y0

F ( p, f1 , f2 )

Giá trị của thực nghiệm lặp thứ a
Giá trị trung bình cộng của các thực nghiệm lặp
Chuẩn số fisher (mức có nghĩa p, bậc tự do dư f1 = N-l, bậc tự do

6


lặp f2 = m-1)
l

Số hệ số có nghĩa trong mơ tả thống kê

T

Thời gian cần trích ly được 63,212% lượng rutin tối đa

Ktl

Hằng số tốc độ q trình trích ly, kg/m2phút

Kph

Hằng số tốc độ quá trình phân hủy, kg/m2phút

K

Lượng rutin tối đa trích ly được, kg

Kv

Tỷ lệ dung mơi/pha rắn, kg/kg hoặc ml/g

K1

Hàm lượng rutin ban đầu trong nụ hòe, %

K2

Diện tích bề mặt riêng pha trắn, m2.kg-1

Kcb

Hằng số cân bằng, kg hạt hịe xay (hoặc nghiền)/kg dung mơi

m

Khối lượng hạt hòe xay (hoặc nghiền), kg

Q

Tổng lượng rutin chứa trong hạt hịe xay (hoặc nghiền), kg

τ, t

Thời gian trích ly (phút), thời gian bảo quản (năm)

X1

Thành phần tạp chất trong nụ ngun liệu, %

X2

Thành phần nụ hịe khơng đạt quy cách, %

A

Thành phần ẩm trong hòe xay (nghiền), %

σi

Phân bố theo kích thước của tập hợp hạt, %

ρh

Khối lượng riêng của hạt hịe xay (hoặc nghiền), kg/m3

Cpha, Ctính

Nồng độ rutin pha và nồng độ tính được qua phân tích HPLC

d

Đường kính hạt hịe xay (hoặc nghiền), cm

p

Khối lượng quercetin thu được (g)

M1
k1,k2

Khối lượng mẫu cực đại
Hằng số

r1

Bán kính cột

L

Chiều dài cột

K1

Hệ số phân bố

ρ0

Khối lượng riêng chất nhồi

As

Diện tích bề mặt chất hấp thụ

dP

Đường kính hạt nhồi

7


Speak

Diện tích peak

mcắn

Khối lượng cắn chiết khơ, g

mQ

Khối lượng quercetin tạo thành, g

m0kh

Khối lượng bột nụ khô tuyệt đối, g

mtcrut.

Khối lượng rutin thu được sau tinh chế, g

mdm

Khối lượng dung mơi, kg

Vdm

Thể tích dung mơi, ml

A362,5

Độ hấp thụ của rutin tại bước sóng 362nm

Speak

Diện tích peak thu được qua phân tích HPLC

^

Y

Hàm mục tiêu (hiệu suất trích ly rutin)

z1

Biến thực của thời gian trích ly rutin (phút)

z2

Biến thực, biến mã của tỷ lệ lỏng/rắn (ml/g)

z3

Biến thực, biến mã của vận tốc khuấy (vịng/phút)

Z1, Z2

Độ trở kháng âm mơi trường 1,2

x1

Biến mã của thời gian trích ly rutin

x2

Biến mã của tỷ lệ lỏng/rắn

x3

Biến mã của vận tốc khuấy

Htn (Hlt)

Hiệu suất trích ly rutin từ thực nghiệm (tính theo lý thuyết), %

Htd

Hiệu suất trích ly rutin tối đa

HTC

Hiệu suất tinh chế rutin, %

HLth (HLt)

Hàm lượng rutin thơ (tinh), %

Vr

Thể tích thiết bị phản ứng, m3

N

Năng suất thiết bị trong 24h, m3

∆t

Độ chênh lệch thời gian, năm

∆HTC

Độ chênh lệch hiệu suất tinh chế

R

Hệ số phản xạ của sóng siêu âm

8


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Tiêu chuẩn dược điển rutin của Đức, Mỹ, Liên Xô, Việt Nam................ 45
Bảng 3.1: Thành phần tạp và độ ẩm trong các mẫu hòe ........................................... 60
Bảng 3.2: Phân bố dạng nụ trong mỗi mẫu nghiên cứu ............................................ 60
Bảng 3.3: Phân bố kích thước trong mỗi tập hợp hạt hoè xay1,2 (nghiền) ................ 61
Bảng 3.4: Khối lượng riêng của hạt hòe xay1,2 (nghiền) ướt .................................... 62

Bảng 3.5: Các cấu tử định tính được trong phần chiết clorofoc ............................... 64
Bảng 3.6: Các cấu tử định tính được trong phần chiết n-hexan ............................... 64
Bảng 3.7: Các cấu tử định tính được trong phần chiết metanol ............................... 65
Bảng 3.8: Các nhóm chất đã phát hiện trong nụ hịe khơ ......................................... 66
Bảng 3.9: Thành phần tinh dầu nụ và hoa hòe.......................................................... 68
Bảng 3.10: Thành phần rutin trong nụ hòe một số vùng (PP TL) ............................ 72
Bảng 3.11: Độ hấp thụ của dung dịch rutin chuẩn.................................................... 74
Bảng 3.12: Thành phần rutin trong nụ hòe một số vùng (PP UV-VIS).................... 76
Bảng 3.13: Thành phần rutin trong nụ hòe một số vùng (PP HPLC) ....................... 77
Bảng 3.14: Tổng kết thành phần rutin trong nụ hoè theo ba phương pháp............... 79
Bảng 3.15: Phương sai theo kết quả phân tích trọng lượng* .................................... 81
Bảng 3.16: Phương sai theo kết quả phân tích UV-VIS* .......................................... 82
Bảng 3.17: Phương sai theo kết quả phân tích HPLC* ............................................. 83
Bảng 3.18: Thành phần rutin trong các dạng nụ hoè ................................................ 84
Bảng 3.19: Độ giảm rutin trong nụ hòe theo thời gian bảo quản ............................. 85
Bảng 3.20: Điều kiện khảo sát q trình trích ly rutin bằng nước ............................ 87
Bảng 3.21: Kết quả ảnh hưởng của Kv, τ và T0 đến q trình trích ly ...................... 87
Bảng 3.22: Kết quả trích ly rutin bằng nước và dung dịch kiềm (NaOH, pH = 8) ... 90
Bảng 3.23: Kết quả trích ly rutin dưới tác động của sóng vi ba và siêu âm ............. 91
Bảng 3.24: Khảo sát ảnh hưởng của CNaOH, τngâm, pH đến q trình trích ly ............ 93
Bảng 3.25: Kết quả trích ly rutin bằng NaOH tại điều kiện tối ưu ........................... 97
Bảng 3.26: Ảnh hưởng của nồng độ borax đến q trình trích ly rutin .................... 97
Bảng 3.27: Kết quả xác định pH cho dung môi và pha trích .................................... 99

9


Bảng 3.28: Ảnh hưởng pH đến lượng rutin kết tủa ................................................ 101
Bảng 3.29: Ảnh hưởng thời gian trích ly đến lượng rutin ...................................... 101
Bảng 3.30. Kết quả phân tích kim loại xác định Na, B, Ca trong rutin .................. 103

Bảng 3.31: Kết quả trích ly rutin trong cồn (có/khơng siêu âm) ............................ 104
Bảng 3.32: Kết quả trích ly trong các dung môi dùng siêu âm .............................. 106
Bảng 3.33: Kết quả tổng kết các q trình trích ly rutin (Kv = 20) ........................ 108
Bảng 3.34: Kế hoạch thực nghiệm bậc một hai mức tối ưu ................................... 109
Bảng 3.35: Kết quả quy hoạch thực nghiệm trích ly rutin có khuấy trộn............... 110
Bảng 3.36: Kết quả trích ly rutin sử dụng siêu âm và khuấy trộn .......................... 112
Bảng 3.37: Ảnh hưởng của độ mịn ngun liệu đến q trình trích ly rutin .......... 113
Bảng 3.38. Kết quả tính tốn Kv (với mHịe = 0,01kg) ............................................. 114
Bảng 3.39: Kết quả trích ly rutin khi Kv thay đổi ................................................... 114
Bảng 3.40: Hiệu suất trích ly và hàm lượng rutin ở tần số 25kHz và 30kHz ......... 115
Bảng 3.41: Kết quả q trình trích ly rutin ở Kv=15,836kg/kg .............................. 117
Bảng 3.42: Kết quả kiểm chứng mô hình ở Kv = 11,877kg/kg ............................... 118
Bảng 3.43: Diện tích bề mặt riêng của tập hợp hạt theo phân bố (i=1÷6) .............. 119
Bảng 3.44: Ảnh hưởng của Kv đến quá trình trích ly rutin ở 30kHz ...................... 120
Bảng 3.45: Lượng rutin trích ly theo thực nghiệm và mơ hình .............................. 122
Bảng 3.46: KX và TX của mơ hình trích ly hạt xay2 ở 35Hz, 30kHz, 25kHz.......... 122
Bảng 3.47: Các thông số và mơ hình trích ly siêu âm hạt hịe xay2 ....................... 123
Bảng 3.48: Các thơng số và mơ hình trích ly hạt nghiền, xay1,2 ở 25kHz .............. 125
Bảng 3.49: Các thơng số mơ hình trích ly rutin khuấy trộn và trong lị vi sóng .... 128
Bảng 3.50: Kế hoạch nghiên cứu tinh chế rutin theo mục tiêu ............................... 130
Bảng 3.51: Kết quả tinh chế rutin trong các dung môi ........................................... 130
Bảng 3.52: Kết quả tinh chế rutin trong hệ các dung mơi ...................................... 131
Bảng 3.53: Kết quả phân tích các dung môi sau rửa giải trên cột .......................... 133
Bảng 3.54: Kết quả tinh chế rutin trên sắc ký cột ................................................... 133
Bảng 3.55: Kết quả cắt phân đoạn theo peak rutin ................................................ 137
Bảng 3.56: Hàm lượng rutin ở các phân đoạn sau cắt peak.................................... 137

10

Bảng 3.57: Kết quả điều chế rutin phân đoạn thứ 3 ............................................... 138
Bảng 3.58: Một số thông số của rutin sản phẩm trước và sau tinh chế .................. 139
Bảng 3.59: Kết quả giải phổ 1H-NRM ( MeOD, 500MHz) của rutin .................... 140
Bảng 3.60: Kết quả giải phổ 13C-NRM, 2D-HMQC, 2D-HMBC của rutin ........... 141

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Cây Sophora japonica L. .......................................................................... 18
Hình 1.2: Phân bố nồng độ trong các pha của quá trình chuyển khối rắn- lỏng....... 30
Hình 1.3: Sự thay đổi nồng độ rutin gần bề mặt hạt ................................................. 31
Hình 1.4: Xác định tốc độ quá trình trích ly rắn - lỏng............................................. 31
Hình 1.5: Sự thay đổi tốc độ kết tinh (m) theo thời gian (t) ..................................... 34
Hình 1.6: Độ hồ tan tương đối của rutin trong nước............................................... 38
Hình 1.7: Độ hồ tan tương đối của rutin trong dung dịch etanol ............................ 38
Hình 3.1: Phổ UV-VIS cắn Soxhlet (ở trên) và phổ rutin chuẩn (0,075mg/ml)....... 73
Hình 3.2: Phổ 3D của dung dịch rutin chuẩn (HPLC) .............................................. 73
Hình 3.3: Đường chuẩn rutin trên máy UV-VIS ...................................................... 74
Hình 3.4: Đường chuẩn và số liệu đường chuẩn rutin phân tích trên HPLC............ 75
Hình 3.5: Quan hệ giữa Kv và lượng rutin thu được ................................................. 88
Hình 3.6: Quan hệ giữa thời gian trích ly và lượng rutin ......................................... 88
Hình 3.7: Quan hệ giữa nhiệt độ trích ly và lượng rutin.......................................... 89
Hình 3.8: Hiệu suất trích ly rutin bằng nước và kiềm (NaOH, pH = 8) ở 1260C ... 90
Hình 3.9: Ảnh hưởng của sóng siêu âm và sóng vi ba đến qtn.................................. 92
Hình 3.10: Ảnh hưởng của τ ngâm trích đến lượng rutin trích ly............................ 94
Hình 3.11: Ảnh hưởng của nồng độ NaOH đến lượng rutin trích ly ........................ 94
Hình 3.12: Ảnh hưởng của pH đến lượng rutin trích ly............................................ 95
Hình 3.13: Ảnh hưởng của pH (1÷6) đến hàm lượng rutin thơ ................................ 95
Hình 3.14: Ảnh hưởng nồng độ borax đến lượng rutin trích ly ................................ 98
Hình 3.15: Ảnh hưởng thời gian trích đến lượng rutin trích ly ............................. 102
Hình 3.16: Kết quả trích ly rutin bằng cồn (khơng/ có siêu âm) ............................ 105

11


Hình 3.17: Thời gian và lượng rutin trích ly (khơng/có siêu âm) ........................... 105
Hình 3.18: Trích ly siêu âm rutin trong một số dung mơi ..................................... 106
Hình 3.19: Ảnh hưởng của siêu âm và khuấy trộn đến q trình trích ly............... 113
Hình 3.20: Đồ thị qtn và qlt ở Kv = 15,836kg/kg, 30kHz (SSmax = 8,3%) ............... 117
Hình 3.21: Kiểm chứng mơ hình ở Kv = 11,877 kg/kg, 30kHz ( SSmax = 4,4%).... 118
Hình 3.22: Ảnh hưởng của Kv đến q trình trích ly siêu âm ở 30kHz .................. 120
Hình 3.23: Đồ thị của qtn và qlt theo thời gian ở các Kv (30kHz) ........................... 120
Hình 3.24: Đồ thị q = f(ln(t)) ở Kv=15,836 (kg/kg) tại 35kHz, 25kHz, 30kHz...... 121
Hình 3.25: Đồ thị so sánh qtn và qlt ở Kv = 15,836kg/kg, 35kHz (SSmax = 4,5%) .. 124
Hình 3.26: Đồ thị so sánh qtn và qlt ở Kv = 15,836kg/kg, 25kHz (SSmax = 6,7%) .. 124
Hình 3.27: Sắc ký đồ rutin trước (a) và sau (b) đánh dấu cắt phân đoạn .............. 136
Hình 3.28: Sắc ký đồ của rutin sau tinh chế trên pre-HPLC lần thứ 1 ................... 138
Hình 3.29: Sắc ký đồ của rutin sau tinh chế trên pre-HPLC lần thứ 2 ................... 138
Hình 3.30: Cơng thức cấu tạo của rutin sản phẩm theo kết quả giải phổ ............... 142

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 3.1: Quy trình nghiên cứu chung .................................................................... 57
Sơ đồ 3.2: Sơ đồ công nghệ trích ly rutin bằng nước vơi - borax ........................... 102
Sơ đồ 3.3: Sơ đồ khối tính tốn tối ưu q trình trích ly rutin ................................ 109
Sơ đồ 3.4: Sơ đồ công nghệ tinh chế rutin .............................................................. 131

DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
Phụ lục A: Phổ và kết quả định lượng rutin trong nụ hoè....................................... 155
Phụ lục B: Phổ GC-MS phân tích thành phần nụ hòe ............................................ 163
Phụ lục C: Phổ và đồ thị phần trích ly rutin ........................................................... 165
Phụ lục D: Phần mềm quy hoạch thực nghiệm ...................................................... 168
Phụ lục E: Phần tinh chế rutin ................................................................................ 178

Phụ lục F: Phổ phân tích cấu trúc và kim loại của rutin ......................................... 183
Phụ lục G: Thiết bị sử dụng, nguyên liệu và sản phẩm .......................................... 199

12


MỤC LỤC
KÝ HIỆU MỘT SỐ CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ 1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC ............................................................... 6
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... 9
DANH MỤC CÁC HÌNH .........................................................................................11
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ .......................................................................................12
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC ..................................................................................12
MỤC LỤC .................................................................................................................13
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................17
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.....................................................................................18
1.1. Nụ hòe, rutin trong khoa học và đời sống ..........................................................18
1.1.1. Cây hòe ở Việt Nam và trên thế giới ..............................................................18
1.1.1.1. Thành phần và ứng dụng của cây hịe trong đời sống con người ........20
1.1.1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng nụ hòe ............................................21
1.1.2. Rutin và các nghiên cứu đánh giá ...................................................................24
1.1.2.1. Giới thiệu chung về rutin .....................................................................24
1.1.2.2. Tầm quan trọng của rutin trong nền y dược cổ truyền và hiện đại .....26
1.1.2.3. Nguồn nguyên liệu sản xuất rutin........................................................28
1.2. Trích ly, tinh chế và thực trạng sản xuất rutin ...................................................30
1.2.1. Cơ chế q trình trích ly và tinh chế rutin ......................................................30
1.2.1.1. Trích ly rutin khỏi nguyên liệu ............................................................30
1.2.1.2. Tách rutin khỏi pha trích .....................................................................34
1.2.1.3. Tinh chế rutin ......................................................................................34
1.2.2. Tổng kết các q trình trích ly, tinh chế rutin cơ bản .....................................35

1.2.2.1. Sơ lược kết quả của các nghiên cứu ....................................................35
1.2.2.2. Các phương pháp trích ly rutin ............................................................37
1.2.3. Tình hình nghiên cứu sản xuất và tiêu thụ rutin ở Việt Nam..........................39
1.2.3.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất rutin ...............................................39
1.2.3.2. Tình hình tinh chế và tiêu thụ rutin .....................................................41

13


1.2.3.3. Nhận định chung về thực trạng sản xuất rutin ở Việt Nam .................43
1.3. Yêu cầu chất lượng và phương pháp đánh giá rutin ..........................................43
1.3.1. Tiêu chuẩn dược điển quy định cho rutin .......................................................43
1.3.2. Các phương pháp định tính, định lượng rutin .................................................46
1.3.2.1. Đinh tính rutin .....................................................................................46
1.3.2.2. Định lượng rutin ..................................................................................46
CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ..........................................................................................................................49
2.1. Nguyên vật liệu, dụng cụ ...................................................................................49
2.1.1. Vật liệu, dung mơi, hóa chất chính sử dụng....................................................49
2.1.2. Thiết bị và dụng cụ chính ................................................................................49
2.1.3. Thu thập nguyên liệu nghiên cứu ....................................................................50
2.2. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................51
2.2.1. Đánh giá nụ hòe nguyên liệu...........................................................................51
2.2.2. Nghiên cứu q trình trích ly rutin..................................................................52
2.2.3. Nghiên q trình tinh chế rutin chất lượng cao...............................................56
2.2.4. Đánh giá chất lượng rutin sản phẩm ...............................................................56
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ................................57
3.1. Đánh giá trữ lượng và chất lượng nụ hòe Việt Nam ..........................................58
3.1.1. Điều tra cơ bản về trữ lượng nụ hòe ...............................................................58
3.1.2. Đánh giá một số thơng số chính của hệ mẫu nghiên cứu...............................59

3.1.2.1. Xác định tạp chất, độ ẩm và nụ không đạt quy cách ..........................59
3.1.2.2. Xác định phân bố của tập hợp hạt hoè sau xay, nghiền ......................60
3.1.2.3. Xác định khối lượng riêng của hạt hòe xay1,2 (nghiền) ướt ................61
3.1.3. Nghiên cứu thành phần hóa học nụ hịe Việt Nam .........................................62
3.1.3.1. Định tính một số nhóm chất trong nụ h khơ ....................................62
3.1.3.2. Xác định thành phần tinh dầu nụ và hoa hoè ......................................67
3.1.4. Đánh giá thành phần rutin trong nụ hòe Việt Nam .........................................71
3.1.4.1. Định lượng rutin trong nụ hòe ở các vùng trồng chính .......................71

14


3.1.4.2. Đánh giá các phương pháp phân tích hàm lượng rutin .......................81
3.1.4.3. Định lượng rutin trong một số dạng nụ ...............................................84
3.1.4.4. Định lượng rutin trong nụ hòe theo thời gian bảo quản ......................85
3.2. Nghiên cứu cơng nghệ trích ly rutin chất lượng cao ..........................................85
3.2.1. Nghiên cứu khảo sát các dung mơi trích ly rutin ............................................86
3.2.1.1. Trích ly rutin bằng dung mơi nước......................................................86
3.2.1.2. Trích ly rutin bằng dung dịch NaOH ở nhiệt độ thường .....................92
3.2.1.3. Trích ly rutin dùng nước vơi trong kết hợp với Borax ........................97
3.2.1.4. Nghiên cứu quá trình trích ly rutin trong dung mơi etanol ...............104
3.2.1.5. So sánh q trình trích ly rutin siêu âm trong các dung mơi .............105
3.2.2. Lựa chọn dung mơi và cơng nghệ trích ly ....................................................107
3.2.3. Nghiên cứu cơng nghệ trích ly rutin có trợ giúp khuấy trộn.........................108
3.2.3.1. Tối ưu hóa q trình trích ly rutin .....................................................108
3.2.3.2. Áp dụng tìm điều kiện tối ưu q trình trích ly rutin có khuấy trộn .110
3.2.4. Nghiên cứu cơng nghệ trích ly rutin có trợ giúp siêu âm..............................111
3.2.4.1. So sánh q trình trích ly rutin siêu âm và khuấy trộn ......................112
3.2.4.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến trích ly siêu âm .........................113
3.2.5. Xây dựng mơ hình động học và xác định các thơng số của mơ hình cho q

trình trích ly rutin ................................................................................................116
3.2.5.1. Mơ hình động học của q trình trích ly siêu âm rutin .....................116
3.2.5.2. Mơ hình động học q trình trích ly rutin có trợ giúp của sóng vi ba
(lị vi sóng) và khuấy trộn ...............................................................................126
3.3. Nghiên cứu công nghệ tinh chế rutin ...............................................................128
3.3.1. Nghiên cứu tinh chế rutin bằng phương pháp kết tinh lại.............................130
3.3.2. Tinh chế bằng sắc ký cột ...............................................................................132
3.3.3. Tinh chế rutin bằng sắc ký lỏng điều chế......................................................134
3.3.3.1. Tính tốn thơng số q trình điều chế ...............................................134
3.3.3.2. Xác định điều kiện điều chế trên thiết bị Pre-HPLC 1100 ................135
3.3.3.3. Kết quả điều chế rutin trên hệ thống điều chế Pre-HPLC 1100 ........136

15


3.3.4. Đánh giá chất lượng rutin sau các quá trình tinh chế ....................................139
3.3.4.1. Đánh giá nguyên liệu và các sản phẩm .............................................139
3.3.4.2. Phân tích cấu trúc rutin sản phẩm .....................................................139
KẾT LUẬN .............................................................................................................143
DANH SÁCH CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ .............................................144
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................146
PHỤ LỤC ................................................................................................................155

16


MỞ ĐẦU
Rutin là một dược chất có giá trị được sử dụng rộng rãi trong y học. Ngoài khả
năng phục hồi sự vỡ mao mạch tới 88%, rutin còn là một chất chống oxy hóa hiệu
quả được sử dụng để điều trị nhiều loại bệnh như bệnh tế bào hình liềm, viêm khớp,

xơ gan, u hắc tố, ... [64, 69]. Do có nhiều ứng dụng nên rutin khơng những được
quan tâm nghiên cứu sản xuất mà còn được nghiên cứu chuyển hóa thành nhiều
dược phẩm giá trị khác như polyrutin, troxerutin, quercetin, melin sulfat, phức
rutin-kim loại,... Từ năm 1947 đến 1950, rutin đã được sản xuất trên quy mô công
nghiệp ở nhiều quốc gia như Nhật, Mỹ, Úc,... từ các nguồn thực vật chính là nụ
hịe, kiều mạch, lá bạch đàn Australia, lá chè xanh,... [9]. Sở hữu một hàm lượng
rutin (34 - 44%) [7], nụ hòe Việt Nam là một trong những nguồn nguyên liệu giá trị
nhất trên thế giới. Tuy nhiên do hạn chế về công nghệ và ý thức về nguồn tài
nguyên còn chậm, từ năm 1962 vấn đề trích ly rutin trong nụ hịe mới được quan
tâm đến nhưng kết quả đạt được còn chưa rõ ràng [2, 3, 4]. Đến năm 1995 đã có dự
án sản xuất rutin và từ năm 2004 công nghệ sản xuất rutin đã được chào bán trên
mạng internet [15, 41, 44]. Cho đến nay, nhiều doanh nghiệp đã công bố sản xuất và
bán rutin như BV Pharma, Vimedimex, Đạt Doan, Quế Hịe, Nhật Cường (Thái
Bình),... [10]. Tuy nhiên thực tế cho thấy rutin sản xuất trong nước hầu như chỉ đạt
chất lượng thơ (< 95%), phần lớn cả nụ hịe và rutin thô được đưa sang Trung Quốc
qua các con đường tiểu ngạch với giá thành rẻ. Như vậy từ một nguồn tài nguyên
sẵn có nhưng chưa có phương thức khai thác hiệu quả dẫn đến hiệu quả kinh tế rất
thấp. Thực trạng đó là ở vấn đề cơng nghệ hay chính sách? Do những hiệu quả kinh
tế mang lại nên từ năm 2006 cây hòe cũng như rutin đã được Đảng và nhà nước
quan tâm thích đáng. Vì thế vấn đề mà nhiều nhà sản xuất rutin Việt Nam đang
vướng mắc chính là cơng nghệ. Nhằm khắc phục tình trạng trên cũng như góp phần
sản xuất ra rutin phục vụ cho nhu cầu làm thuốc chữa bệnh trong nước và xuất
khẩu, luận án đặt vấn đề "Khảo sát nguồn nguyên liệu, nghiên cứu nâng cao hiệu
suất tách chiết và chất lượng rutin từ nụ hoa hoè Việt Nam".

17


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Nụ hòe, rutin trong khoa học và đời sống

1.1.1. Cây hòe ở Việt Nam và trên thế giới
Cây hòe thuộc thực vật họ đậu Fabaceae (Papilionceae). Hịe có nguồn gốc từ
Trung Quốc, Triều Tiên và phân bố chủ yếu ở
vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới như Đông Á, Đông
Nam Á (Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên,
Việt Nam); Trung Á (Capcadơ, bán đảo Crưm)
và một số nước châu Âu (Anh, Hungary,…). Ở
Việt Nam, chi Sophora L. có ba lồi chủ yếu là:
hịe lơng (Sophora tomentosa L. (Silverbrush))
có hoa màu vàng xám, phân bố rộng rãi ở các
vùng ven bờ biển (trên bãi cát các đảo từ

Hình 1.1: Cây Sophora japonica

Quảng Ninh đến tận Côn Đảo - Vũng Tàu và
Phú Quốc - Kiên Giang; hòe Bắc Việt Nam (Sophora tonkinensis Gagnep.) có lá và
thân mang lơng mềm, tràng hoa màu vàng, thường mọc trong các núi đá vôi và trên
sườn đồi phía Bắc (phân bố từ Quảng Ninh, Ninh Bình tới Quảng Nam, Đà Nẵng)
[8, 9, 11, 39] và lồi có giá trị kinh tế nhất là hịe (Sophora japonica L.) có nụ hoa
màu trắng hay vàng xanh nhạt, thuộc loại lưỡng tính phân bố ở Bắc, Trung Bộ và
Tây Ngun (hình 1.1) [35, 51].
Hịe là thực vật rễ cọc có khả năng thích nghi mạnh, ưa đất sâu mát, thành phần
cơ giới trung bình, ít chua, thốt nước; mọc tốt trên đất phù sa, đất bazan, đất bồi tụ
chân đồi, đất pha cát, đất thịt (trừ đất cát ven biển miền Trung và đất chua mặn);
thích hợp khí hậu nhiều vùng nhất là từ Nam Tây Nguyên tới vùng núi phía Bắc
[11, 38, 49]. Ở nước ta cây hòe mọc hoang hay được trồng (trong vườn, trên bờ
ruộng cao, bờ mương máng, bờ sông) để làm thuốc, làm cảnh từ lâu đời ở các tỉnh
phía Bắc như Hà Nội, Hải Dương, Thái Bình, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hưng n, Hải
Phịng, Ninh Bình, Hà Nam, Nam Định, Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Phú Thọ,

18


Vĩnh Phúc [11, 35, 51]. Từ năm 1976 việc trồng hoè được triển khai vào các tỉnh
miền Trung (Thanh Hoá, Nghệ An) và Tây Nguyên (Đắk lắk, Gia Lai, Kon Tum,
Lâm Đồng, Đồng Nai, Đắk Nơng, Bình Phước,…). Ở Tây Ngun, trước đây cây
hịe chỉ được trồng ngồi bờ lơ chắn gió nhưng hiệu quả của việc trồng xen lẫn với
cà phê khiến cho mơ hình này đang phát triển mạnh [38, 51]. Ở Nghệ An, hịe là cây
xố đói giảm nghèo, phát triển mạnh trong 10 năm gần đây nhưng không thuộc loại
cây chủ lực, chủ yếu được trồng tự phát. Ở Quỳnh Lưu, dọc theo quốc lộ 1A (từ khu
cơng nghiệp Hồng Mai trở vào), từ xã Mai Hùng, Quỳnh Lộc, Quỳnh Lập, Quỳnh
Dị,... đến cả trại phong Quỳnh Lập đâu đâu cũng rợp bóng cây hịe [24]. Hiện nay
hoè là một trong 14 loài cây lâm nghiệp được ưu tiên phát triển ở 10 tỉnh Đồng
Bằng Sông Hồng, là một trong 21 cây bản địa chủ yếu được dùng làm cây che bóng
trong trồng rừng theo phương thức nơng lâm kết hợp.
Hịe được trồng và nhân giống bằng cách gieo hạt ươm cây con (cây con rễ trần
hoặc có bầu), ghép mắt, chiết cành hay tách rễ từ cây mẹ. Phương pháp ghép mắt
được đánh giá tốt nhất vì hệ số nhân giống cao [49]. Hiện nay số lượng hịe được
trồng trên tồn quốc tương đối lớn nhưng cây con vẫn chỉ được ươm chủ yếu ở
vườn ươm Cúc Phương (500cây/năm), Thanh Hoá (50000cây/năm) với nguồn cung
cấp hạt từ một số gia đình ở Phú Thọ, Hà Nội, Thanh Hố, Ninh Bình, Nghệ An,
Nam Định và một số tỉnh khác [35].
Có hai loại hoè với sản lượng nụ và hàm lượng rutin khác nhau. Hòe tẻ (hòe đực)
là loại cây cao, mọc thẳng đứng, phân ít cành, nụ bé, sản lượng thấp, hoa ra ít, màu
sẫm hơn, cuống dài, bông nhỏ, thưa thớt không đều, nở thành nhiều đợt. Hòe nếp
(hòe cái) là loại cây phát triển nhanh, phân nhiều cành vít ngang, quả mập, cho sản
lượng nụ cao, hoa to, nhiều, đều, có màu nhạt, cuống ngắn, nở rộ, tập trung vào
tháng 6-7-8. Hòe nếp cho năng suất cao gấp ba lần hòe tẻ với thành phần rutin
chiếm 44% KLK trong khi hịe tẻ chỉ có 40,6% KLK [7, 35, 51]. Việc tuyển chọn
và nhân giống ảnh hưởng lớn đến chất lượng cây (ra ít hay nhiều nụ, nụ đều hay

không đều). Theo kinh nghiệm, nên chọn giống hòe thấp cây, sinh trưởng khỏe,
chùm nụ gọn, ngắn, chẽ đều và ra tập trung vào hai vụ chính: vụ xuân (ra nụ tháng

19


3, thu hái vào tháng 5), vụ thu (ra tháng 8, thu hái trong tháng 10) [11, 35].
1.1.1.1. Thành phần và ứng dụng của cây hòe trong đời sống con người
Hịe là một trong ba lồi của chi Sophora L. ở Châu Á được dùng làm thuốc trị
bệnh theo dược học cổ truyền Trung Quốc, Việt Nam và Nhật Bản; được sử dụng
làm phẩm màu để nhuộm tơ; làm thuốc điều hồ sinh trưởng Lacasoto 4SP cho lúa,
ngơ, khoai, sắn, ... [35]. Từ đời Lê, Kim, Minh, Thanh, Đường, Tống, hịe ln là
một trong những vị thuốc khơng thể thiếu được trong các bài thuốc y học cổ truyền.
Tuy nhiên việc sử dụng hòe để điều trị chủ yếu theo kinh nghiệm dân gian. Các kết
quả nghiên cứu về thành phần hóa học trong từng bộ phận cây hịe gần đây mới giải
thích được các nguồn gốc dược học này [11].
- Lá hoè bao gồm 19% protein, 3,5% lipit, alcaloit cytisin,... được dùng để trị tà khí,
động kinh, bệnh kinh sự của trẻ em, bệnh ghẻ ngứa mụn nhọt, phát ban do máu
nóng, bệnh răng, khó đẻ, trị nghiện nặng.
- Vỏ quả chứa 10-10,5% flavonoit [85], được dùng để hoàn trị năm bệnh trĩ nặng,
hoàn phong đại tiện ra máu.
- Hạt hoè gồm có flavonoit (1,75%), alkaloit loại quinolizidin (0,04%), protein
(17,2-23%), dầu béo (6,9-12,1%), khoáng chất (Ca, P, K), axit linoleic, chất nhầy và
một loại tinh bột có thể ăn được. Hạt hoè được dùng trị bệnh mắt nóng mờ tối, trị
nóng cao tâm phiền, dùng trong nghi thức tơn giáo của thổ dân (tạo ảo giác do chứa
cytosin) [8, 11, 85].
- Nhựa hoè dùng để trị các loại phong hoá sinh ra đờm rãi, tạng can bị phong, gân
mạch co rút, cấm khẩu, trị phong nhiệt gây điếc.
- Gỗ hoè có 8 isoflavonoit và nhiều thành phần khác [82, 84]. Cành hoè được dùng
chữa ngứa, đại phong, liệt, thấp khớp, vết thương bọ cạp cắn, bệnh mắt đỏ, lậu, trĩ.

- Vỏ cây hoè chứa lectin (1% KLT) với nhóm con là glycoprotein và peptit chính là
glycopeptit [43]. Rễ hoè chứa các flavonoit, (D,L)-maackian, anhydropisatin,
pterocarpan, sophoja ponicin,... Vỏ cây, vỏ rễ hoè được dùng để chữa lở loét, nứt
rữa, chữa phong cam trĩ, đại tiện ra máu, phá huyết. Tác dụng chống co thắt của hịe
bì tố gấp năm lần rutin, được dùng trị xơ mỡ động mạch, giảm colesterol trong
20


máu, gan và cửa động mạch, chống loét, làm trương lực cơ trơn đại tràng, phế quản.
+ Nụ hoa hòe là cách gọi dân gian chung và vẫn tồn tại trong một số tài liệu để chỉ
nụ hòe (mọc thành chùm ở đầu cành). Nụ hoè (Flos sophora immaturut) và hoa hoè
(Flos sophora) có thể sử dụng cùng nhau nhưng thành phần hóa học của chúng rất
khác nhau, hoa là bộ phận ít có giá trị hơn (rutin chiếm 3,6% KLK). Trong nụ hịe,
mười bốn flavonoit đã được tìm thấy trong đó rutin chiếm 34-44% KLK của nụ (tùy
theo dạng nụ) [13, 14]. Một số thành phần khác đã được tìm thấy là: quercetin,
kaempferol, genistein, bertulin, sophoradiol, sophorin A, B và C [11, 16, 22];
isorhamnetin-3-rutinosit, kaempferol-3-rutinosit [65]; luteolin 7-O-β-D-glucosit
[60]; kaempferol-sophorosit; sophorol; D-maackiain glucosit; DL-maackiain;
sophoricosit; isoflavon glycosit; biochanin; gluco; axit glucuronic; alkaloit; saponin;
triterpenoit saponin; sophorasit A; puerol A, B; kaikasaponin I, -III; anhydropisatin;
irisolidon; biochanin A; lectin; quinolizidin alkaloit; azukisaponin I,-II,-V;
soyasaponin I,-III; kaikasaponin I,-III; axit octadecatrienoic; axit myristic; axit
lauric; axit tetradecenoic; axit palmitic; axit hexadecenoic; axit stearic; axit
octadecadienoic; betulin; isorhamnetin; axit dodecenoic; axit tetradecadieoic, axit
arachidic và β-sitosterol [8, 11, 20, 37, 60]. Nụ hoè có tác dụng hạ nhiệt, mát huyết,
cầm máu, sáng mắt, bổ não, giảm tính thẩm thấu của mao quản, hạ huyết áp nên
dùng để trị xuất huyết, chảy máu cam, ho ra máu, băng huyết, trĩ chảy máu; xuất
huyết cấp tính do viêm thận, xích bạch lỵ, cao huyết áp; phòng ngừa đứt mạch máu
não, trị tràng phong tạng độc ra máu, kích thích niêm mạc ruột sinh chất tiết dịch
giảm tiêu chảy, thích hợp cho bệnh nhân cao huyết áp giai đoạn đầu và sau tai biến

mạch máu não [51].
Ngày nay, do sự phát triển của y dược học cổ truyền cũng như hiện đại, nhiều
loại dược liệu với các tính năng cơng dụng ưu việt mới đã được tìm thấy. Đi đơi với
nó là thói quen sử dụng các dạng thuốc bào chế đặc trị. Giá trị dược học của các bộ
phận cây hòe bị rơi vào qn lãng, chỉ có nụ hịe được nhắc tới và sử dụng.
1.1.1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng nụ hòe
Trong số các bộ phận của cây hòe, nụ là bộ phận có giá trị kinh tế nhất. Giá trị
21


kinh tế cũng như dược học của nụ hòe là nhờ chứa rutin với hàm lượng từ 34 - 44%
KLK [11, 13, 14, 15, 35].
* Thu hoạch, sơ chế và bảo quản: hịe trồng sau 2-3 năm đầu thì cho nụ bói, từ
năm thứ 4 -5 trở đi thì cho nụ thương phẩm với khối lượng khoảng 8 -10kg nụ
khô/cây. Năng suất thu hoạch nụ tăng dần theo độ tuổi, cao nhất khi cây ở độ tuổi
10-25 rồi giảm dần sau đó [38]. Tần suất thu hoạch nụ từ 7-10 ngày/lần, chủ yếu từ
tháng 5-9 âm lịch, rộ nhất vào tháng 7-8. Có nơi hịe được thu hái theo vụ: vụ mùa
vào tháng 4-9 (năng suất cao nhưng hàm lượng rutin thấp); vụ chiêm vào tháng 10-1
(năng suất thấp nhưng hàm lượng rutin cao hơn vụ mùa) [11, 35]. Tỷ lệ tươi/khơ
trung bình sau khi thu hoạch trung bình đối với ngày nắng là 3/1 và ngày mưa là
3,2/1 [38]. Thời điểm thu hoạch rất quan trọng: thu hoạch sớm nụ hòe nhỏ sẽ ảnh
hưởng đến năng suất; thu hoạch muộn quá (nụ nở thành hoa) lượng rutin giảm [9,
14]. Theo các tài liệu, cần thu hoạch khi nụ to đều, chùm có một vài nụ nở, chuyển
từ màu xanh sang màu nõn chuối [49] hay khi tỷ lệ nở khoảng 5% [7, 38]. Khi đó
nụ đồng đều và hàm lượng rutin đạt cao nhất. Sau khi thu hoạch, nụ hịe được vị,
loại bỏ lá, cuống và làm khơ (phơi, sấy sao). Để đảm bảo nụ hòe đạt TCDĐ cũng
như làm nguyên liệu trích ly rutin, khâu sơ chế rất quan trọng [8]. Nếu thu hoạch
gặp trời mưa, nụ dễ bị thiu nhớt, phải rửa sạch để ráo nước, san mỏng và sấy. Khi
sao nụ hòe phải dùng chảo hoặc chậu nhôm, đảo đều đến khi kiểm tra nụ bằng tay
thấy nóng rát thì sao tiếp 8-10 phút, sau đó ủ 2-3h mới đem phơi. Phương pháp này

nụ mau khô và có màu sắc đẹp. Kiểm tra nụ hịe khơ bằng cách miết nụ trên hai đầu
ngón tay, vỡ vụn là được. Nhìn chung nụ hịe phải đảm bảo khơ, có mùi thơm, màu
vàng chanh, khơng ẩm mốc, khơng bị cháy, không lẫn lộn cuống lá, tạp chất, độ ẩm
tối đa 11-12% [49]. Theo TC DĐVN III, nụ hịe khơ (600C, 6h) phải có hàm lượng
rutin ≥ 20%, tỷ lệ hoa đã nở ≤ 10%, hoa sẫm màu ≤ 1%, các bộ phận khác của cây ≤
2%, độ ẩm ≤ 12%, tạp chất ≤ 1%, tro toàn phần ≤ 10%, không nấm mốc [8].
Các phương pháp sơ chế và bảo quản có ảnh hưởng đến thành phần hóa học nụ
hịe và do đó ảnh hưởng đến chất lượng cũng như cơng dụng của nó. Kết quả nghiên
cứu của Viện Dược liệu Trung Hoa Bắc Kinh đã chỉ ra: nụ hòe dạng tươi, sao và

22


thiêu thành than đều có tác dụng tăng cường lượng fibrinogen; dạng chiết giúp tăng
số đếm tiểu cầu; dạng sao vàng có hoạt tính cầm máu mạnh nhất. Do đó nụ hòe
thường được bào chế theo phương pháp hỏa chế thành các dạng khơ giịn, xém hoặc
cháy thành than cho các mục đích trị bệnh trong đơng y. Nhiệt độ sấy từ 80-1200C
hàm lượng rutin tăng nhanh, quercetin ít biến đổi; từ 140-1800C rutin giảm nhẹ,
quercetin tăng nhẹ; từ 200-2200C rutin giảm mạnh, quercetin tăng mạnh [5]. Hàm
lượng rutin qua chế biến thay đổi rất lớn: dạng sống đạt khoảng 34,7%, dạng sao
vàng đạt 28,9%, dạng sao cháy đạt 18,5% [31]. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay
đổi màu, hàm lượng quercetin, rutin và tỷ lệ phần trăm khô/tươi cũng như sự phụ
thuộc của độ bền rutin vào nhiệt độ, pH cũng được xem xét cụ thể [5, 28, 31, 45].
Theo thời gian bảo quản, nụ hòe được chế biến ở điều kiện tự nhiên sẽ giảm 6-11%
rutin, quercetin tăng xấp xỉ 0,1% (sau 2 năm) [30]. Một số nghiên cứu gần đây đã đi
vào nghiên cứu tốc độ giảm chất lượng, cách sơ chế cũng như tác dụng của nhiệt
đến sự biến đổi flavonoit trong nụ hoè [5, 30, 31, 45]. Phương pháp sơ chế được
đánh giá có độ giảm hàm lượng rutin thấp là ngâm nụ hòe tươi trong muối ăn 7,5%
trong 15 - 20 phút, rửa sạch, vẩy ly tâm rồi sao vàng [30, 31].
* Sự khác nhau về thành phần: Do ứng dụng rất lớn trong y học, một số nghiên

cứu đã đi vào nghiên cứu thành phần hóa học nụ hoè nhằm làm rõ nguồn gốc dược
học cũng như tìm ra các hoạt chất có giá trị. Nhiều hợp chất đã được phát hiện, phân
lập và xác định cấu trúc [11]. Theo nhiều nghiên cứu khác nhau, một số thành phần
hóa học của nụ hịe đã được tìm thấy (xem mục 1.1.1.1). Theo các tài liệu khác
nhau, mức độ giảm của rutin từ dạng nụ sang hoa cũng không thống nhất. Nếu như
hàm lượng rutin trong nụ là 34 - 44% KLK và trong hoa là 3,6% KLK [13, 14] thì
độ giảm rutin từ trạng thái nụ sang hoa xấp xỉ 89,41 - 91,82%. Tuy nhiên theo tài
liệu [7] thì mức độ giảm hàm lượng rutin cơng bố là 40%. Nhìn chung, cho đến nay
vẫn chưa có một nghiên cứu nào mang tính chất hệ thống về thành phần hóa học
cũng như mức độ giảm của rutin trong nụ hòe Việt Nam.
* Khai thác và sử dụng: nguồn gốc dược học của nụ hòe được giải thích chủ yếu
dựa vào rutin và do đó các ứng dụng của nó cũng trên cơ sở dược tính của hoạt chất
23


này. Ngày nay, nụ hịe khơng chỉ được sử dụng trong y học cổ truyền (thuốc bắc)
mà còn được sử dụng chế biến thành trà (Trà hoa Hòe - rutin Vĩnh Tiến), làm phẩm
màu thực phẩm, làm mỹ phẩm,... [74]. Tuy nhiên lượng sử dụng cho mục đích này
khơng đáng kể so với việc sử dụng làm nguyên liệu trích ly rutin. Xuất phát từ lợi
nhuận do rutin mang lại, việc trồng hịe ở Việt Nam đang được khơi phục và phát
triển để thu hoạch nụ sản xuất rutin [14].
1.1.2. Rutin và các nghiên cứu đánh giá
6,

1.1.2.1. Giới thiệu chung về rutin
Rutin là một dược chất, một euflavonoit thuộc

8

HO

9

6

5

10

4

[9]. Năm 1904 được Schnidt xác định cơng thức

3

HO

OH
OH

O
OH

O

OH

OH
O

hóa học, năm 1944 được phân lập từ kiều mạch, HO

4,
3,

2,

2

OH O

cửu lý hương (Ruta graveolen) vào năm 1842

năm 1953 được tìm thấy trong gần 150 cây và

1,

1

O

7

nhóm flavon được Veyss phân lập đầu tiên từ cây

5,

OH

O

cho đến năm 1962 rutin mới được tổng hợp [7].
Rutin có tên khoa học là 3,3’,4’,5,7-pentahyroxyflavon-3-rutinosit ngồi ra còn
nhiều tên khác như eldrin, oxerutin, quercetin-3- rhamnoglucosit, quercetin-3rutosit, rutosis, sclerutin, sophorin, quecetin-3-O-β-rutinosit.

Cấu tạo phân tử

rutin gồm hai phần, phần aglycon là quercetin (quercetol) thuộc nhóm flavonol và
phần đường là rutinosit (6-O-α-L-rhamnopyranosyl-β-D-glucopyranosit) [7, 8].
Công thức phân tử là C27H30O16 [8].
* Tính chất vật lý: Rutin có dạng tinh thể hình kim, màu vàng nhạt hay vàng hơi
lục, để ra ánh sáng chuyển thành màu sẫm, không mùi. Rutin rất dễ hydrat hóa, tinh
thể ngậm 3 phân tử nước có điểm chảy là 177-1780C [51] và trở thành dạng khan
sau 12h sấy ở 1100C (áp suất 10mm Hg) [63]. Rutin khan hút ẩm rất mạnh, chuyển
sang màu nâu tại 1250C với αD23 = +13,820 (etanol) và αD23 = -39,430 (pyridin).
Độ tan của rutin trong các dung môi rất khác nhau: 1g rutin hịa tan trong khoảng
10.000ml nước lạnh, 100ml nước sơi, 7ml metanol sôi, 650ml etanol lạnh và 60ml

24


etanol nóng [17]. Rutin khơng tan trong clorofoc, cacbon disulfit, cacbon
tetraclorua, ete, benzen, ete dầu hỏa; dễ tan trong etyl axeton; tan nhiều trong
pyridin, dung dịch kiềm; tan ít trong rượu, axeton và etyl axetat. Dung dịch rutin
trong etanol (96%) có hai cực đại hấp thụ trong vùng tử ngoại ở 362,7 và 257,7mµ
với mật độ quang tương ứng E1%1cm là 345 và 265 [8, 7, 20, 51, 57].
* Tính chất hóa học: Sự có mặt các nhóm hydroxyl của phenolic, nhóm cacbonyl
và vịng benzen làm rutin khá hoạt động. Tính chất hóa học của rutin phụ thuộc vào
vị trí các nhóm hydroxyl và hệ nối đơi liên hợp trong phân tử [2].
+ Tính chất axit: rutin là một flavonoit có tính axit yếu (pKa = 9,98) nên dễ phản

ứng với dung dịch kiềm tạo muối tan trong nước, dung dịch có màu vàng thêm axit
vào có thể kết tủa [14]. Trong dung dịch kiềm rutin rất ít bị ảnh hưởng nhưng khi
kiềm đặc, nhiệt độ cao, cấu trúc rutin bị phá vỡ (vòng cromon bị phá), tùy theo mức
độ mà có thể tạo thành dẫn chất axit thơm và dẫn chất phenol.
+ Phản ứng của nhóm hydroxyl: do có nhóm -OH của phenolic và -OH của ancol
trong phần đường nên rutin dễ dàng tham gia phản ứng axyl hóa. Rutin trong dung
dịch kiềm có mặt Na2SO2O4 sẽ chuyển thành luteolin [63].
+ Phản ứng mở vịng của furanol: Sự có mặt nhiều nhóm -OH trong phân tử làm
rutin trở nên nhạy cảm hơn với các phản ứng oxy hóa và bẻ gãy vòng.
+ Phản ứng vòng thơm: rutin và flavonoit nói chung thường có phản ứng với các
hợp chất diazo tạo các sản phẩm có màu đặc trưng. Phản ứng này được sử dụng để
phát hiện flavonoit trên sắc ký, thuốc thử thường là amin thơm như p-nitroamin,
benzidin, axit sulfanilic.
+ Phản ứng của nhóm cacbonyl: rutin và một số flavonoit khác có nhóm cacbonyl
ở vị trí C4 và có nối đơi C2 = C3 nên có phản ứng Shinoda (xianidin). Đây là phản
ứng khử có sự tham gia của kim loại như sắt, kẽm, magie và axit clohydric cho sản
phẩm có màu đặc trưng: với magie cho dung dịch có màu đỏ, với dung dịch sắt (III)
clorua sẽ xuất hiện màu nâu hơi lục [8].

25