Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học các hợp chất trong hạt ca cao (theobroma cacao l )

-1ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA
-------  -------

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC
ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÁC
HỢP CHẤT TRONG HẠT CA CAO
(Theobroma cacao L.)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC

GVHD

: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân

SVTH : Đào Thị Thu Thảo
Lớp

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

: 08CHD

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


-2-

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Hơn 2000 năm trước, cây ca cao đã trở thành một phần không thể thiếu trong
cuộc sống của những người dân vùng Châu Mỹ Latinh. Người Mayan và Aztec đã trồng
cây ca cao từ rất lâu trước khi những nhà thám hiểm Châu Âu tìm tới lục địa này. Ngay
từ khi được biết đến như một thứ thực phẩm quý hiếm, ca cao đã được đánh giá là có
tác dụng tốt cho sức khỏe con người. Bởi thế, thời gian đầu phát hiện ra, ca cao chỉ
được dùng trong giới quý tộc, vua chúa trong triều đình Tây Ban Nha, Pháp, Thụy Sĩ.
Tuy khi ấy, người ta chưa biết các tác dụng đó cụ thể như thế nào, tác động đến cơ quan
nào của cơ thể, nhưng họ thấy khi uống vào cơ thể con người ta có được cảm giác sảng
khối, minh mẫn, sung mãn và tăng cường sinh lực.
Từ những lợi ích mà ca cao mang lại đã thúc đẩy các nhà khoa học trên thế giới
nghiên cứu về loại cây này cũng như cơng dụng của nó. Theo nghiên cứu, thành phần
chính trong ca cao là Theobromine, một chất làm cho cơ thể cảm thấy no và ngăn chặn
cảm giác thèm ăn.
Ngồi ra, ca cao cịn có tác dụng ổn định đường huyết, rất tốt cho những bệnh
nhân bị tiểu đường, ca cao cũng có tác dụng đối với bệnh tim và ung thư. Hạt ca cao
được sử dụng làm nguyên liệu chế biến ra các sản phẩm cao cấp như sơcơla. Vỏ trái sau
khi lấy hạt cũng có thể đem phơi khơ xay làm thức ăn cho gia súc.
Ngồi các ứng dụng y khoa, ca cao còn được dùng trong mỹ phẩm, giúp chăm
sóc da cho phái nữ, ngăn ngừa bệnh lão hố da.
Đặc biệt, việc chiết tách thành cơng bơ ca cao từ hạt cây ca cao có ảnh hưởng rất
lớn trong ngành bào chế dược phẩm. Bơ ca cao từ lâu đã trở thành một loại tá dược
được đánh giá là có giá trị và được dùng phổ biến trong cơng nghệ bào chế. Ngồi bơ
ca cao, ca cao còn được dùng nhiều để làm chất phụ gia, tạo màu, tạo mùi vị hấp dẫn,
dễ uống cho các loại dược phẩm, đặc biệt là các dạng thuốc dùng cho trẻ em.
Ở Việt Nam, ca cao cũng được du nhập vào từ rất sớm, theo chân các nhà truyền
giáo phương Tây. Hiện tại, cây được trồng rộng rãi ở nhiều nơi, vùng Tây Nguyên vẫn
được đánh giá là có điều kiện lý tưởng nhất cho phát triển cây ca cao. Không những các
SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân

-3-

nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu về ca cao mà tại Việt Nam cũng có nhiều cơng
trình nghên cứu như: “Nghiên cứu kỹ thuật lên men hạt ca cao và sản xuất sôcôla”
(Nguyễn Văn Tặng. 2008), “Nghiên cứu sử dụng vỏ trái ca cao làm nguyên liệu sản
xuất phân hữu cơ bón gốc cho cây ca cao và thức ăn bổ sung vào khẩu phần thức ăn
của bò tại huyện Châu Thành” (Thạc sĩ Phạm Hồ Hải và Kỹ sư Trần Thị Tường Linh
- Viện khoa học nông nghiệp miền Nam).
Từ những công dụng mà ca cao mang lại trong lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm
và mỹ phẩm, đặc biệt là tác dụng chữa bệnh tim và ung thư, do đó việc nghiên cứu quy
trình chiết tách và xác định thành phần hóa học của nó là hết sức cần thiết. Từ những lý
do trên, tôi quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần
hóa học các hợp chất trong hạt ca cao (Theobroma cacao L.)”.
2. Mục đích nghiên cứu
-

Xây dựng quy trình chiết tách các hợp chất trong hạt ca cao.

-

Xác định thành phần hoá học, cấu trúc các hợp chất trong hạt ca cao và hoạt tính

sinh học của nó.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Hạt ca cao ở vùng Tây Nguyên Việt Nam và dịch chiết từ hạt ca cao bằng
phương pháp chiết Soxhlet.
4. Các phương pháp nghiên cứu
+ Nghiên cứu lý thuyết: Phương pháp nghiên cứu các hợp chất tự nhiên, tổng quan các

tài liệu về đặc điểm hình thái thực vật, thành phần hố học, ứng dụng của hạt ca cao.
+ Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:
 Phương pháp lấy mẫu: Nguyên liệu được thu hái ở Tây Nguyên vào tháng 01 năm
2012. Hạt ca cao sau khi được tách khỏi quả thì lột sạch lớp vỏ bên ngồi. Sau đó xay
thành bột mịn.
 Phương pháp trọng lượng để xác định độ ẩm, hàm lượng tro của hạt ca cao.
 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS để xác định hàm lượng kim loại
nặng trong hạt ca cao.

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


-4-

 Chiết bằng phương pháp Soxhlet với dung môi H2O.
 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV – VIS xác định mật độ quang của các
dịch chiết để chọn dung môi chiết, tỷ lệ rắn lỏng và thời gian chiết tối ưu.
 Xác định thành phần các hợp chất trong dịch chiết từ hạt ca cao trong dung mơi chiết
bằng phương pháp sắc kí khí cao áp ghép khối phổ (GC-MS).
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa thực tiễn: Giải thích một cách khoa học các kinh nghiệm dân gian, thuận tiện
cho việc ứng dụng.
- Ý nghĩa khoa học: Cung cấp thêm thông tin về hạt ca cao như một số chỉ tiêu hóa lý,
khảo sát thành phần hóa học và cấu tạo của một số hợp chất có trong hạt ca cao.
6. Bố cục đề tài
Đề tài gồm 41 trang trong đó có 10 bảng và 23 hình. Phần mở đầu (3 trang), kết
luận và kiến nghị (1 trang), tài liệu tham khảo (1 trang). Nội dung của đề tài chia làm 3
chương:

Chương 1- Tổng quan (15 trang )
Chương 2- Những nghiên cứu thực nghiệm (7 trang)
Chương 3- Kết quả và bàn luận (14 trang)

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


-5-

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về cây ca cao [1]
1.1.1. Sơ lược về nguồn gốc của cây ca cao
Theo như nhiều nhà nghiên cứu thì cây ca cao có thể bắt nguồn từ những cánh
rừng mưa Amazone thung lũng Orinoco ở Venezuela hay vùng Chiapa của Mexico.
Người Mayan và Aztec đã trồng cây ca cao từ rất lâu trước khi những nhà thám hiểm
Châu Âu tìm tới lục địa này. Cây ca cao phát triển trong một khu vực địa lý giới hạn,
khoảng 20 độ về phía Bắc và phía Nam của đường xích đạo. Gần 70% của cây trồng thế
giới được trồng ở Tây Phi. Ở Việt Nam, ca cao được du nhập vào rất sớm, theo chân
các nhà truyền giáo phương Tây. Hiện tại, cây được trồng rộng rãi ở nhiều nơi, vùng
Tây Nguyên vẫn được đánh giá là có điều kiện lý tưởng nhất cho phát triển cây ca cao.
Ở đây, theo nghiên cứu thống kê thì cây ra hoa cho quả quanh năm, sản lượng bình
qn đạt 3 kg hạt khơ / 1 cây 5 năm tuổi. Tuy nhiên, hiện tại ở Việt Nam, cây ca cao
chưa phát triển rộng rãi do thu hoạch không tập trung, kỹ thuật xử lý sau thu hoạch
cũng phức tạp, phải ủ lên men... nên người dân ngại trồng.
1.1.2. Cây ca cao
Cây gỗ nhỏ, nhánh khơng lơng (hình 1.1). Lá có
phiến trịn dài, hơi lộn ngược, dài 20-30cm, không lông;
cuống phù hai đầu; lá kèm cao 1cm. Hoa nhỏ, mọc ở thân

và các nhánh to, rộng 5-7mm, có đài xanh xanh; cánh hoa
trắng, có hai sọc đỏ, đầu có phần phụ hẹp hình dằm, dài;
nhị sinh sản 5, nhị lép 5, màu đỏ đậm. Quả dài 10-20cm,
có u nần thấp, màu vàng rồi đỏ; nạc trắng; hạt to. Quả có
vỏ dày, thịt màu trắng đục chứa 40-50 hạt nằm sát nhau
thành một khối (hình 1.2).

Hình 1.1. Cây ca cao

Ca cao là cây thường xanh tầng trung, cao 4-8m (15-26 ft), ưa bóng rợp, có khả
năng chịu bóng tốt nên thường được trồng xen dưới tán cây khác như trong các vườn
dừa, cao su, vườn rừng...

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


-6-

Cây thích hợp với những vùng có nhiệt
độ trung bình 25-280C, độ ẩm trung bình 85%,
lượng mưa hàng năm 1500-2000mm. Cây có ưu
điểm 1 năm thu 2 vụ, nhu cầu nước khơng lớn,
ít phải tưới, khơng kén đất nhưng cũng khơng
chịu được các vùng q khơ hạn như đất cát
Hình 1.2. Quả và hạt ca cao

hoàn toàn.

1.2. Một số nghiên cứu về thành phần hóa học của hạt ca cao
1.2.1. Thành phần hóa học
Hạt ca cao chứa hơn 300 hợp chất dễ bay hơi: những hợp chất tạo mùi quan
trọng nhất là những Ester aliphatic, Polyphenols, Carbonyls thơm. Các polyphenols tan
trong nước (5-10%) như Epicatechol, Leucoanthocyanins và Anthocyanins, bị phân hủy
trong các giai đoạn chế biến, tạo thành màu đỏ đặc biệt.
Các amin có hoạt tính sinh học trong hạt ca cao: Phenyl-ethyl amine, Tyramine,
Tryptamine, Serotonine.
Trong hạt ca cao cũng chứa các alkaloids như: Theobromine (0.5-2.7%);
Caffeine (0.025%), Trigonelline. Ngoài ra cịn có các tannins catechin.
Hạt ca cao rất giàu protein (12,9%), axit béo. Trong hạt ca cao có rất nhiều
xenlulo và vitamin, đặc biệt là axit folic (vitamin B9).
Bên cạnh đó, thành phần của hạt ca cao cịn có rất nhiều khoáng chất khác nhau.
Theo một vài nghiên cứu, hạt ca cao chứa rất nhiều sắt và kẽm.
Trong hạt ca cao chưa lên men, các sắc tố chiếm từ 11-13% của mô. Các tế bào
sắc tố chứa khoảng 65-70% polyphenol và 3% anthocyanin.
 Công thức cấu tạo của một số hợp chất có trong hạt ca cao

Epicatechol
SVTH: Đào Thị Thu Thảo

Leucoanthocyanins
GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


-7-

Anthocyanins

Theobromine

Phenyl-ethyl amine

Tyramine

Trigonelline

Caffeine

Tryptamine

Serotonine
1.2.2. Thành phần dinh dưỡng

Giá trị dinh dưỡng của bột ca cao (100 gram chứa)
- Calories

229

- Chất đạm

19.6 g

- Chất béo

13.7 g

- Các khoáng chất:
SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


-8-

 Calcium

128 mg

 Sắt

13.86 mg

 Magnesium

499 mg

 Phosphorus

734 mg

 Potassium

1.524 mg

 Sodium

21 mg

 Kẽm

6.81 mg

 Đồng

3.788 mg

 Manganese

3.83 mg

- Các Vitamins:
 Beta carotene

20 IU

 Thiamine (B1)

0.078 mg

 Riboflavin (B2)

0.241 mg

 Niacin (B3)

2.185 mg

 Pantothenic acid

0.254 mg

 Pyridoxine

0.018 mg

 Folic acid

32 mcg

1.3. Một số ancaloit sử dụng trong y học [3]
1.3.1. Giới thiệu chung về ancaloit
Ngày nay, khái niệm ancaloit được hiểu là các hợp chất tồn tại trong giới thực
vật (thường là các hợp chất vịng) chứa nitơ, có tính kiềm yếu và phần lớn trong số
chúng có hoạt tính sinh học mạnh, ở liều cao là những chất độc, còn với liều thấp hơn
chúng lại là những dược phẩm vơ cùng hữu ích và tên “alcaloids” nghĩa là có tính kiềm
yếu.
Các hợp chất ancaloit là một trong những nhóm dược phẩm dị vòng chứa nitơ
quan trọng nhất, cho dù trong những năm gần đây có rất nhiều dược phẩm dị vòng chứa
nitơ đã được tổng hợp và đưa vào chữa bệnh.
Trong cùng một thực vật, các ancaloit thường có cấu trúc hóa học gần giống
nhau. Ancaloit trong tự nhiên phần lớn thường ở dạng liên kết (dạng muối) với các axit
SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


-9-

hữu cơ đơn giản (axit axetic, axit oxalic, axit sữa, táo, axit 2,3-dihydroxisuccinic, axit

chanh,...), đôi khi trong một vài thực vật (đặc biệt trong các thực vật giàu ancaloit) các
ancaloit chỉ liên kết với các axit hữu cơ đặc trưng với chúng như: axit fumaric, axit
cevadinic, axit meconic,...
Phần lớn các ancaloit là hợp chất tinh thể rắn, một vài hợp chất trong số chúng
dạng lỏng có thể làm sạch bằng phương pháp chưng cất mà không bị phân hủy
(coniin, arecolin, nicotin...) ở nhiệt độ phịng. Các ancaloit rắn thường có vị đắng, cịn
các ancaloit lỏng thường có vị cay.
Các hợp chất ancaloit dạng bazơ tự do hầu hết không tan trong nước, tuy nhiên
tan tốt trong chloroform. Trong các ancaloit thường chứa các cacbon bất đối, hoạt động
quang học (αD) và thường chỉ tồn tại trong thực vật ở một dạng nhất định.
1.3.2. Phân loại các ancaloit quan trọng trong Y dược theo khung cơ bản
Theo hiểu biết ngày nay về các hợp chất ancaloit, thì thơng thường chúng là
các chất quang hoạt. Trong số các đồng phân của chúng thì đồng phân quang học
quay trái (L) có hoạt tính sinh học cao hơn rất nhiều so với các đồng phân quay
phải (D). Sản phẩm raxemic của chúng thường có hoạt tính nằm ở giữa đồng phân có
hoạt tính cao hơn.
1.3.2.1. Ancaloit khung indol
Trong số các ancaloit khung indol được sử dụng rộng rãi trong Y học là hợp chất
physostigmin (tên khác: ezerin) thành phần chính (0,15%) trong hạt thực vật
Physostigma venenosum (đậu Kalabar).

Physostigmin
Physostigmin-salycilat là chất tinh thể rắn, không màu, khơng mùi vị cay nhẹ,
trong khơng khí và dưới tác dụng của ánh sáng nó chuyển sang màu đỏ, ít tan trong
nước (1:100), tan khá tốt trong cồn và chloroform (1:13,1:9), αD = -89 đến -94.
SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân

- 10 -

Physostigmin có hoạt tính kích thích phó giao cảm trực tiếp, nó ức chế men
acetylcolinesteraza khơng cho phân hủy acetylcolin, được sử dụng chủ yếu trong điều
trị mắt, làm giảm nhãn áp.

Vinblastin
Một ancaloit khác khung indol đã được sử dụng để điều trị bệnh ung thư máu (máu
trắng - lymphogranulomatosis) đó là hợp chất vinblastin, nó có hàm lượng rất thấp trong
cây Dừa cạn (Vinca rosea) khá phổ biến ở Việt Nam.
Trong một số loài của chi Ba gạc (Rauwolfia) như Rauwolfia verticillata và
Rauwolfia serpentina cũng có chứa các ancaloit khung indol (reserpin và các dẫn
xuất) được sử dụng trong y học, cả trong Tây y và Đông y. Nó có tác dụng hạ huyết
áp, giảm hoạt động của hệ thần kinh trung ương (an thần chữa động kinh và stress) và
có tác dụng gây buồn ngủ. Nó có tác dụng làm giảm các catecholamin và serotonin
từ các dây thần kinh của hệ thần kinh trung ương. Các chất tinh chế từ rễ Ba gạc đã
được sử dụng khá tích cực trong thời gian gần đây để điều trị cao huyết áp. Tuy nhiên,
các nghiên cứu trên động vật lại cho thấy nó có thể gây ung thư.

Reserpin

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


- 11 -

1.3.2.2. Ancaloit khung pyridin - (pyperidin)
Các ancaloit trong tự nhiên thuộc nhóm này bao gồm các ancaloit quan trọng

như: nicotin, arecolin, coniin, ricinin, lobelin,... Các ancaloit nicotin, arecolin, coniin
là các chất lỏng ở nhiệt độ phòng.
Nicotin là một ancaloit tìm thấy trong một số thực vật họ Solanaceae, hàm
lượng vào khoảng 0,6-3,0% trọng lượng thuốc lá khơ. Nó được sinh tổng hợp trong
thân rễ sau đó được tích tụ trong lá. Trước đây, nó được sử dụng rộng rãi để trừ côn
trùng bảo vệ mùa màng, và ngày nay các đồng đẳng của nó, ví dụ như: imidacloprid
vẫn được sử dụng phổ biến với tác dụng tương tự. Trong Y học nó được sử dụng để
nghiên cứu khoa học là chủ yếu, đặc biệt đối với hệ thần kinh. Do nó được coi là tác
nhân gây ra một số loại ung thư (ung thư phổi) nên phong trào từ bỏ thuốc lá đã
được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) và các Chính phủ trên thế giới ủng hộ mạnh mẽ.

N
N

CH3

Nicotin
Arecolin là ancaloit dạng lỏng của quả cau (Areca nut, Areca catechu) có thể
tan trong nước, cồn, ete, chloroform,... Arecolin được biết như là tác nhân kháng
acetylcolin trên các thụ thể phó giao cảm M1, M2 và M3 (gây co con ngươi mắt, phế
nang phổi) và nó cịn được sử dụng để trừ một số loại giun sán.

Arecolin
Coniin là ancaloit rất độc (với nồng độ 0,2g/kg gây chết người) được tìm
thấy trong cây Conium maculatum và một số loài họ Ráy như Arum maculatum,
Arisarum vulgare, Amorphophallus rivieri, điểm sôi 166-1670C.

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân

- 12 -

Coniin
Lobelin là ancaloit dạng bột trắng rắn vô định hình tan trong nước có trong
các lồi Lobelia inflata, Lobelia nicotianaefolia, Lobelia hassleri, Lobelia stallfeldii và
trong một số loài Lobelia spp khác.

Lobelin
Lobelin được sử dụng để hỗ trợ cai thuốc lá, cai nghiện ma túy ví dụ như cai
nghiện amphetamin, cocain hay rượu.
Trong cây Ricinus communis L., họ Thầu dầu, người ta đã phân lập được
ancaloit ricinin dạng rắn có điểm nóng chảy 2010C, tan trong nước nóng. Độc đối
với gan và có thể gây chết người.
1.3.2.3. Ancaloit vịng ngưng tụ pyrrolidin-pyperidin (khung tropan)
Các ancaloit khung tropan bao gồm các chất chủ yếu như: atropin,
hyoscyamin, homatropin, scopolamin,... Các ancaloit này được sử dụng hết sức rộng
rãi trong Y học, chúng là các chất ức chế phó giao cảm, làm giảm co thắt cơ trơn
(mật, ruột, thận...), giảm huyết áp, giãn con ngươi. Đây là các thuốc giải độc kích
thích phó giao cảm.

Atropin

Scopolamin

Hyoscyamin

1.3.2.4. Ancaloit khung ruban (quinin, quinidin, cinchonin, cinchonidin)

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


- 13 -

Quinin

Cinchonin

Các ancaloit tìm thấy trong cây Canh ki na, thuộc nhóm chất khung ruban, đó
là các chất quinin, quinidin và một số chất khác, chúng là các chất tinh thể rắn, màu
trắng có vị đắng.
Các hợp chất này đã được sử dụng trong Y học từ thế kỷ XVII để điều trị
bệnh sốt rét cho đến những năm 1940 sau khi người ta tìm ra các loại thuốc
chống sốt rét khác thay thế. Ngồi ra, chúng cịn là thuốc sát khuẩn, (antipyretic,
fever-reducing), thuốc giảm đau (painkilling), chống viêm (anti-inflammatory).
Quinin còn để điều trị bệnh luput (lupus), viêm khớp (arthritis)...
1.3.2.5. Ancaloit khung benzyl-isoquinolin
Ancaloit nhóm này là một số ancaloit của cây Á phiện (Anh túc) gồm
papaverin, laudanosin, noscapin, berberin, tetrahydropalmatin,...
Noscapin (còn gọi là Narcotin, Nectodon, Nospen, và Anarcotin) là
benzylisoquinolin ancaloit tìm thấy trong thực vật họ Papaveraceae mà khơng có hoạt
tính giảm đau. Noscapin là hoạt chất được sử dụng để điều trị ho. Ngồi ra nó cịn
thể

hiện

rất

tốt

những hoạt tính chống ung thư. Laudanosin hay N-

methyltetrahydropapaverin cũng được phát hiện có trong thuốc phiện với hàm lượng
khoảng 0,1%, lần đầu tiên phân lập được năm 1871. Nó có khả năng tương tác với các
thụ thể phó giao cảm. Papaverin cũng là một ancaloit của thuốc phiện nó có tác dụng
điều trị làm dãn cơ trơn (dạ dày, ruột, mật, đường tiết niệu, dãn mạch giảm đau tuần
hoàn ngoại vi và tuần hoàn não.

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


- 14 -

Noscapin

Laudanosin

Papaverin

Trong củ bình vơi (Stephania rotunda) thuộc chi Stephania, người ta đã phân lập
được một ancaloit tetrahydropalmatin (THP) là thành phần chính. THP được sử
dụng làm thuốc an thần (thuốc ngủ), ngồi ra nó cịn được dùng để điều trị cai
nghiện ma túy (nghiện cocain, thuốc phiện), ở Việt Nam nó có trong thành phần
thuốc cai nghiện HEANTOS. Trong cây Hoàng đằng (Fibraurea tinctoria), họ Tiết
dê (Menispermaceae), một ancaloit khung benzyl-isoquinolin cũng đã được phát hiện

đó là hợp chất berberin. Hoạt chất này có khả năng kháng nấm, kháng khuẩn, kháng
kí sinh trùng. Gần đây, người ta cịn thử hoạt tính của nó đối với các bệnh đái tháo
đường, giảm lượng cholesteron trong máu, chống ung thư,...

Tetrahydropalmatin

Berberin

1.3.2.6. Ancaloit khung morphinan
Morphin và các dẫn xuất của nó (codein, tebain,...) là các ancaloit chính của
cây Anh túc có thể coi chúng là các dẫn xuất của phenantren hoặc isoquinolin. Chúng
đều là các hoạt chất giảm đau, morphin cho đến nay vẫn là một thuốc giảm đau tốt
nhất, đặc biệt được sử dụng cho các bệnh nhân ung thư giai đoạn cuối, mặc dù nó là
chất ma túy bị kiểm sốt. Codein tuy khơng có hoạt tính giảm đau mạnh như morphin,
nhưng nó lại là một trong các thuốc giảm ho tốt nhất và vẫn đang được sử dụng điều trị.

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


- 15 -

Morphin

Codein

1.3.2.7. Ergot ancaloit (dẫn xuất axit lysergic)
Các ancaloit dẫn xuất axit lysergic được phát hiện trong Nấm cựa gà có thể gặp
trên các vùng cao có trồng lúa mạch của nước ta.

Người ta thu hái khi nấm bắt đầu chín và phơi khơ ở 30-450C. Thành phần
hố học của nó gồm ergotasin, ergotamin, ergocornin là những hoạt chất rất mạnh
mà với liều lượng thường dùng làm co mạch các cơ trơn và cơ tử cung. Với liều
cao, Nấm cựa gà rất độc, có thể gây nên hoại thư ở đầu ngón tay chân, cơ cứng
mạch, mê sảng.
1.3.2.8. Ancaloit khung imidazol

Pilocarpin
Trong nhóm ancaloit này, pilocarpin là ancaloit chính tìm thấy trong cây
Pilocarpus jaborandi và Pilocarpus microphyllus ở Trung và Nam Mỹ quan trọng
hơn cả. Nó được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực điều trị nhãn khoa, đặc biệt là bệnh
glơcơm (glaucoma) nó có tác dụng làm giảm nhãn áp.
1.3.2.9. Ancaloit strychnin
Strychnin là ancaloit trong hạt Mã tiền (Strychnos nux vomica), ở dạng
tinh thể khơng màu, nó được biết đến là một trong những chất đắng nhất (có thể
nhận biết độ đắng của nó ở nồng độ ≤ 1 ppm), độc tính cao (LD50=10 mg).

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


- 16 -

Strychnin
Người ta sử dụng nó để trừ các động vật có hại mùa màng ( chim, bộ gặm
nhấm). Strychnin có tác dụng kích thích thần kinh trung ương, co cơ mạnh (cường
cơ strychnin). Nó là một trong những thuốc hồi sức tốt nhất thơng qua tác dụng
kích thích lên hệ thần kinh trung ương tại trung tâm hô hấp và trung tâm vận mạch
làm cho khả năng hô hấp và lưu thông máu được tăng cường.

1.3.2.10. Ancaloit kháng sinh
Ngồi các nhóm ancaloit dược phẩm quan trọng kể trên không thể không
nhắc đến các loại kháng sinh ancaloit mà do một số chủng nấm tạo ra trong quá trình
phát triển sinh học của chúng. Kỷ nguyên kháng sinh bắt đầu từ năm 1929, khi
Fleming phát hiện ra hoạt tính kháng khuẩn của penicillin do chủng nấm Penicillin
notanum tạo ra trong quá trình trao đổi chất và đến năm 1949 người ta đã phân lập
được penicillin tinh sạch.
1.3.3. Phân tích định tính ancaloit
Người ta sử dụng khá nhiều thuốc thử để nhận biết sự có mặt của ancaloit trong
thực vật. Cơ sở của các phản ứng hóa học nhận biết ancaloit là phản ứng màu hoặc
phản ứng tạo tủa.
1.3.4.1. Các phản ứng tạo tủa
- Thuốc thử Mayer: K2HgI4 [kali-thủy ngân (II) iodua - kaliumiodomercurat]: Là
thuốc thử ancaloit thông thường cho tủa màu trắng (vàng trắng) không tan kể cả
trong dung dịch axit loãng.
- Thuốc thử Dragendorff hay Kraut: KBiI4 [Kali-bizmut-iodua]: Thuốc thử ancaloit
cho tủa kết tinh màu vàng cam (đỏ).

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


- 17 -

- Thuốc thử Bouchardat hay Wagner: KI3 [dung dịch kali-iodua 0,1N + I2]: cho tủa
kết tinh màu nâu đỏ sẫm với ancaloit.
- Thuốc thử Sonnenchein: H3[P(Mo3O10)4], axit phosphormolibdenic: Tạo tủa tương
đương mol với hầu hết các ancaloit. Đặc biệt nhạy đối với quinin và strychnin.
- Thuốc thử Godeffroys: K4[Si(W3O10)4], axit silicowonframic: Người ta sử dụng

dung dịch nước 5% muối natri của nó, cho phản ứng rất nhạy với ancaloit cho tủa màu
trắng.
- Axit cheric (tannin): Tạo tủa vô định hình khơng màu hoặc trắng vàng.
- Muối Reinecke: NH4[Cr(SCN)4(NH3)2], Amoni-tetrarodanato-diammin cromat(III):
Ban đầu, người ta sử dụng nó nhờ tác nhân tạo tủa với các amin bậc II và amin tercier.
Rosenhaler đã sử dụng nó để xác nhận sự có mặt của các ancaloit và cho tinh thể rất đặc
trưng.
- Natri-tetraphenyl-borat (Kalignost): Na[B(C6H5)4]: Ban đầu, người ta sử dụng nó
nhờ tác nhân thử kali, sau đó được sử dụng thử ancaloit thông thường, cho tủa
màu trắng trong axit axetic.
1.3.4.2. Các phản ứng tạo màu
Trong số các phản ứng ancaloit, phản ứng của ancaloit với các axit khống
đặc đơi khi cho chúng ta khả năng phân biệt. Các phản ứng chỉ cho kết quả tốt đối với
các ancaloit có độ sạch cần thiết. Đặc biệt là các phản ứng tạo màu với axit H2SO4
đậm đặc dựa trên cơ sở khả năng hút nước và ơxy hóa của nó.
- Tác nhân Erdmann: 20ml axit H2SO4 đậm đặc + 10 giọt (dung dịch 100ml chứa 10
giọt axit HNO3).
Phản ứng không màu với các ancaloit: Atropin, Koniin, Nicotin, Caffein,
Quinin, Cocain, Strychnin
Đỏ, vàng: Brucin
Vàng cam, đỏ máu: Veratrin
Nâu đỏ, nâu sẫm: Papaverin
Đỏ máu, vàng: Tebain
- Tác nhân Fröhde: axit H2SO4 đậm đặc + 5% ammoni-molibdat.
SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


- 18 -

Xanh tím: Morphin
Xanh oliu: Hydrastin
- Tác nhân Mandelin: axit H2SO4 đậm đặc + vanadin (axit H2SO4 đậm đặc + 5%
ammoni-vanadat).
Xanh da trời sang đỏ: Strichnin
- Tác nhân Marquis: Formaldehide + axit H2SO4 đậm đặc (1ml axit H2SO4 đậm đặc
+ 1 giọt formaldehide).
Đỏ tím: Morphin và các dẫn xuất
- Tác nhân Arnold-Vitali: lượng nhỏ KNO2 + axit H2SO4 đậm đặc.
Màu tím: Atropin, Hyoscyamin, Scopolamin
Đỏ tím: Strichnin
- Tác nhân Thalleiochin: nước clo (brôm) + amoniac.
Xanh lá cây: Quinin, Quinidin
1.4. Giá trị sử dụng của hạt ca cao [6], [7]
Ngay từ khi được biết đến như một thứ thực phẩm quý hiếm, hạt ca cao đã được
đánh giá là có tác dụng tốt cho sức khỏe con người. Bởi thế, thời gian đầu phát hiện ra,
hạt ca cao chỉ được dùng trong giới quý tộc, vua chúa trong triều đình Tây Ban Nha,
Pháp, Thụy Sĩ. Hạt ca cao mang lại nhiều giá trị sử dụng đáng chú ý.
- Tác dụng lên sức khỏe con người: Uống ca cao tạo cảm giác sảng khoái, minh mẫn,
sung mãn và tăng cường sinh lực.
- Tăng cường trao đổi chất: Ca cao làm tăng sự trao đổi chất và cho phép cơ thể đốt
cháy nhiều calo mỗi ngày. Do đó, nó giúp giảm cân rất hiệu quả.
- Loại bỏ cảm giác thèm ăn: Thành phần chính trong hạt ca cao là Theobromine, một
chất làm cho cơ thể cảm thấy no và ngăn chặn cảm giác thèm ăn.
- Ổn định đường huyết: Ca cao từ từ tiêu thụ vào đường máu và kết quả của sự tiêu thụ
chậm chạp này là sự sản sinh insulin, một chất có khả năng ổn định lượng đường trong
máu. Điều này cho thấy hạt ca cao rất tốt đối với các bệnh nhân tiểu đường.
- Chống oxy hóa: Hạt ca cao chứa nhiều chất chống oxy hóa hơn cả rượu vang đỏ hoặc
trà xanh.

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


- 19 -

- Tác dụng lên tim mạch: Đây là lợi ích đầu tiên mà các nhà khoa học quan tâm nghiên
cứu đến. Chất phenolic có trong bột ca cao thiên nhiên có tác dụng ngăn ngừa và hạn
chế các nguy cơ rủi ro có thể xảy đến với hệ tim mạch. Hơn nữa, bột ca cao cịn có tác
dụng hạn chế nguy cơ tăng hàm lượng LDL - cholesterol, cho dù chế độ ăn có bị bng
lỏng. Mặt khác, chất catechin trong bột ca cao cũng có tác dụng chống lại các chất oxy
hóa - nguyên nhân gây xơ cứng mạch máu, mỡ máu cũng như các rủi ro khác cho tim,
cho hệ mạch kể cả mạch não.
- Tác dụng chống ung thư: Đã có nhiều nghiên cứu chỉ ra tác dụng ngừa ung thư của
chè xanh, tương tự như vậy, nghiên cứu mới đây của Trường ĐH California, San
Francisco, USA cũng đã cho kết quả khả năng ngừa ung thư của bột ca cao là rất rõ
ràng. Sở dĩ như vậy là vì trong thành phần của hạt ca cao có chứa nhiều chất chống oxy
hóa, chất khống và vitamin.
- Tác dụng trong ngành dược: Việc chiết tách thành công bơ ca cao từ hạt cây ca cao có
ảnh hưởng rất lớn trong ngành bào chế dược phẩm. Bơ ca cao từ lâu đã trở thành một
loại tá dược được đánh giá là có giá trị và được dùng phổ biến trong cơng nghệ bào chế.
Ngồi bơ ca cao, hạt ca cao còn được dùng nhiều để làm chất phụ gia, tạo màu, tạo mùi
vị hấp dẫn, dễ uống cho các loại dược phẩm, đặc biệt là các dạng thuốc dùng cho trẻ
em.
- Tác dụng khác: Ca cao cịn dùng trong mỹ phẩm, các chun gia chăm sóc sắc đẹp tại
Chennai (Ấn Độ) phát minh cách pha chế ca cao, chăm sóc da cho phái nữ, ngăn ngừa
bệnh lão hố da. Việc tắm ca cao từ lâu ln được ưa chuộng.

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


- 20 -

CHƯƠNG 2 – NHỮNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
2.1. Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất
2.1.1.Thu gom nguyên liệu
Hạt ca cao được thu hái ở Tây Nguyên, Việt Nam vào tháng 1/2012.
Tên khoa học: Theobroma cacao L.
Dưới đây là cây, quả và hạt ca cao được
thể hiện ở hình 2.1.

Hình 2.1. Một số hình ảnh về cây, quả và hạt ca cao
2.1.2. Xử lý nguyên liệu
Hạt sau khi tách khỏi quả, lột sạch lớp vỏ bên ngồi, sau đó đem nghiền thành
bột mịn (hình 2.2 và hình 2.3).

Hình 2.2. Hạt ca cao sau khi lột vỏ

Hình 2.3. Bột hạt ca cao xay mịn

2.1.3. Thiết bị-dụng cụ và hóa chất
2.1.3.1. Thiết bị-dụng cụ
SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân

- 21 -

Bộ chiết Soxhlet, máy đo quang UV-VIS (phòng thí nghiệm khoa Hố, trường
Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng), máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (Trung tâm
khí tượng thủy văn quốc gia – Đài khí tượng thủy văn khu vực Trung Trung Bộ, 666
Trưng Nữ Vương – Đà Nẵng), máy đo sắc kí khí kết hợp với khối phổ GC-MS (Trung
tâm kỹ thuật đo lường chất lượng II, số 2, Ngô Quyền, Đà Nẵng). Tủ sấy, lị nung, cân
phân tích, cốc thuỷ tinh, bình tam giác, ống nghiệm, bếp điện, bếp cách thuỷ, cốc sứ,
các loại pipet, bình định mức, bình hút ẩm, giấy lọc,…
2.1.3.2. Hóa chất
Các dung mơi hữu cơ: n-hexan, etylaxetat, etanol, axeton. Hóa chất vơ cơ: thuốc
thử Wagner, nước cất, dung dịch HCl 1M, dung dịch HNO3.
2.2. Sơ đồ nghiên cứu
Thu và xử lý nguyên liệu
Xác định: Độ
ẩm, hàm lượng
tro

Xác định hàm
lượng kim loại
nặng

Bột ca cao

Khảo sát chọn dung môi chiết

Khảo sát
thời gian chiết

Nghiên cứu xác định

thành phần hóa học các
hợp chất trong dịch
chiết (Đo GC-MS)

Chiết bằng phương pháp Soxhlet

Khảo sát
tỉ lệ rắn-lỏng

Định tính

Dịch chiết

Thử hoạt tính sinh học

2.3. Các phương pháp xác định chỉ tiêu hóa lý [2], [4], [5]
2.3.1. Xác định độ ẩm
Để xác định độ ẩm của hạt ca cao, ta dùng tủ sấy và tiến hành sấy ở 1000C.
SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


- 22 -

Chuẩn bị sẵn 5 chén sứ sạch, đánh dấu và sấy trong tủ sấy đến t0C = 1000C. Sau
khi sấy xong, đặt chén vào bình hút ẩm, để nguội ở nhiệt độ phòng, cân các chén sứ.
Cho vào mỗi chén sứ khoảng 5g bột ca cao. Sau đó, tiến hành sấy trong tủ sấy ở
nhiệt độ 1000C, cứ sau 2 giờ lại lấy ra cân, cứ như vậy đến khi khối lượng của mẫu và
chén khơng đổi thì cho vào bình hút ẩm để làm nguội.

Cơng thức tính độ ẩm:
Độ ẩm mỗi mẫu được tính theo cơng thức sau:
m1  m2
 100%
m1  m0
Độ ẩm trung bình được tính theo cơng thức:
W

5

Wtb 

Trong đó:

W
1

5

m0: khối lượng cốc (g)
m1: khối lượng cốc và mẫu trước khi sấy (g)
m2: khối lượng cốc và mẫu sau khi sấy (g)
W(%): độ ẩm của mỗi mẫu
Wtb(%): độ ẩm trung bình

2.3.2. Xác định hàm lượng tro bằng phương pháp tro hóa mẫu
Để xác định hàm lượng tro và các nguyên tố vô cơ trong cơ thể động vật, thực
vật người ta dùng các phương pháp tro hóa mẫu.
Lấy 5 mẫu đã được xác định độ ẩm ở trên đem đi tro hóa ở 7500C trong 10h đến
khi tro có màu trắng. Lấy mẫu ra làm nguội mẫu trong bình hút ẩm và cân lại mẫu để

xác định hàm lượng tro.
Hàm lượng tro từng mẫu được tính theo cơng thức:
m  m0
m1
Hàm lượng tro trung bình được tính theo cơng thức:
H

5

H tb 

Trong đó:

H
1

5

m0: khối lượng cốc (g)

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân


- 23 -

m1: khối lượng mẫu trước khi sấy (g)
m: khối lượng cốc và mẫu sau tro hóa (g)
H: hàm lượng tro trong mỗi mẫu (%)

Htb: hàm lượng tro trung bình (%)
2.3.3. Xác định hàm lượng một số kim loại nặng trong hạt ca cao bằng phương pháp
hấp thụ nguyên tử AAS
Tro thu được sau khi nung đem hòa tan trong dung dịch HNO3 loãng, định mức
bằng nước cất và xác định hàm lượng kim loại nặng bằng phương pháp đo phổ hấp thụ
nguyên tử.
Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là một kỹ thuật phân tích tương đối mới
đã và đang được phát triển mạnh mẽ và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa
học và kỹ thuật ở các nước phát triển. Đối tượng của phương pháp phân tích theo phổ
hấp thụ nguyên tử là lượng nhỏ các kim loại và một số á kim trong rất nhiều đối tượng
mẫu: quặng, đất, nước khoáng, các mẫu sinh học, y học, các sản phẩm nông nghiệp,
thực phẩm, nước uống, phân bón, vật liệu... Với trang bị và kỹ thuật hiện nay người ta
có thể định lượng được hầu hết các kim loại và một số á kim đến giới hạn nồng độ cỡ
ppb (nanogam) với sai số không lớn hơn 15%.
Cơ sở lý thuyết của phép đo là sự hấp thụ năng lượng ánh sáng (bức xạ đơn sắc)
của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi của nguyên
tố ấy trong môi trường hấp thụ theo định luật hấp thụ ánh sáng Lambert – Beer.
Mẫu được nguyên tử hóa bằng phương pháp ngọn lửa, với hỗn hợp khí đốt là
C2H2 – khơng khí. Định lượng bằng phương pháp lập đường chuẩn. Các dung dịch
chuẩn được pha chế từ các dung dịch chuẩn gốc chứa các kim loại với nồng độ
1000ppm.
2.4. Phương pháp chiết và khảo sát điều kiện chiết từ hạt ca cao
2.4.1. Phương pháp chiết
Chiết là dùng dung mơi thích hợp có khả năng hồ tan chất đang cần tách và tinh
chế để tách chất đó ra khỏi môi trường rắn hoặc lỏng khác. Bằng cách lặp đi lặp lại việc

SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân

- 24 -

chiết một số lần, ta có thể tách hồn tồn chất cần tinh chế vào dung mơi đã chọn, sau
đó cất loại dung mơi và cất lấy chất tinh khiết ở nhiệt độ và áp suất thích hợp.
 Chiết Soxhlet
Người ta cũng thường chiết một chất từ hỗn hợp rắn bằng một dung môi hoặc
hoặc hỗn hợp dung môi với một dụng cụ chuyên dùng đặc biệt gọi là bình chiết
Soxhlet. Dung mơi được đun nóng, cho bay hơi liên tục chảy vào bình chứa hỗn hợp
cần chiết tách (thường gói trong giấy lọc), nó sẽ hồ tan chất rắn cần tinh chế và nhờ
một ống xiphông, dung dịch chảy xuống bình cầu bên dưới, dung mơi ngun chất lại
tiếp tục được cất lên. Phương pháp này tiết kiệm được dung mơi và hiệu quả tương đối
cao. (Hình 2.4)

Hình 2.4. Bộ chiết soxhlet
2.4.2. Khảo sát dung mơi chiết
Dung môi chiết: n-hexan, axeton, etylaxetat, etanol, nước cất.
2.4.2.1. Bằng cảm quan
Cân 2g bột ca cao đã xay mịn vào trong 5 bình tam giác có nút mài. Cho lần lượt
vào mỗi bình 20ml các dung mơi n-hexan, axeton, etylaxetat, etanol, nước cất. Ngâm
trong 1 ngày. Lọc, lấy dịch lọc. Quan sát dịch lọc trong mỗi mẫu.
2.4.2.2. Bằng phương pháp UV-VIS
Lấy dịch lọc đem pha loãng 10 lần, sử dụng phương pháp đo quang phổ hấp thụ
phân tử UV-VIS để xác định mật độ quang các mẫu. Quang phổ hấp thụ tử ngoại – khả
kiến là phương pháp phân tích dựa trên việc đo độ hấp thụ bức xạ đơn sắc của dung
SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân

- 25 -

dịch nghiên cứu ở bước sóng xác định trong vùng tử ngoại – khả kiến. Phương pháp
này được dùng chủ yếu để xác định lượng nhỏ các chất, tốn ít thời gian so với phương
pháp khác, đồng thời có thể áp dụng để phân tích định tính: vì mỗi một dung dịch màu
chỉ hấp thụ những tia sáng có bước sóng λmax nhất định.
2.4.3. Khảo sát điều kiện chiết
2.4.3.1. Khảo sát tỷ lệ rắn-lỏng
Cân 10g bột ca cao đã xay mịn, tiến hành chiết Soxhlet với các thể tích dung mơi
khác nhau thay đổi từ 100ml, 150ml, 200ml, 250ml, 300ml. Dịch chiết thu được pha
loãng 10 lần rồi đem đi đo quang phổ hấp thụ UV-VIS.
Thể tích dung mơi chiết thích hợp là thể tích nhỏ nhất đảm bảo cho lượng chất
chiết được từ hạt ca cao là lớn nhất.
2.4.3.2. Khảo sát thời gian chiết
Cân 10g bột ca cao, tiến hành chiết Soxhlet với thể tích dung mơi tối ưu đã khảo
sát ở trên trong các khoảng thời gian 2h, 3h, 4h, 5h, 6h. Dịch chiết sau khoảng thời gian
trên đem pha loãng 10 lần rồi tiến hành đo quang phổ hấp thụ UV-VIS.
Thời gian chiết thích hợp là thời gian chiết ngắn nhất nhưng thu được lượng chất
chiết lớn nhất.
2.5. Nhận biết định tính ancaloit [5]
Các hợp chất có trong dịch chiết từ hạt ca cao phần lớn là các ancaloit, do đó ta
dùng những phản ứng đặc trưng để nhận biết sự có mặt của ancaloit.
Cho 1 ít cặn vào trong cốc, hịa tan bằng dung dịch HCl 1M. Cho dịch này vào
trong ống nghiệm, thêm 1ml thuốc thử Wagner. Để yên, quan sát hiện tượng và nhận
xét.
2.6. Xác định thành phần các hợp chất từ hạt ca cao bằng phương pháp GC-MS
Dịch chiết từ hạt ca cao đem cô đuổi bớt dung môi thu được cắn, hòa tan cắn
trong dung dịch HCl 1M, lọc lấy dịch lọc. Dịch lọc được sấy khô trong tủ sấy ở 60 0C
trong 1 ngày, thu được cắn. Đem cắn thu được tiến hành khảo sát, định danh các hợp
chất hữu cơ có trong dịch chiết bằng phương pháp GC-MS tại Trung tâm kỹ thuật đo

lường chất lượng II, số 2, Ngô Quyền, Đà Nẵng.
SVTH: Đào Thị Thu Thảo

GVHD: ThS. Đỗ Thị Thúy Vân