Nghiên cứu chiết tách dầu từ hạt thầu dầu bằng phương pháp ép cơ học và chưng cất lôi cuốn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐHSP

Độc lập – Tự do- Hạnh phúc

KHOA HÓA
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: ĐỖ THỊ CẨM LỆ
Lớp: 09SHH
1. Tên đề tài: “Nghiên cứu chiết tách dầu từ hạt thầu dầu bằng phương pháp ép cơ
học và chưng cất lôi cuốn”
2. Nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị:
-

Nguyên liệu: Hạt thầu dầu được thu hái tại quận Liên Chiểu,TP. Đà Nẵng

-

Dụng cụ, thiết bị: Máy ép cơ học, Bộ chiết soxlet, cốc thủy tinh, bình tam
giác có nút nhám, pipet 10ml, dao, kẹp sắt, máy cô quay chân khơng, máy đo
sắc kí khối phổ GC- MS, cân phân tích, tủ sấy, bình hút ẩm.

3. Nội dung nghiên cứu:
-

Xác định một số chỉ tiêu hóa lý của hạt thầu dầu.

-

Khảo sát thành phần hóa học các dịch chiết của hạt thầu dầu.

4. Giáo viên hướng dẫn: TS. TRẦN MẠNH LỤC
5. Ngày giao đề tài: 30/6/2012
6. Ngày hoàn thành: 20/5/2013
Chủ nhiệm Khoa

Giáo viên hướng dẫn

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày

tháng

năm 2013

Kết quả điểm đánh giá:
Ngày….tháng….năm 2013
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành c ảm ơn tất cả các thầy cô trong khoa đã tạo điều kiện giúp
đở để em hồn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Mạnh Lục là người trực tiếp hướng dẫn
em trong quá trình nghiên cứu đề tài.
Em xin chân thành c ảm ơn thầy cô quản lí phịng thí nghiệm đã tạo điều kiện
cho em về phịng thí nghiệm, dụng cụ trong q trình thực nghiệm.
Em mong tiếp tục nhận được sự giúp đỡ của Thầy Trần Mạnh Lục cùng các

thầy cô trong khoa trong quá trình học tập và nghiên cứu sau này.

Đà Nẵng, ngày 25 tháng 5 năm 2013
Sinh viên thực hiện

Đỗ Thị Cẩm Lệ


MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU……………………………………………………………………..……..1
1.
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI……………………………………………………1
2.
MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU……………………………………………….1
3.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU..……………………..…….2
4.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………………………………….2
4.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết……………………………………….......2
4.2.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm……………………………………...2
5.
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI………………..3
6.
BỐ CỤC CỦA CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU…………………………..3
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN……………………………………………………...4

1.1. Họ Đại Kích (họ Thầu dầu) …………………………………………............4
1.1.1 Khái quát họ Đại Kích (họ Thầu dầu)………………………………………..4
1.1.2 Sự đa dạng của họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) ở Việt Nam………………….4
1.1.3 Các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học ở các chi trong họ Thầu dầu
(Euphorbiaceae) ……………………………………………….................................4
1.2. Thầu dầu………………………………………………………………….…..5
1.2.1. Phân loại khoa học…………………………………………………………...5
1.2.2. Danh pháp……………………………………………………………………6
1.2.3. Đặc điểm thực vật………………………………………………………........6
1.2.4. Nơi phân bố và thu hái……………………………………………………8
1.2.5. Bộ phận sử dụng và thành phần hóa học…………………………………….8
1.2.6. Cơng dụng……………………………………………………………………9
1.2.7. Tình hình nghiên cứu hạt thầu dầu………………………………………….11
1.3. Chiết tách các hợp chất hóa học trong hạt thầu dầu……………………….12
1.3.1. Sản xuất dầu bằng phương pháp ép cơ học…………………………………13
1.3.2. Nguyên tắc chiết tách……………………………………………………….13
1.3.2.1. Khái niệm………………………………………………………………….13
1.3.2.2. Trích ly dầu bằng máy chiết soxhlet………………………………………13
1.3.3. Sắc kí khí khối phổ ( GCMS) ………………………….………………….15


1.3.3.1. Nguyên tắc hoạt động hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ (GCMS – Gas
Chromatography Mass Spectrometry).........................................................15
1.3.3.2. Cấu tạo đầu dò khối phổ đầu dò bẫy ion (Ion trap)……………………….16
1.3.3.3. Ứng dụng hệ thống Thermo Polaris Q…………………………………….16
CHƯƠNG 2 – NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.………17
2.1. Nguyên liệu ……..…………………………………………………………….17
2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị, sơ đồ nghiên cứu………………………….….17
2.2.1. Hóa chất…………………………………………………………………….17
2.2.2. Dụng cụ và thiết bị………………………………………………………….17

2.2.3. Sơ đồ nghiên cứu…………………………………………………………..17
2.3. Phương pháp nghiên cứu………………………………………….………..19
2.3.1. Phương pháp xác định độ ẩm và hàm lượng tro……..……………………..19
2.3.1.1. Xác định độ ẩm…………………………………………………………..19
2.3.1.2. Xác định hàm lượng tro…………………………………………………..20
2.3.2. Chiết tách dầu thầu dầu bằng phương pháp ép cơ học……………………..21
2.3.2.1. Khảo sát đối với hạt thầu dầu có vỏ và đã bỏ vỏ cứng bằng phương pháp ép
cơ học..........................................................................................................21
2.3.2.2. Khảo ảnh hưởng độ chín của hạt thầu dầu bằng phương pháp ép cơ học...22
2.3.2.3. Xác định thành phần hóa học dầu thầu dầu sau khi ép cơ học bằng phương
pháp sắc kí khối phổ (GC-MS)…………………………………………………….22
2.3.3. Trích ly dầu thầu dầu bằng phương pháp chiết soxhlet từ bã hạt thầu dầu sau
khi ép cơ học………………………………………………………………………22
2.3.3.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết soxhlet.……….……..22
a, Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết………………………………………...22
b, Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ rắn (gam)/ lỏng (ml)…………………………….23
c, Khảo sát ảnh hưởng của độ chín hạt thầu dầu…………………………………..24
2.3.3.2. Trích ly dầu thầu dầu từ bã hạt thầu dầu (sau khi ép cơ học) bằng quy trình
chiết thích hợp………………………………………..……………...…24
a, Xác định chỉ số hóa học của dầu thầu dầu từ bã hạt thầu dầu (sau khi ép cơ học)
bằng dung mơi n-hexan………………………………………............24
b, Xác định thành phần hóa học dịch chiết hạt thầu dầu (sau khi ép cơ học) trong
dung mơi n-hexan bằng phương pháp sắc kí khối phổ (GC-MS)………………….25
CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………………...26
3.1. Đặc tính hóa lí của nguyên liệu……………………………………………….26
3.1.1. Kết quả xác định độ ẩm …………………...…………………………………..27
3.1.1.1. Độ ẩm trong hạt thầu dầu tươi…………………………………………….27
3.1.1.2. Độ ẩm trong hạt thầu dầu khô…………………………………………….27

3.1.2. Xác định hàm lượng tro…………………………………………………….28
3.2. Chiết tách dầu thầu dầu bằng phương pháp ép cơ học……………………...29
3.2.1. Khảo sát hạt thầu dầu có vỏ và đã bỏ vỏ cứng bằng phương pháp ép cơ
học………………………………………………………………………………….29
3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng độ chín hạt thầu dầu bằng phương pháp ép cơ học……30
3.2.3. Xác định thành phần hóa học dầu thầu dầu sau khi ép cơ học bằng phương
pháp sắc kí khối phổ (GC-MS)…………………………………………………….31
3.3. Trích ly dầu thầu dầu từ bã sau khi đã ép cơ học trong dung môi n-hexan bằng
phương pháp chiết soxhlet ………………………………………………………….35
3.3.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết soxhlet ………………..35
3.3.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết…………………………………...35
3.3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ rắn (g)/lỏng(ml) …………………………..36
3.3.1.1. Khảo sát ảnh hưởng độ chín hạt thầu dầu………………………………...37
3.3.2. Trích ly dầu thầu dầu từ bã hạt thầu dầu (sau khi ép cơ học) theo điều kiện
chiết thích hợp……………………………………………………………………...38
3.3.2.1. Kết quả xác định các chỉ số hóa học của dầu thầu dầu từ bã hạt thầu dầu
(sau khi ép cơ học) bằng dung môi n-hexan……….……………………….….......38
3.3.2.2. Xác định thành phần hóa học dịch chiết hạt thầu dầu từ bã sau khi ép cơ học
trong dung môi n-hexan bằng phương pháp sắc kí khối phổ (GC-MS)……………39
3.4. So sánh lượng dầu thầu dầu thu được bằng phương pháp trích ly bã hạt thầu
dầu (sau khi ép cơ học) trong dung môi n-hexan bằng phương pháp chiết soxhlet
với phương pháp ép cơ học……………………………………………………….42
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………........................................44
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO


DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu
Tên bảng

bảng

Trang

3.1

Kết quả xác định độ ẩm trong hạt thầu dầu tươi

27

3.2

Kết quả xác định độ ẩm trong hạt thầu dầu khô

28

3.3

Kết quả xác định hàm lượng tro

28

Kết quả hàm lượng dầu trong hạt thầu dầu bằng phương
3.4

pháp ép cơ học có vỏ

29

Kết quả hàm lượng dầu trong hạt thầu dầu bằng phương
3.5

pháp ép cơ học đã bỏ vỏ cứng

30

Ảnh hưởng độ chín hạt thầu dầu đền hàm lượng dầu
3.6

bằng phương pháp ép cơ học.

30

Thành phần hóa học dịch chiết hạt thầu dầu bằng phương
3.7

pháp ép cơ học

33

Ảnh hưởng của thời gian đên hàm lượng dầu trong bã hạt
3.8

thầu dầu (sau khi ép cơ học) bằng dung môi n-hexan

35

Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn (g)/ lỏng(ml) đến hàm lượng dầu
3.9

trong bã hạt thầu dầu (sau khi ép cơ học) bằng dung mơi

36

n-hexan
3.10

Ảnh hưởng độ chín hạt thầu dầu đến hàm lượng dầu trong
bã hạt thầu dầu (sau khi ép cơ học) bằng dung môi n-

37


hexan.
Hàm lượng dầu trong bã hạt thầu dầu (sau khi ép cơ học)
3.11

thu được khi chiết theo điều kiện chiết thích hợp

38

Kết quả xác định chỉ số axit của dầu thầu dầu từ bã hạt
3.12

thầu dầu (sau khi ép cơ học) bằng dung môi n-hexan.

39

Kết quả xác định chỉ số xà phịng hóa của dầu thầu dầu từ

3.13

bã hạt thầu dầu (sau khi ép cơ học) bằng dung môi n-

39

hexan
Thành phần hóa học dịch chiết hạt thầu dầu từ bã hạt thầu
3.14

dầu sau khi ép cơ học trong dung môi n hexan bằng

41

phương pháp chiết soxlet .
Sự khác nhau dầu thầu dầu thu được bằng phương pháp
3.15

ép cơ học và trích ly bã hạt thầu sau khi ép cơ học bằng
phương pháp chiết soxhlet với dung môi n- hexan

43


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu hình

Tên hình

Trang

1.1

Cây thầu dầu và hoa thầu dầu

7

1.2

Trái thầu dầu và hạt thầu dầu

8

1.3

Sơ đồ cấu tạo đầu dò khối phổ

15

1.4

Cấu tạo đầu dò khối phổ bẫy ion

16

2.1

Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm

18

2.2

Quá trình ép hạt thầu dầu

21

Chiết dầu trong hạt thầu dầu bằng n-hexan theo
2.3

phương pháp chiết soxhlet.

23

a) Cây thầu dầu
b) Quả thầu dầu non và vừa
3.1

26

c) Quả thầu dầu già
d) Hạt thầu dầu còn vỏ cứng
27
e) Nhân hạt thầu dầu
a) Dầu thầu dầu chưa lắng lọc

3.2

29
b) Bã thầu dầu sau khi ép

Đồ thị thể hiện ảnh hưởng độ chín hạt thầu dầu đến

3.3

3.4

hàm lượng dầu bằng phương pháp ép cơ học
Phổ GCMS dầu thầu dầu thu được bằng phương pháp

31

32


ép cơ học.
Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm
3.5

lượng dầu trong bã hạt thầu dầu (sau khi ép cơ học)

35

bằng dung môi n-hexan.
Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của tỷ lệ rắn (g)/ lỏng (ml)
3.6

đến hàm lượng dầu trong bã hạt thầu dầu (sau khi ép

36

cơ học) bằng dung môi n-hexan.
Đồ thị thể hiện ảnh hưởng độ chín hạt thầu dầu đến
3.7

hàm lượng dầu trong bã hạt thầu dầu (sau khi ép cơ

37

học) thu được khi chiết bằng n-hexan
Dịch chiết bã hạt thầu dầu (sau khi ép cơ học) bằng
3.8

dung môi n –hexan

38

Phổ GC-MS dầu thầu dầu đối với bã còn lại sau khi ép
3.9

cơ học thu được bằng phương pháp chiết trong dung
môi n – hexan

40


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới có thảm thực vật phong phú, trong đó họ

thầu dầu (Euphorbiaceae) là một họ lớn, rất đa dạng. Cây thầu dầu có tên khoa học
là Ricinus communis thuộc họ Thầu dầu (Euphorbiaceae). Thầu dầu thuộc loại cây
thảo hằng niên (loài trồng tại Trung Âu) hay lưỡng niên (loài trồng tại Nam Âu) và
lưu niên (loài trùng t ại vùng nhiệt đới), phát xuất từ vùng Đông châu Phi, sau đó
được trồng tại nhiều nơi trên thế giới và đã được thích ứng hóa để trồng tại các
vùng ôn đới ở Hoa Kỳ và Hawaii. Ở Việt Nam, thầu dầu thường mọc hoang ở các
tỉnh như Hà Giang, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Đà Nẵng …Về công dụng
trong y học, mỗi bộ phận của cây thầu dầu đều có tác dụng y học riêng, trong đó
cơng dụng của hạt thầu dầu có ảnh hưởng rất lớn, từ hạt thầu dầu người ta ép thành
dầu thầu dầu và dầu này được sử dụng làm thuốc trị táo bón, trị sa tử cung, sa ruột,
khó sanh, liệt thần kinh mặt, mụn nhọt, sưng mủ ngoài da, bị gai, dầm đâm vào
thịt…
Thành phần hóa học của hạt thầu dầu đã được các tác giả trong và ngoài
nước nghiên cứu, các nghiên cứu cho thấy trong hạt thầu dầu có 40-50% dầu, 25%
chất anbunminoit, một chất có tinh thể và nitơ (rixiđin), axit malic, đường muối,
xenluloza, rixin và rixinin, các men trong đó có men lipaza. Tuy nhiên, cây th ầu
dầu ở những nơi khác nhau thì thành phần hóa học trong hạt của nó ít nhiều cũng
có sự khác nhau. Việc nghiên cứu chiết tách, xác định thành phần hóa học, ứng
dụng các phương pháp hiện đại để xác định cấu trúc và nghiên cứu hoạt tính sinh
học của một số hợp chất các cây thuộc họ thầu dầu ở Việt Nam là một hướng
nghiên cứu có nhiều triển vọng, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Vì vậy chúng tôi
chọn đề tài:“ Nghiên cứu chiết tách dầu từ hạt thầu dầu bằng phương pháp ép
cơ học và chưng cất lôi cuốn ” làm khóa luận tốt nghiệp.
2. Mục đích nghiên cứu


2

Tìm các điều kiện thích hợp chiết tách các chất trong hạt thầu dầu.
Định danh, xác định thành phần hóa học dịch chiết hạt thầu dầu.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Hạt thầu dầu thu hái ở quận Liên Chiểu – TP Đà Nẵng.
- Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng (thời gian, tỉ lệ rắn
lỏng) đến quá trình chiết xuất, ép. Xác định thành phần một số chất trong dịch
chiết n- hexan .
- Q trình thí nghiệm được tiến hành tại phịng thí nghiệm hóa học, trường
Đại học Sư Phạm, Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng.
4. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Tổng hợp tài liệu về phương pháp lấy mẫu, chiết tách và xác định thành
phần hóa học các chất từ thực vật.
- Tổng hợp tài liệu về thành phần hóa học và ứng dụng của cây và hạt thầu
dầu.
4.2.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Phương pháp lấy mẫu
- Phương pháp trọng lượng xác định độ ẩm, hàm lượng tro
- Phương pháp chiết: Lấy dầu bằng phương pháp ép cơ học, sau đó chiết

soxhlet bằng dung môi n hexan .
- Phương pháp xác định các chỉ số hóa học, xác định các chỉ số axit, este, xà
phòng hóa…


3

- Phương pháp xác định thành phần hóa học, định danh, xác định cấu trúc các
cấu tử chính bằng phương pháp sắc kí khí khối phổ (GC-MS)
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Những kết quả nghiên cứu trong bài khóa luận này sẽ góp phần cung cấp các
thông tin có ý nghĩa khoa học về thành phần hố học và hoạt tính sinh học các chất
chiết tách từ hạt thầu dầu và qua đó góp phần nâng cao giá trị ứng dụng của cây
thầu dầu trong ngành dược liệu.
6. Bố cục của bài khóa luận tốt nghiệp
Bài khóa luận tốt nghiệp gồm có các chương mục sau:
Mở đầu:

03 trang

Chương 1 – Tổng quan tài liệu:

12 trang

Chương 2 – Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

08 trang

Chương 3 – Kết quả và thảo luận

19 trang

Kết luận và kiến nghị

02 trang

Tài liệu tham khảo

02 trang

Phụ lục

06 trang


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1.

Họ Đại kích (họ Thầu dầu)

1.1.1. Khái quát họ Đại kích (họ Thầu dầu) [7]
Họ Đại kích (họ Thầu dầu) (danh pháp khoa học: Euphorbiaceae) là một họ
lớn của thực vật có hoa với 240 chi và khoảng 6.000 loài. Họ này phân bổ chủ yếu
ở khu vực nhiệt đới, với phần lớn các loài tập trung trong khu vực Indomalaya và
sau đó là khu vực nhiệt đới châu Mỹ. Tại khu vực nhiệt đới châu Phi cũng có
nhiều lồi, giống, thứ, nhưng khơng đa dạng như hai khu vực kể trên. Tuy nhiên,
chi Euphorbia cũng có nhiều lồi trong các khu vực khơng nhiệt đới, chẳng hạn
như khu vực Địa Trung Hải, Trung Đông, miền nam châu Phi hay miền nam Hoa
Kỳ.
1.1.2. Sự đa dạng của họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) ở Việt Nam [14]
Trong Hệ thực vật Việt Nam, thầu dầu (Euphorbiaceae) được coi là họ lớn,
giàu loài thứ tư (sau các họ Lan - Orchidaceae, Đậu - Leguminosae, Lúa Graminae) trong số 305 họ thực vật bậc cao có mạch. Ở Việt Nam, họ Thầu dầu
(Euphorbiaceae) hiện đã biết có 75 chi cùng khoảng trên 450 loài và 16 thứ; trong
số đó có 1 chi (Noi – Oligoceras), cùng 131 loài (chiếm 31,58% số loài của cả họ)
và 9 thứ (khoảng 56,25%) được coi là đặc hữu. Phần lớn các loài và thứ đặc hữu
đều chỉ gặp phân bố rất hạn chế ở một vài địa phương trong cả nước. Sách đỏ Việt
Nam (1996, 2007) đã ghi nhận có 5 loài của họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) thuộc

loại quý hiếm và bị đe doạ tuyệt chủng.
1.1.3. Các hợp chất tự nhiên có hoạt tí nh sinh học ở các chi trong họ Thầu
dầu (Euphorbiaceae)


5

Hầu như tất cả các loài trong họ Thầu dầu đều có chứa nhựa mủ và chúng
thường rất độc. Nhựa mủ từ Cao su ( Hevea braziliensis) là nguồn nguyên liệu
quan trọng trong công nghiệp. Song nói chung, nhựa mủ của nhiều loài lại có thể
gây dị ứng, gây ngưng kết hồng cầu, gây độc đối với người và gia súc. Tuy vậy,
nhựa mủ của nhiều loài lại là nguồn dược liệu có giá trị do có chứa các hợp chất có
hoạt tính sinh học cao. Hiện nay, những nghiên cứu về mặt hố học đối với các
lồi, các chi trong họ Thầu dầu ở Việt Nam tuy còn trong giai đoạn đầu và chưa
nhiều, nhưng cũng đã phát hiện thêm hàng loạt các hợp chất tự nhiên có hoạt tính
sinh học cao, trong đó có nhiều hợp chất mới có giá trị. Đáng chú ý trong số đó là
hợp chất malloapelta B từ loài Ba bét (Mallotus apelta) có hoạt tính ức chế mạnh
q trình hoạt hố yếu tố phiên mã NF-kB, có thể ức chế sự phát triển của một số
dòng tế bào ung thư người (ung thư biểu mô KB, ung thư màng tử cung FL, ung
thư gan Hep-G2 và ung thư màng tim RD). Các hợp chất tự nhiên ở các loài, các
chi thuộc họ Thầu dầu rất phong phú, rất đa dạng. Và dưới đây là một số chi: Chi
Me (Phyllanthus), Chi Ba bét (Malilotus), Chi Đơn tía (Excoecaria), Chi Cỏ
sữa (Euphorbia), Chi Tai tượng (Acalypha), Chi Dầu mè (Jatropha), Chi Cách
hoa (Cleistanthus), Chi Cẩm tử (Baliospermum), Chi Bọt ếch (Glochidion), Chi
Vông đỏ (Alchornea), Chi Bồ cu vẽ (Breynia), Chi Ba soi (Macaranga), Chi
Mịng lơng (Trigonostemon), Chi Mỏ chim (Cleidion).
1.2. Thầu dầu
1.2.1. Phân loại khoa học[4]
Giới: Plantae
Bộ: Malpighiales

Họ: Euphorbiaceae


6

Phân họ: Acalyphoideae
Tơng: Acalypheae
Phân tơng: Ricininae
Chi: Ricinus
Lồi: R. communis
1.2.2. Danh pháp [4]
Tên thường gọi: thầu dầu, đu đủ tía, thầu dầu tía, bí ma tử
Tên khoa học: Ricinus communis L.
1.2.3. Đặc điểm thực vật [8]
Hình dáng: Hiện diện dưới dạng một cây thân thảo hay một tiểu mộc, nhất
niên hoặc đa niên tùy theo điều kiện khí hậu vùng cây mọc. Cây sống dai chiều
cao có thể đạt từ 2 đến 5 m (ở nhiều nước phần gốc có thể đạt tới 10m)
Lá: Mọc so le, hình chân vịt có cuống dài, không lông và có răng. Lá màu
xanh lá cây hay màu đỏ tía. Lá kèm sớm rụng, gân lá tỏa tròn. Phiến lá chia thành
5-7 thùy, một vài giống thuộc loài cây cảnh những lá mặt dưới và cuống lá có màu
đỏ
Hoa: Khía răng cưa, vơ cánh, tụ họp thành chùm tụ tán ở chót nhánh, cụm
hoa là chùm xinh, hoa đơn tính khơng cánh, hoa đực ở phía dưới cụm hoa, hoa cái
ở phía trên, hoa đực có 5 lá dài và nhiều nhị phân nhánh mang 1 ô của b ao phấn,
hoa cái có 3 lá đài và 3 nỗn. Bầu thượng 3 ơ mỗi ơ chứa 1 nỗn, ngồi có gai
mềm, hoa đồng chu tức hoa đực và hoa cái trên cùng một cây, lá đài 4 – 5, nhiều


7

tiểu nhụy, màu vàng, đơm thành như một cây chia nhánh ; hoa cái cũng vơ cánh,
nỗn sào có gai, vịi nhụy 2, chẻ 2
Trái: Quả khơ gồm có 3 ngăn vỏ cứng, trên mỗi ngăn có 1 rãnh nông, khi
chin nứt thành 6 mảnh.
Hạt: Có mồng, vỏ bên ngoài cứng và có vân, nội nhũ chứa nhiều dầu, láng,
có bông, màu đỏ hay nâu, có một đường dây nổi bật phía bụng và nổi lên bởi
eslaiosome gọi mồng trắng nạt gắn liền với hạt

Hình 1.1. Cây thầu dầu và hoa thầu dầu


8

Hình 1.2. Trái thầu dầu và hạt thầu dầu
1.2.4. Nơi phân bố và thu hái
Mặc dầu nó có thể có nguồn gốc ở vùng Đông Phi, nhưng ngày nay nó đã
phổ biến trên tồn thế giới. Thầu dầu dễ thích nghi với mơi trường sống mới và có
thể tìm thấy ở các vùng đất bị bỏ hoang, gần đường sắt và gần đây được trồng
nhiều để làm cảnh trong công viên hay các nơi công cộng khác[4].
Thầu dầu mọc hoang và được trồng ở nhiều tỉnh: Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc
Giang, Vĩnh Phú, Quảng Nam- Đà Nẵng, ngồi ra cịn mọc ở các nước Ấn Độ,
châu Mĩ, châu Phi.
Trồng trọt và thu hoạch: trồng bằng hạt vào tháng 12- tháng 1, thu hoạch vào
tháng 4- tháng 5, mỗi ha khoảng 375-750 kg hạt. [5]
Hàng năm trên thế giới sản xuất khoảng 40 vạn tấn thầu dầu.
1.2.5. Bộ phận sử dụng và thành phần hóa học [2]
Bộ phận sử dụng: Hạt thầu dầu.
Đặc điểm vi phẫu hạt: Lớp vỏ hạt gồm 1 hàng tế bào biểu bì mang màu sắc
khác nhau tạo thành vân trên vỏ hạt, lớp mo mềm gồm vài hang tế bào hình giậu,
một lớp mơ cứng gồm các tế bào hình dậu chiều dài gấp 12-15 lần chiều rộng, màu

9

nâu thẩm, thành rất dày. Một lớp màng trong gồm các tế bào dẹt có chứa tinh thể
calci oxalat. Nội nhũ cấu tạo bởi những tế bào đa giác có chứa giọt dầu và hạt
alơron. Các đặc điểm trên có thể dùng phát hiện khô dầu thầu dầu trộn trong thức
ăn gia súc gây ngộ độc.
Thành phần hóa học:
Lá: Gồm một alcaloide, chất ricinine, chất này có thể gây ngộ độc cho thú vật
chăn nuôi.
Hạt: Chứa 50% dầu, 26% protein trong đó có ricin là một protein độc, 0,2%
ricinin, ngoài ra còn có enzim lipase, vitamin, v.v…
Dầu thầu dầu: Là chất lỏng không màu ho ặc hơi vàng, rất sánh, mùi đặc biệt,
vị khó chịu và buồn nơn, tan khoảng 30% trong cồn 90 o . Không tan trong ether,
dầu hỏa. Tỷ trọng của dầu là 0,953-0,964, chỉ số iod 82-90, chỉ số acetyl 143-156.
1.2.6. Công dụng
Các hạt thầu dầu cũng được tìm thấy trong các ngơi mộ của người Ai Cập cổ
đại có niên đại vào khoảng những năm 4000 TCN. Herodotus và các nhà du hành
người Hy Lạp cổ đại khác cũng đã đề cập tới việc sử dụng dầu của hạt thầu thầu
để thắp sáng và xức dầu lên cơ thể [4].
Việc sử dụng dầu của hạt thầu dầu tại Ấn Độ đã được đề cập tới trong một số
tư liệu kể từ những năm 2000 TCN trong việc thắp sáng và trong y học cổ đại như
là một loại thuốc nhuận tràng. Hạt thầu dầu và dầu của nó cũng được sử dụng
tại Trung Quốc trong nhiều thế kỷ, chủ yếu trong việc kê các đơn thuốc trong y
học để uống hay sử dụng trong băng bó [4].
Dầu thầu dầu có tác dụng nhuận và tẩy là do acid ricinoleic. Khi vào cơ thể
enzim lipase thủy phân dầu giải phóng acid ricinoleic tự do. Acid này kích thích
nhu động ruột. Liều dung nhuận tràng 2-10g dầu, tẩy 10-30g dầu trong một ngày.

10

Cracking dầu thầu dầu thu được acid undecilenic và oenathol. Acid undecilenic
dùng làm thuốc trị nấm ngoài da, oenathol được dùng trong kĩ thuật hương liệu để
tổng hợp các chất thơm, điều chế xà phịng, dùng làm dầu bơi trơn cho các động
cơ máy bay, dầu phanh, dùng làm chất phá bọt trong các nồi hơi, nồi cất tinh dầu.
Dầu thầu dầu còn dùng làm nguyên liệu chất đốt, thuốc nổ. Khơ dầu thầu dầu có
thể làm thuốc trừ sâu. Đun khô dầu cho đến khi độc tố bị phân hủy, thầu dầu có
thể làm thức ăn gia súc. Lá có thể dùng để ni tằm. Sợi bì của thân có thể dùng
làm dây chão, làm giấy. Rễ, thân, lá, hạt thầu dầu đều có thể dùng làm thuốc, có
cơng hiệu khử phong thấp, thông kinh lạc, khử độc. Dầu Thầu dầu được chỉ định
dùng trong bệnh táo bón của trẻ em, phụ nữ có thai, bệnh nhân mổ và sản phụ
[10].
Hạt thầu dầu giã nhỏ chế thành thuốc cao dán để chữa viêm hạch cỏ, viêm
tuyến vú, thuốc cao dán gồm nhân hạt thầu dầu kết hợp với ngũ bột tử theo tỉ lệ
98:2, dán vào huyệt bách hội có thể chữa sa dạ dày. Hạt dùng chữa sa tử cung và
trực tràng, sót nhau, đẻ khó, liệt thần kinh mặt, viêm mủ da, viêm hạch lao, dằm
đâm vào thịt; dầu hạt trị mụn nhọt thũng độc, hầu tê, đại tiện táo kết, tràng nhạc
[6].
Lá được dùng trị viêm mủ da, eczema, mẩn ngứa, ung nhọt, viêm tuyến vú,
viêm đau khớp, diệt dòi, giết bọ gậy. Theo kinh nghiệm y học dân tộc cổ truyền, lá
tươi giã đắp vào gan ban chân để chữa sót rau, ho ặc đem lăn vào trước ngực và sau
lưng để chữa bệnh sởi khơng mọc, cịn dung diệt bọ gậy [12].
Rễ dùng chữa phong thấp đau nhức khớp, đòn ngã sưng đau, sài uốn ván,
động kinh, tinh thần phân liệt [12].
Dầu thầu dầu không độc nhưng hạt và khô dầu thầu dầu rất độc, vì có chứa
ricin. Khi bị ngộ độc có hiện tượng nóng cổ họng, buồn nơn, sốt, đi tả, huyết áp hạ
dẫn đến ngừng hô hấp và chết (ăn 10 hạt có thể chết người), chữa ngộ độc bằng

11

cách gây nôn, rửa dạ dày, tiêm tĩnh mạch dung dịch glucose, và dung dịch huyết
thanh kháng ricin kết hợp với thuốc giảm đau.
1.2.7. Tình hình nghiên cứu về cây thầu dầu. [15]
Cơng trình của các nhà khoa học gồm Stefan Offermanns và Sorin Tunaru
thuộc Viện Max Planck ở Bad Nauheim. Đây là là một khám phá hết sức quan
trọng. Sorin Tunaru, người chủ trì dự án nghiên cứu này nói “Dầu thầu dầu được
biết đến từ lâu có chứa thành phần cơ bản là ricinoleic acid, acid này gây tác động
ở ruột và đóng vai trị chính trong việc tạo ra các tác dụng dược lý. Mặc dù, trước
đây nhiều tác giả đã cho rằng ricinoleic acid có tác động lên niêm mạc ruột nhưng
đó chỉ là giả thuyết và đến này chúng tơi có thể cơng bố chính thức rằng dầu thầu
dầu thực sự có hiệu quả dược lý.
Điểm nổi bật trong nghiên cứu của Stefan Offermanns là việc chỉ ra một thụ
thể gắn protein G tác động trực tiếp đến việc truyền tín hiệu trong tế bào. Sorin
Tunaru đã lần đầu tiên tìm thấy hiệu ứng đặc trưng của thụ thể trong một thí
nghiệm với ricinoleic acid từ việc nuôi cấy các tế bào khác nhau. Trên cơ sở này,
các nhà nghiên cứu tại Bad Nauheim đã tiếp tục một cuộc điều tra nghiên cứu chi
tiết hơn. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật để tắt hoạt tính của tất cả các thụ
thể một cách hệ thống, sau đó tiến hành phản ứng với acid ricinoleic. Kết quả cuối
cùng cho thấy thụ thể EP3 như là một công tắc được bật lên sau khi tiếp xúc với
ricinleic acid.
Theo một số nghiên cứu thì thành phần cấu tạo của dầu: gồm acylglycerol
của ricinoleic acid (C18H34O3) (90%) ngồi ra cịn có các stearic acid (CH3(CH2)16 -COOH),

palmitic

acid

(CH3(CH2)14COOH)

và

oleic

acid

(CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7 COOH ). Khoảng 0,12% (so với hạt) là các hợp chất
phospholipids,

trong

đó

83%

là

phosphatidyletanolamin

và

13%

là

phosphatidylcolin, phosphatidylcerin, và inozitolphosphatid chỉ có với hàm lượng
rất thấp. Kết quả phân tích bằng sắc kí khí cho thấy trong cấu tạo của

12

phospholipids có 27,7% palmitic acid, 12.9% stearic acid, 18,5% oleic acid và
33,2% linoletic acid, khơng thấy có ricinoleic acid. Ngồi ra cịn có các hợp chất
sterol: cholesterol (C27 H46 O), campesterol (C28H48O), stigmasterol (C29 H48 O), βsitosterol (C29H50O)v.v…
1.3. Chiết tách các hợp chất hóa học trong hạt thầu dầu
1.3.1. Sản xuất dầu bằng phương pháp ép cơ học [13]
Hiện nay việc khai thác dầu ở qui mơ trung bình và qui mô lớn thường sử
dụng máy ép cơ học.
Cơ chế của quá trình ép: Khi ép, dưới tác dụng của ngoại lực, trong khối bột
xảy ra sự liên kết bề mặt bên trong cũng như bên ngoài của các phần tử, ta có thể
chia ra làm 2 q trình chủ yếu.
Quá trình xảy ra đối với phần lỏng: Đây là q trình dầu thốt ra khỏi các
khe vách giữa các bề mặt bên trong cũng như bên ngoài của tế bào. Khi bắt đầu ép,
do lực nén các phần tử bột sít lại gần nhau, khi lực nén tăng lên, các phân tử bột bị
biến dạng. Các khoảng trống chứa dầu bị thu hẹp lại và đến khi lớp dầu có chiều
dày nhất định, dầu bắt đầu thốt ra. Tốc độ thoát dầu phụ thuộc vào độ nhớt của
lớp dầu và phụ thuộc vào áp lực ép, độ nhớt càng bé, áp lực càng lớn thì dầu thốt
ra càng nhanh.
Q trình xảy ra đối với phần rắn: Khi lực nén tăng lên, sự biến dạng xảy ra
càng mạnh cho đến khi các phần tử liên kết chặt chẽ với nhau thì sự biến dạng
khơng xảy ra nửa. Nếu như trong các khe vách khơng bị giữ lại một ít dầu và áp
lực cịn có thể tiếp tục tăng lên thì các phần tử bột riêng biệt sẽ tạo thành một khối
chắc dính liền nhau. Trên thực tế, áp lực ép cũng chỉ đạt đến một giới hạn nhất
định, có một lượng dầu nhỏ còn nằm lại ở những chỗ tiếp giáp nhau, cho nên khơ
dầu vẫn cịn tính xốp. Đặc biệt khi ra khỏi máy ép, tính xốp của khơ dầu lại tăng
lên khi khơng cịn tác dụng của lực nén nữa.

13

Áp suất chuyển động dầu trong các khe vách và các ống mao quản của tế bào
nguyên liệu càng lớn, dầu chảy ra càng nhanh, muốn như thế thì ngoại lực tác
dụng lên dầu phải lớn. Ngoại lực tác động lên nguyên liệu (bột ép) gồm có 2 phần:
một phần tác động lên dầu và một phần tác động lên các phần tử rắn để làm các
phần ử này biến dạng. Do đó, để cho áp lực tác dụng lên dầu lớn ta cần phải thay
đơi tính chất cơ lí của các phần tử rắn (qua công đoạn chưng sấy) để làm giảm
phần áp lực làm cho các phần tử biến dạng, nhờ đó áp lực tác dụng lên phần dầu sẽ
tăng. Việc tăng ngoại lực cũng thực hiện đến môt giới hạn nào đó, nếu vượt quá
giới hạn nay sẽ dẫn đến co hẹp các ống mao quản dẫn dầu hoặc các khe vách chứa
dầu một cách nhanh chóng làm hiệu quả thoát dầu giảm.
1.3.2. Nguyên tắc chiết tách
1.3.2.1. Khái niệm [3]
Trích li (chiết) là phương pháp dùng một dung môi (đơn hay hỗn hợp) để
tách lấy một chất hay một chất hay một nhóm các chất từ hỗn hợp cần nghiên cứu.
trường hợp thường gặp nhất là sự chiết hoạt chất từ dung dịch nước và dung môi
hữu cơ. Dung môi có tỉ trọng nhỏ hơn sẽ nằm ở lớp trên như: ete, benzene, các
hydrocacbon,….dung môi có tỉ trọng lớn hơn sẽ nằm ở lớp dưới như: chloroform,
tetracloriccacbon, dicloetan,… khi trộn lẫn 2 pha nước và dung môi hữu cơ với
nhau, pha này có thể khuếch tán một ít qua pha kia nhưng về cơ bản một pha vẫn
là nước, một pha là dung môi hữu cơ. Khi lắc hai pha lại với nhau, thể tích 2 pha
khi lắc khơng bằng đúng như thể tích trước khi lắc. Tuy nhiên để cho đơn giản, giả
thiết rằng thể tích của pha là khơng đổi khi lắc. Trích li nhằm mục đích điều chế
hay phân tích.
1.3.2.2. Trích li dầu bằng chiết soxhlet [1]
* Dụng cụ: Bộ chiết soxhlet gồm ba bộ phận tháo ráp được tại các vị trí nút
mài (1), (2) và (3). Gồm một bình cầu đặt trong bếp đun có thể điều chỉnh nhiệt
độ. Một bộ phận chứa mẫu, gồm ba ống. Ống D có đường kính lớn, ở giữa để chứa

14

bột cây, ống B có đường kính trung bình, để dẫn dung mơi từ bình cầu bay lên, đi
vào ống D chứa bột cây, ống E có đường kính nhỏ, là ống thông nhau, để dẫn dung
môi từ D trả ngược trở lại bình cầu. Trên cao nhất là ống sinh hàn.
* Thực hành: Mẫu được đặt trực tiếp trong ống D hoặc tốt nhất được đặt
trong túi vải hoặc giấy lọc để dễ lấy mẫu ra khỏi máy. Lưu ý đặt vài viên bi thủy
tinh dưới đáy ống D để tránh làm nghẹt lối ra vào của ống thông nhau E. Không
được để mẫu trong ống D cao vượt hơn mức cong của ống thông nhau E.
Rót dung môi đã lựa chọn vào bình cầu bằng cách tháo hệ thống ở chỗ nút
mài 2 như thế dung môi sẽ thấm ướt mẫu rồi mới chạy xuống bình cầu, ngang qua
ngõ ống thơng nhau E. Lưu ý để thể tích lượng dung mơi trong bình c ầu khơng
được nhiều hơn hai phần ba thể tích của bình cầu.
Kiểm tra hệ thống kín: Mở cho nước chảy hồn lưu trong ống ngưng hơi.
Cắm bếp điện và điều chỉnh nhiệt độ sao cho dung mơi trong bình cầu sơi nhẹ đều.
Dung mơi tinh khiết khi được đun nóng sẽ bốc hơi lên cao, theo ống B lên cao
hơn, rồi theo sinh hàn để lên cao hơn nữa, tại đây hơi dung môi bị ống sinh hàn
làm lạnh, ngưng tụ thành thể lỏng, rớt thẳng xuống ống D đang chứa mẫu. Dung
môi ngấm vào mẫu và chiết những chất hữu cơ nào có thể hịa tan trong dung mơi.
Theo q trình đun nóng lượng dung môi rơi vào ống D càng nhiều, mức dung
môi dâng lên cao trong ống D và đồng thời cũng dâng cao trong ống E, vì đây là
ống thơng nhau. Đến một mức cao nhất trong ống E, dung mơi sẽ bị hút về bình
cầu, lực hút này sẽ rút hết lượng dung môi đang chứa trong D, bếp vẫn tiếp tục
đun và một quy trình mới vận chuyển dung môi theo như mô t ả lúc đầu. Các hợp
chất được hút xuống bình cầu và nằm lại tại đó, chỉ có dung mơi tinh khiết là được
bốc hơi bay lên để tiếp tục quá trình chiết. Tiếp tục đến khi chiết kiệt chất trong
mẫu (dung môi eter dầu hỏa chỉ chiết kiệt những chất kém phân cực nào đó có thể
tan được trong eter dầu hỏa nóng).

15

Kiểm tra sự chiết kiệt bằng cách tắt máy để nguội và mở hệ thống chỗ nút
mài (3), rút lấy một giọt dung môi và thử trên mặt kiếng, nếu thấy khơng có vết gì
trên kiếng là đã chiết kiệt.
Sau khi hồn tất, lấy dung mơi chiết ra khỏi bình cầu A, đuổi dung mơi, thu
được cao chiết.
1.3.3. Sắc kí khí khối phổ (GC- MS) [16]
1. 3.3.1. Nguyên tắc hoạt động hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ (GCMS – Gas
Chromatography Mass Spectrometry)
Tương tự như các hệ thống sắc kí khí khác, hệ thống sắc kí khí ghép khối
phổ cũng bao gồm các bộ phận: Nguồn cung cấp khí, lị cột, bộ phận tiêm mẫu, cột
phân tích, đầu dị, bộ phận ghi nhận tín hiệu, và bộ phận in dữ liệu phân tích; tron g
đó, đầu dị là đầu dị khối phổ

Hình 1.3. Sơ đồ cấu tạo đầu dị khối phổ
Các cấu tử của mẫu sau khi tách ra khỏi cột mao quản sẽ đi vào trong đầu dò
khối phổ. Tại đây, tùy thuộc vào bản chất của chất cần phân tích, sẽ diễn ra q
trình ion hóa với các kiểu ion hóa khác nhau (API, ESI hay APPI), sau đó các ion
được ghi nhận bởi đầu dò.
1.3.3.2. Cấu tạo đầu dò khối phổ đầu dò bẫy ion (Ion trap)


16

Hệ thống GCMS Thermo Polaris Q bao gồm bơm chân khơng, bộ bơm mẫu
tự động (CompiPAL), máy sắc ký khí Trace GC Ultra, đầu dò khối phổ bẫy ion
Polaris Q.
Đầu dị Polaris Q gồm có bốn bộ phận chính như sau:

- Nguồn ion hóa tại áp suất khí quyển (API).
- Hệ quang học ion (ion optics).
- Bộ phân tích khối (mass analyzer).
- Hệ thống phát hiện ion (ion detection system)

Hình 1.4. Cấu tạo đầu dò khối phổ bẫy ion
1.3.3.3. Ứng dụng hệ thống Thermo Polaris Q
- Phân tích dư lượng PCBs, PAHs, trong các nền mẫu thực phẩm, môi
trường, nước, … theo yêu cầu của các cơ quan quản lý trong và ngồi nước.
- Phân tích các hóa chất POPs (Persistent Organic Pollutants) trong mơi
trường, thực phẩm,…
- Phân tích các dư lượng thuốc trừ sâu trong thực phẩm, thủy hải sản như
Trifluralin, Chlorpyrifos,… với khả năng phát hiện đáp ứng yêu cầu khắt khe của
các nước Nhật, châu Âu,…
- Phân tích các độc chất trong thực phẩm (3-MCPD, Histamin, Urea