TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN HĨA
------------
PHÚC TRÌNH
THỰC TẬP HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN
Giảng viên hướng dẫn:
Thầy Nguyễn Trọng Tuân
Nhóm sinh viên thực hiện:
Trần Thị Hồng Đào B1806501
Huỳnh
Tiến
Đạt
B1806503
Huỳnh Tấn Phúc Hậu B1806510
Lê Minh Hiếu B1806511
Cần Thơ, 4/2020
1
Bài 1: TÁCH CHIẾT VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT VẬT LÝ
CỦA TINH DẦU CAM, BƯỞI
I. MỤC TIÊU:
Nghiên cứu các phương pháp chiết xuất tinh dầu vỏ quả.
Khảo sát các hằng số vật lý, hóa học của tinh dầu.
Tinh dầu vỏ cam, bưởi có thành phần limonene cao. Limonene có khả năng
gây ngán ăn trên sâu và cơn trùng, cịn có dược tính. Limonene đã và đang được
quan tâm nghiên cứu hoạt tính sinh học có khả năng gây độc tố lên tế bào ung
thư.
II. PHƯƠNG PHÁP:
Thực hiên tách chiết tinh dầu bằng cơ học.
Chiết xuất tinh dầu bằng chưng cất lơi cuốn hơi nước trực tiếp.
Ơn phương pháp chiết Lỏng – Lỏng, làm khan hỗn hợp chất hữu cơ.
III. THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT:
Thiết bị
Bộ chưng cất cleavenger tách tinh dầu nhẹ
Máy ly tâm
Máy đo chiết xuất
Tỷ khối kế
Dung cụ thủy tinh
Cân
Ngun liệu, hóa chất
Diethyl eter
Vỏ cam, bưởi
Aceton
Na2SO4 khan
Etanol cơng nghiệp
Nước cất
Giấy quỳ, giấy pH
IV. TIẾN HÀNH
Cân 100g nguyên liệu, xắt nhỏ, xay.
Chưng cất lơi cuốn hơi nước
• Đong nước cất, cho cùng nguyên liệu vào bộ
chưng cất (tỷ lệ 1:1).
• Khởi động máy tăng nhiệt, theo dõi quy trình.
• Chú ý: 5 ml nước chưng cất thu được đầu tiên
phải để riêng.
• Tắt nguồn nhiệt sau 2h. Sau khi hoàn thành,
chờ nguội 20 phút để tháo và làm vệ sinh bộ
chưng cất.
2
• Tắt nguồn nhiệt sau 1 giờ kể từ lúc nước trong bộ chưng cất sơi. Sau khi
hồn thành, chờ nguội 20 phút để tháo và làm vệ sinh bộ chưng cất, đồng
thời tiến hành tách chiết tinh dầu.
• Sử dụng eter dầu hỏa lắc tách tinh dầu, 3 lần lắc-lóng, mỗi lần 30 mL eter
dầu hỏa.
• Thu gom tinh dầu, làm khan với Na2SO4. Cô quay đuổi eter dầu hỏa.
• Ghi kết quả, thực hiện các khảo sát lý, hóa học tiếp theo.
• Xác định tính acid - base (thử giấy quỳ).
V. THU HOẠCH:
• Thu được tinh dầu màu vàng nhạt.
• Cơng thức phân tử: C10H16
• Cơng thức cấu tạo:
• Tên IUPAC: 1-Methyl-4-(prop-1-en-2-yl)cyclohex-1-ene
VI. TRẢ LỜI CÂU HỎI:
Câu 1:
• Chưng cất bằng lôi cuốn hơi nước dựa trên sự thẩm thấu, hịa tan, khuếch
tán và lơi cuốn theo hơi nước của những hợp chất hữu cơ trong tinh dầu
chứa trong các mô khi tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao.
• Do đó: Phương pháp chưng cất lơi cuốn hơi nước tinh duầ vỏ quả như cam
bưởi,... có thể thực hiện trong điều kiện nguyên liệu còn nguyên, dạng mãng
lớn và không bị ảnh hưởng quá nhiều bởi nhiệt dộ cao.
Câu 2:
• Các trái thuộc họ Rutaceace như cam, chanh, bưởi, quýt,… có các túi tinh
dầu nằm sát mặt ngồi vỏ và với hàm lượng cao nên có thể dùng lực cơ để
3
giải phóng tinh dầu. Sau đó có thể vắt lấy tinh dầu. Tinh dầu thu được trong
trường hợp này có mùi tự nhiên hơn do không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.
Tuy vậy, hiệu suất theo cách này khơng cao.
• Do đó: phương pháp tách tinh dầu vỏ quả bằng lực cơ học như ép vắt,... có
thể thực hiện trong điều kiện nguyên liệu còn tười, ở dạng đã được cắt nhỏ,
mỏng.
Câu 3:
Nguyên tắc lóng tách 2 chất lỏng từ một hỗn hợp:
• Chất lỏng cho vào phải có khả năng hịa tan (lơi cuốn) được chất cần chiết
(tinh dầu) mạnh hơn chất lỏng có sẵn trong hỗn hợp.
• Hai chất lỏng phải khơng hịa tan vào nhau.
→ Dựa vào sự chênh lệch giữa tỉ trọng của 2 chất lỏng trong hỗn hợp, ta có thể
tách riêng chúng ra, và từ đó có thể lấy chất cần thiết (tinh dầu) ra khỏi hỗn
hợp. Làm bay hơi dung môi ta sẽ thu dược tinh dầu.
Câu 4:
Các chất thường sử dụng làm khơ:
•
•
•
•
CaCl2 khan (trừ rượu phenol, este, amin...).
MgSO4 khan làm khơ nước tốt, nhanh đối với các chất hữu cơ.
Na2SO4 khan làm khô tốt cho amin, este...
P2O5 làm khô tốt và nhanh theo yêu cầu độ khô cao.
4
BÀI 2. TÁCH CHẤT BÉO TỪ DẦU THỰC VẬT
(HOẶC MỠ ĐỘNG VẬT)
I. ĐẠI CƯƠNG
A. Chất béo toàn phần (lipid) gồm nhiều hợp chất, có thể chia thành 3
nhóm lớn như: 1) Các chất béo dầu mỡ, 2) Sáp, 3) Phospholipid.
- Các chất béo dầu mỡ: gồm có các acid béo (dạng dầu hoặc hơi sệt),
hydroxyacid, các acetylenic acid và hỗn hợp các glycerid.
Các acid béo hầu như bao giờ cũng có số chẵn carbon.
Các acid béo dạng dầu có chứa từ 1 đến 6 nối đôi trong phân tử. Trong thiên
nhiên đa số acid béo không no, kể cả những acid không liên hợp quan trọng
nhất (như là acid oleic, acid linoleic, acid linolenic) đều có cấu trúc dạng cis.
-
-
-
-
Các acid béo no thường có dạng mỡ, sệt hơn. Acid caproic – C6, acid
caprylic – C8, acid capric – C20, acid behenic – C22 và acid montanic C28.
Khi chúng ta thực hiện xà phịng hóa chât béo, các acid béo cũng tham gia
phản ứng nên bị biến đổi hóa tính, tạo muối.
Acid acetylenic là nhóm hợp chất acid carboxylic dạng dầu ln có chứa
liên kết ba trong phân tử, (có 1 hoặc 2 liên kết ba liên hợp, hoặc có liên kết
ba liên hợp với liên kết đơi) ngồi ra có thể thêm các liên kết đơi. Nhóm này
cũng có thể gồm các dẫn xuất có oxygen tương ứng.
Ví dụ: acid tairic CH3(CH2)10CC(CH2)4COOH, và hợp chất có cùng cơng
thức phân tử là acid stearolic CH3(CH2)7CC(CH2)7COOH.
Acid ximenynic CH3(CH2)5CH=CHC-CC(CH2)7COOH,
Glycerid khi xà phòng hóa tạo glycerol và muối của acid béo. Có 2 loại
glycerid: loại đơn glycerid và loại hỗn hợp glycerid, ví dụ: Oleodistearin là
glycerid hỗn hợp.
Các chất sáp: chủ yếu gồm có các acid béo dây hở, ester của acid béo và
các alcol monohydric, thường chứa từ 24 đến 36 carbon. Ví dụ về những
chất sáp trong thiên nhiên như: sáp ong (ngồi acid panmitic có chứa acid
cerotic và alcol melicssylic); mỡ sáp từ lông cừu (lanolin), mỡ sáp trong dầu
cá nhà táng – spermaceti (có chứa alcol cetylic, acid oleic và aicd panmitic).
Các sáp chịu được sự xà phịng hóa hơn là dầu và chất béo.
Các chất béo là các hợp chất hữu cơ biến dƣỡng thứ cấp, như
sphyngomyelin và phospholipid. Phospholipid có chứa acid phosphoric và
một base nitơ (như cholin hoặc etanolamin hoặc serin) và một
polyhydroxyalcol. Sphyngomyelin có mạch acid béo hóa hợp với một
polyhydroxyamin mạch hở tạo nối amid, và có thể cịn có liên kết glycosidic
với hydrotcarbon.
5
B. Sterol
Ngoài ra, cần kể đến chất béo sterol, nằm ngoài danh mục các lipid kể trên.
Sterol là một dạng chất béo thuộc nhóm chất hữu cơ bậc hai, khơng bị xà
phịng hóa, có cấu trúc hệ vịng ciclopentano perhydrophenantren, với nhóm
OH ở vị tró C-3 trên vịng.Nhờ cấu trúc này mà cách định tính và định lượng
sterol có những phương pháp riêng.
Sterol là nhóm hợp chất rất phong phú, có trong động vật có xương sống,
khơng xương sống, trong nhiều loại thực vật và các nấm men. Sinh tổng hợp
sterol từ chuyển hóa acetat thành squalen, đồng thời có phối hợp đóng vịng
và demethyl hóa. Sterol có thể ở thể tự do hoặc hóa hợp như ester hoặc
glycosidic.
C. Tính chất, vai trò và cách khảo sát chất béo
- Chất béo tan trong dung môi kém phân cực, không tan trong nước.Có thể sử
dụng dung mơi hữu cơ như eter dầu hỏa, hexan, chloroform để tách lấy chất
béo từ nguyên liệu khô, hoặc sử dụng các dung mối này chiết lỏng – lỏng để
tách lấy chất béo từ dung dịch chiết alcol của nguyên liệu.
- Vai trò của chất béo với cơ thể động vật, thực vật rất quan trọng. Đặc biệt
vai trò của các sterol khác hẳn các lipid, khơng chỉ ảnh hưởng trực tiếp lên
chủ thể mà có ảnh hưởng đến các sinh vật khác có liên hệ đến chủ thể.
II. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU
Khảo sát sơ bộ thành phần chất béo của dầu đậu nành bằng sắc ký lớp mỏng
(TLC).
III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
1. Chiết chất béo từ đậu nành
- Chuẩn bị: Hạt đậu nành khô (300g) xay nhuyễn bằng cối xay, thành bột mịn,
cho vào túi vải, để lơi thể tích túi nhưng cột chặt miệng túi.
- Dùng eter dầu hỏa ngâm bột đậu chiết lấy các hợp chất béo, ngâm chiết 3
lần, lần lượt với thể tích dung mơi giảm dần từ 200ml, 150ml và 100ml. Khi
cho dung môi vào ngâm túi, dùng đũa khuấy động lên túi 10 phút rồi để yên
5 phút, vắt lấy dịch eter dầu hỏa (mang bao tay nhựa để thực hiện). Gom
dịch chiết, lọc qua giấy lọc, cô quay thu hồi dung mơi.
Chú ý: cơ quay đến cịn thể tích 150ml thì lấy bình ra, chia làm 2 phần:
o Phần 1: 100ml nước cất vào erlen có nắp, bảo quản lạnh dành cho bài sau.
o Phần 2: 50ml còn lại cô quay đến cạn (3ml) dùng chấm sắc ký.
Ngâm chiết phần bã đậu nành với cloroform 2 lần, mỗi lần với 100ml dung
môi. Vắt, gom dịch chiết, lọc, cô quay thu hồi dung mơi, đến thể tích cịn
khoảng 3ml.
2. Phân tích sắc ký dung dịch chất béo của đậu nành:
6
- Chuẩn bị 2 bản mỏng sắc ký, vạch đường xuất phát và đường mốc đến
của dung môi.
- Trên mỗi bản mỏng chấm 2 vết sắc ký ứng với 2 loại dịch chiết thu được:
dịch eter dầu hỏa (E) và dịch chloroform (C).
- Chuẩn bị giải ly từng bản mỏng trong 2 loại hệ dung môi khác nhau
Dung môi giải ly (1): eter dầu hỏa: etyl acetate (0,5:1,5)
Dung môi giải ly (2): chloroform: metanol =99:1 (dùng 2ml chloroform
và cho vào 1 giọt metanol).
- Ghi nhận kết quả sắc ký ứng với 2 loại dịch chiết và so sánh khi giải ly
trong 2 loại dung môi khác nhau đã nêu.
IV. KẾT QUẢ:
1.
2.
-
Chiết chất béo trong đậu nành:
Dịch chiết (E) thu được có màu vàng
Dịch chiết (C) thu được có màu vàng cam nhạt
Phân tích sắc ký dung dịch chất béo của đậu nành:
Kết quả phân tích sắc ký dịch chiết trong eter dầu hỏa và dịch chiết trong
chloroform với hai hệ dung mơi khác nhau.
- Nhận xét và giải thích
Với hai hệ dung môi khác nhau các chất hiện trên bảng mỏng cũng có sự khác
nhau. Với hệ dung mơi eter dầu hỏa: ethyl acetate (8,5:1,5) thì các vết chạy cao
hơn một chút so với hệ dung môi giải ly là chloroform : metanol (99:1) tuy
nhiên sự chênh lệch trên là không đáng kể do độ phân cực của hai dung môi này
gần như bằng nhau. Sự khác biệt ở hai hệ dung mơi là trong chloroform :
metanol thì các vết tách và hiện rõ hơn hệ còn lại. Điều này là do bản chất của
các dung môi, chloroform thường cho vết tách và rõ hơn. Với hai vết trên bảng
mỏng thì vết dịch chiết trong chloroform : metanol cao hơn một chút so với vết
của dịch chiết trong eter dầu hỏa. Nguyên nhân là do chloroform có độ phân cực
yếu hơn eter dầu hỏa nên có sự chênh lệch.
3. Tìm hiểu và báo cáo nhóm chất béo dầu mỡ, chất béo biến dưỡng thứ
cấp
7
- Chất béo toàn phần (lipid) gồm nhiều hợp chất, có thể chia thành 3 nhóm
lớn như: Các chất béo dầu mỡ, Sáp, Phospholipid.
o Các chất béo dầu mỡ: gồm có các acid béo (dạng dầu hoặc hơi sệt),
hydroxyacid, các acetylenic acid và hỗn hợp các glycerid.
o Các acid béo hầu như bao giờ cũng có số chẵn carbon.
o Các acid béo dạng dầu có chứa từ 1 đến 6 nối đôi trong phân tử. Trong thiên
nhiên đa số acid béo không no, kể cả những acid không liên hợp quan trọng
nhất (như là acid oleic, acid linoleic, acid linolenic) đều có cấu trúc dạng cis.
o Các acid béo no thường có dạng mỡ, sệt hơn. Acid caproic – C6, acid
caprylic – C8, acid capric – C20, acid behenic – C22 và acid montanic C28.
o Khi chúng ta thực hiện xà phịng hóa chât béo, các acid béo cũng tham gia
phản ứng nên bị biến đổi hóa tính, tạo muối.
o Acid acetylenic là nhóm hợp chất acid carboxylic dạng dầu ln có chứa
liên kết ba trong phân tử, (có 1 hoặc 2 liên kết ba liên hợp, hoặc có liên kết
ba liên hợp với liên kết đơi) ngồi ra có thể thêm các liên kết đơi. Nhóm này
cũng có thể gồm các dẫn xuất có oxygen tương ứng.
o Ví dụ: acid tairic CH3(CH2)10CC(CH2)4COOH, và hợp chất có cùng cơng
thức phân tử là acid stearolic CH3(CH2)7CC(CH2)7COOH.
o Acid ximenynic CH3(CH2)5CH=CHC-CC(CH2)7COOH,
o Glycerid khi xà phịng hóa tạo glycerol và muối của acid béo. Có 2 loại
glycerid: loại đơn glycerid và loại hỗn hợp glycerid, ví dụ: Oleodistearin là
glycerid hỗn hợp
- Các chất sáp: chủ yếu gồm có các acid béo dây hở, ester của acid béo và các
alcol monohydric, thường chứa từ 24 đến 36 carbon. Ví dụ về những chất
sáp trong thiên nhiên như: sáp ong (ngồi acid panmitic có chứa acid cerotic
và alcol melicssylic); mỡ sáp từ lông cừu (lanolin), mỡ sáp trong dầu cá nhà
táng – spermaceti (có chứa alcol cetylic, acid oleic và aicd panmitic). Các
sáp chịu được sự xà phịng hóa hơn là dầu và chất béo.
- Các chất béo là các hợp chất hữu cơ biến dưỡng thứ cấp, như
sphyngomyelin và phospholipid. Phospholipid có chứa acid phosphoric và
một base nitơ (như cholin hoặc etanolamin hoặc serin) và một
polyhydroxyalcol. Sphyngomyelin có mạch acid béo hóa hợp với một
polyhydroxyamin mạch hở tạo nối amid, và có thể cịn có liên kết glycosidic
với hydrocarbon.
8
BÀI 3. TÁCH CHIẾT STEROL TỪ HỖN HỢP KHÔNG BỊ XÀ
PHỊNG HĨA CỦA CHẤT BÉO
I. ĐẠI CƯƠNG:
- Sterol cũng là dạng chất béo thuộc nhóm chất hữu cơ biến dưỡng thứ cấp,
khác hẳn với các chất béo dầu mỡ, và cũng khác nhóm phospholipid. Sterol
thường có cấu trúc hệ vịng cyclopentano perhydrophenantren, với nhóm –
OH ở vị tró C-3 trên vịng và trong một số ít trường hợp có cấu trúc biến đổi
của hệ vịng đó. Nhờ cấu trúc này mà cách định tính và định lượng sterol có
những phương pháp riêng.
- Sterol khơng bị xà phịng hóa nên vẫn có thể giữ được tính chất kém tan
trong nước, khơng tan trong dung dịch chất béo đã xà phịng hóa, có thể tách
ra khỏi hệ dụng dịch bằng cách chiết lỏng lỏng dung dịch này với dung môi
hữu cơ kém phân cực.
II. MỤC TIÊU:
- Sử dụng soxhlet để xà phòng hóa chất béo trong vật liệu → tách rời sterol.
- Sử dụng bình lóng để chiết lỏng – lỏng, tách lấy sterol ra khỏi dầu thực vật.
- Khảo sát, so sánh sản phẩm sterol và chất béo ban đầu bằng sắc ký lớp
mỏng.
- Thực hiện cách kéo ống vi quản, sắc ký lớp mỏng.
III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM:
- Chuẩn bị từ trước chất béo trong đậu nành: Đã chuẩn bị ở bài số 2.
- Xà phịng hóa dung dịch chất béo của đậu nành: 100ml dung dịch chất béo,
thêm 100ml metanol và 25g KOH, cho vào bộ đun hồi lưu, đun trong 1 giờ.
- Sau đó thêm 50ml nước cất vào thu được hỗn hợp. Hỗn hợp chia làm 2
phần, chiết 3 lần, mỗi lần với 50ml eter dầu hỏa.
- Tinh chế hỗn hợp sterol.
- Dịch chiết eter dầu hỏa rửa với 50ml nước muối bão hòa, và làm khan bằng
Na2SO4 khan, lọc. Dung dịch eter dầu hỏa được cô quay thu hồi dung mơi
đến cịn 3 – 5ml cho ra cốc, và ngâm đá, thu lấy tủa. Kết tinh lại: hòa tan kết
tủa này trở vào 3ml chloroform đã đun nhẹ (50oC), sau đó lọc qua phễu giấy
lọc, ngâm lạnh đặt vào tủ hút để bay hơi, thu được tủa sterol.
- Sắc ký bản mỏng khảo sát sơ bộ thành phần sterol
- Chuẩn bị bản mỏng sắc ký, vạch đường xuất phát và đường mốc đến của
dung môi. Chấm sắc ký 3 vết: dung dịch chất béo của đậu nành (1), dịch
chiết eter dầu hỏa (2), dung dịch khi ngâm tủa sterol đã kết tinh (lấy 1 ít
ngâm vào 1ml eter dầu hỏa)(3).
9
- Chuẩn bị hệ dung môi giải ly là CHCl3 : CH3OH (2ml CHCl3 nhỏ 1 giọt
CH3OH)
- Đặt bản mỏng sắc ký vào cốc giải ly, chờ đến khi dung môi dâng cao đến
vạch mốc đến của dung môi đã gạch sẳn trên bản. Lấy bản đã giải ly xong
hong khô trên bếp điện. Xem kết quả của giải ky bản mỏng: Bản mỏng hoặc
soi đèn UV, hoặc hiện hình vết: đem nhúng vào thuốc hiện hình vết, hơ nhẹ
và sấy trên bếp điện (120oC) đến khi hiện màu vết, ghi nhận kết quả.
IV. KẾT QUẢ:
1. Kết quả sắc ký
Nhận xét: Sterol (2), (3) thu được hiện trên bản mỏng với các vết trịn, rõ,
khơng kéo vệt so với dung dịch chất béo đậu nành (1). Sterol trước và sau
kết tinh lại khơng có sự khác biệt nhiều, nhưng vết của sterol sau khi kết tinh
lại (3) rõ và ít tạp hơn một chút so với trước khi kết tinh (2). Nguyên nhân là
do quá trình kết tinh lại, lọc nóng đã loại đi một số tạp chất có trong sterol
trước nên vết sterol sau khi kết tinh lại sẽ rõ và ít tạp chất hơn.
2. Tìm hiểu và báo cáo về nhóm chất sterol trong đậu nành.
Trong 100g dầu đậu nành có từ 300 – 400mg sterol thực vật. Thành phần
chính của sterol trong đậu nành gồm có -sitosterol (53 – 56%), campesterol
(20 – 23%) và stigmasterol (17 – 21%). Cấu trúc hóa học của những sterol
thực vật này giống với cholesterol nhưng khác nhau ở mạch nhánh.
Sitostreol có một nhóm ethyl và campesterol có một nhóm methyl ở vị trí 24
của cholesterol, Stigmasterol có một liên kết đơi ở vị trí 22 – 23 của
sitosterol.
-sitosterol
▪ Cấu trúc
10
là một trong số nhiều phytosterol (sterol thực vật) có cấu trúc
giống với cholesterol. -sitosterol là chất bột màu trắng, dạng sáp, mùi dễ chịu,
không tan trong nước và tan trong alcohol.
-sitosterol
11
• Ứng dụng
Khi tồn tại một mình cũng như ở dạng hợp chất với các phytosterol
tương tự, -sitosterol làm giảm lượng cholesterol và đơi khi cịn được dùng để
chữa tăng cholsterol máu. -sitosterol ngăn cản cholesterol hấp thu vào ruột. Khi
sterol được hấp thu vào ruột, được vận chuyển bởi các lipoprotein và kết hợp
với màng tế bào. Các phytosterol và phytostanol đều ngăn cản sự hấp thu
cholesterol cả trong chế độ ăn uống và cholesterol trong mật, làm giảm mức độ
LDL và cholesterol trong huyết tương. Bởi vì cấu trúc của (-Sitosterol rất giống
với cấu trúc của cholesterol, (-Sitosterol chiếm chỗ của cholesterol trong mật và
trong chế độ ăn ở dạng các hạt micelle tạo ra từ lumen ruột, điều này làm cho
lượng cholesterol hấp thu vào cơ thể giảm.
• Kỹ thuật hóa học
Trong nhiều năm, người ta đã sử dụng sitosterol như một chất hóa học trung
gian do thiếu một hóa chất để tấn cơng vào mạch nhánh để khử mạch nhánh
đi. Nhiều nhà khoa học đã nỗ lực để khám phá ra một vi ống pseudomonas
rất có hiệu quả trong việc chuyển đổi cấu trạng. Sự lên men tiêu hóa tồn bộ
các mạch nhánh no ở C-17 để tạo thành hỗn hợp sản phẩm 17-keto bao gồm
dehydropiandrosterone.
• Tác dụng phụ
▪ Tránh dùng (-Sitosterol cho phụ nữ mang thai và cho con bú, bởi vì có
nhiều ảnh hưởng đối với trẻ chưa sinh và trẻ mới sinh.
▪ Những người bị sitpsterolemia, một bệnh về dự trữ chất béo (Sitosterol
hiếm. Bởi vì những người bị bệnh này có rất nhiều (Sitosterol và các chất
béo có liên quan, dùng thêm (Sitosterol sẽ làm cho tình trạng xấu hơn.
▪ Nồng độ (Sitosterol trong máu cao liên quan đến sự gia tăng bệnh tim
nghiêm trọng đối với những người đã có tiền sử bị đau tim.
• Làm mất trật tự gene
Trong khi các sterol thực vật thường có ích, nhưng khi hấp thu quá nhiều
phytosterol thì sẽ gây ra sự mất trật tự trên nhiễm sắc thể gene lặn.
Phytosterol tăng cao và bị hấp thu quá mức ở mô sẽ gây ra hội chứng động
mạch vành sớm và gân xanthoma.
• Tiền chất của sự đồng hóa steroid boldenone
12
▪ Là một steroid, (-Sitosterol là tiền chất của sự đồng hóa steroid boldenone.
Boldenone udecylenate thường được dùng trong thuốc thú y để kích thích
sinh trưởng ở gia súc nhưng nó cũng là steroid đồng hóa đước sử dụng
nhiều nhất trong thể thao. Điều này dẫn đến sự nghi ngờ là một vài vận
động viên thử nghiệm dương tính với boldenone undeculenate đã không
lạm dụng hormone này mà đã dùng những thực phẩn giàu Sitosterol.
Stigmasterol
▪ Cấu trúc:
▪ Stigmasterol (được biết đến như một nhân tố chống cứng Wulzen,
Wulzen anti-stiffness factor) là một trong số các sterol thực vật hay
phytosterol, không tan trong nước mà tan trong hầu hết các dung mơi hữu
cơ có chứa nhóm chức alcohol.
▪ Hiện diện
Stigmasterol là một sterol thực vật khơng no, có trong dầu thực vật hay dầu
đậu nành, hạt nho và trong nhiều cậy thực vật dược như cây cỏ Trung Quốc
Ophiôpgon japonicas (Mai men dong) và Nhân sâm Mỹ. Stigmasterol cũng có
trong nhiều lọa rau củ, cây họ đậu, hạt, hạt giống và sữa chưa tiệt trùng. Sự tiệt
trùng sẽ làm bất hoạt Stigmasterol. Dầu ăn chứa nhiều Stigmasterol hơn rau củ.
Các phytosterol chủ yếu bị phân cắt trong mật.
13
▪ Ứng dụng
Stigmasterol được sử dụng làm tiền chất cho việc sản xuất progesterone bán
tổng hợp, một hormone có giá trị đối với người, giữ vai trò sinh lý quan
trọng trong các cơ chế điều tiết và tái tạo các mô liên quan đến ảnh hưởng
của estrogen cũng như là một chất trung gian trong sinh tổng hợp androgen,
estrogen và corticoid. Stigmasterol còn được dung như là tiền chất của
vitamin D3.
▪ Các nghiên cứu
Các nghiên cứu cho thấy Stigmasterol có thể có ích trong việc ngăn chặn
ung thư ở buồng trứng, tuyến tiền liệt, vú và ruột kết. Các nghiên cứu cũng
cho thấy một chế độ ăn nhiều phytosterol có thể ức chế sự hấp thu
cholesterol và làm giảm mức cholesterol trong huyết thanh bằng cách cạnh
tranh với quá trình hấp thu ở ruột. Các nghiên cứu trên động vật trong phịng
thí nghiệm cho thất động vật được cho ăn Stigmasterol thì cả cholesterol và
sitosterol giảm tương ứng là 23% và 30%, trong thời gian hơn 6 tuần. Các
nghiên cứu trên đã chứng minh rằng Stigmasterol ức chế nhiều chất trung
gian viêm và chất trung gian thối hóa chất nền liên quan mật thiết đến viêm
xương khớp do thối hóa sụn. Stigmasterol cịn có khả năng chống oxy hóa,
hạ đường huyết và ức chế tuyến giáp.
▪ Tiền chất của boldenone
Tương tự như sitosterol, Stigmasterol là một steroid, đồng thời cũng là tiền
chất của sự đồng hóa steroid boldenone. Boldenone udecylenate thường
được dùng trong thuốc thú y để kích thích sinh trưởng ở gia súc nhưng nó
cũng là steroid đồng hóa đước sử dụng nhiều nhất trong thể thao. Điều này
dẫn đến sự nghi ngờ là một vài vận động viên thử nghiệm dương tính với
boldenone undeculenate đã khơng lạm dụng hormone này mà đã dùng
những thực phẩn giàu Stigmasterol.
14
Campesterol
▪ Cấu trúc
▪ Campesterol là một phytosterol có cấu trúc tương tự như cấu trúc
cholesterol. Campesterol có trong nhiều loại rau củ, trái cây, các loại hạt và
hạt giống nhưng với hàm lượng thấp. Trong chuối, ớt, thạch lựu, cà phê,
bưởi, dưa leo, củ hành, lúa mạch, khoai tây và cỏ chanh có chứa từ 1 – 7 mg
Campesterol /100g phần ăn được. Trong dầu canola vfa dầu bắp có từ 16 –
100mg Campesterol / 100mg. Hàm lượng Campesterol nhiều hay ít tùy
thuộc vào sự ảnh hưởng của điều kiện địa lý và môi trường phát triển của
cây. Sự khác nhau về giống cũng gây nên sự khác nhau của các sterol thực
vật. Nhiều giống mới hiện đang được nghiên cứu nhằm tạo ra nhiều giống
có nhiều Campesterol và các sterol thực vật khác.
▪ Campesterol được cô lập lần đầu tiên từ hạt nho (Brassica campestris) và
tên của nó cũng được đặt theo tên của cây này. Campesterol có tính kháng
viêm, có khả năng ức chế các chất trung gian viêm và chất trung gian thối
hóa chất nền liên quan mật thiết đến viêm xương khớp do thối hóa sụn.
▪ Tiền chất của sự đơng hóa steroid boldenone
Tương tự như sitosterol và campesterol, stigmasterol là một steroid, đồng
thời cũng là tiền chất của sự đồng hóa steroid boldenone. Boldenone
udecylenate thường được dùng trong thuốc thú y để kích thích sinh trưởng ở
15
gia súc nhưng nó cũng là steroid đồng hóa đước sử dụng nhiều nhất trong
thể thao. Điều này dẫn đến sự nghi ngờ là một vài vận động viên thử nghiệm
dương tính với boldenone undeculenate đã khơng lạm dụng hormone này mà
đã dùng những thực phẩn giàu Campesterol và các phytosteroid tương tự.
▪ Hội chứng tim mạch
o Những năm 1950, lần đầu tiên sterol thực vật đã được chứng minh là có
ích trong việc làm giảm LDL và cholesterol. Kể từ đó, nhiều nghiên cứu đã
ghi nhận lại những lợi ích của chế độ ăn uống có phytosterol, bao gồm
campesterol.
o Các nhà nghiên cứu cho rằng phân tử campesterol cạnh tranh với
cholesterol, vì vậy làm giảm sự hấp thụ cholesterol vào ruột. Các sterol thực
vật cũng có thể hoạt động trực tiếp trong các tế bào ruột và ảnh hưởng đến
q trình vận chuyển protein. Thêm vào đó, có thể có ảnh hưởng đến ựu
tổng hợp cholesterol vận chuyển protein qua tế bào gan qua một q trình
gồm ester hóa cholesterol và ester hóa lipoprotein, tổng hợp cholesterol và
khử đi lipoprotein có chứa apolipoprotein B100.
o Hàm lượng trong huyết thanh của campesterol và tỉ lệ của campesterol và
cholesterol đã được sử dụng để đo lường những ảnh hưởng xấu tới tim
mạch. Một vài nghiên cứu cho thấy hàm lượng càng cao thì tim mạch càng ít
gặp nguy hiểm. Tuy nhiên, hàm lượng quá cao có thể tiềm tang những nguy
hiểm cao hơn, ví dụ như mất trật tự gene và sitosterolemia. Các nghiên cứu
dựa trên hamg lượng huyết thanh đã có mâu thuẫn. Một phân tích meta gần
đây cho thấy khơng có mối quan hệ rõ ràng nào và nếu có thể các nghiên
cứu trước đã kết luận dựa trên các nhân tố khác. Ví dụ, người có hàm lượng
campesterol cao hơn liên quan đến chế độ ăn gồm nhiều trái cây, hạt theo
thực đơn của người Địa Trung Hải và vì vậy ít ngủy hiểm hơn so với những
người khác ăn nhiều thực phẩm nhiều chất béo. Sự hấp thu cholesterol ở
ruột thay đổi giữa các cá nhân khác nhau và có thể hấp thu nhiều sterol thực
vật hơn liên quan đến việc hấp thu nhiều LDL hơn.
16
o Mặc dù các nghiên cứu trên người cho thấy việc tiêu thụ các phytosterol
có thể làm giảm mức độ LDL, tuy nhiên khơng có đủ bằng chứng để đưa
phytosterol vào điều trị tăng cholesterol máu. Thực tế, cần nhiều nghiên cứu
sâu hơn để chứng minh cho lập luận này và đang được tiến hành. Các
nghiên cứu trên động vật cho thấy campesterol và các phytosterol khác có
thể làm giảm kích thước của các mảng bám bị xơ vữa, nhưng chưa có dữ lệu
nào chứng minh tiêu thụ phytosterol trong các tiện ích lâm sàng ví dụ như
giảm xơ vữa động mạch, các bệnh về tim mạch hay tử vong.
▪ Các tác dụng phụ
o Làm giảm hàm lượng beta-carotene
o Làm giảm hàm lượng lycopene
o Làm giảm hàm lượng vitamin E
o Làm tăng nguy cơ bệnh xơ vữa và bệnh tim mạch
17
Bài 4: PHÂN TÍCH SẮC KÝ DẦU BÉO THỰC VẬT
I. ĐẠI CƯƠNG:
- Trong một số lồi thực vật có chứa nhiều hợp chất béo dạng dầu, một số
loài động vật có các chất béo dạng mỡ và sáp, một số lồi nấm men có các
chất béo sterol.
- Tuy nhiên, ngồi các chất béo, các hợp chất kém phân cực khác cũng có
thể tồn lại các chất khác dưới dạng dầu như là tetraterpene, xantopil khi cịn
đang là hỗn hợp trích từ thực vật. Trong hỗn hợp dầu béo thực vật, số lượng
các hợp chất thường nhiều hơn 2 chất.
- Các hợp chất dầu béo như alcohol, acid béo và ester trong hoa quả cũng có
vai trị tạo màu và mùi thơm cho thực vật đó.
II. MỤC TIÊU YÊU CẦU:
- Phương pháo ngâm dầm: ngâm chiết các hợp chất có trong cơm quả gấc.
- Phương pháp chiết lỏng-lỏng: tách chiết các nhóm chất có tính phân cực khác
nhau từ dịch chiết alcohol tổng với các dung môi hữu cơ khác.
- Khảo sát sơ bộ thành phần hợp chất trong các dung môi chiết khác nhau bằng
sắc ký lớp mỏng (SKLM, thin layer chromatography).
- Phân tích sơ bộ thành phần chất béo dạng dầu của quả gấc bằng sắc ký cột hở
(SKC, open column chromatography).
III. TIẾN HÀNH:
1. Chiết chất béo trong quả gấc
- Chuẩn bị: cơm quả gấc
(400g) gâm rượu (ngâm với
cồn cao độ), rót ra cốc có
dung tích 80mL. Chia làm 2
phần khơng bằng nhau, phần
ít (10ml) đem đi đun cách
thủy khoảng 30 phút, để sử
dụng cho sắc ký lớp mỏng.
Phần còn lại (70ml) cho chiết
tách dầu gấc.
- Cho 30mL nước vào phần chứa 70mL rượu gấc, khuẩy đều. Dùng ether dầu
hỏa chiết tách với rượu gấc, 2 lần chiết mỗi lần dùng 70mL ether dầu hỏa. Gôm
dịch chiết ether dầu hỏa, làm khan, cô quay thu hồi dung môi, thu được dầu gấc.
18
Chú ý: Cơ quay đến cịn thể tích khoảng 10mL thì lấy bình ra, dùng 2mL
chấm sắc ký lớp mỏng, phần cịn lại cơ cạn cạn hơn để sắc ký cột.
Ngâm chiết phần dung dịch rượu gấc đã tách béo với ethyl acetate 2 lần,
mỗi lần với 50mL dung môi. Gom dịch chiết, cô quay thu hồi dung môi, thu
được cao Ea.
4. Chấm sắc ký các dung dịch chiết có độ phân cực khác nhau của quả
gấc:
- Chuẩn bị bản mỏng sắc ký, chấm lên mỗi bản mỏng 3 vết: dịch ngâm
alcohol, dầu gấc và dịch chiết ethyl acetate.
- Chuẩn bị hệ giải ly:
Dung môi giải ly 1: ether dầu hỏa: ethyl acetate 1:1
Dung môi giải ly 2: dichloromethane: methanol 9:1
- Giải ly bản mỏng và cho hiện vết quan sát.
Kết quả: Màu sắc của các vết trên sắc ký lớp mỏng
- Cao chiết ether dầu hỏa có màu vàng.
- Cao chiết với ethyl acetate có màu vàng cam.
Dung mơi giải ly 1:
Từ trái sang phải lần lượt là các vết
của dịch ngâm alcohol, dầu gấc và
của gấc dịch chiết ethyl acetate.
Dung môi giải ly 2:
Từ trái sang phải lần lượt là các vết
của, dịch ngâm alcohol của gấc dầu
gấc và dịch chiết ethyl acetate.
19
5.Sắc ký cột dung dịch dầu béo của gấc:
- Chuẩn bị cột sắc ký, cho gòn vào cột, ngâm
silica gel (5g) trong dung môi eter dầu hỏa
(20 ml), khuấy thành huyền phù đồng nhất
trước khi nạp cột.
- Nạp cột ướt, nạp mẫu là dầu gấc đã cô sệt
chừng 2ml
- Dung môi giải ly cột (1): eter dầu hỏa,
- Dung môi giải ly cột (2): eter dầu hỏa:etyl
acetate = 1:1
- Dung môi giải ly cột (3): etyl acetate
- Lần lượt hứng các phân đoạn giải ly trong
các cốc khác nhau.
- Lưu kết quả sắc ký cột
- Chú ý: Sắc ký lớp mỏng các đoạn đã giải
ly và so với bản mỏng của mục 4.
→ Nhận xét: Các vết có độ cao gần ngang
bằng nhau, nhưng hình dạng các vết có sự
khác biệt là do được chiết trong các dung
mơi có độ phân cực khác nhau.
20
BÀI 5: TÁCH CHIẾT ALKALOID TOÀN PHẦN
CHIẾT PIPERIN TỪ HẠT TIÊU ĐEN
I. MỤC TIÊU:
- Nắm được các kiến thức liên quan đến alkaloid như: phương pháp tách
chiết, tính chất hóa học, hoạt tính.
- Thực hiện sắc ký bản mỏng.
- Ơn luyện kỹ năng kết tinh và kết tinh lại.
II. THIẾT BỊ VÀ HĨA CHẤT:
Cối xay hoặc phần xay khơ/ máy xay sinh
tố
Cốc thủy tinh, ống đong các loại
Bộ chiết Shoxlet
Cối, chày sứ
Hạt tiêu đen (20g)
Etanol 95o
Metanol
KOH
III. TIẾN HÀNH:
- Hạt tiêu đen khoảng 20g được tiến hành nghiền thành bột, sau đó chiết nóng
với 150ml Etanol 95o bằng Shoxlet trong 1 giờ. Lọc lấy dung dịch thu được, cô
cạn bằng cách đun cách thủy đến khi thu được dung dịch cặn (nước khan).
- Thêm 20mL dung dịch 10% KOH trong metanol vào cặng ở trên, để yên 15
phút, lọc lấy dung dịch.
- Piperin kết tinh từ dung dịch sau 1 đêm.
Muốn kết tinh nhanh piperin phải lọc nóng
- Xác định hình dạng, màu sắc của tinh thể và đo nhiệt độ nóng chảy của tinh
thể thu được.
- Tính tốn hiệu suất của q trình.
- Sắc kí: hịa tan tinh thể diclorometan, chấm lên bảng mỏng sau đó giải ly trong
diclorometan có 3 giọt metanol. Sấy khô bản mỏng rồi nhúng bảng mỏng vào
hỗn hợp H2SO4 20% trong CH3OH. Sấy khô bản mỏng và quan sát vết hiện trên
bản mỏng.
IV. KẾT QUẢ:
Tìm hiểu và viết báo cáo về nhóm alkaloid trong hạt tiêu:
21
- Alkaloid trong hạt tiêu là nhóm hợp chất tự nhiên mà trong phân tử có chứa
nguyên tố Nitrogen ở dạng vịng (Alkaloid thật) hoặc khơng ở dạng vịng
(protoalkaloid), hiện diện khá nhiều trong các họ thực vật với cấu trúc và hoạt
tính sinh học đa dạng.
- Piperine, cùng với đồng phân của nó – chavicine, là một alkaloid, chất tạo nên
vị cay cho tiêu đen (Piper nigrum) và tiêu lốt (Piper longum). Piperine có dạng
hình kim đơn tà; tan ít trong nước nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ như
alcohol, ether, chloroform,... Tỉ khối: 1.193 g/cm3 . Công thức phân tử:
C17H19NO3.
- Piperine được sử dụng trong dân gian như một thuốc diệt cơn trùng. Ngồi
ra, nó cịn có một số hoạt tính sinh học đa dạng như chống trầm cảm ở
chuột; ức chế nhiều enzyme quan trọng trong chuyển hóa và vận chuyển
thuốc (CYP3A4 và P-glycoprotein). Piperine có thể làm tăng tính sinh khả
dụng (bioavailability) của curcumin lên 2000% ở người. Gần đây, các nhà
khoa học đã khám phá ra rằng piperine có thể kích thích các sắc tố trong da,
cùng với việc tiếp xúc với ánh sáng UVB.
- Piperine có thể được cơ lập trong năng suất tốt từ hạt tiêu đen mặt đất,
được tạo thành từ 5-9% alkaloid bao gồm piperidin, piperettine và
piperanine và xuất phát từ trái cây sấy khô.
22
Bài 6: TÁCH CHIẾT FLAVONOID
CHIẾT HESPERIDIN TỪ VỎ CAM BƯỞI
I. MỤC TIÊU
- Việc nghiên cứu, tách chiết các chất thuộc nhóm flavonoid (thuộc nhóm
chất hữu cơ phân cực), cần có phương pháp riêng biệt so với các bài tách
chiết hợp chất hữu cơ phân cực yếu hơn thường gặp.
- Áp dụng tách và tinh chế hesperidin (một lọai dược liệu quý từ vỏ cam).
- Áp dụng phương pháp chiết flavonoid bằng dung dịch kiềm.
II. TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM
1) Xay khơ nguyên liệu.
2) Chiết Flavonoid toàn phần bằng phương pháp loại béo, ngâm alcol.
- 50g vỏ cam (bưởi) khô xay bột cho vào bình cầu lắp ống sinh hàn ngược.
Thêm vào 150ml eter dầu hỏa, đun nóng cách thủy 30 phút, để loại béo. Sau
đó dịch lọc đem cơ quay thu lấy chất béo.
- Bột nguyên liệu để khô, thêm vào 0.5 lít metanol, đun hồi lưu 30 phút.
- Dung dịch thu được đem lọc, cơ quay đến thể tích 10ml dạng siro chứa
flavonoid toàn phần.
3) Tách hesperidin từ flavonoid toàn phần.
- Dùng 10ml acid HCl 2M đun nóng cho vào siro này, kiểm tra đến pH = 4-5,
đun cách thủy trong 5 phút, lọc nóng. Hesperidin tách ra là bột vơ định hình.
- Lọc, rửa với nước và kết tinh lại trong dung dịch formamaid.
III. BÁO CÁO KẾT QUẢ THU HOẠCH
1)
Tính hiệu suất của q trình chiết flavonoid thơ:
Khơng tính được kết quả vì khơng có tinh thể.
2) Kết quả sắc kí thu được:
Dung mơi giải ly: Diclorometan : metanol : acid acetic (7:3:2 giọt)
23
Tách được chất
3) Phương pháp tách chiết flavonoid:
Các flavonoid có độ hịa tan khác nhau tùy theo số nhóm hydroxy và các nhóm
thế khác có trong cấu trúc hóa học, nên rất khó có một phương pháp chung để
trích ly flavonoid ra khỏi cây. Sau đây là một số phương pháp thơng dụng:
a) Tủa flavonoid bằng dung dịch acetate chì (CH3COO)2Pb:
- Cao chiết được hòa tan vào dung dịch 10% ethanol/nước chứa trong một erlen.
Từ từ rót vào erlen này một dung dịch nước 10% acetate chì, khuấy nhẹ đều sẽ
có tủa flavonoid. Lọc thu lấy tủa. hịa tan tũa trở lại vào dung dịch alcol loãng,
khuấy nhẹ cho thành một dung dịch treo đồng nhất. rót thêm vào dung dịch
nước bão hịa Na2SO4 nhằm loại bỏ tủa chì PbSO4. Lọc lấy dung dịch nước
trong, đuổi nước bằng cô quay chân khơng thu được cao thơ chứa flavonoid tồn
phần. sắc ký cột để tách riêng các flavonoid.
b) Hấp thu flavonoid bằng than hoạt tính:
- Cho than hoạt tính vào dung dịch cao chiết nhằm hấp thu flavonoid. Lọc lấy
than. Sử dụng lần lượt các dung môi hữu cơ từ phân cực yếu đến phân cực
mạnh, thí dụ ethyl eter, ethyl acetate, methanol, nước nóng, phenol 7%... để
chiết các flavonoid có tính phân cực khác nhau.
24
c) Tách phân đoạn các flavonoid bằng các dung dịch kiềm có độ kiềm
khác nhau:
Các flavonoid do có mang nhiều nhóm –OH phenol nên có thể tan được trong
dung dịch kiềm. dựa vào nguyên tắc này, sử dụng các dung dịch kiềm lỗng
hoặc nước vơi để chiết flavonoid ra khỏi cây cỏ, sau đó dung dịch chiết được
acid hóa để trả flavonoid về dạng – OH tự do.
- Tiến hành: Hịa tan cao chiết vào dung mơi hữu cơ thích hợp thí dụ
cloroform, ethyl acetate… Tiếp theo, thực hiện sự chiết lỏng-lỏng dung dịch này
với dung dịch nước kiềm 5-10% như: dung dịch borat natri, NaHCO3,
Na2CO3… Các dung dịch nước kiềm được gộp chung lại, và được acid hóa. Sử
dụng dung môi hữu cơ phù hợp để chiết tách các flavonoid ra khỏi dung dịch
nước. Làm khan nước bằng CaCl2, Na2SO4… Đuổi dung mơi thu được cao thơ
chứa flavonoid tồn phần. Sắc ký cột để tách riêng các flavonoid.
Sơ đồ 1: Quy trình chiết tách flavonoid khỏi cây bằng dung dịch acetate chì
Hết.
25