nghiên cứu chiết tách carotenoid trong màng đỏ quả gấc ở huyện hòa vang, đà nẵng

1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA    NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH CAROTENOID TRONG MÀNG ĐỎ HẠT QUẢ GẤC Ở HUYỆN HÒA VANG-ĐÀ NẴNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Sinh viên thực hiện : Hồ Thị Kim Ánh Giảng viên hƣớng dẫn: Võ Kim Thành Lớp : 08CHD 2 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Xã hội ngày càng phát triển kéo theo nó là sự phát sinh của bệnh tật đe doạ đến tính mạng của con ngƣời. Song song với đời sống, sức khỏe chính là vấn đề đƣợc con ngƣời đặt lên hàng đầu, không chỉ ngừng lại ở việc chữa bệnh mà còn vƣợt xa hơn cả phòng bệnh chính là bồi bổ cơ thể cải thiện sức khỏe. Do đó các dƣợc phẩm, thực phẩm chức năng đƣợc đặc chế từ thảo mộc, cây cỏ trở nên vô cùng quý giá với con ngƣời bởi tính an toàn và hiệu quả của nó. Có nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng hàm lƣợng chất chông oxy hóa tự nhiên trong cơ thể có thể là chìa khóa dẫn đến cuộc sống trƣờng thọ. Chính vì vậy các dƣợc phẩm, thực phẩm chức năng có tác dụng chống lão hóa trở thành đối tƣợng đƣợc quan tâm trên toàn thế giới, đặc biệt là các nƣớc phát triển. Từ quả cà chua có chứa Beta-caroten, Lycopen, Vitamin E… là các chất chống oxy hóa mạnh, Mỹ và các nƣớc phƣơng Tây đã điều chế ra hàng chục loại sản phẩm để phòng và điều trị bệnh. Quả Gấc ở nƣớc ta có chứa các chất chống oxy hóa với hàm lƣợng cao, cao gấp hàng chục lần trong cà chua. Trong khi gấc đƣợc trồng khắp nơi ở Việt Nam, với nguồn nguyên liệu phong phú ấy thì việc dùng gấc để sản xuất thuốc, thực phẩm chức năng và xuất khẩu dầu gấc trong tƣơng lai sẽ là một ƣu thế của nƣớc ta. Một trong các thành phần hóa học chính có trong quả Gấc là Carotenoid, quan trọng hơn cả Beta-caroten chiếm một lƣợng lớn có vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa vitamin A, có tác dụng làm sáng mắt, chống lồi mắt, phòng ngừa các bệnh tim mạch, ngăn chặn các bệnh ung thƣ, giúp cơ thể tăng trƣởng Với những lợi ích đó, việc nghiên cứu chiết tách Caroten là việc có ý nghĩa và cần thiết, nên tôi lựa chọn đề tài tốt nghiệp cuối khóa “Nghiên cứu chiết tách Carotenoid trong màng đỏ quả gấc ở huyện Hòa Vang- Đà Nẵng”. 3 2. Mục tiêu nghiên cứu:  Khảo sát điều kiện chiết tách dầu gấc  Xác định các nhóm chức hóa học trong dầu gấc  Đóng góp vào nguồn thông tin tƣ liệu khoa học về quả gấc, tạo tiên đề cho những nghiên cứu sâu hơn các đề tài về gấc sau này.  Chiết tách carotenoid từ dầu gấc 3. Đối tƣợng nghiên cứu : Quả gấc đƣợc thu nhận tại huyện Hòa Vang, Đà Nẵng. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết  Thu thập, tổng hợp các tài liệu, tƣ liệu, sách báo trong và ngoài nƣớc có liên quan đến đề tài.  Hội thảo, trao đổi kinh nghiệm với các chuyên gia, thầy cô giáo và đồng nghiệp. Phƣơng pháp thực nghiệm  Phƣơng pháp lấy mẫu, thu hái và xử lý mẫu.  Phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng để xác định độ ẩm.  Phƣơng pháp phân hủy mẫu phân tích để khảo sát hàm lƣợng hữu cơ.  Phƣơng pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử để xác định hàm lƣợng các kim loại trong màng đỏ gấc  Chiết bằng phƣơng pháp chiết nóng soxhlet và phƣơng pháp ngâm kiệt với dung môi hữu cơ.  Phƣơng pháp phân tử hấp thụ UV-VIS nhằm xác định Carotenoid trong sản phẩm chiết tách từ dầu gấc. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài : Ý nghĩa thực tiễn: Tìm hiểu các công dụng của quả gấc và dầu gấc để có cách sử dụng chúng đúng mục đích 4 Tận dụng tối ƣu nguồn nguyên liệu gấc dồi dào trong y học Ý nghĩa khoa học: Cung cấp thêm thông tin về cây gấc nhƣ cách trồng, thu hoạch, khảo sát điều kiện chiết tách dầu gấc, xác định các nhóm chức hóa học của nó, xác định Carotenoid chiết đƣợc màng đỏ gấc qua dầu gấc. 6. Bố cục của khóa luận: Nội dung của khóa luận chia làm 3 chƣơng : Chƣơng 1 : Tổng quan Chƣơng 2 : Những nghiên cứu thực nghiệm Chƣơng 3 : Kết quả và thảo luận 5 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về cây Gấc. 1.1.1 Đặc điểm sinh thái [1] Gấc có tên khoa học là Momordica cochinchinensis Spreng chi Momor-dicae thuộc họ bầu bí (Cucurbitaceae), bộ Violales. Loài cây này có mặt ở các nƣớc Nam Á nhƣ Trung Quốc, Miến Điện, Lào, Campuchia, Ấn Độ thuộc loại cây thân thảo dây leo, sống lâu năm, có rễ mập, là loài cây đơn tính khác gốc. Gấc có thân cứng nhẵn, có cạnh và khía. Hoa đực, hoa cái riêng biệt, cánh hoa màu vàng nhạt. Lá mọc so le, có 3- 5 thùy màu lục sẫm, gốc hình tim, lúc dầu có lông mọc ở mặt trên, sau nhẵn, mép lá nguyên hoặc có răng cƣa không đều, cuống lá dài 2-3cm, tua cuốn to, đơn. Lá Gấc nhẵn mọc so le, hình thùy chân vịt, chia thùy khá sâu, lá to dài từ 10 – 25cm, mặt trên xanh lục thẫm, phía dƣới màu xanh nhạt. Hoa gấc màu vàng nhạt, đơn tính, nở vào tháng 5, 6 ở phía Bắc, trong Nam có nhiều vụ. Quả Gấc màu xanh hình bầu dục hoặc hình tròn, có cuống mập, đầu tù hoặc hơi nhọn, dài 12-17cm, mặt ngoài có rất nhiều hình gai nhọn, khi quả chín chuyển dần từ màu vàng sang đỏ. Bên trong lớp vỏ là lớp thịt vàng mềm, kế tiếp là những hạt gấc đƣợc bao bọc bởi màng màu đỏ máu, xếp hàng dọc. Hạt gấc màu đen hoặc xám, hình tròn dẹt, có răng cƣa, trong hạt có nhân trắng chứa nhiều dầu. Thu hái: trồng bằng hạt hay giâm cành vào các tháng 2 - 3, trồng một năm có thể thu hoạch hàng chục năm. Ngay năm đầu đã có quả nhƣng ít, càng về sau càng nhiều quả. Gấc có loại tẻ và nếp, đƣợc phân biệt nhƣ sau:  Gấc nếp: trái to, nhiều hạt, gai to, ít gai. khi chin chuyển sang màu đỏ cam rất đẹp. Bổ trái ra, bên trong cơm vàng tƣơi, màng bao bọc hạt có màu đỏ tƣơi rất đậm. 6  Gấc tẻ: trái nhỏ, có ít hạt, gai nhọn. Trái chín bổ ra bên trong cơm có màu vàng và màng bao bọc hạt thƣờng có màu đỏ nhạt hoặc màu hồng không đƣợc đỏ tƣơi nhƣ Gấc nếp. Cây gấc Quả gấc bổ đôi Hoa gấc Hình 1.1: Một số hình ảnh các bộ phận của cây gấc 1.1.2 Thành phần hoá học Theo một số nghiên cứu nhân hạt Gấc có khoảng 6% nƣớc, 8,9% chất vô cơ 55,3% acid béo 16,5% protein, 2,9% đƣờng. 1,8% tanin, 2,8% cellulose và một số enzym. Hạt gấc chứa acid momordic, gypsogenin, acid oleanolic, acid a- elacostearic, còn có acid amin, alcol. Dầu gấc có chứa lycopen, các caroten, xantophyl, acid oleic, 7 acid linoleic, acid stearic, acid palmatic, [10]. Màng đỏ gấc chứa một chất dầu màu đỏ mà thành phần chủ yếu là β-caroten và lycopen là những tiền sinh tố A khi vào cơ thể sẽ biến thành vitamin A, lƣợng β-caroten của Gấc cao gấp đôi của Cà rốt. Thân chứa chondrillasterol, cucurbitadienol, 1 glycoprotein và 2 glycosid có tác dụng hạ huyết áp. Rễ chứa momordin một saponin triterpenoid; các chiết xuất cồn có sterol, bessisterol tƣơng đƣơng với spinasterol. 1.1.3 Màu sắc của màng đỏ gấc Màu sắc của màng đỏ gấc là do hỗn hợp các Caroten và Lycopen gây ra. Tuỳ thuộc vào hàm lƣợng của các chất có trong gấc mà màu sắc của màng đỏ thay đổi từ màu đỏ nhạt đến màu đỏ đậm. Hàm lƣợng các chất đó lại phụ thuộc vào giống gấc và thổ nhƣỡng nơi trồng gấc. Bản thân các Caroten và Lycopen là những chất có màu, màu sắc của chúng là do hệ thống nối đôi liên hợp mà chúng có [9]. Các loại hoa quả màu cam, đỏ thƣờng chứa Caroten và Lycopen, đặc biệt là quả gấc. β – Caroten Lycopen 1.1.4 Giá trị của quả Gấc trong đời sống Trong gia đình, thịt gấc đƣợc sử dụng chủ yếu để nhuộm màu các loại xôi, chế biến các món ăn, vừa có tác dụng thay phẩm màu trong chế biến thức ăn vừa có tác dụng phòng chống suy dinh dƣỡng, thiếu vi chất, tăng sức đề kháng cho trẻ em, làm kẹo gôm gấc, sữa chua gấc, bột gấc dinh dƣỡng …Gần đây quả gấc đã bắt đầu đƣợc 8 tiếp thị ra ngoài khu vực Châu Á trong dạng nƣớc ép trái cây bổ dƣỡng và dạng dầu gấc do nó có chứa hàm lƣợng tƣơng đối cao các dinh dƣỡng thực vật. Trong mỹ phẩm cũng có thể dùng gấc. Màu của gấc có thể thay thế Sudan – một loại chất tạo màu cho thực phẩm và mỹ phẩm đang thực sự là mối lo ngại cho nhiều ngƣời tiêu dùng với nguy cơ gây ung thƣ cao. Ở Việt Nam việc chọn một chất tạo màu an toàn khác thay thế cho Sudan không khó khi dầu của quả gấc hoàn toàn có thể thay thế cho phẩm màu hóa học độc hại. Ngoài việc sử dụng trong ẩm thực, gấc còn đƣợc sử dụng trong y học. Các hãng dƣợc phầm của Mỹ gọi trái gấc là Fruit from Heaven (loại quả đến từ thiên đƣờng). Thực tế, nghiên cứu tại Mỹ cho thấy các hợp chất của Beta caroten, Lycopen, Alphatocopherol…trong dầu Gấc có tác dụng làm vô hiệu hoá 75% các chất gây ung thƣ nói chung, nhất là ung thƣ vú ở phụ nữ. Dầu Gấc dùng để bổ sung vitamin A cho trẻ con chậm lớn, khô mắt, quáng gà, kém ăn, mệt mỏi, hoặc dung bôi vết thƣơng, vết bỏng. Hạt gấc chữa mụn nhọt, tràng hạt, quai bị,sƣng vú, tắc tia sữa… Rễ Gấc chữa tê thấp, sƣng phù chân với liều dung 4g/ngày. Gốc dây Gấc phối hợp với một vài vị thuốc đem sắc uống hoặc dùng ngoài ngâm rƣợu xoa bóp cũng chữa phong thấp, sƣng chân. Tất cả các bộ phận của Momordica cochinchinensis đều có thể đƣợc sử dụng trong y học. Hình 1.2: một số món ăn làm từ gấc 9 1.2 Dầu Gấc Dầu gấc đƣợc chiết từ màng đỏ quả gấc chín đã làm khô. Dầu gấc nguyên chất có màu đỏ sẫm, lỏng sánh, mùi thơm ngon đặc biệt. Một số chỉ số hóa lý của dầu gấc: Chiết suất Tỷ trọng Chỉ số axit Chỉ số xà phòng hóa Chỉ số este 1,4829 1,422 2,24 201,6 199,36 Hình 1.3: dầu gấc 1.2.1 Thành phần hóa học trong dầu Gấc Thành phần hóa học trong dầu gấc theo các tài liệu khoa học 100gr dầu gấc có từ 150 – 175mg beta-caroten, khoảng 4 gram lycopen và 12 mg alphatocopherol (Vitamin E tự nhiên), 33,4% acid palmitic, 7,9% acid stearic, đặc biệt có 44% acid oleic và 14,7% acid linoleic là 02 acid béo rất cần thiết cho cơ thể. Và còn nhiều thành phần khác nhƣ các acid béo tự do, các phospholipide chiếm khoảng 0,25 – 3%, các sterol chiếm 0,4-2,9% (chủ yếu là tocopherol), lycopen, xanthophil, carotenoid, các 10 vitamin A, D, E, K, các tiền tố vitamin, các vi chất nhƣ sắt, đồng, coban, kẽm…rất cần thiết cho cơ thể con ngƣời. [1,10] Cấu trúc của các carotenoide: Theo kết quả nghiên cứu nhiều năm của các nhà khoa học Việt Nam và quốc tế thì dầu quả gấc chứa một số nhóm chất có hoạt tính sinh học nhƣ nhóm carotenoid: β- caroten, lycopen, zeaxanthin…, nhóm các axit béo không no: acid oleic, acid linolenic… [...]... Thu gom nguyên liệu Gấc đƣợc thu nhận tại huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng, là loại Gấc nếp, trái to, nhiều hạt, ít gai nhƣng gai to, bên trong cơm và màng bao bọc hạt màu đỏ tƣơi rất đậm Hình 2.1: Quả gấc bổ đôi 2.1.2 Xử lí nguyên liệu Chẻ đôi quả gấc, tách hạt, cơm và màng đỏ phơi khô dƣới nắng đến không còn dính tay Tách bỏ hạt, thu cơm và màng đỏ thái nhỏ, sấy khô đến khối lƣợng không đổi, tiếp... sát điều kiện chiết tách dầu gấc, và chiết dầu gấc Từ dầu gấc thu đƣợc tiến hành chiết tách Carotenoid với ete dầu hỏa sau khi xà phòng hóa dầu gấc Sản phẩm thu đƣợc ghi phổ UV-VIS xác định Carotenoid 31 2.2.1 Xác định một số tính chất vật lý 2.2.1.1 Xác định độ ẩm Để xác định độ ẩm của màng đỏ hạt gấc, tiến hành thí nghiệm nhƣ sau: Chuẩn bị 5 chén sứ có ký hiệu sẵn, rửa sạch và sấy trong tủ sấy đến... chức hóa học của dầu gấc 2.2.5 Chiết tách Carotenoid từ dầu gấc 2.2.5.1 Phƣơng pháp chiết tách Từ dầu gấc ta tiến hành chiết tách β- Caroten nhƣ sau:  Trong bình cầu dung tích 250ml có ống lạnh hồi lƣu, cân 5g dầu gấc rồi thêm 100ml etanol và 4ml NaOH bảo hoà Đun cách thuỷ sôi 30 phút, thu đƣợc dầu xà phòng hóa  Thêm 10ml nƣớc cất vào dầu xà phòng hoá cho vào bình gạn (250ml) chiết bằng 100ml ete... Dầu gấc thô Đuổi dung môi Dầu gấc Chiết tách Carotenoit Ghi phổ UV-VIS Ghi phổ IR xác định nhóm chức 30 Quy trình chiết tách Carotenoit từ dầu gấc : Dầu gấc Etanol +NaOH Đun sôi Dầu xà phòng hoá H2O chiết bằng ete Dịch chiết xà phòng Làm khan bằng Na2SO4 Dịch chiết xà phòng trong ete Ete dầu + metanol DD ete dầu hoả rửa metanol bằng nƣớc+Na2SO4 Chạy phổ UVVIS Caroten trong ete dầu hỏa Thuyết minh quy... để chiết tách chất hữu cơ nằm trong pha rắn hay bột hay mảnh nhỏ, hay các vật liệu khô (lá cây), vì thế nên nó là hệ chiết dị thể Ví dụ: Chiết soxhlet thƣờng lấy một số hoá chất bảo vệ thực vật từ mẫu rau quả: Lấy 10 g mẫu đã đƣợc nghiền nhỏ và trộn đều vào cốc chiết của hệ chiết Thêm 25- 30 g Na2SO4 khan, 30 ml dung môi chiết n- hexan có 20% Cl2H2 Sau đó tiến hành chiết trong 180 phút Kỹ thuật chiết. .. 1/25 Thu dịch chiết rồi đem đo UV-VIS, thể tích dung môi chiết tối ƣu là thể tích nhỏ nhất đảm bảo cho lƣợng chất chiết đƣợc là lớn nhất 2.2.3 Chiết tách dầu gấc Tiến hành: Cân lƣợng màng đỏ gấc đã xử lí cho vào giấy lọc gói kĩ và dùng chỉ buộc bên ngoài để gói không bị bung ra, không gói chặt quá sẽ làm cho dung môi khó tiếp xúc với các hạt bên trong sau đó cho gói mẫu vào ống chiết Soxhlet Chiết soxhlet... môi, thời gian, tỷ lệ đã lựa chọn 2.2.4 Nghiên cứu xác định một số nhóm chức hoá học của tinh dầu gấc 2.2.4.1 Nghiên cứu phổ hồng ngoại IR của dầu gấc Mẫu dầu gấc sau khi chiết tách đƣợc mang đi đo phổ hồng ngoại IR tại Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lƣờng chất lƣợng II, thành phố Đà Nẵng để xác định các nhóm chức hóa học 33 2.2.4.2 Xác định các nhóm chức của dầu gấc Từ các pic trên phổ đồ thu đƣợc,... lycopen, lutein và zeaxanthin Trong cơ thể động vật, Carotenoid đƣợc hoà tan trong mỡ hoặc hoá hợp protein ở pha nƣớc Trong các thực vật, Carotenoid đƣợc tìm thấy ở trong các lá cùng với clorophyl Chúng là những chất màu chính của một số hoa quả màu vàng, da cam, và đỏ Phân loại và tính chất của Carotenoid Các Carotenoid bao gồm hai nhóm:  Nhóm hyđrocacbon tan trong ete dầu  Nhóm xanthophyl là các dẫn xuất... chất hòa tan trong dung môi Dung môi nào hòa tan đƣợc nhiều lƣợng chất nhất thì sẽ đƣợc chọn 2.2.2.2 Khảo sát thời gian chiết Cân chính xác 10g bột gấc cho mỗi lần chiết Tiến hành chiết soxlet với dung môi trong các khoảng thời gian lần lƣợt là 8h, 10h, 12h, 14h, 16h Thu dịch chiết rồi đem đo UV-VIS, dựa trên mật độ quang để chọn thời gian chiết tối ƣu 2.2.2.3 Khảo sát tỉ lệ rắn-lỏng Tiến hành chiết. .. mạc tuổi già 1.4 Các phƣơng pháp chiết tách hợp chất thiên nhiên Các hợp chất thiên nhiên khi mới đƣợc tách thƣờng ở đƣơi dạng không tinh khiết, vì vậy muốn nghiên cứu, phân tích chúng thì trƣớc tiên phải tách chúng thành từng chất riêng biệt ở dạng tƣơng đối tinh khiết 1.4.1 Phƣơng pháp hoà tan trong dung môi hữu cơ Phƣơng pháp hoà tan trong dung môi hữu cơ đƣợc dùng để tách và tinh chế các chất hữu . cứu sâu hơn các đề tài về gấc sau này.  Chiết tách carotenoid từ dầu gấc 3. Đối tƣợng nghiên cứu : Quả gấc đƣợc thu nhận tại huyện Hòa Vang, Đà Nẵng. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu: Nghiên cứu. nghiên cứu chiết tách Caroten là việc có ý nghĩa và cần thiết, nên tôi lựa chọn đề tài tốt nghiệp cuối khóa Nghiên cứu chiết tách Carotenoid trong màng đỏ quả gấc ở huyện Hòa Vang- Đà Nẵng 1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA    NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH CAROTENOID TRONG MÀNG ĐỎ HẠT QUẢ GẤC Ở HUYỆN HÒA VANG-ĐÀ NẴNG KHÓA