nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong hạt tiêu đen (piper nigrum l.) ở huyện đăk đoa, tỉnh gia lai

Từ lâu nhân dân ta đã sử dụng hạt tiêu đen để chữa một số bệnh như lợi tiểu, giảm đầy hơi trong đường ruột, cải thiện tiêu hóa, … Trong y học cổ đại của Ấn Độ, hạt tiêu đen được tất cả c

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA

-   -

Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong hạt tiêu đen (Piper nigrum L.) ở huyện

Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Ngành cử nhân hóa dược

SVTH: Nguyễn Thị Triên Ly

Lớp: 08CHD GVHD: ThS Đỗ Thị Thúy Vân

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Ngày nay việc nghiên cứu, sàng lọc các hợp chất thiên nhiên có tác dụng dược

lý đang là hướng đi được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm Từ đó

có định hướng cho việc chiết xuất để tìm ra các loại thuốc mới trong việc điều trị bệnh Chính vì vậy việc nghiên cứu thành phần hóa học từ những cây cỏ thiên nhiên

có một ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao

Hồ tiêu là cây thương mại được trồng ở nhiều nước nhiệt đới Ở Việt Nam, cây được trồng nhiều ở các tỉnh miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ Trong đó hạt tiêu đen là loại gia vị phổ biến, đóng vai trò quan trọng trong lịch sử và được đánh giá cao Từ lâu nhân dân ta đã sử dụng hạt tiêu đen để chữa một số bệnh như lợi tiểu, giảm đầy hơi trong đường ruột, cải thiện tiêu hóa, … Trong y học cổ đại của

Ấn Độ, hạt tiêu đen được tất cả các trường phái y học từ Ayurveda, Siddha đến Unani sử dụng làm thuốc chữa nhiều bệnh như hen suyễn, đau nhức, đau họng, trĩ, rối loạn đường tiết niệu, tả, sốt định kỳ, khó tiêu, … Và hiện nay, theo nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, hạt tiêu đen có thể làm giảm đau, giảm viêm, chữa viêm khớp, chống bệnh cao huyết áp, tiểu đường, bệnh tim mạch và đặc biệt điều trị bệnh

bạch biến và ung thư vú

Thành phần hóa học của hạt tiêu đen có chứa một số alkaloid như piperine 9%), piperidine, piperettine và piperanine, chavixin, tinh dầu dễ bay hơi (1-2,5%), chất hăng nhựa (6,0%), và tinh bột (khoảng 30%) Năm 1821, vị cay của hạt tiêu

(5-đen đã được tìm thấy là do piperine

Nước ta có diện tích gieo trồng hồ tiêu lớn, ước tính đạt khoảng 52.000 ha vào năm 2003, sản lượng xuất khuẩu hạt tiêu đen hàng năm khoảng 85.000 tấn, rất thuận lợi trong việc đảm bảo nguồn nguyên liệu Nhưng do còn nhiều hạn chế về trình độ khoa học nên cho đến nay nước ta chưa có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần, tính chất, khả năng ứng dụng, công nghệ khai thác các hợp chất hoá học

có trong hạt tiêu đen Vì vậy, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chiết tách và xác

định thành phần hóa học trong hạt tiêu đen (Piper nigrum L.) ở huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai” nhằm xây dựng qui trình chiết tách, từ đó xác định thành phần các

hợp chất trong hạt tiêu đen để đóng góp một phần nhỏ trong việc đánh giá tài

nguyên thiên nhiên và sử dụng chúng một cách có hiệu quả, khoa học hơn

2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu quy trình chiết tách các hợp chất hóa học có trong hạt tiêu đen

- Xác định thành phần hóa học, công thức cấu tạo của các hợp chất có trong hạt tiêu đen

3 Đ i t ng, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng: Hạt tiêu đen ở huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai

- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu quy trình chiết tách, xác định thành phần và cấu trúc một số hợp chất trong hạt tiêu đen

4 Ph ng pháp nghiên cứu

4.1 Nghiên cứu lý thuyết: Tổng quan tài liệu, các tư liệu, sách báo trong và ngoài

nước kết hợp tìm hiểu thực tế về đặc điểm hình thái thực vật, thành phần hoá học, công dụng của hạt tiêu đen

4.2 Nghiên cứu thực nghiệm

- Phương pháp lấy mẫu, thu gom và xử lý mẫu

- Phương pháp phân tích trọng lượng: xác định độ ẩm, hàm lượng tro

- Phương pháp phân hủy mẫu phân tích: tro hóa mẫu

- Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS: xác định hàm lượng kim loại

nặng

- Phương pháp chiết Soxhlet

- Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS: khảo sát các điều kiện chiết

tối ưu

- Phương pháp định tính alkaloid

- Phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ GC-MS: xác định thành phần hóa học

của hạt tiêu đen

- Phương pháp thử hoạt tính sinh học

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: Cung cấp các thông tin khoa học về các chỉ tiêu hóa lý, thành

phần hóa học và cấu tạo của một số hợp chất có trong hạt tiêu đen

- Ý nghĩa thực tiễn: Giải thích một cách khoa học các kinh nghiệm dân gian, thuận

tiện cho việc nghiên cứu, ứng dụng vào ngành công nghiệp dược phẩm

6 B cục của khóa luận

Khóa luận gồm 44 trang trong đó có 10 bảng và 27 hình Phần mở đầu (3 trang), kết luận và kiến nghị (1 trang), tài liệu tham khảo (2 trang) Nội dung của đề tài chia làm 3 chương:

Chương 1- Tổng quan tài liệu (15 trang)

Chương 2- Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu (12 trang)

Chương 3- Kết quả và bàn luận (11 trang)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 S l c về họ Hồ tiêu [17], [18]

Họ Hồ tiêu (Piperaceae) là một họ thực vật có hoa chứa trên 3610 loài được

nhóm thành 9 chi: Macropiper, Peperomia, Piper, Sarcohachis, Trianaeopiper, Zippelia, Lepianthes, Potomorphe, Ottonia Họ này gồm các loại cây thân gỗ nhỏ, cây bụi hay dây leo được phân bố rộng khắp ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Đặc điểm chung của họ là lá có vị cay nồng, hoa nhiều nhưng không có lá đài và cánh hoa

Chi Hồ tiêu (Piper) là một chi quan trọng về kinh tế cũng như sinh thái học

của họ Hồ tiêu, gồm có 1000-2000 loài Sự đa dạng của chi này thích hợp cho sự nghiên cứu lịch sử tự nhiên, hóa học các sản phẩm tự nhiên, sinh học tiến hóa, sinh

thái cộng đồng Có thể kể đến một số loài như: Piper lolot C DC (Lá lốt), Piper nigrum L (Hồ tiêu), Piper longum (Hồ tiêu dài), Piper belte (Trầu không), … (Hình

1.1)

Hình 1.1 Một số loài trong chi Hồ Tiêu

1.2 Giới thiệu về cây hồ tiêu [3], [5], [7], [16], [17], [19], [20]

1.2.1 Tên gọi

Tên thường gọi : Hồ tiêu (Hình 1.2)

Tên khác : Cổ nguyệt, Hắc cổ nguyệt, Hắc xuyên, Mạy lòi (Tày)

Tên nước ngoài : Black pepper (Anh), Poivrier commun (Pháp)

Tên khoa học : Piper Nigrum L

1.2.2 Phân loại khoa học

Tiêu du nhập vào Đông Dương từ thế kỷ 17 nhưng mãi đến thế kỷ 18 mới bắt đầu phát triển mạnh khi một số người Trung Hoa di dân vào Campuchia ở vùng dọc

bờ biển vịnh Thái Lan như Konpong, Trach, Kep, Kampot Tiêu vào Đồng bằng Sông Cửu Long qua ngõ Hà Tiên của tỉnh Kiên Giang, rồi sau đó lan dần đến các tỉnh khác ở miền Trung như Thừa Thiên – Huế, Quảng Trị, …

1.2.3.2 Phân bố

Cây hồ tiêu được trồng ở nhiều nước nhiệt đới như Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Ấn Độ, Campuchia Ở nước ta, cây được trồng từ lâu, chủ yếu ở các tỉnh miền Đông Nam Bộ, nhiều nhất là ở Phú Quốc, Hà Tiên, Kiên Giang, Bà Rịa - Vũng Tàu, ở các vùng đất bazan như Tây Nguyên, và còn được trồng ra tới Quảng Trị, Nghệ An, Hà Tĩnh nhưng diện tích ít hơn Theo Phan Hữu Trinh (1988), cây tiêu được đưa vào canh tác tương đối quy mô ở vùng Hà Tiên vào đầu thế kỷ thứ

Hình 1.2 Cây hồ tiêu

19, sau đó được trồng nhiều ở vùng Đông Nam Bộ và Bắc Trung Bộ Vùng hồ tiêu chủ yếu ở Quảng Trị là những vùng có độ cao dưới 100 m so với mực nước biển Trong những năm qua, nghề trồng hồ tiêu đã có những bước nhảy vọt, lượng tiêu sản xuất và xuất khẩu mỗi năm tăng 20-30% Năm 2000, Việt Nam xuất khẩu được 55.000 tấn tiêu, năm 2002 đạt gần 70.000 tấn, đưa Việt Nam trở thành nước đứng thứ 2 về diện tích trồng (sau Ấn Độ) và là nước đứng đầu thế giới về sản xuất

và xuất khẩu hạt tiêu đen với các chủng loại nổi tiếng trong và ngoài nước như: tiêu Phú Quốc, tiêu Cù và tiêu Hồ Xá (Quảng Trị), tiêu Tiên Sơn (Gia Lai), tiêu Đất Đỏ (Bà Rịa), tiêu Di Linh (Lâm Đồng), … Các loại tiêu này được xuất khẩu sang nhiều

nước và được đánh giá cao vì có độ thơm và vị cay nồng đặc trưng

1.2.3.3 Điều kiện sống

Cây hồ tiêu thích hợp với khí hậu vùng xích đạo và nhiệt đới Môi trường sinh trưởng tự nhiên là rừng xích đạo nóng ẩm quanh năm Cây ưa lặng gió, che bóng, nhiệt độ thích hợp trung bình 22-280C Hồ tiêu yêu cầu lượng mưa cao từ 2000-3000mm/năm, phân bổ đều trong 7-8 tháng và cần 3-5 tháng không mưa ở cuối giai đoạn thu hoạch để phân hóa mầm hoa tốt, ra hoa tập trung Độ ẩm không khí thích hợp cho sự thụ phấn của hoa tiêu là 75– 90% Hồ tiêu có thể trồng được trên nhiều vùng đất nhưng đất thích hợp phải là đất tơi xốp, nhiều mùn, pH 5,5-7, dốc thoải

nhiều màu, thoát nước tốt

1.2.4 Đặc tính thực vật

Hồ tiêu là một loại dây leo sống nhiều năm

Dây leo nhờ thân quấn chia thành nhiều đoạn và

gấp khúc ở các mấu, mấu phù to, màu nâu xám,

mang nhiều rễ móc để thân bám vào giá tựa Thân

dài, nhẵn không mang lông, có nhiều nhánh, tròn,

phân đốt, là loại thân tăng trưởng nhanh Cấu tạo

thân tiêu gồm nhiều bó mạch libe mộc có kích

thước lớn có khả năng vận chuyển lượng nước và

muối khoáng từ đất lên thân Khi còn non thân

Hình 1.3 Thân hồ tiêu

tiêu màu xanh, nhẵn, khi già thân chuyển thành màu xám, có nốt sần Toàn cây có mùi thơm (Hình 1.3)

Lá đơn, mọc cách, có cuống, phiến lá hình

trái xoan nhọn, màu xanh lục, đậm ở mặt trên hơn

mặt dưới, bìa phiến nguyên, dài 11-15 cm, rộng

5-9 cm, nhìn giống như lá trầu không, nhưng dài

và thuôn hơn Gân lá lông chim nổi rõ 2 mặt, mặt

dưới lồi nhiều hơn mặt trên, gân phụ cong hình

cung Cuống lá màu xanh, có rãnh lòng máng, hơi

phình ở gốc nơi đính vào thân và có 2 đường dọc

màu đen nứt nẻ nhiều là vết tích của lá bắc, dài

1-1,6 cm (Hình 1.4)

Đối diện với lá là cụm hoa hình đuôi sóc

thõng xuống, mọc từng gié trên cành quả Gié dài

7-12 cm, trung bình có từ 20-60 hoa, sắp xếp theo

hình xoắn ốc Hoa lưỡng tính, không có bao hoa

nhưng bao bởi nhiều lá bắc Hoa tiêu thường có

màu vàng hoặc xanh nhạt gồm 3 cánh hoa, 2-4

nhụy đực, bao phấn có 2 ngăn Hạt phấn tròn và

rất nhỏ Bầu nhụy gồm một bầu noãn có một

ngăn và chứa một số túi noãn nhưng quả tiêu thì

chỉ có một hạt (Hình 1.5)

Quả hình cầu nhỏ, chừng 20-30 quả trên

một chùm, lúc đầu màu xanh lục, sau có màu

vàng, khi chín có màu đỏ Thời gian từ lúc hoa nở

đến quả chín kéo dài 7-10 tháng Mùa hoa quả

tháng 5-8 Quả có một hạt duy nhất (Hình 1.6)

Hạt trong cứng có mùi thơm và vị cay, cấu

tạo bởi 2 lớp Bên ngoài gồm vỏ hạt, bên trong

chứa phôi nhũ và các phôi

Hình 1.5 Hoa hồ tiêu

Hình 1.6 Quả hồ tiêu Hình 1.4 Lá hồ tiêu

1.2.5 Thu hái và chế biến

Hồ tiêu được thu hoạch mỗi năm một lần Thu hoạch vào cuối mùa hè Tùy theo cách thu hái và chế biến mà ta có các loại tiêu khác nhau

Tiêu trắng: Hái quả chín có màu đỏ (tốt nhất trên 20% quả chín), loại bỏ lớp

vỏ ngoài rồi phơi khô, thu được hồ tiêu sọ có màu trắng ngà, xám, ít nhăn nheo, ít

thơm nhưng cay hơn (Hình 1.7)

Tiêu đen: Hái quả còn xanh, vào lúc xuất hiện một số quả chín trên chùm (tốt nhất có trên 5% quả chín có màu vàng, đỏ) về phơi hoặc sấy khô ở 40-500

C; các quả sau khi phơi vỏ quả sẽ săn lại, ngả màu đen ta có hồ tiêu đen (Hình 1.8)

Hình 1.7 Tiêu trắng Hình 1.8 Tiêu đen

Tiêu đỏ: Là loại hồ tiêu chín cây hoặc được thu hái khi rất già rồi ủ chín Màu

đỏ của quả tiêu được giữ lại bằng cách ngâm vào dung dịch nước muối cùng với chất bảo quản thực phẩm, sau đó được khử nước (Hình 1.9)

Tiêu xanh: Các quả được hái khi còn xanh, bảo quản trong nước muối, giấm hoặc axit citric để giữ lại màu xanh tự nhiên và hương vị của hạt tiêu tươi (Hình 1.9)

Hình 1.9 Tiêu đỏ và tiêu xanh

Dầu tiêu: là tinh dầu được bay hơi, được chiết xuất từ quả tiêu bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước Đó là một hỗn hợp lỏng tự nhiên, trong suốt, có màu xanh vàng đến hơi xanh lá cây (Hình 1.10)

Oleoresin tiêu: Hay còn gọi là dầu nhựa tiêu, là hỗn hợp tinh dầu, nhựa và các hợp chất như piperine Dầu nhựa tiêu có đầy đủ các đặc trưng về hương vị thơm cay của hạt tiêu, được sản xuất bằng sự chiết xuất bởi các dung môi cổ truyền hoặc chiết xuất ở nhiệt độ cao (Hình 1.10)

Tiêu bột: Hạt tiêu khô được nghiền ở các kích cỡ khác nhau tùy theo yêu cầu của người tiêu thụ Gần đây sử dụng công nghệ xay tiêu bột ở nhiệt độ thấp để tránh

sự mất mát của các chất thơm có khả năng bay hơi và loại bỏ vi khuẩn, nấm mốc (Hình 1.10)

Hình 1.10 Một số sản phẩm chế biến từ hạt tiêu

Ngoài ra còn có các sản phẩm khác như trà tiêu, kẹo tiêu, dầu thơm tiêu, tiêu

dùng cho hương liệu mỹ phẩm

1.3 Tổng quan về hạt tiêu đen [1], [2], [3], [5], [7], [11], [12], [13], [14], [15]

1.3.1 Hình dạng ngoài

Hạt tiêu đen có dạng quả hình cầu, đường kính 3,5-5 mm Mặt ngoài màu nâu đen có nhiều vết nhăn hình vân lưới nổi lên, gốc quả có vết sẹo của cuống quả Vỏ quả ngoài có thể bóc ra được, vỏ quả trong màu trắng tro hoặc màu vàng nhạt, mặt cắt ngang màu trắng vàng Quả có chất bột, trong có lỗ hổng nhỏ là vị trí của nội nhũ Mùi thơm vị cay

1.3.2 Vi phẫu

Mẫu cắt ngang của hạt tiêu đen tiết diện tròn, gồm vỏ quả và nhân hạt (Hình

1.11)

Vỏ quả ngoài: biểu bì cấu tạo bởi một

lớp tế bào hình tam giác đỉnh bầu quay vào

trong, có lớp cutin dày Vòng mô cứng xếp sát

biểu bì Tế bào mô cứng hình đa giác, kích

thước không đều, vách dày, ống trao đổi

rõ (Hình 1.12a)

Vỏ quả giữa: cấu tạo bởi tế bào nhỏ,

hình bầu dục hoặc đa giác, thành mỏng, nhăn

nheo, rải rác có tế bào chứa tinh bột (Hình

1.12b)

Vỏ quả trong: gồm tế bào mô cứng thành dày ở vách ngoài, dưới là một lớp tế bào hình chữ nhật đứng có vách cellulose bị ép dẹp, trong cùng là lớp tế bào hình chữ nhật kích thước không đều, có vách cellulose hơi uốn ở vách bên Tế bào chứa tinh dầu có nhiều trong mô mềm vỏ (Hình 1.12c)

Nhân hạt: gồm lớp tế bào vỏ hạt xếp đều đặn, thành mỏng Vùng ngoại nhũ rất rộng, phía trong gồm các tế bào lớn hơn, thành mỏng chứa nhiều tinh bột và tế bào tiết tinh dầu Đối diện với cuống quả có vùng nội nhủ rất nhỏ, cây mầm nằm trong nội nhũ (Hình 1.12d)

1.3.3 Một số tiêu chuẩn kỹ thuật đối với hạt tiêu đen

Theo TCVN 7036-2002 của Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đã quy định một tiêu chuẩn kỹ thuật đối với hạt tiêu đen như sau:

Bảng 1.1 Các chỉ tiêu hóa lý của hạt tiêu đen

(% khối lượng theo chất khô)

1.3.4 Thành phần hóa học của hạt tiêu đen

Theo nghiên cứu của GS-TS Đỗ Tất Lợi, trong hạt tiêu đen có chứa tinh dầu (1,5-2,2%), alkaloid (5-8%), tinh bột (36%), chất béo (8%), tro (4%) và các muối

khoáng,…

Tinh dầu tập trung ở vỏ quả giữa, có màu vàng hay lục nhạt, mùi thơm, vị dịu gồm các hydrocacbua như phelandren, cadinen, caryophyllen, các tecpen như pinen, limonen và một ít hợp chất có chứa oxy

* Một số hợp chất có trong tinh dầu hạt tiêu đen:

β-Caryophyllene limonene pinene eugenol α-humulene

Có 2 alkaloid chủ yếu trong hồ tiêu là piperine và chavixin

O O

CHO

O O

COOH O

O

O

N

Các nhà khoa học tại trường Đại học DDU Gorakhpur Ấn Độ và Đại học Tucuman Nacinal Organic Argentina năm 2009 đã nghiên cứu về tinh dầu và nhựa dầu của hạt tiêu đen Tinh dầu hạt tiêu đen được trích xuất với bộ dụng cụ Clevenger, được phân tích GC-MS cho thấy sự hiện diện của 54 thành phần đại diện cho khoảng 96,6% của tổng trọng lượng Caryophyllene (29,9%) đã được tìm thấy như là thành phần chủ yếu cùng với limonene (13,2%), β-pinen (7-9%), sabinene (5,9%) và một số nhỏ các thành phần khác Nhựa dầu được chiết Soxhlet với 2 loại dung môi etanol và ethyl acetate Thành phần chính của cả nhựa chiết trong ethanol

và ethyl acetate là piperine (63,9 và 39,0%), với nhiều thành phần khác có hàm lượng ít hơn

Và theo như một công bố trên trang web của trung tâm khoa học và công nghệ cao Italy (International Centre for Science and High Technology - AREA Science Park -Padriciano 99 - 34012 Trieste - Italy) cho thấy thành phần hóa học của hạt tiêu đen qua các nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới như sau:

- Piperine, sabinene, limonene, caryophyllene, β-pinene, α-pinene,δ3-carene;

3,4-dihydroxy phenyl ethanol glycosides, l-phyllandrene, pipertipine, pipercitine; sitosterol, (2E,4E,8Z)-N-isobutyleicosatrienamide, pellitorine, guineensine, piperettine, pipericine, (3,4-methylenedioxyphenyl) cinnamaldehyde, dipiperamides

β-A (I), B and C, pipnoohine, pipyahyine (Siddiqui et al., 2004; Gruenwald et al., 2000; Duke and Ayensu, 1985; Thomas Li, 2000; Siddiqui et al., 2002; Tsukamoto

et al., 2002)

- Terpinen–4-ol, caryophyllene oxide, β-caryophyllene, α-phellandrene,

eugenol, α-humulene (Musenga et al, 2007)

- Retrofractamide A, pipercide, piperchabamide D, dehydroretrofractamide C,

dehydropipernonaline (Rho et al, 2007)

- (2E,4Z,8E)-N-[9-(3,4-methylenedioxyphenyl)-2,4,8-nonatrienoyl]piperidine,

Retrofractamide C, pipernonaline, piperrolein B, dehydropipernonaline (Lee, 2006)

- Tricyclo[6.2.1.0(4,11)]undec-5-ene,1,5,9,9-tetramethyl-(isocaryophyllene-II),

β-emelene, 4,11,11-trimethyl-8-methylene-,[1R-(1R*,4E,9S*)]-bicyclo [7.2.0] undec-4-ene, decahydro-4a-methyl-1-methylene-7-(1-methylethenyl)-,[4aR-(4a α,7

α,8a ,[1S-(1 α,7 α,8a β)]-naphthalene, nonacosane, methyl hexadecanoate, ethyl hexadecanoate, methyl 14-methyl heptadecanoate, methyl-trans-8-octadecanote, ethyl-cis-9-octadecanaote, hexadecanoic acid, octadecanoic acid (Rasheed, 2005)

β)]-naphthalene,1,2,3,5,6,7,8,8a-octahydro-1,8a-dimethyl-7-(1-methylethenyl)-1.3.5 Tác dụng dược lý

* Theo Y học cổ truyền:

Hạt tiêu đen tác động vào 12 kinh lạc của cơ thể làm thông kinh hoạt lạc, giúp lưu thông máu huyết ở phần bên ngoài cơ thể; có tác dụng ôn trung chỉ thống, hạ khí, tiêu đờm, kích thích tiêu hoá:

- Tẩy trừ hàn khí: trừ lạnh, chống hàn

- Tăng cảm giác ngon miệng: tỉnh tì, khai vị, tăng cảm giác thèm ăn, có tác

dụng trị liệu chứng chán ăn, ăn không ngon và tiêu hóa không tốt

Hồ tiêu đen vị cay tính nóng: tính nhiệt rất lớn, thậm chí còn nhiệt hơn cả ớt

cay

* Theo nghiên cứu dược lý hiện đại:

- Dùng liều nhỏ tăng dịch vị, dịch tụy, kích thích tiêu hóa ăn ngon, nhưng liều

lớn kích thích niêm mạc dạ dày, gây sung huyết và viêm cục bộ, gây sốt viêm

đường tiểu, đái ra máu

- Piperine và piperidine gây độc ở liều cao, piperidine làm tăng huyết áp, làm

tê liệt hô hấp và một số dây thần kinh (50mg/kg cân nặng)

- Hồ tiêu có tác dụng sát trùng, diệt ký sinh trùng, gây hắt hơi

- Alkaloid trong hồ tiêu có tác dụng an thần đối với chuột nhắt rõ rệt

1.3.6 Công dụng của hạt tiêu đen

Hạt tiêu đen là nguồn nguyên liệu quý của nước ta Nó không những được dùng làm gia vị, là nguồn hàng xuất khẩu mà còn dùng làm thuốc trị bệnh

Chất gia vị: Hạt tiêu có vị nóng, cay, có mùi thơm hấp dẫn nên rất thích hợp cho việc chế biến các món ăn Hạt tiêu giàu vi khoáng chất và lượng chất xơ, tốt cho hệ tiêu hóa, lại không có cholesterol Chính vì thế, hạt tiêu là loại gia vị được dùng phổ biến nhất trên thế giới

Chất dinh dưỡng: Hạt tiêu đen có chứa một số khoáng chất rất quan trọng đối với cơ thể con người, một trong số đó là crom Hạt tiêu đen cũng chứa canxi, đồng, sắt, magie, mangan, photpho và kẽm Hạt tiêu đen thì không được coi là một thực phẩm có chứa vitamin, nhưng nó chứa nhiều vitamin và dinh dưỡng thực vật hơn chúng ta nghĩ Hạt tiêu đen có hàm lượng vitamin K cao, chứa beta-carotene, beta-cryptoxanthin, choline, axit folic, lycopene, niacin, pyridoxine, riboflavin, thiamin, các vitamin A, C, E Phần lớn các vitamin này có đặc tính chống oxy hóa, giúp giảm tác hại của các gốc hóa học tự do trên cơ thể và giúp ngăn chặn ung thư làm thay đổi các tế bào Theo phân tích của Quỹ Thực phẩm lành mạnh thế giới (Mỹ) đã chứng minh: Cứ 2 muỗng cà phê hạt tiêu (khoảng 4,28g) sẽ cung cấp khoảng 10,88 calorie, 0,24mg mangan, 6,88mg vitamin K, 1,24mg sắt, 1,12g chất xơ, 0,88mg vitamin C,

Chất bảo quản: Hạt tiêu được dùng như là một chất bảo quản tự nhiên cho thịt

và các loại thực phẩm dễ bị hư hỏng khác Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng điều này là

do các tính chất chống oxy hóa và chống vi khuẩn hiện diện trong hạt tiêu

Trong y dược: Do có sự hiện diện của chất piperine, tinh dầu và nhựa có mùi thơm, vị cay, tính nóng, nên có tác dụng kích thích tiêu hóa Hạt tiêu kích thích sự tiết ra một số men tiêu hóa của tuyến tụy như amylase, trypsin, chymotrypsin và lipase, làm thúc đẩy quá trình tiêu hóa tốt hơn, giúp ăn ngon miệng, tăng cường chức năng hoạt động của tuyến tụy, giúp ấm bụng, giảm đau, chống nôn; được dùng chữa cảm hàn, chữa chứng tiêu chảy, giảm tỉ lệ mắc chứng đầy hơi khó tiêu, … Hạt tiêu cũng có thể làm giảm kích ứng với vết côn trùng cắn, giúp chống lại tình trạng viêm đường hô hấp như hen suyễn Bên cạnh đó piperine còn làm tăng sinh khả dụng của một số chất dinh dưỡng và thuốc

Trong công nghiệp hương liệu: Chất piperine trong hạt tiêu được thủy phân thành piperidin và acid piperic Oxy hóa acid piperic bằng permanganate kali ta thu được piperonal (heliotropin nhân tạo) có mùi hương tương tự như heliotropin và coumarin, dùng để thay thế các hương liệu này trong kỹ nghệ làm nước hoa Tinh dầu tiêu với mùi thơm đặc biệt được sử dụng trong công nghiệp hương liệu và hóa dược

* Trên thế giới:

Ở Trung Quốc, hạt tiêu đen được chế thành cao dán để chữa hen Người Ấn

Độ dùng tiêu đen để chữa dịch tả, tăng cường sức khỏe cho cơ thể yếu mệt sau khi sốt và phòng tái phát bệnh sốt rét Người Indonesia dùng tiêu đen làm thành phần của một số loại thuốc bổ, thuốc giảm đau cho phụ nữ sau sinh Còn ở Nepan, tiêu đen được phối hợp với nhiều vị khác để làm thuốc chữa cảm lạnh, cảm cúm, khó tiêu, viêm khớp

Bên cạnh đó còn có nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học về tác dụng của

hạt tiêu đen ít người còn chưa biết đến:

- Các chuyên gia vật lý trị liệu ở Nga qua một thời gian nghiên cứu đã đi đến

kết luận: tinh dầu chiết xuất từ hạt tiêu sẽ mang lại cảm giác minh mẫn, tỉnh táo

hơn, làm tăng ham muốn tình dục

- Nhóm nghiên cứu của trường King’s College London - Anh, đã phát hiện

ra rằng hạt tiêu đen có thể kích thích sự hình thành hắc tố ở da của những người bị bệnh bạch tạng (căn bệnh phá hủy melanin, một chất khiến cho da có màu sẫm và giúp bảo vệ da dưới tia cực tím, tránh được nguy cơ ung thư da) Chất piperine trong hạt tiêu đen sẽ rất hữu ích khi kết hợp với phương pháp trị liệu bằng ánh sáng

để điều trị bệnh Các nhà khoa học Anh cho biết hạt tiêu đen có thể giúp làm giảm

những rối loạn trên da, căn bệnh đang làm ảnh hưởng đến 1% dân số thế giới

- Trung tâm ung bướu Đại học Michigan (Mỹ) phát hiện các chất curcumin

(có trong nghệ) và piperine (trong tiêu đen) có thể làm giảm số lượng các tế bào gốc của những tế bào vú được nuôi cấy Hai hợp chất vừa kể cản trở quá trình tự làm mới, một đặc tính tiêu biểu ở các tế bào gốc ung thư nhưng không ảnh hưởng đến quá trình biệt hóa tế bào nên không độc hại với những mô vú bình thường Các nhà nghiên cứu dự định thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 1 để xác định liều lượng

curcumin và piperine có thể dung nạp ở người

1.3.7 Một số bài thuốc y học cổ truyền sử dụng hạt tiêu đen

Từ lâu dân gian đã sử dụng hạt tiêu đen để chữa nhiều bệnh như trộn hạt tiêu đen với bơ tươi đã diệt khuẩn làm từ sữa bò có thể chữa eczema và ghẻ Trường hợp bứu giáp có thể dùng hạt tiêu đen xay cùng với gỗ cây thông làm thành một thứ bột

và bôi lên Hạt tiêu đen xay thật mịn và trộn với dầu vừng rồi đem đun trên lửa thật nhỏ để làm thành chất kem bôi lên những chỗ bị tác động bởi bệnh liệt Bôi hạt tiêu đen vào lợi sẽ làm giảm cơn đau răng Hạt tiêu đen rang và xay thành bột trộn với mật ong sẽ làm giảm chứng chảy nước mũi, ho và hen Hạt tiêu đen còn có thể kiểm soát cả bệnh lỵ mạn tính Hạt tiêu đen có thể kích thích đường tiết niệu, và do đó rất công dụng đối với thận, đồng thời là chất kích thích tình dục và điều hòa kinh nguyệt

- Phong thấp: Tiêu, Hồi, Phèn chua, đều bằng nhau Tán nhỏ xoa bóp vào chỗ

đau

- Ỉa chảy, thổ tả: Tiêu tán nhỏ, uống với nước cơm

- Nấc và ợ hơi: Tiêu sao, tán nhỏ, viên với hồ, uống với giấm

- Ho lâu không khỏi: Tiêu 6 hạt tán nhỏ, quả thận lợn 1 đôi, cắt miếng Nấu lấy

nước uống

- Âm hộ sưng ngứa: Tiêu 9 hạt, cho vào nước nấu sôi, để ấm mà rửa

- Chữa đi lỏng, ăn uống không tiêu: Tiêu, Bán hạ chế, hai vị lượng bằng nhau, tán

nhỏ, làm viên to bằng hạt đậu Ngày dùng 15-20 viên, dùng nước Gừng chiêu thuốc

- Trị chứng tê thấp: Hạt tiêu đen, phèn chua, hồi, ngâm với rượu xoa bóp chữa tê

thấp

- Trị đau răng, sâu răng: Hạt tiêu đen nghiền thành bột mịn xát vào chân răng

- Trị chứng sốt rét: Hạt tiêu nghiền bột, thuyền thoái (xác ve sầu) nghiền bột, mỗi

thứ để vào một lọ, bảo quản tốt để dùng dần Lấy mỗi thứ 2-3g trộn đều rồi gói vào

tờ giấy kín, sau khoảng 2-4 giờ thì bóc ra uống với nước đun sôi để ấm

- Trị viêm thận: 7 hạt tiêu đen, 1 quả trứng gà Chọc một lỗ nhỏ ở quả trứng rồi

nhét hạt tiêu vào Dùng bột mì bịt kín lỗ thủng Bọc quả trứng vào trong một tờ giấy ướt rồi đem cách thủy Cứ 3 ngày ăn một lần Ăn liên tục 10 ngày Người lớn ăn một ngày 2 quả, trẻ em ăn ngày 1 quả

- Trị chứng lạnh bụng, nôn ói: 12g hạt tiêu, 1lít rượu 40 độ; ngâm hạt tiêu trong

rượu, uống 2 lần/ngày trước bữa ăn, mỗi lần một chén nhỏ

- Ăn vào thổ ra: Hồ tiêu ngâm giấm, phải tẩm 7 lần Tán thành bột luyện hồ và

rượu, vo viên bằng hạt ngô Mỗi lần dùng 8 - 10 viên với nước, ngày 2 lần

- Đau bụng do lạnh, mùa hè hoắc loạn: Tiêu 4g, sao vàng, tán mịn, uống với

nước, ngày 2 lần Hoặc Hồ tiêu tán bột, nhào với cơm nhão, vo viên bằng hạt ngô, mỗi lần uống 8 - 10 viên với nước cơm, ngày 2 lần

- Thổ tả vì hàn lạnh: Tiêu chảy mửa dữ dội, chân tay giá lạnh, ngực tức, rêu lưỡi

trắng nhờn Hồ tiêu giã nhỏ 40g, Chè hương cũ 40g, Riềng tươi giã nhỏ 40g Ngâm vào 1 lít rượu tốt trong 5 - 10 ngày Người lớn mỗi lần uống 1 thìa cà phê, trẻ em giảm liều lượng Cách 1 giờ uống 1 lần

- Phong độc phát ra ở bàn tay, bàn chân lở ngứa: Hồ tiêu, muối ăn lượng bằng

nhau, tán mịn, trộn giấm, bôi vào chỗ lở ngứa sau khi đã rửa sạch

- Đau một bên đầu: Trộn hạt tiêu đen xay mịn với đất cháy lấy từ một đám cháy,

cả hai thứ với lượng đều nhau, rồi hít ngửi sẽ giảm đau đầu

- Đau họng, có đờm rãi, ho hoặc đắng mồm: Mật ong vào trộn với nước hạt tiêu

đen sắc và dùng trong 1 tuần

- Bệnh trĩ và sa trực tràng: Nước sắc hạt tiêu đen với 1,5 lần bột hạt carum (hạt

dùng làm gia vị tăng mùi vị cho bánh mì, bánh ngọt) và 7,5 lần mật ong hòa rồi

uống

- Tàn nhang hoặc mụn cóc, mụn hạt cơm: Bôi một lớp mỏng hạt tiêu đen sẽ khỏi

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu, dụng cụ, hoá chất [4], [7], [10]

2.1.1 Thu gom nguyên liệu

Nguyên liệu để nghiên cứu là hạt tiêu được thu hái tại xã Nam Yang, huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai Thời điểm thu hoạch tốt nhất khi chùm tiêu có trên 5% quả chín có màu vàng hoặc đỏ thu hoạch từ tháng 2-4 Loại bỏ tạp, rác sau đó đem phơi khô (Hình 2.1)

Hình 2.1 Thu hái nguyên liệu hồ tiêu 2.1.2 Xử lí nguyên liệu

Hạt tiêu đen khô loại bỏ hạt lép, tạp bẩn, xay nhỏ thành bột (Hình 2.2)

Hình 2.2 Hạt tiêu đen và bột xay nhỏ

2.1.3 Thiết bị - dụng cụ và hóa chất

2.1.3.1 Thiết bị - dụng cụ

- Bộ chiết soxhlet, máy đo quang UV-VIS, thiết bị cô quay chân không (phòng thí

nghiệm khoa Hoá, trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng)

- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS (Đài Khí tượng Thủy văn khu vực

Trung Trung Bộ, 660 - Trưng Nữ Vương - Đà Nẵng)

- Máy sắc kí khí ghép khối phổ GC-MS (Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo

lường Chất lượng 2, số 2 Ngô Quyền – Đà Nẵng)

- Tủ sấy, lò 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…(phòng thí nghiệm khoa Hoá, trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng) 2.1.3.2 Hóa chất

- Dung môi hữu cơ: etanol 960

- Hóa chất vô cơ: H2SO4, HNO3

- Thuốc thử ankaloid: Mayer (K2HgI4), Bouchardat (KI3)

Bột nguyên liệu Nguyên liệu

2.3 Ph ng pháp xác định một s chỉ tiêu hóa lý [6], [7], [9]

Dùng phương pháp trọng lượng để xác định các chỉ số hóa lý Phương pháp trọng lượng là một phương pháp phân tích định lượng dựa trên sự đo chính xác khối lượng của một chất tinh khiết hay ở dạng hợp chất có trong mẫu cần phân tích Do chất phân tích chiếm một tỉ lệ xác định trong sản phẩm đem cân nên dựa vào khối lượng của sản phẩm đem cân dễ dàng suy ra lượng chất phân tích trong đối tượng phân tích

Quá trình phân tích một chất theo phương pháp trọng lượng gồm: chọn mẫu và gia công mẫu, tách chất cần xác định hoặc các thành phần của nó khỏi mẫu phân tích, xử lý mẫu rồi cân để xác định khối lượng

* Một số chú ý khi dùng phương pháp trọng lượng:

- Phương pháp này thường gặp những sai số do phép cân gây ra, vì thế phải dùng

cân phân tích có độ chính xác cao

- Nếu giá trị Δm quá nhỏ thì phép đo thường dễ gặp sai số lớn Trong trường hợp

đó cần phải làm thí nghiệm nhiều lần để lấy giá trị trung bình

- Độ lớn của lượng cân chất lấy để nghiên cứu ảnh hưởng đến độ chính xác của sự

phân tích Lượng cân của chất phân tích càng lớn, độ chính xác tương đối của các kết quả phân tích càng cao Trong phân tích trọng lượng, sai số cho phép khi cân không được vượt quá 0,1%

- Để thu được dạng cân, mẫu cần được sấy trong tủ sấy hoặc được nung đến khi

khối lượng không đổi

- Chén được rửa cẩn thận, sấy khô và được nung trong điều kiện nung mẫu

* Ưu nhược điểm của phương pháp trọng lượng:

- Xác định được hàm lượng chất cần phân tích với độ chính xác cao

- Nhược điểm chủ yếu là thời gian thực hiện kéo dài

2.3.1 Xác định độ ẩm

Chuẩn bị 5 cốc sứ có kí hiệu, rửa sạch, sấy ở nhiệt độ 1000C đến trọng lượng không đổi, sấy xong cho vào bình hút ẩm cho đến khi đạt nhiệt độ phòng thì cân xác định trọng lượng cốc (m1)

Lấy chính xác 5 mẫu bột hạt tiêu, mỗi mẫu 5g cho vào cốc Cân ghi nhận khối lượng mỗi mẫu (m2)

Tiến hành sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 1000

C Sấy khoảng 3h thì lấy cốc ra để nguội 15 phút trong bình hút ẩm rồi đem cân Sau đó đem cho vào sấy, cứ 30 phút

lại đem cân 1 lần Cứ như vậy đến khi trọng lượng cốc giữa các lần sấy liên tiếp là

không đổi hoặc có sai số khoảng 0,005g thì dừng quá trình sấy Cân ghi nhận khối

m

m m m

(%)

(2.2)

Trong đó:

m1 : Khối lượng chén sứ (g)

m2 : Khối lượng bột hạt tiêu đen trước khi sấy(g)

m3 : Khối lượng chén sứ và mẫu sau khi sấy (g)

n : Số mẫu xác định độ ẩm

W : Độ ẩm của mỗi mẫu (%)

WTB : Độ ẩm trung bình (%)

2.3.2 Xác định hàm lượng tro

Để xác định hàm lượng tro và các nguyên tố vô cơ trong động thực vật người

ta dùng các phương pháp tro hóa mẫu hay còn gọi là vô cơ hóa mẫu Có 3 phương pháp tro hóa mẫu là: phương pháp khô, ướt và khô – ướt kết hợp Trong đó phương pháp khô - ướt kết hợp là tối ưu hơn cả vì hạn chế mất chất phân tích, tro hóa triệt

để, thời gian xử lí nhanh hơn Do vậy, trong đề tài này tôi sử dụng phương pháp tro

hóa mẫu bằng phương pháp khô – ướt kết hợp

Ban đầu mẫu được phân hủy sơ bộ bằng các chất có tính oxi hóa cao như

H2SO4 đặc, hỗn hợp H2SO4 + HNO3, HClO4, H2O2, KMnO4 để tăng nhanh quá trình phân hủy Sau đó đốt mẫu trên bếp điện để tránh cháy trong lò nung, rồi tiến nung đến tro trắng Trong quá trình nung có các quá trình vật lý và hóa học xảy ra, tùy theo bản chất mẫu mà có các quá trình sau: bay hơi nước và các chất dễ bay hơi, kết tinh, đốt cháy các chất mùn, chất hữu cơ, tro còn lại là các chất vô cơ khó bay hơi Cân xác định khối lượng tro

* Cách tiến hành:

Chuẩn bị 5 cốc nung rửa sạch, sấy ở 1000

C trong 30 phút, nung trong lò nung

ở 6000

Ctrong 30 phút Làm nguội trong bình hút ẩm và cân ta được m4

Cho 5 mẫu đã xác định độ ẩm vào cốc nung Tiếp theo nhỏ dung dịch H2SO4đặc vào và đốt cẩn thận trên bếp điện đến than hoá hoàn toàn Sau đó cho vào lò nung, nung ở nhiệt độ 6000C cho đến khi thu được tro màu trắng ngà Làm nguội trong bình hút ẩm, rồi cân để xác định khối lượng Nung được lặp lại cho đến khi cốc nung có khối lượng không đổi m5

%

Trong đó:

m4 : Khối lượng chén sứ nung (g)

m2 : Khối lượng bột hạt tiêu đen (g)

m5 : Khối lượng chén sứ và mẫu sau khi tro hoá (g)

n : Số mẫu xác định hàm lượng tro

X : Hàm lượng tro của mỗi mẫu (%)

XTB : Hàm lượng tro trung bình (%)

2.3.3 Xác định hàm lượng kim loại nặng

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

tử đó thì các nguyên tử tự do sẽ hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định ứng đúng với những tia bức xạ mà nó có thể phát ra được trong quá trình phát xạ Lúc này nguyên tử nhận năng lượng của các tia bức xạ chiếu vào và chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao hơn Quá trình này gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ của nguyên tử đó, phổ sinh

ra trong quá trình này gọi là phổ hấp thụ nguyên tử Nhưng nguyên tử không hấp thụ tất cả các bức xạ mà nó có thể phát ra trong quá trình phát xạ, quá trình hấp thụ chỉ xảy ra đối với các vạch phổ nhạy, đặc trưng của các nguyên tố Như vậy mỗi loại nguyên tử sẽ hấp thu tối đa và chọn lọc ở một năng lượng bức xạ đặc trưng tùy

theo cấu tạo hóa học của nguyên tử đó

Tóm lại, để thu được phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố nào đó cần

phải thực hiện các quá trình sau:

- Xử lí mẫu để đưa nguyên tố cần xác định có trong mẫu về trạng thái dung

dịch của các cation theo một quy trình phù hợp để chuyển hoàn toàn nguyên tố cần

xác định vào dung dịch đo phổ

- Thực hiện quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu để tạo ra các đám hơi

nguyên tử - là môi trường hấp thụ và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử Điều này được thực hiện ở nhiệt độ cao nhờ nguồn nhiệt là ngọn lửa đèn khí: phun dung dịch chứa

chất phân tích ở trạng thái aerosol vào ngọn lửa đèn khí hoặc bằng phương pháp

không ngọn lửa nhờ tác dụng nhiệt của lò graphite

- Chiếu chùm bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi

nguyên tử trên Chùm bức xạ này được phát ra từ đèn catot rỗng đèn (HCL) hay đèn

phóng điện không cực (EDL) làm từ chính nguyên tố cần xác định

Hình 2.3 Sơ đồ máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS

Khi đó nguyên tử tự do sẽ hấp thu năng lượng của chùm bức xạ và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử, làm cường độ chùm bức xạ đi qua mẫu giảm Dựa vào cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử đó để phân tích định lượng

Ứng dụng của phương pháp này là phân tích các vết kim loại trong các loại mẫu khác nhau của chất vô cơ và hữu cơ như quặng, đất, đá, xi măng, nước, không khí, các sản phẩm nông nghiệp, thực phẩm, nước uống, phân bón, vật liệu, các mẫu sinh học, y học như máu nước tiểu, thực vật,

2.4 Ph ng pháp chiết và khảo sát các điều kiện chiết t i u [4], [8], [9], [10]

2.4.1 Phương pháp chiết

Phương pháp chiết là phương pháp tách một hay một số chất ra khỏi nguyên liệu dựa vào đặc tính của chất cần chiết và dung môi, là sự phân bố giữa hai pha không trộn lẫn vào nhau: một pha lỏng và một pha rắn tạo cân bằng lỏng- rắn Dung môi phân cực sẽ tách được chất phân cực còn dung môi không phân cực sẽ tách chất không phân cực

Khi nguyên liệu và dung môi tiếp xúc với nhau, lúc đầu dung môi thấm vào nguyên liệu, sau đó hòa tan những chất tan có trong tế bào nguyên liệu rồi được khuếch tán ra ngoài tế bào Trong chiết xuất sẽ xảy ra một số quá trình như khuếch