Nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hóa học tinh dầu và dịch chiết điều nhuộm

Khóa luận tốt nghiệp -1- GVHD: ThS Phan Thảo Thơ LỜI MỞ ĐẦU Nước Việt Nam thuộc vùng nhiệt đới gió mùa ẩm nên hệ thực vật phát triển đa dạng, phong phú Có nhiều loại loại thực vật đem lại giá trị vô to lớn kinh tế, y học, cơng nghiệp… đặc biệt lồi có chứa tinh dầu Từ xa xưa, ông bà ta biết dùng nhiều loại có tự nhiên để chữa bệnh hiểm nghèo; để nhuộm màu thực phẩm vừa làm đẹp ăn, vừa làm tăng giá trị dinh dưỡng… Cây điều nhuộm (Bixa – orellanat) có nguồn gốc vùng nhiệt đới châu Mỹ trồng nhiều nước nhiệt đới Jamaici, Mexico, Philipin…và số nước châu Á Ở Việt Nam điều nhuộm gọi nhiều tên khác cà ri, điều màu Điều màu trồng khắp nước, đặc biệt trồng nhiều Đông Nam Bộ Tây Nguyên Hạt điều nhuộm có chất màu đỏ dùng làm chất màu cho thực phẩm, đặc biệt cho bơ phomat với tên thương mại annatto Chất màu đỏ dùng để nhuộm màu bánh ngọt, kẹo sữa…pha màu cho thức uống với hàm lượng 1-10 ppm Ngồi cịn dùng vị thuốc dân gian chữa vết bỏng, cầm máu, chống viêm nhiễm (viêm phổi, viêm ruột), táo bón… Hiện Việt Nam giới việc ứng dụng chất màu lấy từ hạt điều nhuộm vào ngành công nghệ thực phẩm lớn Ở Việt Nam có số cơng trình nghiên cứu chiết tách bixin norbixin (2 thành phần tạo màu điều nhuộm) với dung môi phân cực etanol, etylaxetat, nước, kiềm hố Tuy nhiên chưa có cơng trình nghiên cứu cụ thể tinh dầu hạt điều nhuộm, chiết tách dịch chiết hạt điều dung mơi khơng phân cực Vì tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu chiết tách, xác định thành phần hóa học tinh dầu dịch chiết điều nhuộm”, nhằm cung cấp thơng tin hồn thiện thành phần hố học loại này, góp phần vào việc khai thác, sử dụng cách hợp lí SVTH: Trần Thị Ngọc Anh Lớp 06CHH Khóa luận tốt nghiệp -2- GVHD: ThS Phan Thảo Thơ CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu điều nhuộm [4], [14], [15], [16], [17] 1.1.1 Đặc điểm sinh thái  Tên gọi - Tên thường gọi: Cây Điều nhuộm, điều màu, cà-ri (hình 1.1) - Tên khoa học: Bixa Orellana L - Các tên khoa học cũ gọi: Bixa acuminata, B americana, B odorata, B platycarpa, B purpurea, B tinctoria, B upatensis, B urucurana, Orellana americana, O orellana - Những tên gọi khác: annatto, anatto, lip stick tree, annatto tree (tiếng Anh); Rocouyer, annato, orelana (tiếng Pháp); Kam tai (Thái); Kesumba (Indonesia); Acafroa-do-brasil anato (Bồ Đào Nha); Jarak belanda (Malay); Anotto (Ý) Hình 1.1 Cây điều nhuộm  Phân loại khoa học SVTH: Trần Thị Ngọc Anh Lớp 06CHH Khóa luận tốt nghiệp -3- GVHD: ThS Phan Thảo Thơ - Giới: Plantae - Ngành: Magnoliophyta - Lớp: Magnoliopsida - Bộ: Malvales (cùng với vải, giâm bụt, đậu bắp, đay cách…) - Họ: Bixaceae - Chi: Bixa  Nguồn gốc phân bố Có nguồn gốc Tây Ban Nha đưa vào châu Á Nam Mỹ (Brazil) vào kỉ 17 Nó trồng tự nhiên vùng nhiệt đới Nam Mỹ, Bắc Mỹ, Caribe, Tây Ấn Độ phân bố rộng từ Mexico đến Brazil, số nước Đông Nam Á 1.1.2 Đặc tính thực vật Điều nhuộm lồi bụi hay gổ nhỏ Cây cao khoảng 5-10 m, dạng bụi Lá đơn mềm, nhẵn, hình tim với gân đỏ Hoa tương đối lớn, mọc thành chuỳ ngắn đầu cành, có màu trắng, hồng có đường kính từ 4-6cm Hình 1.2 Hoa điều nhuộm Quả (hình 1.3 hình 1.4) mọc chùm, hình tim, xanh thẫm đến nâu khơ chín, mặt có gai mềm, mở van, mảnh mang chứa nhiều hạt (mang SVTH: Trần Thị Ngọc Anh Lớp 06CHH Khóa luận tốt nghiệp -4- GVHD: ThS Phan Thảo Thơ đến 50 hạt/trái) Quả không ăn thu hoạch để lấy hạt Hạt mang màu, có dạng lập phương, xung quanh tẻ nở thành áo hạt ngắn màu đỏ, có kích cỡ hạt nho, có mùi hạnh nhân, vị ngọt, cay Hạt khô chứa 40-45% cellulose, 3,55,5% sucrose, 0,3-0,9% tinh dầu, 3% fixed oil, 4,5-5,5% sắc tố 13-16% protein, có nhiều alpha- beta-carotenoids Ở Việt Nam, điều màu trồng quanh năm trồng phổ biến tỉnh Tây Nguyên, đến năm thứ điều có thu hoạch Cây điều vào tháng 9, cho tối đa 270 kg hạt màu Khi chín mà khơng thu hoạch kịp thời tự khô bị nứt ra, hột rơi xuống đất phát triển thành điều khác bị hư hỏng Hình 1.3 Quả điều xanh Hình 1.4 Quả điều chín 1.1.3 Thành phần hố học hạt điều nhuộm Trong phần cơm hạt điều có chứa 40-50% cellulose, 3,5-5,5% sucrose, 0,3-0,9% tinh dầu, 3% fixed oil, 4,5-5,5% sắc tố 13-16% protein, có nhiều alpha- beta-carotenoids Hạt điều chứa tannin, tinh dầu, saponin, mono – and sesquiterpene Hạt điều chứa tannin, tinh dầu, saponin, mono-and sesquiterpene SVTH: Trần Thị Ngọc Anh Lớp 06CHH Khóa luận tốt nghiệp -5- GVHD: ThS Phan Thảo Thơ Hình 1.5 Hạt điều nhuộm Chất nhuộm màu chủ yếu phần cơm hạt điều nhuộm cis-bixin (este monomethyl acid dicarboxilic norbixin), thành phần chiếm 80% phần cơm hạt điều nguyên nhân gây màu đỏ từ phần chiết dầu Khi cung cấp nhiệt cis-bixin biến đổi thành chất đồng phân bền trans-bixin, tiếp tục tăng nhiệt độ cao có thối biến hợp chất cấu tạo Ngồi bixin cịn có norbixin (acid dicarboxilic) chất tạo màu đỏ phần chiết dầu (nhưng dung môi nước norbixin thành phần chủ yếu) Phần cơm hạt điều chứa bixaghanene, bixein, bixol, crocetin, ellagic acid, ishwarane, isobixin, phenylalanine, salicylic acid, threonine, tomentosic acid, tryptophan Bên cạnh bixin số lượng lớn chất màu khác nghiên cứu tính chất từ phần chiết điều nhuộm bao gồm apocarotenoids (C30 C32), diapocarotenoids (C19, C22, C24, C25) dẫn xuất carotenoid (C14) Chúng chiếm tỷ lệ nhỏ SVTH: Trần Thị Ngọc Anh Lớp 06CHH Khóa luận tốt nghiệp O -6- GVHD: ThS Phan Thảo Thơ OCH3 C C O OCH3 Dimethyl (9Z,9’Z)-6,6’-diapocarotene-6,6’-dioate O C OCH3 O OCH3 Methyl bixin (dimethyl (9Z)-6,6’-diapocarotene-6,6’-dioate) O OCH3 C O H Methyl (9Z)-8’-oxo-6,8’-diapoaroten-6-oate H O O C OCH3 Methyl (4Z)-4,8-dimethyl-12-oxo-dodecyl-2,4,6,8,10-pentaenoate O C OCH3 O H Methyl(9Z)-10’-oxo-6,10’-diapocarotene-6-oate SVTH: Trần Thị Ngọc Anh Lớp 06CHH Khóa luận tốt nghiệp O -7- GVHD: ThS Phan Thảo Thơ OCH3 C O H Methyl(9Z)-6’-oxo-6,6’-diapocarotene-6-oate O C OCH3 O Methyl(9Z)-6’-oxo-6,5’-diapocarotene-6-oate Các hợp chất chiết nước dầu từ hạt annatto Cần ý dung mơi khác chiết thành phần chất khác Hầu hết hợp chất có mặt mẫu dầu nước secquiterpen, khoảng 38% chất dễ bay tìm thấy mẫu dầu, 89% mẫu nước Alcohols allyl-p-methylbenzyl ether 4-methyl-2-pentanol 1-methyl-3-hexylbenzene 1-pentanol 3-methylacetophenone 2- pentanol Monorterpenes 3-hexenol α-pinene 4-methyl-1-hexanol camphene 6-methyl-5-hepten-2-ol β- pinene 2-ethyl-1-hexanol β- phellandrene Propanediol β-myrcene Aldehydes limonene Hexanal eucalyptol 2-methyl-2-butenal trans-ocimene Heptanal α- terpineol 3-methyl-2-butenal 2-carene SVTH: Trần Thị Ngọc Anh Lớp 06CHH Khóa luận tốt nghiệp -8- GVHD: ThS Phan Thảo Thơ 2-heptenal 3,7-dimethyl-1,6-octadien-3-ol Nonanal Terpinen-4-ol 2,4-heptadienal Sesquiterpenes Alkanes β-thujene Heptane α-cubebene 2,5-dimethylhexane ylangene 2-methylheptane cycloisosativene Octane copaene 2,4-dimethylheptane isoledene Cis-1,3-dimethylcyclohexane germacrene-D Trans-1,3-dimethylcyclohexane α-bergamotene 2,4-dimethylhexane santanlene Nonane β- elemene Butylcyclopentane epi-bicyclosesquiphellandrene Propylcyclohexane caryophyllene Decane allo-aromadendrene Alkenes eudesma-4(14),11-diene 2,4-dimethyl-1-pentene isosativene 4-methyl-1,3-pentadiene β- panasinsen 2,4-dimethyl-2-hexene β-humulene δ-elemene δ-aristolene elixene γ- muurolene 1,3-dimethyl-1-cyclohexene β-maaliene 4-ethenyl-4-methyl-3- β-selinene cyclohexene α-gurjunene Ketones γ-neoclovene 3-penten-1-one chamigren 4-methyl-3-penten-2-one germacrene-B 2-heptanone valencene SVTH: Trần Thị Ngọc Anh Lớp 06CHH Khóa luận tốt nghiệp -9- GVHD: ThS Phan Thảo Thơ 3-hexene-2-one α-panasinsen 3-octanone γ-selinene 6-methyl-5-hepten-2-one γ-elemene 4-hydroxyl-4-methyl-2-pentanone patchoulene Esters and acids δ-cadinene Ethyl-butylrate β-sesquiphellandrene Methylhexanoate γ-cadinene Heptylformate cyperene Methyloctanoate spathulenol Acetic acid 1,2-propanediol-2-acetate Heterocycles γ- caprolactone 2,5-dimethylfuran 2,4- dimethylfuran 2-methylpyridine 3- methylpyridine 4- methylpyridine 2-pentylfuran 5-methyl-2-furancarboxandehyde Arenes Toluene p-xylen 1.1.4 Hoạt tính sinh học hạt điều nhuộm - Chữa sốt, kiết lỵ, viêm gan, long đờm, bệnh tiêu hoá - Chữa động kinh, làm giảm huyết áp, giảm Cholesterol máu - Chống ung thư chất chống tia cực tím, chống oxi hoá giúp bảo vệ gan, chống đột biến gen SVTH: Trần Thị Ngọc Anh Lớp 06CHH Khóa luận tốt nghiệp -10- GVHD: ThS Phan Thảo Thơ - Nhuận trường, chữa bao tử , bệnh tim Chú ý: Nó làm tăng lượng đường máu, loại thuốc có tiềm việc chữa bệnh cao huyết áp 1.1.5 Ứng dụng phẩm màu hạt điều nhuộm thực tế 1.1.5.1 Tác dụng dược học Ngày nay, dạng bột nhão dạng dầu hạt điều nhuộm sử dụng rộng rãi, toàn điều lạc rừng nhiệt đới dùng y học từ nhiều kỉ trước Lá có tác dụng tốt với hệ thống quan tiết tăng thêm thể tích nước trường hợp thiếu hụt thận Nó cịn có tác dụng bảo vệ gan giảm choletrol Trà từ chồi non dùng làm thuốc chống kiết lị, bệnh sốt Hoa lạc Cojede làm thuốc xổ, chống đờm dãi trẻ em sinh Nước chiết từ hạt chống sâu bọ bảo vệ tia tử ngoại mặt trời Annatto phát người Ấn Độ maynan cổ, sử dụng màu thiết yếu thức ăn, màu nghệ thuật Người Mỹ gốc da đỏ bơi lên tóc thể phần cơm hạt điều để tránh nắng sâu bọ Y học truyền thống Braxin dùng annatto cho chứng ợ nóng, đau dày gia vị thức ăn…Y học Peru dùng để chống nhiễm trùng da, giúp da kéo da non, chữa bệnh gan dày Nước chiết từ rễ làm giảm huyết áp chuột phục hồi thể lợn Rượu khơ tìm thấy tác dụng chống vi khuẩn tụ cầu Nước chiết từ hạt điều làm giảm cholesterol máu chuột, thỏ, chó Trong thí nghiệm lâm sàng, kết xác nhận vịng mười ngày tiêu thụ (thay mười lăm ngày định trước) lượng chất béo máu giảm nhanh so với mức bình thường Nó làm tăng trình trao đổi chất chất béo, kết làm giảm lượng triacylglycerol cholesterol Ngoài ra, cịn dùng để điều trị bệnh đái đường hay chống nhiễm nấm 1.1.5.2 Trong thực phẩm Annatto dùng làm chất nhuộm màu thực phẩm Nó tạo cho thức ăn đồ uống màu vàng tới màu vàng cam sâu Nó giống màu lịng đỏ trứng gà bột nhão bánh làm tăng màu vàng dầu salad, nước cam quýt, đồ uống nhiệt đới, kẹo thạch, kẹo cứng ngũ cốc nảy mầm SVTH: Trần Thị Ngọc Anh Lớp 06CHH