Nghiên cứu và xác định thành phần hóa học của lá dứa thơm ở huyện Đại Lộc- Quang Nam
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(36).2010 65 NGHIÊN CỨU VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LÁ DỨA THƠM Ở HUYỆN ĐẠI LỘC-QUẢNG NAM STUDY AND DETERMINATION THE CHEMICAL COMPONENT OF PANDANUS AMARYLLIA. ROXB IN DAILOC-QUANGNAM Đào Hùng Cường Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng Nguyễn Thị Thanh Tú Trường Cao đẳng Lương thực-Thực phẩm TÓM TẮT Thành phần dễ bay hơi của lá dứa thơm (Pandanus amaryllia.Roxb) được chưng cất bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước và được phân tích bằng GC/MS. Thành phần chính trong phần hơi nước là 2-acetyl-1-pyrrolin (17.7%), Limone (5.5%); 3-methyl-2(5H)-furanone (4.83%); 2,4,4 trimethylbut-2-enolide (1.28%). Ngoài ra có ba hợp chất được chiết tách với các dung môi: Ethanol, n-Hexan, Cloroform từ lá dứa thơm. Các hợp chất này có tên tương ứng: Mettheyester của Acid-9- octadecen-12-ynoic, 9-isopropylidene -Bicyclo [3.3.1] Nonan-2-one, Pandamarilactonine-A. ABSTRACT The volatile components of Pandanus amaryllia. Roxb were distilled by the dist-water leaves of padanus and identified by GC/MS. The major component in this water is 2-acetyl-1 pyrrolin (17.7%). Limone (5.5%); 3-methyl-2(5H)-furanone (4.83%); 2,4,4 trimethylbut-2-enolide (1.28%). In addition, three compounds were isolated from Ethanol, n-Hexan and Cloform from axtracts of leaves Pandanus. The structures of these compounds name 9- Octadecen-12-ynoic acid, Mettheyester; Bicyclo 3.3.1Nonan-2-one, 9-isopropylidene; Pandamarilactonine-A. 1. Đặt vấn đề Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới ẩm nên hệ thực vật rất phong phú và đa dạng, nhiều loại cây quý, có giá trị trong ngành thực phẩm, hương liệu, mỹ phẩm và dược liệu. Trong số đó có loài dứa mà miền Trung và miền Nam thường gọi, còn miền Bắc gọi lá cơm nếp (hình 1). Khi ta nấu cơm nếu hấp thêm vài lá dứa thì tạo mùi hương rất thơm, lá có màu xanh rất đẹp. Lá dứa có tên khoa học là Pandanus amryllia, thuộc họ dứa dại (pandanceae), một loại cây được trồng và mọc hoang phổ biến ở nước ta. Cây cũng mọc hoang và được trồng nhiều ở các nước châu Á như Thái Lan, Indonesia, Philipin [1], [2]. Hình 1. Cây dứa thơm TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(36).2010 66 Hiện nay trong công nghiệp thực phẩm lá dứa thơm dùng để tạo mùi gạo thơm, tạo hương nếp cho bánh kẹo và các loại nước uống giải khát . Ngoài ra còn tạo màu cho các sản phẩm thực phẩm. Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về hàm lượng acid amin có trong lá dứa thơm để ứng dụng làm thực phẩm chức năng. Nhưng ở nước ta vấn đề này chưa được quan tâm nhiều. Vì thế chúng tôi chọn đề tài “nghiên cứu xác định thành phần Hóa học của lá dứa thơm” nhằm góp phần cho việc khai thác và sử dụng nguồn nguyên liệu này có hiệu quả tốt hơn. 2. Thực nghiệm 2.1. Nguyên liệu Nguyên liệu nghiên cứu là lá dứa thơm được lấy ở xã Đại Quang, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam. Lá dứa tươi sau khi được lấy về, loại bỏ những lá non. Rửa thật sạch, lau khô, phơi héo và thái nhỏ 1-2mm. 2.2. Các phương pháp nghiên cứu Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước Mẫu lá dứa sau khi được xử lý cho vào bình cầu của bộ chưng cất lôi cuốn hơi nước để tách các cấu tử dễ bay hơi. Dùng dung môi ether dầu hỏa chiết các cấu tử dễ bay hơi hòa tan trong nước, được dịch chiết ether dầu. Loại nước có trong dịch chiết ether dầu bằng Na 2 SO 4 . Thành phần hóa học của các cấu tử dễ bay hơi có trong dịch chiết ether dầu được định danh trên máy GC-MS Engin 5989B MS (Mỹ) tại Phòng Cấu trúc – Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên. Phương pháp chiết soxhlet bằng các dung môi n-Hexan, Cloroform Cho một lượng xác định lá dứa đã được xử lý vào thiết bị chiết soxhlet, tiến hành chiết bằng dung môi n-Hexan và Cloroform, thu dịch chiết, đuổi dung môi bằng cất quay chân không trên thiết bị Buchi -Vacuum Controller V-800. Tiến hành tách các cấu tử trên cột Silicagel Merk, các dung môi rửa giải tương ứng: n-Hexan, Cloroform. Thành phần của các câu tử rửa giải được định danh trên máy GC/MS kèm theo ngân hàng dữ liệu DATABASE/WILEY 275L và NIST Phân lập chất từ dịch chiết Ethanol Lấy 1kg mẫu lá dứa đã được phơi héo và xay nhỏ, ngâm ngấm kiệt bằng Ethanol 96 0 trong 8h, thu dịch chiết cất đuổi dung môi Ethanol ở áp suất thấp thu 13g cặn xanh đen. Xử lý cặn bằng dung môi diethyl ether và dung dịch H 2 SO 4 5%. Thu được dịch chiết acid, dung dịch được kiềm hóa bằng dung dịch NH 3 đặc đến pH=10, Cho dung TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(36).2010 67 môi CHCl 3 vào chiết nhiều lần, thu dịch chiết CHCl 3 . Đuổi dung môi chiết CHCl 3 dưới áp suất thấp thu được 8,2g cặn. Tiến hành tách các cấu tử trên cột Silicagel Merk cỡ hạt 63 ÷ 200 μm và 40 ÷ 63μm, hệ dung môi rửa giải tương ứng: CHCl 3 -MeOH(12:1). Làm bay hơi dung môi của mẫu được phân lập bằng sắc ký cột, thu được dạng hình tinh thể màu vàng chanh 1,2g (ký hiệu mẫu SON-1). Đêm mẫu SON-1 đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H, phổ 13 C-NMR, phổ khối EIMS(70eV) và phổ IR tại Viện Hóa học-Viện Khoa Học Việt Nam-18 Hoàng Quốc Việt. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Thành phần dễ bay hơi trong lá dứa thơm Thành phần dễ bay hơi trong lá dứa thu được khi chưng cất lôi cuốn hơi nước, hòa tan trong nước. Nên nó không phải là tinh dầu. Kết quả định danh trên máy GC-MS Engin 5989B MS (Mỹ) tại Phòng Cấu trúc – Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên (hình 2). Kết quả có 30 cấu tử, trong đó có 6 cấu tử được định danh còn lại 24 cấu tử chưa được định danh. Hình 2. Phổ đồ GC thành phẩn dễ bay hơi của lá dứa được chiết bằng ether dầu. Đặc biệt trên phổ đồ cho thấy so với trong thành phần dễ bay hơi trong hương nếp của Indonexia và Malaixia, ngoài các thành phần giống nhau: 2,4,4 trimethylbut-2- enolide (1.28%) , 3-methyl-2(5H)-furanone (4.83%) và các alcol, thì thành phần dễ bay hơi của hương nếp của Đại Lộc-Quảng Nam còn có thêm các cấu tử 2-Acetyl-1- pyrroline với thời gian lưu 8.03 phút chiếm 17.7 %, Limone (5.5%). Đây chính là những cấu tử tạo mùi hương thơm đặc trưng của lá dứa ở Đại Lộc-Quảng Nam. 3.2. Thành phần dịch chiết shoxlet của lá dứa thơm bằng dung môi Cloroform Sau khi tiến hành sắc ký cột với dung môi rửa giải CHCl 3 , phân tích định danh trên máy GC/MS và tra cứu trong thư viện phổ NIST. Kết quả có 9 cấu tử, trong đó có 2 cấu tử được được định danh còn lại 7 cấu tử chưa được định (hình 3). Hai cấu tử được định danh : 9-Octadecen-12-Ynoic Acid, TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(36).2010 68 Methyl Ester (10%) và Bicyclo[3.3.1]Nonan-2-one, 9-isopropylidene (4,48%). Theo các tài liệu chúng tôi tiếp cận được chúng tôi nhận thấy 2 hợp chất này chưa thấy công bố. Hình 3. Phổ đồ GC của dịch chiết với Cloroform 3.3. Thành phần dịch chiết shoxlet của lá dứa thơm bằng dung môi n-Hexan Sau khi tiến hành sắc ký cột với dung môi rửa giải n-Hexan, phân tích định danh trên máy GC/MS và tra cứu trong thư viện phổ NIST. Kết quả có 16 cấu tử, trong đó có 4 cấu tử được định danh còn lại 12 cấu tử chưa được định (hình 4). Bốn cấu tử được định danh: 1,9-decadiyne (9.97%), 3-Ethyl-2- Methylhexan(1.05%), Docosan (7.18%); Tricosane,2-Methyl-(15.83%). Hình 4. Phổ đồ GC của dịch chiết với n-Hexan 3.4. Kết quả phân lập và xác định cấu trúc từ dịch chiết Ethanol Sau khi thực hiện quá trình phân lập như trình bày ở mục(2.2). Thu được hợp chất SON-1 1.2g dạng tinh thể hình kim màu vàng chanh. Các kết quả phân tích xác định cấu trúc SON-1 bằng phổ EI-MS, IR, 1 H-NMR, 13 C-NMR Phổ IR có ν max (cm -1 ): 2927.53(m), 2856.51(tb) ứng với dao động hóa trị ν C-H và ν CH3 ν max (cm -1 ): 1750(tb) ứng với ν C=O của nhóm C=O của vóng lacton. ν max (cm -1 ): 1652(y) ứng với ν C=C liên hợp với nhóm C=O. TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(36).2010 69 Phổ EI/MS có mũi nhẹ m/z=318(M * ) Phổ 1 H-NMR CDCl 3 có δ ppm : 7.05 (1H, s, =CH-, 1.7Hz, H-3), 6.68 (1H, s, =CH, 1.8Hz, H-21), 5.61 (1H, m, 0.8Hz, -H- 16a), 4.73 (1H, dd, O=CH, 2.14Hz, H-2), 3.29 (2H, dd, N-CH 2 , 11.5 Hz, H-7), 2.45 (2H, t, -CH 2 -, 6.83 Hz, H-9), 2.39 ( 2H, dd, -CH 2 - , 14Hz, H-13), 2.27 (2H, dd, -CH 2 -, 14.83Hz, H-15), 1.97 (3H, s, -CH 3 , 2.09Hz, H-23), 1.85 (3H, s, -CH 3 , 2.14Hz, H-11), 1.59 (2H, d, -CH 2 , 7Hz, H-14). Phổ 13 C-NMR, 125 Hz, (hình 5) có δ ppm : 83,27 (C-2), 137,748 (C-3), 131,298 (C-4), 174,28 (C-5), 29.711 (C-6), 54,213 (C-7), 55,707 (C-9), 28,437 (C-10), 10,789 (C-11), 27,137 (C-14), 23,993 (C-15), 114,059 (C-16), 132,71 (C-17), 170 (C-19), 129 (C-20), 148 (C-21), 10,41 (C-23). So sánh số liệu phân tích với số liệu của tài liệu tham khảo [4], [5],[6] cho thấy đây là một hợp chất Alkaloid có tên gọi Padamarilactonine-A (hình 5) Hình 5. Kết quả được Search trên phần mềm ACD/HNMR DB(v.6.12), ACD/CNMR DB(v.6.12) 4. Kết luận Lá Dứa thơm Đại Lộc- Quảng Nam không có tinh dầu. Thành phần dễ bay hơi có một số chất gây mùi thơm chính đó là 2-Acetyl-1-pyrroline(17.7%), 3-methyl-2(5H)- furanone(4.83%) có mùi thơm giống như trong gạo hương nếp. Trong dịch chiết có một số chất gây mùi thơm có nhiệt độ sôi trên 100 0 C nằm trong dịch chiết đó là các ester và Aldehyl như: 9-Octadecen-12-Ynoic Acid, Methyl, Bicyclo 3.3.1Nonan-2-one và 9-isopropylidene. Mặc dù hàm lượng trong dịch chiết các chất trên có thành phần % rất thấp, nhưng chúng có mùi thơi rất đặc trưng và dễ chịu. Ngoài ra phân lập được một chất thuộc họ Alkaloid có tên gọi là Padamarilactonine-A TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Maribel G. Nonato, The’’Pandans’’as potential source fo the new pharmaceuticals, ASOMPS IX. Viet Nam, 1998(62-63). TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(36).2010 70 [2] Fatihanim Mehd Nor, Suhaila Mohamed; Antioxidative properties of Pandanus amryllifolius leaf extracts in accelerated oxidation and deep frying studies, Malaysia 2007. [3] Linda S.M. Ooi, Elain Y.L, Samuel S.M.Sun, Vincent E.C. Ooi; Purification and characterization of non-specific lipid transfer proteins from the leaves of pandanus amryllifolius(Pandanaceae); Hongkong, China. [4] Linda S.M. Ooi, Samuel S.M.Sun, Vincent E.C.Ooi; Purification and characterization of a new antiviral protein from the leaves of pandanus amryllifolius(Pandanaceae); Hongkong, China 2004. [5] Akira Inada, Yasuyuki Ikeda, Hiroko Murata; Unusual cyclolanostanes from leaves of pandanus boninensis; Japan 2005. [6] Maribel G.Nonato, Mariko Kitajima; Isolation and characterization of Two New Alkaloids; Philippines; 2001. . CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(36).2010 65 NGHIÊN CỨU VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA LÁ DỨA THƠM Ở HUYỆN ĐẠI LỘC-QUẢNG NAM STUDY. Vì thế chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu xác định thành phần Hóa học của lá dứa thơm nhằm góp phần cho việc khai thác và sử dụng nguồn nguyên liệu