Nghiên cứu quy trình chiết các hợp chất và định danh thành phần hóa học từ dịch chiết đài hoa bụp giấm
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Từ năm 1992, cây bụp giấm đã du nhập vào Việt Nam và được đỡ đầu bởi nhà khoa học Mai Thị Tấn. Bà đã nhân giống loại cây này trên toàn quốc và đã điều chế từ bụp giấm như trà, mứt, rượu, nước cốt quả. Những sản phẩm này vừa là thực phẩm vừa có nhiều tác dụng dược lý được công nhận bởi chính những người sử dụng nó nên bụp giấm ngày càng được ưa chuộng và trở nên gần gũi hơn trong đời sống. Cây bụp giấm có tên khoa học là Hibiscus sabdariffa L., thuộc họ bông. Cây cao từ 1,5-2m, thân màu lục hoặc đỏ tía, phân nhánh gần gốc, cành nhẵn hoặc hơi có lông. Lá mọc so le, lá ở gốc nguyên, lá phía trên chia 3-5 thùy hình chân vịt , mép có răng cưa. Hoa đơn độc, mọc ở nách, gần như không có cuống, đường kính từ 8-10cm. Tràng hoa màu vàng hồng hay tía, có khi trắng. Quả nang hình trứng, có lông thô mang đài màu đỏ sáng tồn tại bao quanh quả. Hạt màu đen, gần tròn và thô, chứa nhiều tinh dầu. Đài hoa bụp giấm là một loại dược liệu rất có lợi cho sức khỏe. Tính theo hàm lượng chất khô đài hoa bụp giấm chứa khoảng 1,5% anthocyanin, axit hữu cơ khoảng 15-30%, các vitamin A, B 1, B 2, C, E, F và nhiều loại khoáng chất như sắt, đồng, canxi, magie, kẽm…Đài hoa bụp giấm chứa một loại chất chống oxy hóa rất hiếm là Flavonoid lên tới 12%. Chất này oxy hóa chậm hay ngăn cản một cách hữu hiệu quá trình oxy hóa của các gốc tự do, có thể là nguyên nhân khiến các tế bào họat động khác thường. Từ đó giúp làm chậm quá trình lão hóa. Theo nghiên cứu của nhà khoa học dinh dưỡng Diane McKay và đã được trình bày trong hội nghị thường niên của Hiệp hội Tim mạch Mỹ đã chỉ ra rằng: “Chỉ với ba tách trà đài hoa bụp giấm mỗi ngày sẽ hỗ trợ giảm cao huyết áp của những người có nguy cơ mắc các bệnh về tim, đột qụy hay các vấn đề về thận”. Theo tìm hiểu về cây bụp giấm đặc biệt là đài hoa ở Việt Nam, cho đến nay chỉ có số ít tác giả có một số công trình nghiên cứu sơ bộ về thành phần hóa học từ đài hoa bụp giấm. Để đa dạng hơn về nghiên cứu thành phần hóa học của loại cây này nên chúng tôi thực hiện đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong dịch chiết từ đài hoa bụp giấm”. 2. Mục đích nghiên cứu 2 - Nghiên cứu quy trình chiết các hợp chất và định danh thành phần hóa học từ dịch chiết đài hoa bụp giấm. - Xác định công thức cấu tạo của cấu tử chính trong dịch chiết rễ cây dứa dại. - Đóng góp thêm những thông tin, tư liệu khoa học về cây bụp dấm, tạo cơ sở khoa học ban đầu cho các nghiên cứu về sau. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng: Đài hoa bụp giấm. 3.2. Phạm vi nghiên cứu: - Định danh thành phần hóa học của một số dịch chiết từ đài hoa bụp giấm với các dung môi khác nhau. 4. Phương pháp nghiên cứu 4.1. Nghiên cứu lý thuyết: Thu thập, tổng hợp các tư liệu trong và ngoài nước về đặc điểm hình thái thực vật, thành phần hóa học, tác dụng dược lý của cây bụp giấm. Tổng hợp tài liệu về phương pháp nghiên cứu chiết tách và xác định các hợp chất thiên nhiên. 4.2. Nghiên cứu thực nghiệm Phương pháp vật lý - Phương pháp thu gom và xử lý mẫu đài hoa bụp giấm. - Phương pháp phân tích trọng lượng để xác định các chỉ số hóa lý. - Phương pháp tro hóa mẫu xác định hàm lượng tro. - Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS xác định hàm lượng một số kim loại nặng. Phương pháp hóa học - Phương pháp chiết soxlet bằng các dung môi n-hexan, diclometan, etylaxetat. 5. Bố cục của luận văn 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ CÂY BỤP GIẤM 1.1.1. Tên gọi và phân loại thực vật [11] 1.1.1.1. Tên gọi Tên khoa học : Hibiscus sabdariffa Linn Tên tiếng anh : Roselle Tên thường gọi : Atiso đỏ, bụp giấm, hoa vô thường, hoa lạc thần, mai côi gia, đay nhật, lạc tể quỳ. Tên đồng nghĩa : Abelmoschus cruentus, Hibiscus digitatus, Hibiscus gossypiifolius, Hibiscus sanguineus, Sabdariffa rubra. 1.1.1.2. Phân loại thực vật Theo phân loại thực vật học, cây Bụp giấm được sắp xếp theo trình tự: Giới (kingdom) : Thực vật (Plantae) (Không được xếp hạng) : Cây hạt kín (Angiosperm) (Không được xếp hạng) : Eudicots (Không được xếp hạng) : Rosids Bộ (order ) : Malvales Họ (family) : Bông (Malvaceae) Chi (genus) : Dâm bụt (Hibiscus) Loài (species) : Sabdariffa Binomial name : Hibiscus Sabdariffa 1.1.2. Mô tả thực vật Bụp giấm là loại cây sống một năm. Cây cao từ 1,5-2m, thân màu lục hoặc đỏ tía, phân nhánh gần gốc, cành nhẵn hoặc hơi có lông. Lá mọc so le, lá ở gốc nguyên, lá phía trên chia 3-5 thùy hình chân vịt , mép có răng cưa. Hoa đơn độc, mọc ở nách, gần như không có cuống, đường kính từ 8-10cm. Tràng hoa màu vàng hồng hay tía, có khi trắng. Quả nang hình trứng, có lông thô mang đài màu đỏ sáng tồn tại bao quanh quả. 4 Chu kỳ sinh trưởng và phát triển của cây bụp giấm từ 4-6 tháng. Cây ưa sáng, chịu hạn, có thể trồng ở đất đồi xấu, khô cằn. Bụp giấm được nhân giống từ hạt. Hạt được gieo vào đầu mùa mưa và có thể thu hoạch sau 4-6 tháng. 1.1.3. Phân bố Cây bụp giấm có nguồn gốc ở Trung Mỹ và Bắc Phi, sau lan sang Ấn Độ, Malaysia, Philippin, Indonexia và Thái Lan. Ở nước ta, cây được trồng thử nghiệm để phủ đất trống, đồi trọc cho kết quả ở Hà Tây, Hòa Bình, Bắc Giang, Thái Nguyên, Ba Vì và một số tỉnh sau này như Bà Rịa Vũng Tàu, Đồng Nai. Tuy nhiên, cây được trồng thành công ở Việt Nam chủ yếu thuộc các tỉnh miền trung, thích hợp với đất đồi núi và trung du. 1.2. GIÁ TRỊ SỬ DỤNG CỦA CÂY BỤP GIẤM [3], [4], [7], [11] Cây bụp giấm là một trong hơn 300 loài thuộc giống cây bông được biết đến trên thế giới. Giống cây này có rất nhiều ứng dụng trong đời sống con người và xu hướng sử dụng hiện nay như: - Trồng để làm cây hoa cảnh. - Che phủ đất, cây hoang dại có sức sống cao. - Sử dụng để làm thảo dược và thực phẩm chức năng. Cây bụp giấm có thể được coi là cây thực phẩm chức năng với nhiều hoạt chất sinh học, tính sinh dược học cao, nhiều axit hữu cơ, các kích thích tố thực vật, giàu vitamin. Nó cung cấp các chất dinh dưỡng cơ bản cho cơ thể. Hình 1.1. Cây bụp giấmHình 1.2. Đài hoa bụp giấm 5 - Chống lại chứng cao huyết áp. - Làm giảm cholesterol trong máu. - Thay đổi thành phần nước tiểu, góp phần ngăn ngừa và làm tăng sỏi thận. - Có tác dụng chống viêm, sung. - Chống sự oxy hóa và các gốc tự do bảo vệ tế bào. - Chống chứng co thắt gây nhồi máu cơ tim. - Sửa đổi những đột biến gen, ngăn ngừa ung thư. - Trích ly làm màu thực phẩm tự nhiên có tác dụng chống oxy hóa bảo vệ tế bào cơ thể. - Tăng cường chức năng tiêu hóa. - Kháng nấm, kháng khuẩn. - Nâng đỡ chức năng gan, mật. - Hạn chế sự béo phì do tích tụ mỡ trong máu, bảo vệ thành mạch. Đông y cho rằng, cây bụp giấm có vị chua, tính mát, có tác dụng thanh nhiệt, giải khát, liễm phế, chỉ khái nên được sử dụng để trị liệu các bệnh như sau: - Chữa bệnh gan mật, cao huyết áp: Lấy đài hoa bụp giấm 9-15gam, sắc hoặc hãm nước uống. - Chữa cao huyết áp: Dùng cao đài hoa bụp giấm trộn cùng hydroxyd nhôm làm viên hoàn tương đương khoảng 0,64gam dược liệu. Mỗi lần uống 3-5 viên, ngày 2-3 lần. - Hỗ trợ trị xơ cứng động mạch: Dùng đài hoa 9-15 gam hãm lấy nước uống hằng ngày thay nước trà. 1.3. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐÀI HOA BỤP GIẤM [4] 1.3.1. Hợp chất Anthocyanin Đặc điểm Trong tự nhiên, anthocyanin hiếm tồn tại dưới dạng tự do (không bị glycosyl hóa), tan trong nước và kết hợp với đường. Anthocyanin còn mang đến cho thực vật nhiều màu sắc rực rỡ khác nhau theo độ pH như xanh, hồng, đỏ, cam và các gam màu 6 trung gian. Thành phần này dễ bị oxy hóa và kém màu ở pH 4,5. Chúng thường bề ở pH=3,5. Anthocyanin trong đài hoa Bụp giấm gồm cyanidin-3-sambubiosid, cyaniding- 3-glucosid, delphinidin-3-sambubiosid (hibiscin hay daphniphylin), delphinidin-3- glucosid và một ít sắc tố khác. Ngoài ra, còn có delphinidin là anthocyanin khi mất hết nhóm đường gọi là anthocyandin hay aglycon. Cấu tạo Công dụng Anthocyanin có khả năng phân hủy các axit phenolic và aldehyde trong cơ thể. Anthocyanin cũng hoạt động giống như chất oxy hóa mạnh mẽ. Một số nghiên cứu chỉ ra rằng hydrogen peroxide được sản xuất trong các cơ quan, tế bào có thể được trung hòa bởi anthocyanin. Trong phòng thí nghiêm, anthocyanin được chứng minh về các tiềm năng chống lại - Ung thư - Bệnh thần kinh và lão hóa - Viêm - Bệnh tiểu đường - Nhiễm trùng 1.3.2. Hibiscin Hình 1.3. Cấu trúc cơ bản của anthocyanin 7 Hibiscin đã được xác định có sắc tố chủ yếu là daphniphylline. Ngoài ra còn có các lượng nhỏ Myrtillin (delphinidin-3-monoglucoside), Chrysanthenin (cyannidin-3- monoglucoside) và delphinidin. Chất hibiscin có trong đài hoa được xác định có tác dụng kháng sinh, kháng khuẩn, kháng nấm, chống độc, chống oxy hóa, ổn định đường trong máu,… 1.3.3. Gossypetin Đặc điểm - Gossypetin là một flavonol, một loại flavonoid. Được phân lập từ bông hoa và đài hoa Hibiscus sabdariffa (Roselle). - Gossypetin có tính kháng khuẩ mạnh. Công thức cấu tạo 1.3.4. Quercetin Đặc điểm Quercetin là một flavonoid phân bố rộng trong tự nhiên. Quercetin là phần không mang glucose của rutin. Hình 1.4. Công thức cấu tạo của daphniphylline Hình 1.2. Đài hoa bụp giấm Hình 1.5. Công thức cấu tạo của Gossypetin 8 Công thức cấu tạo Vai trò Quercerin được biết đến như một hoạt chất có khả năng chống oxy hóa mạnh, có tác dụng tốt đối với bệnh sơ vữa động mạch, ức chế tăng tính thấm thành mạch, làm bền vững thành mạch. 1.3.5. Các axit hữu cơ Axit hữu cơ trong đài hoa bụp giấm có tác dụng làm mát, tiêu khát, giải nhiệt, lợi tiểu, lợi mật, lọc máu, giảm áp suất mạch, kích thích nhu động ruột, chuyển hóa chất béo giúp hạn chế nguy cơ sơ vữa động mạch, ngăn ngừa tai biến mạch máu não hạn chế hiện tượng béo phì lại có tác dụng kháng khuẩn, nhuận tràng,… Axit Protocatechuic • Đặc điểm Axit Protocatechuic là một axit dihydroxybenzoic, một loại axit phenolic • Công thức cấu tạo • Vai trò Hình 1.6. Công thức cấu tạo của Quercetin Hình 1.7. Công thức cấu tạo của axit Protocatechuic 9 - Axit Protocatechuic có tác dụng hỗn hợp trên các tế bào bình thường và ung thư. Axit Protocatechuic đã được báo cáo hạn chế làm chết tế bào thần kinh, tế bào gốc. - Có tác dụng chống oxy hóa cao. - Kháng nấm, tăng cường sức đề kháng nội sinh chống lại nấm. Axit ascorbis (Vitamin C) • Đặc điểm - Vitamin C, tên hóa học là axit ascorbic có rất nhiều trong các loại thực vật. - Axit ascorbis là chất kết tinh màu trắng, chúng dễ dàng được oxy hóa thành dehydroascorbis. - Chúng dễ bị oxy hóa, kém bền nhiệt (đặc biệt trong môi trường axit), ít độc với cơ thể. • Công thức cấu tạo • Vai trò - Vitamin C được hấp thụ chủ yếu ở ruột non và tham gia vào nhiều quá trình chuyển hóa quan trọng trong cơ thể. - Ảnh hưởng tới hoạt động của một số men (enzyme – khi thiếu vitamin C hoạt tính của nhiều men sẽ giảm xuống. - Giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì sức đề kháng chống nhiễm khuẩn và chống oxy hóa (khử các gốc tự do). Axit Citric • Đặc điểm Hình 1.8. Công thức cấu tạo của vitamin C 10 Axit Citric là một chất bảo quản tự nhiên. Trong hóa sinh học, nó là tác nhân trung gian hóa học quan trọng trong chu trình axot Citric và vì thế xuất hiện trong trao đổi chất của gần như mọi sinh vật. Nó cũng được coi là tác nhân làm sạch tốt về mặt môi trường và đóng vai trò là chất oxy hóa. • Công thức hóa học Axit Malic • Đặc điểm Axit Malic là một hợp chất hữu cơ thuộc loại axit dicacboxylic. Tinh thể không màu, rất háo nước nên dễ tan trong nước và ethanol. • Công thức cấu tạo Axit Tartaric • Đặc điểm Axit Tartaric là tinh thể không màu, hàm lượng axit trong sản phẩm thường trên 99%, tan tốt trong nước. • Công thức cấu tạo Hình 1.9. Công thức cấu tạo của axit Citric Hình 1.10. Công thức cấu tạo của axit Malic [...]... xác định được chính xác loại hợp chất mới này 2.3 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM Phương pháp xác định các thông số hóa lý và khảo sát thời gian chiết tối ưu bằng các dung môi khác nhau từ đài hoa bụp giấm được trình bày ở sơ đồ SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CHIẾT ĐÀI HOA BỤP DẤM Đài hoa bụp giấm 28 Xử lý nguyên liệu Xác định độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng kim loại Bột đài hoa bụp dấm Chiết với n-hexan Bã n-hexan Dịch. .. cáo nghiên cứu Chất màu đỏ anthocyanin trích từ đài hoa Bụp giấm Năm 2012, Nguyễn Thị Huệ, Nguyễn Thị Kim Pha, Nguyễn Bình Kha, Trịnh Thanh Tâm, khoa Công Nghệ - Thực Phẩm, Trường Đại học Lạc Hồng đã nghiên cứu Nghiên cứu sản xuất nước giải khát từ đài hoa Bụp giấm 1.4.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới Năm 2002, Wong, P., YHM Salman và YB Cheman nghiên cứu về: Các đặc điểm hóa lý của đài hoa Bụp. .. thu được có xu hướng giảm dần 3.2 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN, CẤU TẠO CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT TRONG CÁC DỊCH CHIẾT KHÁC NHAU CỦA ĐÀI HOA BỤP GIẤM 3.2.1 Xác định thành phần hóa học có trong dịch chiết n-hexan Tiến hành chiết soxhlet 10g bột đài hoa bụp giấm, ở nhiệt độ 78°C, với 150ml dung môi n-hexan trong thời gian tối ưu 6h Làm bay hơi dung môi thu được cao chiết n-hexan Cao chiết được phân tích bằng thiết bị... người Nên đài hoa bụp giấm có thể dùng uống dưới dạng trà 32 3.1.2 Khảo sát điều kiện chiết bột đài hoa bụp giấm bằng các dung môi khác nhau 3.1.2.1 Khảo sát điều kiện chiết bột đài hoa bụp giấm bằng dung môi n-hexan Cho vào bình cầu 150ml dung môi n-hexan, 10g bột đài hoa bụp giấm gói vào giấy lọc Tiến hành chiết soxhlet ở 78°C theo các thời gian 4h, 6h, 8h,10h, 12h Sau khi thu được dịch chiết, đong... tiêu mỡ Hình 1.18 Cấu tạo hóa học của vitamin F 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI VỀ CÂY BỤP GIẤM 1.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước Năm 1993, Sở Khoa Học Công Nghệ và Môi Trường tỉnh Hà Tây đã triển khai đề tài Chiết xuất chất màu tự nhiên từ đài hoa Hibiscus sabdariffa để dùng trong y học, thực phẩm và mỹ phẩm” và đề tài Chiết xuất chất kháng sinh dược học trong 15 Hibiscus sabdariffa... Công ty TNHH Chăm Chăm, Lô 9-KVT II Ngô Quy n - Sơn Trà – Đà Nẵng 2.1.2 Xử lý nguyên liệu Đài hoa bụp giấm khô sau khi mua về được xay nghiền nhỏ và bảo quản trong bình thủy tinh kín Hình 2.1 Đài hoa bụp giấmHình 2.2 Bột đài hoa bụp giấm khô 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Phương pháp thu gom và xử lý mẫu Đài hoa Bụp giấm khô mua tại Sau đó, xay nghiền nhỏ và bảo quản trong bình thủy tinh kín 2.2.2... Đo lường Chất lượng II (quatest II), số 2 Ngô Quy n – Đà Nẵng Kết quả thu được các thành phần, cấu tạo của dịch chiết n-hexan được trình bày trong bảng và hình , phụ lục 35 So sánh sắc ký đồ GC-MS thu được với thư viện phổ chuẩn cho thấy trong dịch chiết n-hexan có nhiều cấu tử Thành phần hóa học của dịch chiết bằng dung môi nhexan với một số cấu tử đã được định danh được trình bày trong bảng và một... gian chiết là 4h, 6h, 8h, 10h, 12h Sau khi thu được dịch chiết, đong lấy thể tích thu được V dịch chiết (ml) Hút 10ml dịch chiết đem cân khối lượng thu được m(g) và khối lượng riêng của dịch chiết được xác định theo: ddịch chiết = m/10 (g/ml) Khối lượng cao chiết đươc tính theo: mcao mcao= Vdịch chiết × (ddịch chiết – ddung môi) Kết quả thu được của thời gian chiết bằng dung môi etylaxetat được trình. .. Farmacol, 2007) Bụp giấm giúp bảo vệ gan: dịch chiết nước và anthocyanin (200mg/kg) của đài hoa bụp giấm làm giảm men gan ALS, AST trên bệnh nhân rối loạn chuyển hóa Dịch chiết ethanol cũng làm giảm đáng kể peoxid lipid trên mô hình hoại tử gan bằng cacbon tetrachlorid (Dahiru và cộng sự, 2003) CHƯƠNG 2 17 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUYÊN LIỆU 2.1.1 Thu gom nguyên liệu Đài hoa Bụp giấm khô... Thúy, viện trưởng viện y học dân tộc cổ truyền đã nghiên cứu các chế phẩm từ Bụp giấm để điều trị cho các bệnh nhân Nhưng với điều kiện khó khăn và thiếu thốn việc tách các hoạt chất trong Bụp giấm để sử dụng trong công nghiệp sản xuất mỹ phẩm hoặc dược phẩm khoc có thể thành công Một số nhà nghiên cứu đã tìm tòi một hướng đi khác, chế biến đài hoa Bụp giấm thành những sản phẩm thực phẩm thông thường, dễ