Nghiên cứu chiết xuất quercetin từ lá chùm ngây

Nồng độ của dịch trích ly Thực chất quá trình trích ly là quá trình khuếch tán, nên đòi hỏi có sự chênh lệch nồng độ giữa pha lỏng dung môi với pha chứa chất cần trích ly.Khi nồng độ các

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

Khoa Cơ khí - Công nghệ

KHÓA LUẬN

TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI:

Nghiên cứu chiết xuất quercetin từ lá chùm ngây

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Loan

Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Văn Huế

Bộ môn : Quản lý chất lượng thực phẩm

NĂM 2015

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Hệ thống phân loại chùm ngây 2

Bảng 2.2 Phân tích hàm lượng dinh dưỡng của Moringa 6

Bảng 3.1 Các thiết bị và dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu 18

Bảng 4.1 Thành phần hóa học của lá chùm ngây/100g 30

Bảng 4.2 Bảng tổng kết một số thông số vật lý và thành phần hóa học của dịch chiết 47

Bảng 4.3 Kết quả thử kháng khuẩn của dịch chiết lá chùm ngây bằng ethanol trên vi khuẩn Ecoli và Salmonella nuôi cấy trên môi trường EMB 48

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Cây chùm ngây 2

Hình 2.2 Sản phẩm dạng viên và trà uống 9

Hình 2.3 Sản phẩm dạng thô 9

Hình 2.4 Cấu trúc flavanoid 10

Hình 2.5 Cấu trúc quercetin 11

Hình 3.1 Vị trí lá chùm ngây nguyên liệu 18

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát dung môi 20

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ R/L 21

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát năng lượng chiết phương pháp Microwave 22

Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian chiết phương pháp Microwave 23

Hình 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ chưng ninh 24

Hình 3.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian chưng ninh 25

Hình 4.1 Lá chùm ngây trước và sau tro hóa 31

Hình 4.2 Biểu đồ biểu diễn sự phụ thuộc của giá trị mật độ quang vào dung môi tách chiết 32

Hình 4.3 Dịch chiết thu được khi khảo sát 3 dung môi tách chiết 33

nước cất (1), ethanol (2), ethyl acetat (3) 33

Hình 4.4 Biểu đồ biểu diễn sự phụ thuộc của giá trị mật độ quang vào tỷ lệ R/L 34

Hình 4.5 Biểu đồ biểu diễn sự phụ thuộc của giá trị mật độ quang vào mức năng lượng 36

Hình 4.6 Biểu đồ biểu diễn sự phụ thuộc của giá trị mật độ quang vào thời gian 37

Hình 4.7 Mẫu hỗn hợp nguyên liệu và ethanol trích ly ở 50 giây 38

Hình 4.8 Biểu đồ biểu diễn sự phụ thuộc của giá trị mật độ quang vào nhiệt độ 39

Hình 4.9 Mẫu hỗn hợp nguyên liệu và ethanol trích ly ở 800C 40 Hình 4.10 Biểu đồ biểu diễn sự phụ thuộc của giá trị mật độ quang vào thời gian 41 Hình 4.11 Quy trình chiết xuất quercetin từ lá chùm ngây 44 Hình 4.12 Lá chùm ngây trước khi sấy và sau khi xay thành bột 45 Hình 4.13 Lọc dịch chiết Hình 4.14 Dịch chiết trước cô quay 46

Hình 4.15 Dịch chiết sau cô quay .46 Hình 4.16 Mẫu đối chứng sản phẩm, vi sinh vật Gram (+) và Gram (-).50 Hình 4.17 Vòng vô khuẩn của chế phẩm đối với 2 chủng Ecoli và Salmonella của dịch chiết sau cô quay 51

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ANOVA : Anova Singgle

HPLC : High Performance Liquid ChromatographyQCVN : Quy chuẩn Việt Nam

R/L : Rắn/lỏng

EMB : Eosin Methylene Blue

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

OD : Mật độ quang

ĐC : Đối chứng

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG 2

DANH MỤC CÁC HÌNH 3

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 5

PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

PHẦN 2 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 2

2.1 Tổng quan về cây chùm ngây 2

2.1.1 Đặc điểm hình thái, sinh thái 2

2.1.1.1 Đặc điểm hình thái thực vật 2

2.1.1.2 Đặc điểm sinh thái 3

2.1.1.3 Kỹ thuật trồng, chăm sóc và thu hái chùm ngây [15], [48] 3

2.1.1.Thành phần dinh dưỡng và thành phần hóa học của cây chùm ngây 5

2.1.3.1 Thành phần dinh dưỡng 5

2.1.3.2 Thành phần hóa học 7

2.1.2.Ứng dụng của chùm ngây 7

2.1.4.1 Trong y học 7

2.1.4.2 Trong mỹ phẩm 8

2.1.4.3 Trong thực phẩm 8

2.1.4.4 Ứng dụng công nghiệp 8

2.1.5 Một số sản phẩm từ chùm ngây 9

2.2 Tổng quan về hợp chất flavanoid – quercetin 10

2.2.1 Flavanoid 10

2.2.2 Đặc điểm tính chất hóa lý của quercetin 10

2.3 Tổng quan về phương pháp tách chiết [21] 12

2.3.1 Nguyên tắc chung 12

2.3.2 Mục đích của quá trình trích ly 12

2.3.3 Phương pháp trích ly [2] 12

2.3.4.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly 12

2.3.4.1 Nồng độ của dịch trích ly 12

2.3.4.2 Đặc điểm của nguyên liệu 13

2.3.4.3 Nhiệt độ 13

2.3.4.4 Thời gian 13

2.3.4.5 Khuấy trộn 13

2.3.5 Một số phương pháp trích ly (tách chiết) điển hình 13

2.4 Tổng quan về phương pháp sấy 15

2.4.1 Bản chất của quá trình sấy 15

2.4.2 Phương pháp sấy chân không 15

2.4.3 Ưu, nhược điểm của phương pháp sấy chân không 15

2.5 Tình hình nghiên cứu 15

2.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 15

2.5.2 Tại Việt Nam 17

PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

3.1 Đối tượng nghiên cứu 18

3.1.1 Lá chùm ngây 18

3.1.2 Các dụng cụ thiết bị và hóa chất 18

3.1.2.1 Dụng cụ và thiết bị 18

3.1.2.2 Hóa chất 19

3.2 Nội dung nghiên cứu 19

3.3 Phương pháp nghiên cứu 20

3.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 20

3.3.2.Phương pháp lấy mẫu 26

3.3.3 Phương pháp phân tích trọng lượng [11] 26

3.3.3.1 Xác định độ ẩm 26

3.3.3.2 Xác định hàm lượng lipit 26

3.3.3.3 Xác định hàm lượng tro 27

3.3.4 Phương pháp tách chiết 27

3.3.5 Phương pháp định tính hàm lượng quercetin từ dịch chiết 28

3.3.6 Phương pháp kiểm tra hàm lượng quercetin từ dịch chiết 28

3.3.7 Xử lý số liệu 29

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 Xác định chỉ tiêu hóa lý 30

4.2 Kết quả nghiên cứu quy trình tách chiết hợp chất quercetin từ lá chùm ngây 31

4.2.1 Khảo sát dung môi ảnh hưởng đến quá trình tách chiết quercetin từ lá chùm ngây 31

4.2.2 Khảo sát tỷ lệ nguyên liệu:dung môi (R/L) ảnh hưởng đến quá trình tách chiết quercetin từ lá chùm ngây 33

4.2.3 Khảo sát mức năng lượng của phương pháp Microwave (lò vi sóng) ảnh hưởng đến quá trình tách chiết quercetin từ lá chùm ngây 35

4.2.4 Khảo sát thời gian của phương pháp Microwave (lò vi sóng) ảnh hưởng đến quá trình tách chiết quercetin từ lá chùm ngây 37

4.2.5 Khảo sát nhiệt độ của phương pháp chưng ninh ảnh hưởng đến quá trình tách

chiết quercetin từ lá chùm ngây 38

4.2.6 Khảo sát thời gian của phương pháp chưng ninh ảnh hưởng đến quá trình tách chiết quercetin từ lá chùm ngây 40

4.2.7 So sánh lựa chọn phương pháp tối ưu cho quá trình tách chiết quercetin từ lá chùm ngây 42

4.3 Tối ưu quy trình tách chiết hợp chất querctin từ lá chùm ngây 43

4.3.1 Tiến trình thực hiện quá trình tách chiết 46

4.3.2 Bao gói sản phẩm 47

4.3.3 Kiểm tra, đánh giá mức độ kháng khuẩn của sản phẩm 47

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52

5.1 Kết luận 52

5.2 Kiến nghị 52

PHẦN 6 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

PHẦN 7 PHỤ LỤC 57

PHỤ LỤC 1 MỘT SỐ CHÚ Ý TRONG PHƯƠNG PHÁP TRỌNG LƯỢNG 58

PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Từ lâu trong dân gian, con người đã biết sử dụng các loại cây thảo dược để chữa bệnh Ngày nay, khi khoa học phát triển hơn các loại cây này dần được nghiên cứu và ứng dụng vào các lĩnh vực khác nhau, bởi những công dụng của chúng Khi sử dụng các loại thảo dược này ít bị tác dụng phụ đây là lí do quan trọng mà ngày nay các loại thảo dược ngày càng chiếm được lòng tin của người tiêu dùng Vì vậy, sự chú ý đến công dụng của chùm ngây ngày càng tăng lên tại nhiều quốc gia trên thế giới và trong thực tế, lá loài cây này đã vượt ra ngoài khuôn khổ là một loại rau mà nó còn được sử dụng rộng rãi và đa dạng trong công nghệ dược phẩm, mỹ phẩm, nước giải khát dinh dưỡng và thực phẩm chức năng

Cây chùm ngây (Moringa oleifera Lam) là một loại cây có giá trị cao, phân

bố ở nhiều quốc gia trong khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới Nó được chú ý bởi một loạt công dụng điều trị bệnh và có giá trị dinh dưỡng cao Bộ phận khác nhau của cây này như lá, rễ, hạt, vỏ cây, trái cây, hoa và quả non hoạt động như chất kích thích tim và tuần hoàn, có tính chống ung thư, chống co thắt, lợi tiểu, hạ cholesterol, chống oxy hóa, trị đái tháo đường, hoạt động kháng khuẩn và kháng nấm, và đang được sử dụng để điều trị các bệnh khác nhau trong lĩnh vực y học.Các lá và chồi non của cây đều được sử dụng như có thể dùng làm rau ăn nhưng phải nấu chín và có thể được dùng để thoa vào hai bên mang tai để làm giảm đau đầu Các lá cũng được biết là có giá trị dinh dưỡng cao và được sử dụng trong y học dân gian để điều trị các bệnh khác nhau liên quan đến đau và viêm Các chiết xuất cồn từ lá của Moringa oleifera được báo cáo là có tác dụng giảm đau và chiết dung dịch nước của Moringa oleifera rễ cũng cho thấy khả năng ngăn ngừa mang thai Cây chùm ngây được báo cáo là có nhiều tác dụng dược lý bao gồm tính chống ung thư, hạ sốt, chống co thắt, lợi tiểu, chống loét,

hạ huyết áp, hoạt động kháng nấm và kháng khuẩn Lá của cây này có chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học cao quan trọng như zeatin, quercetin, beta-sitosterol và kaempferol, và là một nguồn protein, vitamin, beta-carotene, acid amin và phenolics khác nhau [25]

Cho đến nay, việc nghiên cứu ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học trong lá chùm ngây ở Việt Nam chưa được nghiên cứu nhiều Xuất phát từ thực

tiễn và ứng dụng trên chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu chiết xuất quercetin

từ lá chùm ngây”.

PHẦN 2 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT2.1 Tổng quan về cây chùm ngây

2.1.1 Đặc điểm hình thái, sinh thái

2.1.1.1 Đặc điểm hình thái thực vật

Cây chùm ngây là là loài thực vật thân gỗ phổ biến nhất trong chi chùm

ngây (Moringa) thuộc họ chùm ngây (Moringaceae), xuất xứ từ vùng Nam Á.

Tên khoa học của cây chùm ngây: Moringa Oleifera Lam

Các tên gọi khác [46], [47]

Tên tiếng anh: Drumstick tree (cây dùi trống), Miracle tree (cây thần diệu), Wonder tree (cây kì quan), Horseradish tree (cây cải ngựa), Bel-oil tree (cây dầu bel) Ngoài ra, ở các nước khác chùm ngây được gọi bằng các tên: Ấn Độ: cây

Độ Sinh, Malayxia: Muringa, Nepal: Sajiwan, Thái Lan: Marum, Philippine: Malungay, Indonesia: Kelor.

Bảng 2.1 Hệ thống phân loại chùm ngây

Giới Thực vật (Plantae )Ngành Ngọc lan (Magnoliophyta)Lớp Ngọc lan (Magnoliopsida)

Bộ Màn màn (Capparales)

Họ Chùm ngây (Moringaceae)Chi Chùm ngây (Moringa Adans)Loài Chùm ngây cải ngựa (M oleifera Lam)

Chi chùm ngây (Moringa) là chi duy nhất trong họ chùm ngây (Moringaceae)

Chi này có 13 loài, tất cả trong số chúng đều là các cây thân gỗ sinh sống trong khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới Loài phổ biến nhất là chùm ngây Moringa oleifera Lam Loài cây này được trồng nhiều nơi trong khu vực nhiệt đới, và là loài duy nhất của chi Moringa có mặt tại Việt Nam

Hình 2.1 Cây chùm ngây

Theo các nghiên cứu trước đây [3], [5], [15], [31], [37] cây chùm ngây, tên khoa học Moringa oleifera Lam, là một lọai cây gỗ nhỏ, nửa rụng lá, thuộc họ Moringaceae.

Cây chùm ngây có dạng sống là cây phân cành thấp, cao từ 10 – 12m Hệ thống rễ phát triển mạnh, nếu được trồng từ hạt, rễ cái phình to như củ, màu trắng với hệ thống những rễ bên thưa, dài, đâm sâu, lan rộng Nếu trồng bằng cách giâm cành, hệ thống rễ sẽ không được như vậy

Thân có vỏ màu trắng xám, dày, mềm, sần sùi nứt nẻ, gỗ mềm và nhẹ Khi

bị thương tổn, thân rỉ ra nhựa màu trắng, sau chuyển dần thành nâu

Lá kép lông chim 3 lần, lá trưởng thành có thể dài đến 45cm, rộng 20 – 30cm Các lá phụ dài khoảng 1,2 – 2,5cm, rộng 0,6 – 1cm

Cụm hoa to, dạng hơi giống hoa đậu, tràng hoa gồm 5 cánh, màu trắng, vểnh lên, rộng khoảng 2,5cm Bộ nhị gồm 5 nhị thụ xen với 5 nhị lép Bầu noãn

1 buồng do 3 lá noãn, đính phôi trắc mô Hoa có mùi thơm thoang thoảng

Quả dạng nang treo, dài 20-5cm, có quả dài đến 1m nhưng rất hiếm, rộng 2 -2,5cm, khi khô mở thành 3 mảnh dày

Hạt nhiều (khoảng 26 hạt/trái), tròn dẹp, màu nâu hoặc đen, đường kính khoảng 1cm, mỗi hạt có 3 góc cạnh với những cánh mỏng màu hơi trắng, trọng lượng mỗi hạt khác nhau, trung bình khoảng 3.000 - 9.000 hạt/kg [13], [15]

2.1.1.2 Đặc điểm sinh thái

Khí hậu: cây có khả năng phân bố rộng từ vùng cận nhiệt đới khô đến ẩm

cho đến vùng nhiệt đới rất khô đến vùng rừng ẩm Chùm ngây là loài cây nhiệt đới và cận nhiệt đới và có khả năng chịu hạn hán, chịu lượng mưa từ 480 – 4000mm/năm Moringa đã được quan sát, chịu đựng được nhiệt độ dao động từ -1 đến 480C Nó được biết đến và phát triển mạnh trong những nơi có lượng mưa hàng năm nhiều như 1800mm (Ramachandran, et al., 1980) Nó phát triển tốt ở những vùng từ mực nước biển đến độ cao 1.200m (Jahn, et al, 1986) [29]

Đất: chịu được hạn và có thể sinh trưởng tốt trên đất cát khô, độ PH

từ 4,5 – 8 tốt nhất pH 6,5

Ở Việt Nam, chùm ngây có thể sống và phát triển tốt trên nhiều loại đất, từ loại đất đỏ bazan ở Tây Nguyên đến đất sét pha cát hoặc trên đất cát của vùng ven biển (Trung bộ, Nam Trung bộ) [13], [15]

2.1.1.3 Kỹ thuật trồng, chăm sóc và thu hái chùm ngây [15], [48]

Cây chùm ngây rất dễ trồng, có thể trồng từ hạt, hom cành, hom củ và trồng được quanh năm

Xử lý hạt giống: hạt giống được ngâm trong nước nóng ấm 2 sôi + 3 lạnh

(gồm 2 ca nước sôi hòa đều với 3 ca nước lạnh) ngâm 12 giờ vớt ra cho vào túi vải, treo ráo nước sau 4 giờ thì rửa chua một lần Khoảng 24 giờ sau thì hạt nứt nanh, đưa cấy vô túi bầu được chuẩn bị sẵn.

Túi bầu kích thước 9x12cm được đục 4 lỗ xung quanh túi bầu, cách đáy túi bầu khoảng 1,5 – 2cm Thành phần ruột bầu gồm 60% đất pha cát, 30% xơ dừa hoặc tro trấu, rơm mục, 10% phân hữu cơ Che bóng bằng lưới chuyên dùng hoặc lá dừa Giai đoạn đầu từ 50-60% ánh nắng, không chịu được nhiệt độ cao cây sẽ bị héo lá Tưới nước: ngày tưới 2 lần vào buổi sáng 8-9 giờ, buổi chiều 4-

5 giờ, tưới vừa ướt túi bầu Không tưới quá nhiều, cây sẽ bị thối rễ và chết

Chăm sóc trong vườn: thường xuyên làm cỏ phá váng cho cây và phân loại

để có biện pháp chăm sóc cây tốt và phát triển đều Cây được khoảng 1- 2 tháng tuổi thì tháo dàn che, từ từ đưa cây ra nắng để thích nghi và mau hoá gỗ cứng cây trước khi đưa đi trồng Thời gian nuôi cây trong vườn ươm từ 4-6 tháng mới đưa đi trồng

Chăm sóc bảo vệ: giai đoạn đầu, cấm không cho gia súc, gia cầm vô khu

vực trồng cây vì cây đang non, mềm dễ bị gãy và dậm đạp hư cây Mùa khô, dọn sạch thực bì hạn chế bị cháy lan Hằng năm có kế hoạch làm cỏ, xới vun gốc và bón phân cho cây

Thu hoạch: chùm ngây 3 tháng tuổi đã bắt đầu cho thu hoạch, cây cao

60cm bắt đầu cắt ngọn và mỗi tháng sau đó tỉa cành thúc đẩy cây đâm chồi, sau

6 tháng tuổi, cây cao khoảng 2m, là thời gian bắt đầu thu hoạch chính

2.1.2 Nguồn gốc và phân bố

Nguồn gốc: cây có nguồn gốc ở Tây Bắc Ấn Độ, sau được đưa vào trồng

rộng rãi ở Ấn Độ, Hy Lạp, Philippin, Thái Lan, Malaysia, Pakistan, Singapore, Cuba, Nigeria

Phân bố

Trên thế giới: hiện nay tồn tại quần thể chùm ngây mọc hoang ở cận Hymalaya, từ vùng Chenab đến phía đông của Sarda (Ấn Độ ) Ngoài ra, người

ta còn tìm thấy chùm ngây phân bố ở Châu Phi, Madagascar [12], [15]

Ở nước ta: chùm ngây là loài duy nhất của chi chùm ngây được phát hiện mọc hoang từ lâu đời tại nhiều nơi như cây này mọc hoang hoặc được trồng ở các tỉnh phía nam từ Đà Nẵng, Nha Trang, Phan Thiết vào đến Kiên Giang và cả đảo Phú Quốc

Tuy vậy trước đây, cây ít được chú ý có nơi trồng chỉ để làm hàng rào, và chỉ trong vài chục năm trở lại đây khi hạt cây từ nước ngoài được mang về Việt Nam, được trồng có chủ định và qua nghiên cứu người ta thấy cây có nhiều tác dụng đặc biệt nên tưởng là cây mới du nhập [1], [4], [8], [15]

2.1.1 Thành phần dinh dưỡng và thành phần hóa học của cây chùm ngây

2.1.3.1 Thành phần dinh dưỡng

Các bộ phận của cây chùm ngây đều chứa nhiều khoáng chất quan trọng, giàu chất đạm, vitamin, beta-caroten, acid amin và nhiều hợp chất phenol… Một số nghiên cứu cho biết chùm ngây chứa hơn 90 chất dinh dưỡng tổng hợp bao gồm 7 loại vitamin, 6 loại khoáng chất, 18 loại acid amin, 46 chất chống oxi hóa [51]

Lá chùm ngây rất giàu protein, khoáng chất, beta-carotene, thiamin, riboflavin

và vitamin khác đặc biệt là vitamin A và C (Dahot, 1988) Ngoài ra, lá chùm ngây còn chứa nhiều dưỡng chất hơn cả, tính theo trọng lượng, trong đó vitamin C hơn cam 7 lần, vitamin A hơn cà rốt 4 lần, canxi gấp 4 lần sữa, sắt gấp 3 lần cải bó xôi, đạm nhiều gấp 2 lần sữa chua và potassium gấp 3 lần trái chuối Rau chùm ngây là nguồn thức ăn tốt cho trẻ sơ sinh và bà mẹ vừa mới sinh con [29]

Hàm lượng dinh dưỡng của quả, lá tươi và bột khô của lá cây chùm ngây

có thể được tóm tắt [13]:

Bảng 2.2 Phân tích hàm lượng dinh dưỡng của Moringa

STT Thành phần dinh dưỡng/100gram Trái

tươi Lá tươi Bột lá khô

20 Vitamin B3 - nicotinic acid ( mg ) 0,2 0,8 8,2

21 Vitamin C - ascorbic acid ( mg ) 120 220 17,3

2.1.3.2 Thành phần hóa học

Thành phần hóa học thay đổi tùy theo từng bộ phận:

Rễ cây chùm ngây: chứa các hợp chất glucosinolat như: 4-(α-L-rhamnosyloxy)

benzylglucosinolat (khoảng 1%), sau khi chịu tác động của enzyme myrosinase sẽ cho 4- (α-L-rhamnosyloxy) benzylisothiocyanat, glucotropaeolin (khoảng 0,05%) và benzylisothiocyanat

Nhựa cây chùm ngây (Gôm): gôm chiết từ vỏ cây có chứa arabinose, galactose,

acid glucuronic và vếtrhamnose Từ gôm, chất leucoanthocyanin đã được chiết và xác định là leucodelphinidin, galactopyranosyl, glucopyranosid

Lá cây chùm ngây: chứa các hợp chất thuộc nhóm flavonoid và phenolic

như kaempferol 3-O- α-rhamnosid, kaempferol, syringic acid, gallic acid, rutin, quercetin 3-O-β- glucosid Các flavonol glycosid được xác định đều thuộc nhóm kaempferid nối kết với các rhamnosid hay glucosid

Hoa chùm ngây: hoa chứa polysaccharid được dùng làm chất phụ gia trong

kỹ nghệ dược phẩm

Hạt cây chùm ngây: hạt chứa glucosinolat như trong rễ, có thể lên đến 9%

sau khi hạt đã được khử chất béo Các acid loại phenol carboxylic như 1- β - D - glucosyl 2, 6 dimethyl benzoat Ngoài ra, hạt còn chứa chất béo (33 – 38%) được dùng trong dầu ăn và kỹ nghệ hương liệu, thành phần chính gồm các acid béo như acid oleic (60 – 70 %), acid palmitic (3 – 12 %), acid stearic ( 3 – 12 %)

và các acid béo khác như acid behenic, acid eicosanoic và acid lignoceric

Chùm ngây là mặt hàng thực phẩm quan trọng, được chú ý đến như là một nguồn dinh dưỡng tự nhiên của vùng nhiệt đới Lá chùm ngây giàu β-caroten, protein, vitamin C, calcium, kali và dồi dào chất chống oxi hóa tự nhiên như acid ascorbic, flavonoids, phenolic và carotenoid [13]

lá lách

Nhựa cây có công dụng giảm đau, chống sưng tấy

Lá chùm ngây: lá dùng uống để điều trị chứng hạ huyết áp và vò xát vào vùng thái dương để trị chứng nhức đầu Dịch chiết từ lá có thêm nước cà-rốt là một thức uống lợi tiểu Lá cũng được dùng chữa sốt, viêm phế quản, viêm

nhiễm mắt và tai, viêm màng cơ, diệt giun sán và làm thuốc tẩy xổ Sản phụ ăn

lá sẽ làm tăng tiết sữa Việc sử dụng Moringa làm thuốc là đủ tài liệu Nước được chiết xuất từ lá cây có tính kháng khuẩn mạnh và tính kháng sốt rét (Chopra, et al., 1956) và được đưa cho bệnh tiểu đường và cao huyết áp Nó cũng có thể là một sự thay thế tiềm năng cho các loại thuốc kháng sinh trong sản xuất gà thịt (Yang, et al., 2006) Vỏ rễ chứa các alkaloid moringine và spirochine động lên hệ thần kinh Dầu được sử dụng trong điều trị bệnh gút và các bệnh thấp khớp (Singh, et al 1983) [29]

Các chiết xuất từ lá của cây đã được tìm thấy để bảo vệ niêm mạc dạ dày [25]

Quả, hạt chùm ngây: quả dùng trị bệnh đau gan và tỳ, đau khớp, uốn ván

và chứng liệt Ấn Độ dùng quả chùm ngây giã kỹ với gừng và lá Justicia gendarussa làm thuốc đắp trị gẫy xương [13]

Hạt điều trị bệnh viêm dạ dày Dầu hạt được dùng ngoài để điều trị nấm da

Lá được dùng làm rau Nó có thể ăn sống như các loài rau sống khác Cũng

có thể nghiền lá ra để làm nước sinh tố, dùng làm nước giải khát, trà [49]

2.1.4.4 Ứng dụng công nghiệp

Gỗ cây chùm ngây rất nhẹ, có thể dùng làm củi nhưng năng lượng không cao Vỏ cây thường làm thảm chùi chân hay bện làm dây thừng ở Châu Phi, ngoài ra tại Jamaica và Senegal, người ta còn sử dụng vỏ cây làm thuốc nhuộm vải [50]

Lắng nước: dùng 2 trái chùm ngây tươi đã có hột già Lấy hột giã nát quậy đều 5 phút với 3 lít nước đục vùng lũ lụt, nước đục ở ruộng, ao, hồ Để lắng 2 giờ thì có nước trong dùng được Hạt nhùm ngây có chứa một số hợp chất “đa điện giải” (polyelectrolytes) tự nhiên có thể dùng làm chất kết tủa để làm trong nước [56].

Ngoài ra, vỏ cây chùm ngây có khả năng lắng nước Vỏ của nó đã được sử dụng như một chất hấp thụ ít tốn kém và hiệu quả để loại bỏ các chất hữu cơ như benzene, toluene, ethylbenzene [36]

2.1.5 Một số sản phẩm từ chùm ngây

Ngoài các sản phẩm thô của chùm ngây được thương mại hóa bán trên thị trường như lá tươi, quả non, hoa, rễ tươi, rễ khô, cành nhánh phơi khô, vỏ cây khô v.v Cũng đã có nhiều công ty sản xuất thực phẩm dinh dưỡng và thực phẩm chức năng từ chùm ngây như nước giải khát dinh dưỡng, trà lá chùm ngây, trà hoa chùm ngây, sản phẩm làm đẹp, viên chùm ngây, bột chùm ngây, dầu v.v.Dưới đây là một số hình ảnh về sản phẩm được chế biến từ cây chùm ngây:

Hình 2.2 Sản phẩm dạng viên và trà uống

Hình 2.3 Sản phẩm dạng thô

Tuy nhiên, tương tự rau ngót, lô hội, hạn chế sử dụng rau và các chế phẩm

từ chùm ngây cho phụ nữ có thai Trong chùm ngây có alpha-sitosterol cấu trúc giống estrogen nên có thể có tác dụng ngừa thai [51]

2.2 Tổng quan về hợp chất flavanoid – quercetin

2.2.1 Flavanoid

Flavanoid là những hợp chất màu thực vật có cấu trúc cơ bản kiểu C6 – C3 – C6 trong đó mỗi C6 là một vòng benzen gắn với C3 Tại các vòng có đỉnh một hay nhiều nhóm hydroxyl tự do hoặc đã thay thế một phần, vì vậy bản chất của chúng là các poli phenol có tính axit

Flavonoid gồm 2 vòng thơm và 1 vòng pyran:

Hình 2.4 Cấu trúc flavanoid

Vòng thơm bên trái gọi là vòng A

Vòng thơm bên phải gọi là vòng B

Vòng trung gian chứa nguyên tử oxy gọi là vòng pyran

Phụ thuộc vào số lượng nhóm thế, nhóm chức liên kết với các vòng C6, C3

mà các flavonoid được chia thành các lớp hạng khác nhau

Một số hợp chất đó là: Flavonon, Flavon, Flavanon, isoflavon, Chancon, Dihidrocacbon

Flavanoid đóng vai trò quan trọng trong thực vật như: ức chế và kích thích sinh trưởng, tạo màu sắc, tác dụng chống oxi-hóa, bảo vệ Ascobic- là một thành phần quan trọng của tế bào thực vật

Trong y học, flavanoid và các dẫn xuất có vai trò rất lớn Nó có khả năng ngăn cản các gốc tự do như: HO, ROO có nguy cơ gây ra những biến dị hủy hoại tế bào, gây ung thư, tăng nhanh bệnh lão hóa và khả năng kháng khuẩn [4], [14], [19]

Phân lập và nghiên cứu sự tạo phức của rutin với Cu(II) và Fe(II), thăm dò hoạt tính kháng khuẩn của chúng Ngoài tác dụng trên flavanoid còn có những tác dụng khác như chống dị ứng, chống co giật, giảm đau, dãn mạch dãn phế quản, lợi mật, diệt nấm [6], [19]

2.2.2 Đặc điểm tính chất hóa lý của quercetin

Kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả Vusumzi Pakade, Ewa Cukrowska, Luke Chimuka đã chỉ ra nồng độ của quercetin (1362,6 mg /kg) trong lá chùm ngây cao hơn nhiều so với một số loại rau khác như rau bina: quercetin (17,9 mg/kg) [43]

Quercetin không bền dưới tác dụng của ánh sáng Do đó, cần được bảo quản trong lọ sẫm màu, đặt nơi thoáng mát, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng [4], [14].

 Hoạt tính chống oxy hóa

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng quercetin có khả năng chống oxy hóa (Laughton et al., 1989), chống viêm (Orsolic et al, 2004), chống vi khuẩn (Cushnie và Lamb,2005), anti-coagulative (Bucki et al., 2003), và chống tăng huyết áp (Duarte et al., 2001) Quercetin cũng đã được sử dụng trong điều chế biểu hiện gen (Moon et al., 2006) và trong sự ức chế của sự tăng trưởng của các dòng tế bào ung thư ở người (Larocca et al., 1990) [35]

Quercetin được biết đến như là chất chống oxy hóa tự nhiên mạnh và nhặt rác của oxy và nitơ của các dạng phản ứng (ROS và RNS) dưới in vitro và in vivo điều kiện (Nabavi, et al 2012a) Nó cho thấy hoạt động nhặt rác mạnh chống lại superoxide và các gốc hydroxyl, nitric oxide và cũng peroxynitrite (Choi, Chung, Kang, Jung, Kim, No, et al, 2002; López-López, Moreno, Cogolludo, Galisteo, Ibarra, Duarte, et al, 2004; Wilms, Kleinjans, Moonen & Briedé, 2008)

Quercetin trực tiếp tác động các gốc tự do và peroxit lipid, gián tiếp tăng cường các chất chống oxy hóa thế hệ phi enzyme (như giảm glutathione) và làm

tăng hoạt động của các enzyme chống oxy hóa trong cơ thể dưới điều kiện (Nabavi, et al., 2012a) [41].

2.3 Tổng quan về phương pháp tách chiết [21]

2.3.1 Nguyên tắc chung

Tách chiết còn gọi là trích ly Đây là quá trình tách một hay một số chất tan trong chất lỏng hay chất rắn bằng một chất lỏng khác còn gọi là dung môi Nếu quá trình tách chất hòa tan trong chất lỏng bằng một chất lỏng khác gọi là trích

ly lỏng-lỏng Nếu quá trình tách chất hòa tan trong chất rắn bằng một chất lỏng thì gọi là trích ly rắn-lỏng (R/L)

2.3.2 Mục đích của quá trình trích ly

Tách được các cấu tử quý Thu được các dung môi có nồng độ đậm đặc (đối với trích ly lỏng-lỏng) Cũng như chưng luyện, trích ly là một trong những phương pháp chủ yếu để phân tách một hỗn hợp đồng nhất thành các cấu tử thành phần

Trích ly kết hợp với quá trình khác như ép nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi sản phẩm

2.3.3 Phương pháp trích ly [2]

Cơ sở để chọn một dung môi trích ly hợp chất ra khỏi nguyên liệu tự nhiên

là dựa vào tính chất phân cực của hợp chất Có nhiều phương pháp trích ly khác nhau như chưng cất, chiết, kết tinh, phương pháp sắc ký Chưng cất gồm có các quá trình chưng cất gián đoạn, chưng cất hồi lưu, chưng cất bằng hơi trực tiếp và chưng luyện Trích ly theo chưng cất đây là phương pháp trích ly đơn giản và dễ thực hiện, giúp thoát các chất tan hoàn toàn

2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly

2.3.4.1 Nồng độ của dịch trích ly

Thực chất quá trình trích ly là quá trình khuếch tán, nên đòi hỏi có sự chênh lệch nồng độ giữa pha lỏng (dung môi) với pha chứa chất cần trích ly.Khi nồng độ các chất hòa tan trong dung môi thấp thì lượng chất trích ly từ nguyên liệu tăng, thời gian trích ly giảm Vì vậy, để đảm bảo quá trình trích ly tốt người ta thường thực hiện tăng tỷ lệ dung môi so với nguyên liệu

2.3.4.2 Đặc điểm của nguyên liệu

Vật liệu rắn có kích thước càng nhỏ thì khả năng trích ly càng lớn do diện tích tiếp xúc giữa chúng và dung môi tăng lên, chất tan dễ khuếch tán vào dung môi tạo điều kiện cho quá trình trích ly dễ dàng hơn Phương pháp nghiền nhỏ hay băm nhỏ nguyên liệu là phương pháp thường áp dụng trong quá trình trích ly Ngoài ra, cấu trúc bên trong hay thành phần hóa học, tính chất của vật liệu cũng ảnh hưởng đến quá trình trích ly, nếu độ ẩm cao thì nước có thể tác dụng với thành phần protein và các chất háo nước khác có thể ngăn cản sự di chuyển của dung môi thấm sâu vào nguyên liệu làm chậm quá trình khuếch tán Hay đối với vật liệu non, mềm thì dung môi thấm vào dễ dàng nên khi xay chỉ cần xay thô không cần xay mịn để tránh trích ly nhiều tạp chất vào dịch chiết

2.3.4.5 Khuấy trộn

Khi dung môi tiếp xúc với nguyên liệu dung môi sẽ thấm vào nguyên liệu, hòa tan chất tan, chất tan sẽ khuếch tán từ nguyên liệu vào dung môi qua màng

tế bào Sau một thời gian khuếch tán nồng độ chất tan trong tế bào giảm, nồng

độ chất tan trong dung môi tăng lên, chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài

tế bào giảm dần làm cho quá trình khuếch tán cũng giảm nên quá trình trích ly chậm dần Lúc này cần phải khuấy trộn để di chuyển lớp dịch chiết ở phía sát màng tế bào ra xa và dung môi ở phía xa vào sát màng tế bào để tạo ra sự chênh lệch nồng độ cho quá trình khuếch tán

2.3.5 Một số phương pháp trích ly (tách chiết) điển hình

 Phương pháp chiết xuất gián đoạn

Phương pháp ngâm: là phương pháp đơn giản nhất và đã có từ thời cổ xưa Nguyên liệu đã xử lý sơ bộ người ta cho vào bình chiết xuất sau đó đổ dung môi

ngập nguyên liệu, ngâm một thời gian nhất định (tùy loại nguyên liệu), lấy dịch chiết rồi rửa lại bã bằng dung môi thích hợp Để tăng cường hiệu quả chiết rút

có thể tiến hành khuấy trộn hoặc tuần hoàn cưỡng bức dung môi

Có nhiều cách ngâm: ngâm tĩnh, ngâm động, ngâm nóng, ngâm lạnh, ngâm một hoặc nhiều lần

Phương pháp ngấm kiệt: ngâm nguyên liệu vào dung môi trong bình ngấm kiệt sau một thời gian xác định ta rút nhỏ giọt dịch chiết ở phía dưới, đồng thời

bổ sung thêm dung môi ở phía trên bằng cách cho dung môi chảy rất chậm và liên tục qua lớp nguyên liệu nằm yên Lớp dung môi trong bình chiết thường phải ngập lớp nguyên liệu khoảng 3-4cm

Có 2 phương pháp ngấm kiệt là ngấm kiệt đơn giản và ngấm kiệt phân đoạn:

Ngấm kiệt đơn giản: là phương pháp ngấm kiệt luôn sử dụng dung môi mới

để chiết đến kiệt hợp chất trong nguyên liệu

Ngấm kiệt phân đoạn (tái ngấm kiệt): là phương pháp ngấm kiệt có sử dụng dịch chiết loãng để chiết mẻ mới hoặc chiết các mẻ chiết có mức độ chiết khác nhau

 Phương pháp chiết bằng lò vi sóng (Microwave) [54]

Vi sóng (Micro-onde, Microwave) là sóng cực ngắn hay còn gọi là siêu tần, sóng UHF (Ultra High Frequence wave) Trong phổ điện từ (electronmagnetic spectrum), vi sóng nằm ở khoảng giữa phổ, từ tần số 0,3GHz đến 300GHz, tương ứng với độ dài của sóng trong khoảng 100cm đến 1cm, do đó vi sóng còn gọi là sóng cm

 Phương pháp chiết xuất bán liên tục

Phương pháp này sử dụng một hệ thống thiết bị gồm nhiều bình chiết khác nhau, có thể được mắc thành một dãy từ 4-16 bình nối tiếp nhau

Lúc đầu, dược liệu và dung môi được nạp vào trong tất cả các thiết bị, dược liệu được ngâm vào dung môi trong một khoảng thời gian xác định Lúc này dược liệu và dung môi điều không chuyển động Sau đó, dịch chiết được chuyển tuần tự từ thiết bị này sang thiết bị khác Hệ thống chiết này cho phép đóng ngắt một cách có chu kỳ một trong những thiết bị ra khỏi hệ thống tuần hoàn, cho phép tháo bã nguyên liệu ở bình đã được chiết kiệt rồi nạp nguyên liệu mới Sau

đó, thiết bị này lại được đưa vào hệ thống tuần hoàn và dịch chiết đậm đặc nhất được dẫn qua nó Tiếp theo lại đóng ngắt một thiết bị kế tiếp mà trước đó dung môi mới vừa được dẫn qua

Như vậy, quá trình xảy ra theo nguyên tắc: dung môi mới tiếp xúc với nguyên liệu cũ và nguyên liệu mới tiếp xúc với dung môi cũ Trong phương

pháp này quá trình xảy ra gần với quá trình ngược chiều, do đó phương pháp này còn được gọi là phương pháp chiết ngược chiều tương đối

Nguyên liệu trước khi lấy ra khỏi thiết bị được tiếp xúc với nguyên liệu mới nên dịch chiết thu được đậm đặc hơn, bã nguyên liệu trước khi ra khỏi thiết

bị được tiếp xúc với dung môi mới nên bã được tách kiệt hơn

 Phương pháp chiết xuất liên tục

Phương pháp được thực hiện trong những thiết bị làm việc liên tục Ở đây nguyên liệu và dung môi liên tục được đưa vào và chuyển động ngược chiều nhau trong thiết bị Dịch chiết di chuyển trong thiết bị nhờ những cơ cấu chuyên dùng khác nhau Dịch chiết trước khi lấy ra khỏi thiết bị được tiếp xúc với nguyên liệu mới nên dịch chiết thu được đậm đặc hơn, bã nguyên liệu trước khi

ra khỏi thiết bị được tiếp xúc với dung môi mới nên bã được tách kiệt hơn

2.4 Tổng quan về phương pháp sấy

2.4.1 Bản chất của quá trình sấy

Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu nhằm tránh hư hỏng trong bảo quản, tăng độ bền cho sản phẩm, giảm trọng lượng, giảm chi phí vận chuyển và tăng giá trị cảm quan làm cho sản phẩm [9], [20]

2.4.2 Phương pháp sấy chân không

Phương pháp sấy chân không được áp dụng để sấy các loại vật liệu có chứa nhiều hàm lượng tinh dầu, hương hoa, dược phẩm; các nông sản thực phẩm có yêu cầu nhiệt độ sấy thấp nhằm giữ nguyên chất lượng và màu sắc, không gây phá hủy, biến tính các chất

Nguyên lý cơ bản của sấy chân không là sự phụ thuộc vào áp suất điểm sôi của nước Nếu làm giảm áp suất trong một thiết bị chân không xuống đến áp suất mà ở đấy nước ở trong vật bắt đầu sôi và bốc hơi sẽ tạo nên một dòng chênh lệch áp suất đáng kể dọc theo bề mặt vật làm hình thành nên một dòng ẩm chuyển động trong vật liệu theo hướng từ trong ra ngoài bề mặt vật [53]

2.4.3 Ưu, nhược điểm của phương pháp sấy chân không

Ưu điểm: chất lượng sản phẩm sấy cao, rút ngắn thời gian sấy, có khả năng

sấy ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ môi trường và sản phẩm ít bị tác động bởi điều kiện bên ngoài

Nhược điểm: giá hành thiết bị cao, vận hành phức tạp, khó đảm bảo độ kín

cho một hệ thống sấy chân không lớn [53]

2.5 Tình hình nghiên cứu

2.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Hoạt tính kháng nấm gây bệnh

Nghiên cứu tại Institute of Bioagricultural Sciences, Academia Sinica, Đài Bắc (Đài Loan) ghi nhận dịch chiết từ lá và hạt chùm ngây bằng ethanol có các hoạt tính

diệt được nấm gây bệnh loại Trichophyton rubrum, Trichophytonmentagrophyte,

Epidermophyton floccosum và Microsporum canis [35].

Rễ chùm ngây có hoạt tính kháng khuẩn và chứa nhiều các hợp chất kháng khuẩn Yếu tố kháng vi sinh vật là pterygospermin, có hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm mạnh Phức hợp tương tự, liên quan đến hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm cũng được tìm thấy ở hoa Dịch chiết rễ cũng có hoạt tính chống vi sinh vật do sự có mặt của hợp chất 4- α-L-rhamnosyloxybenzyl isothiocyanat Aglycon của deoxy-niazimicin [N-benzyl, S-ethyl thioformat] phân lập từ phân đoạn cloroform của dịch chiết ethanol vỏ rễ cũng liên quan đến hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm

Tác dụng của quả chùm ngây trên cholesterol và lipid trong máu.

Nghiên cứu tại Đại học Baroda, Kalabhavan, Gujarat (Ấn Độ) về hoạt tính trên các thông số lipid của quả chùm ngây, thử trên thỏ, ghi nhận: Thỏ cho ăn chùm ngây (200mg/kg mỗi ngày) hay uống lovastatin (6mg/kg/ngày) trộn trong một hỗn hợp thực phẩm có tính tạo cholesterol cao, thử nghiệm kéo dài 120 ngày Kết quả cho thấy chùm ngây có tác dụng làm hạ cholesterol, phospholipid, triglycerid, VLDL (very low density lipoprotein), LDL (low density lipoprotein)

hạ tỷ số cholesterol/phospholipid trong máu so với Thỏ trong nhóm đối chứng.Dịch chiết thô lá chùm ngây có hoạt tính làm giảm đáng kể cholesterol trong huyết thanh của chuột thí nghiệm có chế độ ăn giàu chất béo Được cho là

do sự có mặt của thành phần hóa học β-sitosterol Quả chùm ngây làm giảm bớt cholesterol, phospholipid, triglycerid, LDL, VLDL, làm giảm các chỉ số lipid gây xơ vữa động mạch, giảm lipid trong gan, tim, động mạch chủ của thỏ bị tăng cholesterol huyết và làm gia tăng sự bài tiết cholesterol qua phân

Các hoạt tính chống co thắt và bảo vệ gan

Những nghiên cứu về tính dược lý của lá chùm ngây đã được tiến hành rộng rãi Hoạt tính chống co thắt của dịch chiết cồn lá chùm ngây là do sự có mặt của hợp chất 4-[α-[L-rhamnosyloxy] benzyl]-o-metyl thiocarbamat Dịch chiết methanol lá chùm ngây thể hiện hoạt tính chống viêm loét và bảo vệ gan trên chuột Dịch chiết nước của lá cũng có hoạt tính chống viêm loét cho thấy rằng những phức hợp chống viêm loét là phổ biến trong loài cây này Dịch chiết nước

và dịch chiết cồn hoa chùm ngây cũng có hoạt tính bảo vệ gan đáng kể, có thể là

do sự có mặt của quercetin, một loại flavonoid phổ biến với hoạt tính bảo vệ gan

Khả năng ngừa thai của rễ chùm ngây

Nghiên cứu tại Đại học Jiwaji, Gwalior (Ấn Độ) về các hoạt tính kháng

estrogen, ngừa thai của nước chiết từ rễ chùm ngây ghi nhận chuột đã bị cắt buồng trứng, cho uống nước chiết, có sự gia tăng trọng lượng của tử cung Tác dụng ngừa thai của rễ chùm ngây được cho là do nhiều yếu tố phối hợp [13].

2.5.2 Tại Việt Nam

Trong những năm gần đây, tại Việt Nam bắt đầu có những nghiên cứu tập trung vào đối tượng chùm ngây Trong số đó, một số công trình nghiên cứu nổi bật đã được công bố:

Trung tâm Sâm và Dược liệu Tp Hồ Chí Minh (2010) đã khảo sát được trong lá chùm ngây có những nhóm hợp chất là: chất béo, tinh dầu, carotenoid, triterpenoid, coumarin, flavonoid, tannin, acid hữu cơ Ngoài ra, công trình này cũng đã định lượng được flavonoid toàn phần có trong lá cây chùm ngây mọc tại

Tp Hồ Chí Minh và Đồng Nai, giữa lá non và lá già Từ đó, rút ra được mối tương quan giữa hàm lượng flavonoid trong lá với nơi cây mọc, cụ thể là hàm lượng flavonoid sẽ gia tăng khi cường độ chiếu sáng vào cây (cường độ tia UV) tăng và hàm lượng flavonoid trong cây non sẽ cao hơn trong cây già

Một nghiên cứu khác của trung tâm phát triển Khoa Học và Công Nghệ Trẻ

Tp HCM, 2010, cũng đánh giá được thành phần hóa học của chùm ngây sẽ khác nhau tùy theo từng bộ phận trên cây và tùy theo nơi mọc của cây [13]

PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU3.1 Đối tượng nghiên cứu

Các dụng cụ và thiết bị được sử dụng trong quá trình thực hiện đề tài:

Bảng 3.1 Các thiết bị và dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu

3.1.2.2 Hóa chất

Hóa chất dùng trong thí nghiệm được mua tại công ty Cổ phần Thiết bị y tế

và Dược phẩm Thừa Thiên Huế, địa chỉ 157 Trần Phú, phường Phước Vĩnh, thành phố Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế

 Ethyl acetat

Công thức hóa học: CH₃COOC₂H₅

Khối lượng phân tử: 76,15g/mol

Tỷ trọng: 0,789g/cm3

Nhiệt độ sôi: 600C

Là một dung môi phân cực nhẹ, dễ bay hơi, tương đối không độc hại và

không hút ẩm Ethyl acetace có thể hòa tan tới 3% nước và nó có độ hòa tan trong nước là 8% ở nhiệt độ phòng Khi nhiệt độ tăng cao thì độ hòa tan trong nước của nó được tăng lên Nó không ổn định trong dung dịch có chứa axit hay bazơ mạnh, xuất xứ từ trung quốc.

có khói và ngọn lửa màu xanh da trời Ethanol được xem là một trong những dung môi chiết tách tốt, thường được sử dụng rộng rãi và rẻ tiền, xuất xứ từ trung quốc

 Nước cất

Là nước tinh khiết, nguyên chất, được điều chế bằng cách chưng cất Nhiệt

độ sôi 1000 C, khối lượng phân tử 18g/mol Nước cất được mua từ khoa chăn

nuôi thú y, trường Đại học Nông Lâm Huế Là dung môi phân cực mạnh, tồn tại

ở 3 thể rắn, lỏng và khí

3.2 Nội dung nghiên cứu

Mục tiêu đề tài: tìm ra được điều kiện tốt nhất để trích ly quercetin từ lá

chùm ngây bằng dung môi hữu cơ

Nội dung đề tài:

+ Khảo sát các yếu tố vật lý trước khi tiến hành tách chiết.

+ Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết hợp chất quercetin

+ Kiểm tra sản phẩm dựa trên phương pháp vi sinh

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm 1: khảo sát dung môi

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát dung môi

 Cách tiến hành

Cố định các yếu tố khác, thay đổi yếu tố dung môi (nước cất, ethyl acetat, ethanol) để xác định ảnh hưởng của yếu tố dung môi đối với yếu tố mục tiêu

Bột chùm ngây: 5gchưng ninh

Tỷ lệ R/L: 1/10Nhiệt độ: 500CThời gian: 3 giờ

Chọn dung môi

Tỷ lệ R/L: 1/10Nhiệt độ: 500CThời gian: 3 giờ

Chuẩn bị 3 mẫu, mỗi mẫu lấy 5g bột lá khô cho vào bình tam giác 250ml, rồi tiến hành pha lần lượt dung môi ethyl acetat, ethanol, nước cất vào các mẫu theo tỷ lệ nguyên liệu:dung môi (R/L) là 1/10 Đem đi chưng ninh ở 500C với thời gian 3 giờ Tiến hành lọc rồi pha loãng đo mật độ quang để chọn dung môi chiết tối ưu Chúng tôi tiến hành khảo sát với 3 lần lặp.

Thí nghiệm 2: khảo sát tỷ lệ nguyên liệu:dung môi (R/L)

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ R/L

 Cách tiến hành

Chuẩn bị 4 mẫu, mỗi mẫu lấy 5g bột lá khô cho vào bình tam giác 250ml, rồi tiến hành pha dung môi là kết quả thu được ở thí nghiệm 1vào các mẫu theo

tỷ lệ nguyên liệu:dung môi (R/L) là 1/4, 1/5, 1/10, 1/15 Đem đi chưng ninh ở

500C với thời gian 3 giờ Tiến hành lọc rồi pha loãng đo mật độ quang để chọn

tỷ lệ R/L chiết tối ưu Chúng tôi tiến hành khảo sát với 3 lần lặp

Chiết

Bột chùm ngây: 5gChưng ninh

Dung môi: ethanolNhiệt độ: 500CThời gian: 3 giờ

Lọc

Đo OD

Chọn tỷ lệ R/L

Thí nghiệm 3: khảo sát phương pháp chiết (Micowave)

Thí nghiệm 3.1: khảo sát năng lượng ảnh hưởng đến quá trình tách chiết

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát năng lượng chiết phương pháp Microwave

 Cách tiến hành

Chuẩn bị 4 mẫu, mỗi mẫu lấy 5g bột lá khô cho vào bình tam giác 250ml, rồi tiến hành pha dung môi là kết quả thu được ở thí nghiệm 1vào các mẫu theo

tỷ lệ nguyên liệu:dung môi (R/L) là kết quả thí nghiệm 2 Đem đi chiết bằng lò

vi sóng với thời gian 20 giây Tiến hành lọc rồi pha loãng đo mật độ quang để chọn mức năng lượng chiết tối ưu Chúng tôi tiến hành khảo sát với 3 lần lặp

Chiết

Lọc

Đo OD

Chọn năng lượng

Bột chùm ngây: 5gMicrowaveDung môi: ethanol

Tỷ lệ R/L: 1/5Thời gian: 20 giây

Lọc

Đo OD

Chọn năng lượng

Thí nghiệm 3.2: khảo sát thời gian ảnh hưởng đến quá trình tách chiết

Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian chiết phương pháp Microwave

 Cách tiến hành

Chuẩn bị 5 mẫu, mỗi mẫu lấy 5g bột lá khô cho vào bình tam giác 250ml, rồi tiến hành pha dung môi là kết quả thu được ở thí nghiệm 1vào các mẫu theo

tỷ lệ nguyên liệu:dung môi (R/L) là kết quả thí nghiệm 2 Đem đi chiết bằng lò

vi sóng ở mức năng lượng là kết quả thí nghiệm 3.1 với thời gian 20 giây Tiến hành lọc, pha loãng rồi đo mật độ quang để chọn thời gian chiết tối ưu Chúng tôi tiến hành khảo sát với 3 lần lặp

30 giâyChiết

Lọc

Đo OD

Chọn thời gian

Bột chùm ngây: 5gMicrowave Dung môi: ethanol

Tỷ lệ R/L: 1/5Năng lượng: 180W

Thí nghiệm 4: khảo sát nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình chiết (phương

Tỷ lệ R/L: 1/5Thời gian: 3 giờ

Thí nghiệm 5: khảo sát thời gian ảnh hưởng đến quá trình tách chiết

(phương pháp chưng ninh)

Hình 3.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian chưng ninh

Bột chùm ngây: 5gChưng ninhDung môi: ethanol

Tỷ lệ R/L: 1/5Nhiệt độ: 600CChiết

Lọc

Đo OD

Chọn thời gian

3.3.2 Phương pháp lấy mẫu

Lấy mẫu tại hiện trường: việc lấy mẫu được thực hiện theo phương pháp

cảm quan, chọn lá non của cây chùm ngây 3 tháng không bị sâu bệnh, không bầm dập, vàng úa, héo khô

Lấy mẫu tại phòng thí nghiệm: lá khi được đưa về phòng thí nghiệm cần

chọn lại các lá bị dập sâu bệnh loại bỏ cành để tiến hành thí nghiệm

3.3.3 Phương pháp phân tích trọng lượng [11]

%Trong đó: + G1: khối lượng đĩa + mẫu trước khi sấy (g)

+ G2: khối lượng đĩa + mẫu sau khi sấy (g)

+ G: khối lượng đĩa (g)

+ X: hàm lượng nước trong nguyên liệu (%)

3.3.3.2 Xác định hàm lượng lipit

 Nguyên tắc

Dùng ete nóng để hòa tan và chiết rút tất cả lipit tự do có trong nguyên liệu bằng hệ thống Shoxhlet Sau đó làm bay hơi hết ete, sấy mẫu đến khối lượng không đổi, cân, tính hàm lượng lipit có trong nguyên liệu Làm 3 lần như trên lấy trị số trung bình

 Tính kết quả

Hàm lượng lipit có trong 100g mẫu nguyên liệu như sau:

+ X: hàm lượng chất béo lipit tính bằng %

+ a: khối lượng túi mẫu nguyên liệu trước khi chiết (g)

+ b: khối lượng túi mẫu nguyên liệu sau khi chiết (g)

+ c: lượng nguyên liệu ban đầu (g)

3.3.3.3 Xác định hàm lượng tro

 Chuẩn bị mẫu

Rửa sạch cốc nung bằng nước, sấy trong tủ sấy ở 1050C trong 30 phút nung trong lò nung ở 5250C ± 250C trong 30 phút, làm nguội trong bình hút ẩm Quá trình nung được lặp lại cho đến khi cốc nung có khối lượng không đổi

 Cách tiến hành

+ Cân 3g mẫu cho vào cốc nung đã chuẩn bị

+ Sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 1050C đến khô khoảng (2 – 3 giờ)

+ Đốt cẩn thận trên bếp điệnđến than hóa

+ Nung ở 5250C ± 250C cho đến khi thu được tro màu trắng ngà (khi có mặt sắt sẽ có màu đỏ gạch, có mặt đồng và mangan thì có màu xanh nhạt)

+ Làm nguội trong bình hút ẩm Quá trình nung được lặp lại cho đến khi cốc nung có khối lượng không đổi

+ Để tăng nhanh quá trình tro hóa có thể cho vào cốc chứa tro (đã nguội) 3 – 5 giọt hydroperoxyt 5%, sau đó tiến hành như trên

Làm 3 lần như trên lấy trị số trung bình

 Tính kết quả

Hàm lượng tro (X) tính bằng % theo công thức:

X = [(m1 – m2) × 100]/ m

Trong đó: + m: là khối lượng mẫu nguyên liệu ban đầu(g)

+ m1: là khối lượng mẫu + cốc sau khi tro hóa (g)

+ m2: khối lượng cốc (g)

3.3.4 Phương pháp tách chiết

Quy trình tách chiết hợp chất quercetin từ lá chùm ngây có thể dùng nhiều phương pháp khác nhau: chưng ninh, chiết sohlet, chiết SWE (Shaking Water Bath Extraction, chiết MAE (Microwave-Assisted Extraction)

Tuy nhiên, với quy mô phòng thí nghiệm của trường Đại Học Nông Lâm Huế thì chúng tôi tiến hành khảo sát hai phương pháp chiết là chưng ninh và lò

vi sóng (Microwave)

3.3.5 Phương pháp định tính hàm lượng quercetin từ dịch chiết

Cơ sở của phương pháp: sự hấp thu của các dung dịch chất phân tích tuân theo định luật Bugơ- Lambe-Bia:

D = lg(I0/I) =

Trong đó:

+ D: mật độ quang của dung dịch chất hấp thụ

+ : hệ số hấp thụ phân tử của chất hấp thụ (cm)+ C: nồng độ chất hấp thụ

+ l: độ dày (cm)Mỗi nhóm nguyên tử xác định có tần số xác định không đổi trong bất kỳ hợp chất nào có nguyên tử đó Độ hấp thụ của dung dịch là hàm của bước sóng ánh sáng, tăng chậm theo chiều giảm dần của bước sóng trong vùng ánh sáng khả kiến, nhưng đến vùng tử ngoại hệ số hấp thụ tăng mạnh tương ứng với chuyển mức vùng-vùng của điện tử từ vùng hóa trị thấp lên hóa trị lên vùng dẫn Mật độ quang đo được ngoài tính chất tuyến tính với nồng độ dung dịch còn có đặc tính quan trọng là tính cộng tính, tức là giá trị đó chính là tổng giá trị các mật độ quang của các chất có trong dung dịch [7]

Vì vậy, khi đo phổ hấp thụ có thể xác định nhóm nguyên tử mà chất đem phân tích có được Chúng tôi tiến hành đo quang phổ hấp thu bằng thiết bị Genesys 10S UV-VIS tại phòng thí nghiệm-Trường đại học Nông Lâm-Huế ở bước sóng 370nm [33]

3.3.6 Phương pháp kiểm tra hàm lượng quercetin từ dịch chiết

Sử dụng phương pháp vi sinh để định tính hàm lượng quecretin có trong lá chùm ngây

Các nghiên cứu trên thế giới thường sử dụng phương pháp HPLC, sắc ký ngược pha hiệu suất cao lỏng để định lượng các thành phần có trong dịch chiết Tuy nhiên, do điều kiện nên chúng tôi chỉ có thể định tính các thành phần có trong dịch chiết này bằng phương pháp thử đo vòng kháng khuẩn.

Hoạt tính kháng sinh: thử hoạt tính vi sinh vật được kiểm định theo phương pháp khuếch tán thạch trong môi trường đặc Đo đường kính vòng kháng khuẩn

để xác định hoạt tính chống oxy hóa trên các chủng vi sinh vật Gram (-) và

Gram (+) với hai vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí lần lượt là Ecoli và Salmonella.

Chúng tôi tiến hành thử nghiệm như sau: dịch chiết lá chùm ngây sau khi lọc xong tiến hành cô quay để xác định hoạt tính của các hợp chất Các đĩa thử nghiệm này được ủ ở nhiệt độ 370C Sau 24 giờ tiến hành đo vòng kháng rồi rút

ra nhận xét

3.3.7 Xử lý số liệu

Kết quả thí nghiệm được xử lý trên phần mềm Excel, phân tích phương sai một nhân tố ANOVA (One-way ANOVA) và so sánh các giá trị trung bình bằng phương pháp Tukey (Tukey method) trên phần mềm thống kê minitab, phiên bản 16.0 chạy trên môi trường Windows

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN4.1 Xác định chỉ tiêu hóa lý

Một trong những loài cây đang được các nhà khoa học quan tâm là chùm

ngây (Moringa oleifera Lam) Bởi những thành phần và hàm lượng dinh dưỡng

có trong chùm ngây hàm lượng nước, vitamin, protein, lipit hàm lượng khoáng

và các hợp chất phytochemical Vì vậy, nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như dùng trong thực phẩm: làm rau, bột, trà túi lọc Bên cạnh đó Moringa còn được ứng dụng trong mỹ phẩm, công nghiệp và y học [25]

Để có những thông tin cơ bản về thành phần các chất trong lá chùm ngây, ở quy mô phòng thí nghiệm, chúng tôi tiến hành khảo sát một số thành phần hóa học chính có trong lá chùm ngây

Kết quả thu được ở bảng 4.1

Bảng 4.1 Thành phần hóa học của lá chùm ngây/100g

lượng nước trong lá cao hơn so với kết quả nghiên cứu của Campden và

Chorleywood [26] Một trong những nguyên nhân làm cho độ ẩm lá chùm ngây

ở Đà Nẵng cao hơn có thể là do đặc điểm nguyên liệu tại nơi gieo trồng như đất, nước, khí hậu chế độ chăm sóc

Mặt khác, trong quá trình tách chiết đối với nguyên liệu tươi hàm lượng nước có trong nguyên liệu là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly, để nâng cao hiệu suất tách chiết các hợp chất mong muốn Từ nguyên liệu tươi chúng ta cần loại bỏ nước trước khi tách chiết [17]

Hàm lượng lipit trung bình của lá Moringa là 1,9679% Kết quả khảo sát hàm lượng lipid này thấp hơn hàm lượng lipid theo nghiên cứu của Estelamar Maria Borges Teixeira và cộng sự [27] Nguyên nhân có thể là do sự lựa chọn

nguyên liệu để phân tích, đặc điểm của nguyên liệu, điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản ngắn dài khác nhau làm thay đổi hàm lượng lipid ban đầu có trong lá (phụ lục 4).

Tro thực sự chỉ gồm các loại muối khoáng có trong nguyên liệu Trong trường hợp hàm lượng tro quá lớn thì có khả năng chất khoáng chứa trong nguyên liệu nhiều [23]

Hàm lượng tro trong lá chùm ngây được xác định từ lá tươi Hàm lượng tro được xác dịnh trung bình của 3 mẫu là 2,21% Theo [26], hàm lượng tro có trong lá chùm ngây là 2,3% Kết quả của chúng tôi thấp hơn không nhiều Điều này có thể là do nguyên liệu khác nhau và được trồng ở các nơi khác nhau Căn

cứ theo quy chuẩn Việt Nam (QCVN 8-1:2011/BYT) về vệ sinh an toàn thực phẩm, chứng tỏ thành phần khoáng (Fe2+, Cu2+, Ca2+, Zn2+) trong rất ít Vì vậy,

có thể ứng dụng nguyên liệu này trong thực phẩm và dược phẩm mà không ảnh hưởng đến sức khỏe con người [22] (hình 4.1)

Hình 4.1 Lá chùm ngây trước và sau tro hóa

4.2 Kết quả nghiên cứu quy trình tách chiết hợp chất quercetin từ lá chùm ngây

4.2.1 Khảo sát dung môi ảnh hưởng đến quá trình tách chiết quercetin từ lá chùm ngây

Để đánh giá hiệu quả của dung môi trích ly, chúng tôi đã sử dụng phương pháp đo mật độ quang UV-VIS nhằm chọn lựa dung môi tối ưu Chúng tôi khảo sát đo bước sóng là 370nm đối với ethyl acetace và ethanol, nước cất [33]

Trong quá trình trích ly quercetin, dung môi là yếu tố thứ 4 ảnh hưởng đến hiệu quả trích ly sau loại nguyên liệu, nhiệt độ sấy và phương pháp sấy Mỗi loại dung môi khác nhau sẽ có khả năng trích ly khác nhau Vì vậy, việc khảo sát loại dung môi trích ly là quá trình quan trọng nhằm đưa ra loại dung môi thích

hợp để góp phần nâng cao hiệu quả trích ly quercetin từ lá non chùm ngây.

Thông thường, yêu cầu dung môi phải hòa tan tốt các cấu tử cần chiết, nếu cấu tử cần chiết có cấu tạo phân cực thì phải chọn dung môi phân cực như nước, ethanol, methanol, ethylacetat Ngược lại, nếu cấu tử cần chiết không phân cực thì phải lựa chọn dung môi không phân cực như benzen, n- hexan, ete dầu hỏa Tham khảo các nghiên cứu trước đây, cho thấy hợp chất quercetin là hợp chất hữu cơ phân cực [41], [44], nên chúng tôi tiến hành chiết tách quercetin từ lá chùm ngây trong dung môi hữu cơ phân cực như nước, ethanol, ethyl acetat Để khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến hiệu quả trích ly quercetin, chúng tôi sử dụng 3 loại dung môi: ethyl acetat, ethanol, nước cất là 3 hóa chất có độ phân cực tăng dần làm dung môi để tách chiết quercetin trong lá chùm ngây

Để tiến hành khảo sát, đầu tiên với nguyên liệu ta tiến hành tách cuống, loại bỏ lá vàng héo úa, sâu bệnh rồi sấy ở nhiệt độ 500C, trong 3 giờ sau đó cân 5g mẫu đã khô có độ ẩm 7,5% cho vào bình tam giác, cho các dung môi vào lần lượt các bình tam giác đã bỏ mẫu với tỷ lệ nguyên liệu:dung môi là 1:10 bọc giấy thiếc kín trên miệng bình tam giác, cho mẫu vào chưng ninh ở nhiệt độ

500C trong thời gian 3 giờ Sau khi tách chiết xong thì tiến hành đưa đi lọc để thu dịch chiết (hình 4.3), sau đó đem đi pha loãng để đo OD370nm và chọn ra dung môi tối ưu Chúng tôi tiến hành với 3 lần lặp lại

Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở biểu đồ hình 4.2

Hình 4.2 Biểu đồ biểu diễn sự phụ thuộc của giá trị mật độ quang

vào dung môi tách chiết (a, b, c: các chữ cái khác nhau thể hiện sự sai khác có ý nghĩa về mặt thống kê với p=5%)