Một số phương pháp định lượng alkaloid thực vật

Giới thiệu alkaloid: nguồn gốc, cấu trúc, tính chất vật lý, hóa học Nguyên tắc chiết rút và định lượng alkaloid trong thực vật Một số phương pháp định lượng alkaloid từ chè, vàng đắng So sánh ưu nhược điểm của các loại dung môi

NỘI DUNG

I. Giới thiệu alkaloid

II. Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vậtIII. Kết luận và kiến nghị

1 Khái niệm

I Giới thiệu alkaloid

Alkaloid là những hợp chất hữu cơ:

 Có chứa Nitơ (Nitơ có thể trong vòng hoặc ngoài vòng)

 Đa số có nhân dị vòng

 Có phản ứng kiềm

 Nguồn gốc chủ yếu từ thực vật

N H

 Mùi vị: đa số không mùi, có vị đắng và một số ít có vị cay.

 Màu sắc: hầu hết các alkaloid đều không màu, trừ một số alkaloid có màu vàng như berberin, palmatin,

O

N

N

Có Oxi

 Hoá tính

- Tính kiềm

- Alkaloid tác dụng với acid tạo thành các muối tương ứng

- Alkaloid kết hợp với muối kim loại nặng (Hg, Bi, Pt) tạo ra muối phức

- Alkaloid phản ứng với một số thuốc thử gọi là thuốc thử alkaloid

II Một số phương pháp

và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

Bột nguyên liệu

Alkaloid trong dịch acid

Alkaloid trong dung môi hữu cơ

Muối alkaloid trong môi trường

1.1 Chiết rút các alkaloid ở dạng muối :

Cô thu hồi nước/ rượu Chiết bằng nước hoặc rượu đã được acid

hóa

Trích ly bằng dung môi hữu

cơ Kiềm hóa

Trích ly bằng dung môi hữu

cơ Acid hóa

Trích ly bằng dung môi hữu

cơ Kiềm hóa

Làm bay hơi dung môi hữu

cơ

II Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

1.2 Chiết rút các alkaloid ở dạng bazơ :

Xử lý bột nguyên liệu bằng kiềm

mạnh/yếu

Trích ly bằng dung môi hữu

cơ

Tách lấy lớp acid Acid hóa

Trích ly bằng dung môi hữu

cơ Kiềm hóa

Làm bay hơi dung môi hữu

cơ

Lọc dịch dung môi trích ly alkaloid vào bình đã biết trước trọng lượng

Làm bay hơi dung môi

Sấy khô đến trọng lượng không đổi

Để nguội và cân

2 Phương pháp chung định lượng alkaloid

2.1 Phương pháp trọng lượng

Phương pháp này dùng để xác định hàm lượng của bazơ hay muối alkaloid sau khi loại bỏ dung môi

II Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

Nguyên tắc:

Caffein có trong chè thường tồn tại ở dạng muối với các hợp chất hữu cơ Khi xử lý nguyên liệu bằng NaOH hoặc NH4OH, caffein được giải phóng ra dưới dạng tự do (dạng bazơ), đồng thời cũng tương tác hợp chất khác ra dạng tự do

Sau khi dùng KMnO4 để phá bỏ tạp chất, loại tannin, dựa vào tính hòa tan của caffein cùng chloroform để chiết lấy caffeine Sau khi đuổi hết dung môi sẽ thu được caffein ở dạng tinh thể

 Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp trọng lượng:

Sơ đồ:

II Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

 Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp trọng lượng (tt):

 Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp trọng lượng (tt):

Tính toán kết quả:

Trong đó:

a - trọng lượng caffein thu được (g)

A - trọng lượng chất khô của mẫu chè (g)

II Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

 Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp trọng lượng (tt):

2 Phương pháp chung định lượng alkaloid

2.2 Phương pháp thể tích

Trong phương pháp này, phương pháp trung hòa được phổ biến hơn hết Có hai trường hợp phổ biến sau đây:

Chuẩn độ các bazơ alkaloid:

Sau khi trích ly các bazơ alkaloid bằng dung môi hữu cơ, làm bay hơi dung môi

Cho vào một lượng dư acid đã biết trước dung dịch và nồng độ để hòa tan các bazơ alkaloid thành muối alkaloid

Lượng acid dư được chuẩn độ bằng kiềm với chỉ thị màu phenolphthalein

Người ta còn có thể tiến hành chuẩn độ trực tiếp phần alkaloid còn lại sau khi đã làm bay hơi dung môi bằng dung dịch axit với chất chỉ thị màu là metyl – da cam

2 Phương pháp chung định lượng alkaloid

2.2 Phương pháp thể tích

Chuẩn độ các muối alkaloid:

Các dung dịch nước/rượu của các muối alkaloid đã được tạo thành từ các alkaloid có tính bazơ yếu có đặc tính

là không phản ứng với phenolphthalein Do đó có thể chuẩn độ chúng bằng kiềm với chỉ thị màu phenolphthalein

Màu của dung dịch sẽ xuất hiện khi tất cả các bazơ được giải phóng ra khỏi muối alkaloid, còn axit được tạo ra

từ muối sẽ kết hợp với kiềm đã dùng để chuẩn độ, giọt kiềm dư sẽ hiện màu với thuốc thử

II Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

 Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp thể tích:

Sơ đồ:

 Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp thể tích (tt):

II Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

 Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp thể tích (tt):

Tính toán kết quả:

Trong đó:

A - số ml Na2S2O3 0.1N đã dùng trong phân tích kiểm chứng

B - số ml Na2S2O3 0.1N đã dùng phân tích caffein

K - hệ số chỉnh nồng độ của Na2S2O3

K

G - trọng lượng chất khô của mẫu chè

2.5 - hệ số tính lượng dung dịch thí nghiệm so với lượng dung dịch chè đã pha chế 0.0052 – số g caffein ứng với 1 ml Na2S2O3 0.1N

đã dùng để chuẩn lượng I2 tham gia kết tủa caffein.

 Định lượng caffein trong Chè bằng phương pháp thể tích (tt):

II Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

Quy chuẩn Việt Nam về hàm lượng caffeine trong một số sản phẩm cà phê:

Bảng tiêu chuẩn sau được trích từ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với các sản phẩm cà phê - QCVN…: 2013/BYT:

Sản phẩm Hàm lượng (tính theo khối lượng)

Cà phê nguyên chất ≥ 1%

Cà phê hỗn hợp dạng lỏng ≥ 1%

Cà phê đã tách caffein ≤ 0.1%

Cà phê hòa tan ≥ 2.5 %

Cà phê hòa tan hỗn hợp ≥ 1.5 %

Cà phê hòa tan đã tách caffein ≤ 0.3%

Cà phê hỗn hợp dạng lỏng ≤ 100mg/100ml sản phẩm

2 Phương pháp chung định lượng alkaloid

II Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

2.3 Phương pháp kết tủa

Dùng các chất kết tủa khác nhau (thuốc thử Maies: HgI2 + KI hoặc dung dịch I2 trong KI) để chuẩn độ

Ví dụ: Cho dung dịch I2 đã biết nồng độ vào dung dịch chứa alkaloid trong môi trường trung tính hoặc axit yếu, I2 sẽ tạo thành kết tủa với cái alkaloid Chuẩn độ lượng I2 dư bằng dung dịch Na2S2O3 với chất chỉ thị màu là

hồ tinh bột

Sơ đồ:

 Định lượng berberin trong Vàng đắng bằng phương pháp kết tủa:

II Một số phương pháp và quy trình định lượng alkaloid trong thực vật

 Định lượng berberin trong Vàng đắng bằng phương pháp kết tủa (tt):

Tính toán kết quả:

Trong đó:

0.8982 - 1g tủa ứng với 898.2mg berberin (C20H18NO5)

a - khối lượng tủa thu được (g)0.0001 - 1ml dịch lọc ứng với 0.1mg berberin

V - thể tích dịch lọc thu được (ml)

P - khối lượng dược liệu khô kiệt lấy để định lượng (g)

 Định lượng berberin trong Vàng đắng bằng phương pháp kết tủa (tt):

III Kết luận và kiến nghị

Do sự đa dạng về cấu trúc phân tử cũng như tính chất mà có những cách thức tách chiết khác nhau cho từng alkaloid dựa trên một số nguyên tắc chung, tùy vào mỗi loại alkaloid mà chúng ta có thể sử dụng các dụng cụ, thiết

bị và các dung môi khác nhau sao cho thích hợp, và việc lựa chọn sử dụng này cũng mang những ưu điểm và khuyết điểm riêng

III Kết luận và kiến nghị

Ưu điểm và nhược điểm trong việc lựa chọn sử dụng dung môi

 Dung môi rẻ tiền, dễ kiếm

 Thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít

Nhược điểm  Dung môi đắt tiền

 Thiết bị phức tạp, đầu tư lớn

 Dịch chiết lẫn nhiều tạp chất, khó tinh chế do mất mát nhiều trong khâu tinh chế làm cho hiệu suất thấp

- Thử nghiệm các dung môi khác nhau cho một chất để tìm ra dung môi thích hợp nhất cho việc tách chiết các alkaloid.

- Kết hợp việc sử dụng các hệ thống thiết bị hiện đại nhằm giảm thời gian của một quy trình tách chiết so với các quy trình tách chiết thủ công mà đã được nghiên cứu trước đó

- Quan tâm đầu tư các thử nghiệm bổ sung alkaloid vào các công thức thực phẩm như là một thành phần dinh dưỡng bổ sung mang lại hiệu quả về sức khỏe

THANK YOU!