Nghiên cứu chiết tách, xác định thành phần hóa học trong một số dịch chiết của lá và hạt cây chùm ngây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG VÕ THỊ DIỆU NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG MỘT SỐ DỊCH CHIẾT CỦA LÁ VÀ HẠT CÂY CHÙM NGÂY Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 60 44 01 14 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Đà Nẵng – Năm 2016 Công trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ TỰ HẢI Phản biện 1: TS Đặng Quang Vinh Phản biện 2: TS Nguyễn Trần Nguyên Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Khoa học họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 20 tháng năm 2016 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin – Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Việc sử dụng loại thuốc thảo dược theo cách cổ truyền hay từ hợp chất nguồn gốc tự nhiên có xu hướng ngày tăng chiếm vị trí quan trọng y học Những thuốc sử dụng thảo dược đối tượng nhà khoa học nghiên cứu cách đầy đủ chất hoạt chất có cỏ thiên nhiên Trên sở nhận thức tầm quan trọng công dụng làm thuốc cỏ có nước ta, tơi chọn lồi có nhiều giá trị kinh tế, đặc biệt làm thuốc, chùm ngây họ chùm ngây để nghiên cứu Ở Việt Nam, trước đây, chùm ngây biết đến vị thuốc nam dùng để điều trị số bệnh thông thường dân gian Thế gần đây, nhờ phát y học, hoa đặc biệt chùm ngây cịn ăn bổ dưỡng cho thể nên nhiều địa phương bắt đầu trồng, kinh doanh loại rau Với tính đa dạng phong phú thế, nghiên cứu chiết tách, xác định thành phần hóa học, ứng dụng phương pháp xác định cấu trúc nghiên cứu hoạt tính sinh học số hợp chất có chùm ngây Việt Nam hướng nghiên cứu có nhiều triển vọng, có ngh a khoa học thực ti n Vì tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu chiết tách, xác định thành phần hóa học số dịch chiết hạt chùm ngây ” làm đề tài luận văn tốt nghiệp Mục tiêu nghiên cứu - T m điều kiện thích hợp chiết tách chất hạt chùm ngây - Định danh, xác định thành phần hóa học dịch chiết từ hạt chùm ngây - Thăm dị hoạt tính kháng vi sinh vật số dịch chiết từ hạt chùm ngây Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu - Lá, hạt chùm ngây thu hái xã Tam Đàn, huyện Phú Ninh, tỉnh Quảng Nam - Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình chiết - Xác định thành phần số hợp chất dịch chiết từ hạt chùm ngây - Q trình thí nghiệm tiến hành phịng thí nghiệm hóa học, phịng thí nghiệm vi sinh, trường Đại học Sư Phạm, Đại học Đà Nẵng Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết - Thu thập, tổng hợp tài liệu, tư liệu nguồn nguyên liệu, phương pháp nghiên cứu hợp chất tự nhiên, thành phần hóa học ứng dụng chùm ngây - Tổng hợp tài liệu phương pháp lấy m u, chiết tách xác định thành phần hóa học chất từ thực vật - Tổng hợp tài liệu đặc điểm hình thái thực vật, thành phần hóa học ứng dụng chùm ngây 4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm - Phương pháp lấy xử lí m u - Phương pháp trọng lượng xác định độ ẩm - Phương pháp tro hóa m u xác định hàm lượng hữu - Phương pháp AAS xác định hàm lượng kim loại nặng - Phương pháp chiết: Chiết soxhlet dung môi: n- hexan, diclometan, etyl axetat, ethanol - Phương pháp xác định thành phần hóa học, định danh, xác định cấu trúc cấu tử phương pháp sắc kí khí khối phổ - Phương pháp sinh học thăm dị hoạt tính kháng vi sinh vật số dịch chiết Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Những kết nghiên cứu góp phần cung cấp thơng tin có ngh a khoa học thành phần hố học hoạt tính sinh học chất chiết tách từ hạt chùm ngây, qua góp phần nâng cao giá trị ứng dụng chùm ngây ngành dược liệu Bố cục luận văn gồm: Mở đầu Chương Tổng quan tài liệu Chương Nguyên liệu phương pháp nghiên cứu Chương Kết thảo luận Kết luận kiến nghị Phụ lục CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 KHÁI QUÁT VỀ CÂY CHÙM NGÂY 1.1.1 Phân loại khoa học 1.1.2 Đặc điểm thực vật 1.1.3 Phân bố 1.1.4 Trồng trọt 1.2 GIÁ TRỊ SỬ DỤNG CỦA CÂY CHÙM NGÂY 1.2.1 Giá trị dinh dƣỡng 1.2.2 Giá trị y học 1.3 CÁC HỢP CHẤT CÓ TRONG CÂY CHÙM NGÂY 1.3.1 Vitamin E 1.3.2 Axit oleic 1.3.3 Axit n-hexadecanoic 1.3.4 Stigmasterol 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CÂY CHÙM NGÂY 1.4.1 Trên giới 1.4.2 Tại Việt Nam 1.5 KHÁI QUÁT VỀ VI KHUẨN 1.5.1 Vi khuẩn Bacillus subtilis 1.5.2 Vi khuẩn Escherichia coli CHƢƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT, THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 2.1.1 Nguyên liệu M u hạt chùm ngây thu hái xã Tam Đàn, huyện Phú Ninh, tỉnh Quảng Nam Hình 2.1 Lá chùm ngây Hình 2.2 Hạt chùm ngây 2.1.2 Xử lý nguyên liệu M u chùm ngây sau thu hái xử lí sơ Sau đó, sấy tủ sấy đến khô nhiệt độ 50oC, xay nhỏ bảo quản bình thủy tinh kín M u hạt chùm ngây sau thu hái, tách lấy hạt, phơi nắng, sau tách vỏ cứng, nhân hạt sấy khô tủ sấy 50oC nhiều xay nhỏ bảo quản bình thủy tinh kín Hình 2.3 Lá chùm ngây phơi khơ Hình 2.4 Bột chùm ngây Hình 2.5 Nhân hạt chùm ngây Hình 2.6 Bột hạt chùm ngây 2.1.3 Hóa chất, dụng cụ thiết bị nghiên cứu 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Xác định thông số vật lý 2.2.2 Phƣơng pháp chiết mẫu thực vật 2.2.3 Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 2.2.4 Sắc ký, sắc ký khí (GC), sắc ký khí ghép khối phổ (GCMS) 2.2.5 Phƣơng pháp thăm dò khả kháng vi sinh vật 2.3 SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM Lá (hạt) chùm ngây Xác định độ ẩm, hàm lượng tro, kim loại nặng Xử lí sơ bộ, xay mịn Bột (hạt) chùm ngây Khảo sát điều kiện chiết thích hợp (thời gian chiết) Chiết soxhlet dung môi Chiết n- hexan Dịch chiết Chiết diclometan n-hexan (lá, Dịch chiết diclometan hạt) (lá, hạt) Định danh, xác định thành phần hóa học (Đo GC-MS) Chiết etyl axetat Chiết ethanol Dịch chiết Dịch chiết Etyl axetat Ethanol (lá, (lá, hạt) hạt) Thăm dị hoạt tính kháng sinh CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU HÓA LÝ VÀ ĐIỀU KIỆN CHIẾT XUẤT 3.1.1 Xác định thông số hóa lý nguyên liệu a Xác định độ ẩm bột chùm ngây, bột hạt chùm ngây Độ ẩm m u bột chùm ngây 9.709%, độ ẩm m u bột hạt chùm ngây 7.580% Như vậy, độ ẩm m u bột m u bột hạt chùm ngây nằm giới hạn an toàn cho phép ( etyl axetat > diclometan > n-hexan Bột hạt cho hiệu suất chiết dung môi n-hexan > diclometan > etyl axetat > ethanol Dịch chiết lá: Chiết với dung môi n-hexan, cho nhiều cấu tử (11 cấu tử) dịch chiết diclometan (7 cấu tử) Dịch chiết hạt: Chiết với dung môi diclometan cho nhiều cấu tử (8 cấu tử) dịch chiết ethanol, n-hexan cho cấu tử (6 cấu tử) Nhìn chung, tổng số cấu tử định danh nhiều so với hạt, dung mơi chiết có trùng lặp cấu tử 3.2.2 Kết định danh thành phần hóa học a Kết định danh thành phần hóa học bột chùm ngây 19 Bảng 3.15 Thành phần hóa học dịch chiết bột chùm ngây STT Tên gọi 10 11 12 13 3-octadecyne Phytol Pentacosane Tetracosane Dotriacontane Triacontane Tetradecanal Eicosane Oxirane hexadecylVitamin E (Z) 14-tricosenyl formate Cyclopentane, heneicosyl Phenol,2,2’-methylenebis[6(1,1-dimethylethyl)-4-methyl Nonadecane Oxirane, hexadecylCyclopentane,1,2-dimethyl-3(1-methylethenyl)1,2-diheptylcyclopropene Docosane Heptacosane Heneicosane Octadecane Nonacosane Bicycle[3.1.1]heptane,2,6,6trimethyl Triacontane,11,20-didecylOxirane,tetradecyl- 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 n-hexan 1.46 2.18 1.84 3.79 8.28 2.43 2.05 14.10 12.14 12.39 10.59 - Diện tích pic (%) Etyl Diclometan axetat 3.04 4.33 8.57 12.47 9.70 5.31 3.62 6.02 Ethanol 5.16 2.73 16.47 - - 11.85 21.29 - 7.25 12.94 - - - 2.32 2.94 6.56 3.57 9.77 15.52 - 4.14 2.46 5.07 - - - 1.42 6.83 Bằng sắc kí ghép khối phổ (GC-MS) định danh 25 cấu tử dịch chiết chùm ngây Trong số cấu tử xác định dịch chiết số cấu tử t m dịch chiết n – hexan cao (11 cấu tử), etyl axetat 10 cấu tử, ethanol cấu tử, diclometan cấu tử Các cấu tử trùng lặp dung môi chiết gồm: Phytol, Vitamin E Hàm lượng Vitamin E chiết dung môi cao 20 b Kết định danh thành phần hóa học bột hạt chùm ngây Bảng 3.16 Thành phần hóa học dịch chiết bột hạt chùm ngây Diện tích pic (%) n-hexan diclometan Etyl axetat Ethanol Tetradecanoic axit 0.05 0.03 – hexadecenoic axit 0.35 0.05 n-hexadecanoic axit 0.03 1.61 0.43 0.74 Oleic axit 90.71 73.08 92.45 41.81 Trans-13-octadecenoic 14.43 axit cis -13-octadecenoic 5.32 5.16 9.46 axit Stigmasterol 0.12 0.13 0.11 0.33 Gamma-sitosterol 0.14 0.15 0.12 0.53 9-octadecenoic axit (Z) 3.95 metyl ester 10 Vitamin E 0.13 0.11 - STT Tên gọi Bằng sắc kí ghép khối phổ (GC-MS) định danh 10 cấu tử dịch chiết hạt chùm ngây Trong số cấu tử xác định dịch chiết số cấu tử t m dịch chiết diclometan cao (8 cấu tử), etyl axetat cấu tử, ethanol n –hexan có số cấu tử định danh (6 cấu tử) Trong số cấu tử xác định dịch chiết có cấu tử trùng lặp dung môi chiết gồm: axit n-hexadecanoic, axit oleic, stigmasterol, gamma-sitosterol Hàm lượng axit oleic chiết dung môi n-hexan etyl axetat cao (trên 90%)  Kết luận: Dựa vào kết định danh phương pháp GC-MS định danh 34 cấu tử m u bột bột hạt chùm ngây Trong đó, m u bột 25 cấu tử, m u bột hạt 10 cấu tử Trong m u bột lá, thành phần chủ yếu hidrocacbon mạch 21 dài phân cực Trong m u bột hạt, thành phần chủ yếu các axit béo, ngồi cịn có lượng nhỏ hoạt chất có hoạt tính sinh học như: axit n-hexadecanoic, Phytol, Vitamin E, Stigmasterol 3.3 KẾT QUẢ THĂM DỊ HOẠT TÍNH KHÁNG SINH CỦA MỘT SỐ DỊCH CHIẾT 3.3.1 Dịch chiết chùm ngây Bảng 3.17 Kết thử hoạt tính kháng vi khuẩn dịch STT Dung môi chiết n- hexan Diclometan Etyl axetat Ethanol chiết chùm ngây Bacillus subtilis Escherichia coli Đƣờng kính Đƣờng kính Hoạt Hoạt vịng kháng vịng kháng tính tính sinh (cm) sinh (cm) 0 0 0 + 1.98 + 2.16 Hình 3.1 Kháng sinh Bacillus subtilis Hình 3.2 Kháng sinh Escherichia coli Hình 3.3 Dịch chiết chùm ngây khơng thể hoạt tính kháng sinh 22  Nhận xét Trong dịch chiết chùm ngây, có dịch chiết dung mơi ethanol có hoạt tính kháng khuẩn với hai chủng Bacillus subtilis Escherichia coli Đường kính vịng kháng sinh tương đối lớn rõ Đường kính vịng kháng sinh chủng vi khuẩn E.coli lớn so với đường kính vịng kháng sinh vi khuẩn B.subtilis Do đó, dịch chiết chùm ngây dung mơi ethanol kháng vi khuẩn E.coli mạnh so với vi khuẩn B.subtilis 3.3.2 Dịch chiết hạt chùm ngây Bảng 3.18 Kết thử hoạt tính kháng vi khuẩn dịch chiết hạt chùm ngây STT Dung môi chiết n- hexan Diclometan Etyl axetat Ethanol Bacillus subtilis Đƣờng kính Hoạt vịng kháng tính sinh (cm) 0 0 Escherichia coli Đƣờng kính Hoạt tính vịng kháng sinh (cm) 0 0 Hình 3.4 Dịch chiết hạt chùm ngây khơng thể hoạt tính kháng sinh  Nhận xét: Các dịch chiết bột hạt chùm ngây dung mơi khơng thể hoạt tính kháng sinh với hai chủng vi khuẩn Bacillus subtilis vi khuẩn Escherichia coli 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trong trình nghiên cứu, đề tài đạt kết sau: 1.1 Xác định số thơng số hóa lý ngun liệu: - Độ ẩm: + Độ ẩm bột chùm ngây: 9.709% + Độ ẩm bột hạt chùm ngây: 7.580% - Hàm lượng tro: + Hàm lượng tro bột chùm ngây: 8.822% + Hàm lượng tro bột hạt chùm ngây: 6.240% - Hàm lượng kim loại nặng: + Đối với m u bột chùm ngây: hàm lượng kẽm: 34.74 mg/kg, hàm lượng đồng 7.07 mg/kg + Đối với m u bột hạt chùm ngây: hàm lượng kẽm: 55.71 mg/kg, hàm lượng đồng 4.44 mg/kg + Hàm lượng kim loại chì: khơng phát hai m u Hàm lượng kim loại nặng m u bột chùm ngây nằm giới hạn cho phép Đối với m u bột hạt chùm ngây, hàm lượng Pb, Cu nằm giới hạn cho phép, riêng Zn vượt mức cho phép 1.2 Xác định thời gian chiết tối ưu để thu dịch chiết có lượng chất tan lớn Thời gian chiết tối ưu bột dung môi n-hexan diclometan 8h, dung môi etyl axetat, ethanol 10h Thời gian chiết tối ưu bột hạt chùm ngây dung môi 8h 1.3 Định danh thành phần hóa học dịch chiết bột hạt chùm ngây GC-MS 24 Định danh tổng cộng 34 cấu tử, dịch chiết bột định danh 25 cấu tử, dịch chiết bột hạt định danh 10 cấu tử, có cấu tử xác định bột bột hạt chùm ngây 1.4 Xác định hoạt tính kháng khuẩn chủng vi khuẩn Bacillus subtilis Escherichia coli dịch chiết: + Dịch chiết bột chùm ngây dung mơi ethanol thể hoạt tính kháng khuẩn với chủng vi khuẩn Bacillus subtilis Escherichia coli Các dịch chiết bột chùm ngây dung môi n-hexan, diclometan, etyl axetat hoạt tính kháng khuẩn + Các dịch chiết bột hạt chùm ngây dung môi hoạt tính kháng khuẩn với chủng vi khuẩn Bacillus subtilis Escherichia coli KIẾN NGHỊ Trong trình nghiên cứu, tơi có kiến nghị sau: - Tiếp tục phân lập, xác định cấu trúc hợp chất tinh khiết có hoạt tính sinh học cao, phục vụ cho y học - Tiếp tục nghiên cứu, định danh thành phần hóa học phận chùm ngây để có nguồn tài liệu tổng quan chùm ngây - Tiếp tục thăm dị hoạt tính kháng khuẩn chủng vi khuẩn khác ... chùm ngây - Thăm dị hoạt tính kháng vi sinh vật số dịch chiết từ hạt chùm ngây Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu - Lá, hạt chùm ngây thu hái xã Tam Đàn, huyện Phú Ninh, tỉnh Quảng Nam - Phạm vi nghiên. .. Phân bố 1.1.4 Trồng trọt 1.2 GIÁ TRỊ SỬ DỤNG CỦA CÂY CHÙM NGÂY 1.2.1 Giá trị dinh dƣỡng 1.2.2 Giá trị y học 1.3 CÁC HỢP CHẤT CÓ TRONG CÂY CHÙM NGÂY 1.3.1 Vitamin E 1.3.2 Axit oleic 1.3.3 Axit... THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 2.1.1 Nguyên liệu M u hạt chùm ngây thu hái xã Tam Đàn, huyện Phú Ninh, tỉnh Quảng Nam Hình 2.1 Lá chùm ngây Hình 2.2 Hạt chùm ngây 2.1.2 Xử lý nguyên liệu M u chùm ngây sau