Piperine một chất chất đạm hăng, là một alkaloid món quà của hạt tiêu đen (Piper nigrum L.). Kể từ khi piperine được công nhận như là một alkaloid chính trong cây này, nhiều nghiên cứu đã tập trung điều tra các hoạt động dược lý của piperine. Các nghiên cứu gần đây dược phẩm đã cho thấy rằng piperine có thể chống viêm và giảm đau, là thuốc chống co giật, chống loét, chống trầm cảm có hiệu lực, là tác nhân bảo vệ tế bào hiệu lực và hoạt động chống oxy hóa.
Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Minh Hoàng, người hết lòng giúp đỡ, hướng dẫn tạo điều kiện để em hoàn thành đề tài Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đế toàn thể quý thầy cô Khoa Công Nghệ Sinh học trường Đại học Mở TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho suốt trình học tập nghiên cứu trường Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người không ngừng động viên, hỗ trợ tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian học tập thực đề tài Cuối cùng, xin chân thành cám ơn đến bạn, em phòng thí nghiệm hóa môi trường trường Đại học Mở TP Hồ Chí Minh sở Bình Dương hỗ trợ nhiệt tình giúp đỡ suốt trình học tập, nghiên cứu thực đề tài thực tập hoàn chỉnh TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 Sinh viên thực SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang i Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng DANH MỤC BẢNG DANH MỤC BẢNG ii DANH MỤC HÌNH ii PHẦN I TỔNG QUAN Bảng 1.1 Một số loài thuộc họ Hồ Tiêu giới Bảng 1.3.1 Tính chất piperine 11 PHẦN II 14 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 Bảng 2.1 Các thông số hóa chất cần dùng .18 PHẦN III .22 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .22 Bảng 3.1 Lượng piperine thời gian chiết khác 22 Bảng 3.2 Kết đo điểm nóng chảy 23 Bảng 3.3 Bảng so sánh mũi đặc trưng piperine cô lập với mũi đặc trưng chất chuẩn .26 PHẦN IV .28 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO .30 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cây hồ tiêu Piper nigrum Liin SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang ii Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng Hình 2.2 Bộ lọc chân không 16 Hình 2.3 Bộ chưng cất trực tiếp 16 Hình 2.4 Bộ chiết Soxhlet .17 Hình 2.6 Máy quang phổ 18 Hình 2.7 Sơ đồ quy trình chiết piperine từ hạt tiêu đen 20 Hình 2.8 Chạy sắc ký Hình 2.9 Sản phẩm piperine 21 Hình 3.1 Kết chạy sắc ký mỏng 24 Hình 3.2 Phổ IR piperine tách chiết 25 Hình 3.3 Cấu trúc phân tử piperine 26 Hình 3.4 Phổ IR piperine chuẩn 26 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG ii DANH MỤC HÌNH ii PHẦN I TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ GIỐNG Piper 1.1.2 Nguồn gốc, phân bố phân loại .4 1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÂY HỒ TIÊU 1.2.1 Phân loại 1.2.2 Mô tả thực vật 1.2.3 Nguồn gốc phân bố .7 1.2.4 Đặc điểm sinh thái, sinh trưởng phát triển SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang iii Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng 1.2.5 Thu hái suất 1.2.7 Công dụng hồ tiêu .9 1.2.8 Thành phần hóa học .10 1.3 PIPERINE 11 1.3.1 Giới thiệu piperine .11 1.3.2 Tác dụng dược lý 12 1.3.3 Ứng dụng piperine 13 PHẦN II 14 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 15 2.1.2 Dụng cụ - thiết bị - hóa chất 15 2.2.2 Cách thực .20 PHẦN III .22 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .22 3.2.2 Sắc ký mỏng 23 3.2.3 Phân tích phổ hồng ngoại .25 PHẦN IV .28 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 28 4.1 KẾT LUẬN 29 4.2 ĐỀ NGHỊ .29 TÀI LIỆU THAM KHẢO .30 SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang iv Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam nước có nguồn dược liệu thiên nhiên vô phong phú đa dạng Đặc biệt, tiêu sử dụng nhiều thực phẩm xuất gia vị bữa ăn gia đình, trồng nhiều miền nam Việt Nam Tiêu có nhiều thành phần, thành phần piperine, chất tạo vị cay, thơm đặc trưng tiêu Và đặc biệt piperine chứng minh thành phần dược liệu Piperine ((E,E) – - [5 - (1,3 – Benzodioxol – - yl) – – oxo - 2,4 - pentadienyl] -piperidiene) alkaloid chiết xuất từ loại thảo mộc thuộc họ Piper, có hàm lượng từ – % Piperine dạng tinh thể nóng chảy 130 oC, tan nước, tan chlorofor, ethanol, benzen Piperine có công thức phân tử C 17H19NO3, Hans Christian Oerstedt phát vào năm 1819 từ hồ tiêu Piper nigrum, nguồn gốc giống tiêu đen tiêu trắng Năm 1879, Macmillan cộng tìm thấy piperine giống hồ tiêu Piper longum offcinarum Hạt tiêu cay tìm thấy vào năm 1821 piperine piperanine Các nghiên cứu gần xác định piperine có hoạt tính làm tăng khả hấp thụ nhiều loại SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng thuốc thực phẩm chức curcumin, carotenoid, vitamin, viagra thể với liều nhỏ Từ đó, tiến hành thực đề tài: “XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH PIPERINE TỪ HẠT HỒ TIÊU (Piper nigrum L.).” SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng PHẦN I TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ GIỐNG Piper 1.1.1 Mô tả thực vật Các loài tong giống hồ tiêu thường thân thảo, sống nhiều năm, leo bò, thân phân chia thành đốt, chồi non hình thành từ mấu SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng đốt Lá mọc cách, phiến đơn, cân đối bất đối xứng, nguyên, chia thùy sâu phía dưới, thường có ba nhiều gân chính, cuống ngắn tương đối dài Cụm hoa dạng đơn độc, mọc đối diện với lá, hoa thường đơn tính, đài trang tiêu giảm, bắc nhỏ có dạng hình ba cạnh gần tròn, nhị 2-6, bầu có ô, hạt Quả hình cầu gần hình trứng 1.1.2 Nguồn gốc, phân bố phân loại Giống hồ tiêu (Piper) giống lớn gồm khoảng 1200 loài, phân bố chủ yếu khu vực có khí hậu nhiệt đới điển hình Trung tâm với số loài đa dạng phong phú giống hồ tiêu nước khu vực Trung Nam Mỹ Trong vùng Đông Nam Á có khoảng gần 400 loài Ơ nước ta, theo Phạm Hoàng Hộ (1991), giống hồ tiêu có chừng 40 loài Rất nhiều loài giống hồ tiêu có chứa tinh dầu, nên dùng làm gia vị, làm chất kích thích làm thuốc y học dân gian SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng Bảng 1.1 Một số loài thuộc họ Hồ Tiêu giới Loài Tên thông Thông tin thường Piper cubeba L Cubeb Được trồng Indonesia, sử dụng làm gia vị làm thuốc Piper betle L Betel Được trồng nhiều nước Châu Á, loài hồ tiêu trộn chung với cam dùng để làm gia vị Piper longum L Tiêu dài Ấn Độ Mọc hoang chân núi Himalaya, gia vị hàng đầu giới dùng làm thuốc Piper retrofractum Vahl Tiêu dài Java Mọc hoang Malaysia, dùng làm gia vị Piper methysticum Forst Kava Được trồng đảo Nam Thái Bình Dương, rễ dùng làm thuốc an thần Piper guineense Schum Tiêu Guine Được trồng Tây Phi, dùng làm gia vị Piper clussi DC Tiêu Ashanti Được trồng Tây Phi, dùng làm gia vị SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng 1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÂY HỒ TIÊU Hình 1.1 Cây hồ tiêu Piper nigrum Liin 1.2.1 Phân loại - Tên thường gọi: hồ tiêu, tiêu, tiêu đen, tiêu hồi Tên khoa học: Piper nigrum Liin Tên đồng nghĩa: Piper aromaticum Lamk Họ thực vật: Piperaceae (Hồ tiêu) 1.2.2 Mô tả thực vật Cây hồ tiêu loại dây leo, thân dài, nhẵn không mang lông, bám vào khác rễ Trong dân gian gọi “trụ tiêu” Thân gồm nhiều đốt, đốt dài chừng – 12 cm Ở mấu đốt có rễ nhỏ, ngắn, giúp cho tiêu bám chặt vào “tụ tiêu” Lá mọc cách; phiến đơn, nguyên, nhẵn, mặt màu xanh đậm hay nhạt, có - gân chính, với nhiều tuyến chứa tinh dầu Lá trầu không, dài thuôn Cụm hoa bong, mọc đối diện với nhánh sinh sản, dài – 15 cm mang khoảng 50 - 150 hoa Quả mọng, hình cầu, không cuống, đường kính cỡ – mm, lúc non có màu lục vàng chín có màu đỏ Một chùm có từ 20 - 40 hạt Hạt tròn, cứng có mùi nồng vị cay SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng Hình 2.2 Bộ lọc chân không Hình 2.3 Bộ chưng cất trực tiếp SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 16 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng Hình 2.4 Bộ chiết Soxhlet Hình 2.5 Máy đo điểm nóng chảy SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 17 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng Hình 2.6 Máy quang phổ 2.1.2.3 Hóa chất - Cồn 96o - Dung dịch KOH10% - Metanol MeOH - Etyl acetate - Chlorofom - Hexane - Acetone - Nước đá Bảng 2.1 Các thông số hóa chất cần dùng STT Tên CTPT Khối lượng Nhiệt độ Khối lượng Xuất xứ mol phân tử sôi (0C) riêng (g/mol) Etanol 46,07 78 0,8 TQ (C2H5OH) KOH 56 n-Hexan (C6H12) 86,20 SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh TQ 68,7 0,659 g/ml TQ Trang 18 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng Axeton 50,08 TQ (CH3COCH3) Etyl axetat 88,11 77 (CH3COOC2H5) 0,9 TQ g/ml Bản mỏng (20 cm) Meck Nhôm silica gel 60 F254 Metanol 44 (CH3OH) Silica gel (0,063 - 64,6 0,81 VN g/ml 60,09 Meck 0,2 mm) 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Quy trình chiết piperine từ hạt tiêu đen Sử dụng phương pháp chiết Soxhlet SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 19 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng Hình 2.7 Sơ đồ quy trình chiết piperine từ hạt tiêu đen 2.2.2 Cách thực Bước 1: Xay nhỏ mịn nguyên liệu, chiết loại béo Tiêu đen mua từ Đắc lắc khô đem xay mịn, cân 50 g bột tiêu nhồi vào túi vải nhỏ cho vào máy Soxhlet chiết cồn 96 o Thời gian chiết từ – 10 h, sau thu dịch Bước 2: Thu hồi dung môi Dịch chiết thu đem thu hồi đuổi bay bớt dung môi, thêm 50 ml KOH 10 % vào khuấy từ hòa tan cặn h.(nếu cặn không tan lọc) Bước 3: Kết tinh thu tinh thể loại bỏ tạp chất SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 20 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng Gạn dung dịch khỏi cặn bã không tan đem hòa tan hoàn toàn vào metanol nóng, khuấy đều, lọc dịch thấy có tạp chất không tan Để nhiệt độ hạ xuống từ từ sau để vào tủ lạnh 24 – 48 h, để kết tinh xảy Lọc thu tinh thể phễu Büchner Phần nước tiếp tục đem kết tinh lại Phần tinh thể thu đem sấy nhiệt độ 60 – 65 oC Bước 4: Sắc kí mỏng kiểm tra độ tinh khiết Hòa tan mẫu thu vào metanol nóng Tiến hành chấm sắc kí với hệ dung môi xác định để kiểm chứng cho chất chạy phân tách rõ ràng Hiện hình đèn UV, ghi nhận lại Rf Hình 2.8 Chạy sắc ký Hình 2.9 Sản phẩm piperine Bước 5: Đo điểm nóng chảy Cho chất cần đo vào ống mao quản để vào máy đo điểm nóng chảy bắt đầu theo dõi trình nóng chảy chất cần đo Thực theo hướng dẫn sử dụng máy Bước 6: Đem mẫu phân tích phổ IR Thu phổ chất chiết so sánh với phổ thu từ tài liệu tham khảo SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 21 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng PHẦN III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KẾT QUẢ Bảng 3.1 Lượng piperine thời gian chiết khác Thời gian (giờ) Lượng piperine (g) L1 SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh L2 L3 Trang 22 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng 0,1164 0,1204 0,1150 0,4212 0,5319 0,4680 0,7548 1,0026 1,0148 Nhận xét: Theo thống kê thời gian chiết có ảnh hường tới lượng piperine thu Như vậy, kéo dài thời gian đun chiết có làm ảnh hưởng tới hàm lượng piperine thu Từ kết ta rút thời gian chiết 8h hàm lượng piperine thu cao 3.2 KIỂM TRA ĐỘ TINH KHIẾT CỦA SẢN PHẨM Thực quy trình chiết piperine phương pháp chiết soxhlet với khoảng thời gian khác Sau kiểm tra độ tinh khiết sản phẩm sắc ký mỏng, đo điểm nóng chảy phân tích phổ IR 3.2.1 Đo điểm nóng chảy Đo điểm nóng chảy chất cô lập so sánh với nhiệt độ nóng chảy piperine theo tài liệu tham khảo 130 oC Bảng 3.2 Kết đo điểm nóng chảy Mẫu chất Điểm nóng chảy (oC) Theo tài liệu 130 Piperine cô lập 124 Kết cho thấy chất cô lập có điểm nóng chảy gần với điểm nóng chảy chất theo tài liệu tìm được, nên ta kết luận chất cần chiết piperine 3.2.2 Sắc ký mỏng Tiến hành sắc ký mỏng piperine thu nhôm Silicagel tráng sẵn kích thước 1,5 x 10 cm với hệ dung môi Ethyl acetate: Chloroform: Hexane với tỉ lệ 6: 1: (ml), hình đèn UV với bước sóng 254 nm Quan sát thấy sau: SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 23 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng Hình 3.1 Kết chạy sắc ký mỏng SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 24 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng Giá trị Rf chất cô lập được: Rf = = = 0,525 Trong đó: x: khoảng dịch chuyển chất y: khoảng dịch chuyển dung môi 3.2.3 Phân tích phổ hồng ngoại Sau đem piperine tách chiết phân tích phổ IR Trung tâm Thiết bị khoa học Phân tích hóa lý, Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng, số Mạc Đĩnh Chi, P Bến Nghé, Q.1 TP Hồ Chí Minh, ta có kết sau: Hình 3.2 Phổ IR piperine tách chiết SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 25 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng Từ phổ ta so sánh mũi dao động đặc trưng nhóm chức piperine tách chiết với mũi dao động đặc trưng piperine chuẩn lấy từ tài liệu Hình 3.3 Cấu trúc phân tử piperine Hình 3.4 Phổ IR piperine chuẩn Bảng 3.3 Bảng so sánh mũi đặc trưng piperine cô lập với mũi đặc trưng chất chuẩn Các liên kết, nhóm chức Piperine Piperine chuẩn 996,82 1000 1028,94 ~1010 C-O 1251,51 ~ 1260 >C=O 1634,05 ~ 1640 C-H stretch 2938,23 ~ 2950 O-H 3434,17 ~ 3500 =C-Hbend SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 26 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng Nhận xét: Từ bảng so sánh ta thấy mũi dao động đặc trưng cho loại nhóm chức sản phẩm cô lập tương tự với mũi đặc trưng cho nhóm chức chất chuẩn Kết luận: Sản phẩm tách chiết piperine đạt độ tinh khiết mong muốn SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 27 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng PHẦN IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 28 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng 4.1 KẾT LUẬN Từ kết thí nghiệm ta rút kết luận tách chiết 50g bột hồ tiêu đen sau: thời gian tách chiết ảnh hưởng đến hàm lượng piperine 4.2 ĐỀ NGHỊ Do thời gian thực nghiên cứu ngắn thời gian thực tập lần thực đề tài nên nhiều khuyết điểm nên đưa vài đề nghị đề tài tiếp tục nghiên cứu sau: - Nên khảo sát nhiều dung môi khác tách chiết piperine, ví dụ methanol, - CH2Cl2… Nên khảo sát nhiều hệ dung môi chấm sắc ký khác Nên khảo sát nghiên cứu thêm quy trình tách chiết piperine khác phương pháp: khuấy từ, chiết CO2 lỏng siêu tới hạn… SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 29 Báo cáo thực tập tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Minh Hoàng TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Tất Lợi (2011), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, 370-372 Phạm Thị Gia Minh (2012), Khảo sát tinh dầu hồ tiêu (Piper nigrum Liin.), Luận văn Thạc sĩ Khoa học Hóa học, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên TP Hồ Chí Minh M Karpakavalli (2012), “Microwave assisted extraction and estimation of piperine, andrographolide using HPLC techniques”, Phramacie globale international journal of comprehensive pharmacy,5(3) William W.Epstein (1993), Isolation of piperine from Black Pepper, University of Utah, Salt Lake City, UT 84112, 598-599 SVTH: Hoàng Thị Việt Chinh Trang 30