Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hoá học của củ nưa tạin địa bàn tỉnh quảng nam

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM  PHẠM THỊ THANH HƯƠNG NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CỦ NƯA TẠI ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NAM KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HOÁ HỌC ĐÀ NẴNG, NĂM 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM  KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CỦ NƯA TẠI ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NAM Sinh viên thực : Phạm Thị Thanh Hương Lớp : 14CHD Người hướng dẫn : GS.TS Đào Hùng Cường ĐÀ NẴNG, NĂM 2018 NHIỆM VỤ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Thị Thanh Hương Lớp: 14CHD Tên đề tài: “Nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hoá học củ Nưa địa bàn tỉnh Quảng Nam”  Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị Nguyên liệu: Củ Nưa (Amorphophallus konjac K Koch.) thu hái vào tháng năm 2017, Nam Giang – Quảng Nam  Hoá chất: Ethanol, n-Hexane, Dichloromethane, Ethyl acetate (Trung Quốc)  Dụng cụ, thiết bị: Bộ soxhlet loại 500ml, tủ sấy, lò nung, phễu buncher, cân phân tích số, bếp cách thuỷ, bếp điện, cốc, giấy lọc, nghiệm, đũa thuỷ tinh, ống đong, pipet, dụng cụ thí nghiệm khác  Nội dung nghiên cứu Xác định thông số vật lý: Độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng kim loại nặng mẫu nguyên liệu   Nghiên cứu thời gian chiết tối ưu số dung môi củ Nưa  Định tính nhóm hợp chất có củ Nưa Định danh thành phần hoá học củ Nưa qua dịch chiết: n-Hexane, Dichloromethane, Etyl acetate  Xác định công thức cấu tạo họp chất Glucomannan Giảng viên hướng dẫn: GS.TS Đào Hùng Cường Ngày giao đề tài: 06/2017 Ngày hoàn thành đề tài: 12/2017 Chủ nhiệm Khoa Giảng viên hướng dẫn PGS.TS Lê Tự Hải GS.TS Đào Hùng Cường Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho khoa ngày tháng năm 2018 Kết đánh giá: Ngày tháng Năm 2018 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng em Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực Tác giả luận văn Phạm Thị Thanh Hương LỜI CẢM ƠN Sau sáu tháng thực đề tài, em học nhiều điều bổ ích tích luỹ thêm cho thân nhiều kiến thức thực tiễn quý báu lĩnh vực mà en nghiên cứu Do đó, trang đầu luận văn cho em phép em xin bày tỏ lòng biết ơn mình: Em xin chân thành cảm ơn GS.TS Đào Hùng Cường giao đề tài tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cho em suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo môn thầy cơng tác phòng thí nghiệm khoa Hóa trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em thời gian nghiên cứu thực khóa luận vừa qua Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè ln bên cạnh giúp đỡ, động viên sống học tập Bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp, bổ sung thầy để em thu nhận thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm cho thân sau Cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô sức khỏe, hạnh phúc thành công sống nghiệp giảng dạy Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 23 tháng 04 năm 2018 Sinh viên Phạm Thị Thanh Hương MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lý thuyết 4.2 Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chi Amorphophalus 1.2 Đặc điểm thực vật học loài Nưa Trồng (Amorphophallus konjac C Koch) (khoai Nưa, Nưa trồng, thuộc họ Ráy – Araceae) 1.3 Cấu trúc hóa học Glucomannan 1.4 Khai thác, chế biến bảo quản 1.5 Ứng dụng 1.5.1 Lĩnh vực công nghiệp thực phẩm 1.5.2 Lĩnh vực thực phẩm chức dược dụng 1.6 Công dụng Glucomannan 1.7 Các nghiên cứu nưa quy trình tách, chiết Glucomannan 1.7.1 Nghiên cứu nước 1.7.2 Nghiên cứu nước 10 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP - THỰC NGHIỆM 12 2.1 Đối tượng nghiên cứu 12 2.2 Thiết bị, hóa chất 12 2.2.1 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 12 2.2.2 Dung mơi, hóa chất (Trung Quốc) 12 2.3 Phương pháp nghiên cứu 12 2.3.1 Phương pháp trọng lượng 12 2.3.1.1 Xác định độ ẩm 12 2.3.1.2 Xác định hàm lượng tro 13 2.3.1.3 Xác định hàm lượng số kim loại nặng 14 2.3.2 Phương pháp chiết mẫu thực vật 14 2.3.2.1 Phương pháp chiết Soxhlet 14 2.3.2.2 Phương pháp đun hồi lưu 14 2.3.3 Phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ (GC-MS) 15 2.3.4 Phương pháp định tính hợp chất có dịch chiết củ Nưa với dung môi nước 15 2.3.4.1 Saponin 15 2.3.4.2 Alkaloid 16 2.3.4.3 Coumarin: 16 2.3.4.4 Flavonoid 16 2.3.4.5 Đường khử: 17 2.3.4.6 Polyphenol: 17 2.3.4.7 Axit hữu 17 2.3.4.8 Polysaccarid 17 2.3.6 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) 18 2.4 Quy trình nghiên cứu thực nghiệm 18 2.4.1 Sơ đồ thực nghiệm 18 2.4.2 Xử lý nguyên liệu 19 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 20 3.1 Kết xác định thông số vật lý 20 3.1.1 Độ ẩm 20 3.1.2 Hàm lượng tro 20 3.1.3 Hàm lượng kim loại 20 3.2 Kết khảo sát thời gian chiết dung mơi ảnh hưởng đến q trình chiết tách 21 3.2.1 Kết khảo sát thời gian chiết phương pháp soxhlet 21 3.2.1.1 Kết thời gian chiết dung môi n – hexane 21 3.2.1.2 Kết nghiên cứu thu dịch chiết củ Nưa dung môi Dichloromethane 22 3.2.1.3 Kết nghiên cứu thu dịch chiết dung môi Ethyl acetate 22 3.2.2 Kết khảo sát thời gian chiết khối lượng kết tinh thu phương pháp đun hồi lưu 23 3.3 Kết định danh thành phần hoá học cảu củ Nưa dịch chiết phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ (GC-MS) 24 3.3.1 Kết định danh từ dịch chiết n-Hexane 24 3.3.2 Kết định danh từ dịch chiết Dichloromethane 26 3.3.3 Kết định danh từ dịch chiết Etyl Acetate 29 3.3.4 Kết luận chung 30 3.4 Kết định tính hợp chất có dịch chiết củ Nưa với dung môi nước 32 3.5 Kết thu nhận Glucomannan từ dịch chiết củ nưa với dung môi nước 33 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35 KẾT LUẬN 35 KIẾN NGHỊ 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 DANH MỤC BẢNG Số hiệu 3.1 Kết xác định độ 3.2 Kết xác định hà 3.3 Hàm lượng kim loạ 3.4 3.5 3.6 Ảnh hưởng thời dung môi n-Hexane Ảnh hưởng thời dung môi Dichlorom Ảnh hưởng thời dung môi Etyl aceta Ảnh hưởng thời 3.7 dịch chi hồi lưu 3.8 Kết định danh t 3.9 Kết định danh 3.10 3.11 3.12 3.13 Kết định danh t acetate Tổng hợp kết đ chiết từ củ nưa Kết định tính cá Một số peak đặc trư củ nưa với dung mô Hexadecane, 1-Tetradecanol, Dodecoxyethanol, n-Octadecane chiếm diện tích peak thấp, từ 1.44% - 6.41%  Cấu tử định danh có tính chất quý Tetradecanoic acid: sử dụng chế phẩm dược phẩm thuốc bôi chỗ, nơi hấp thu tốt qua da 29 3.3.3 Kết định danh từ dịch chiết Etyl Acetate Sắc ký đồ GC-MS dịch chiết ethyl acetate từ củ Nưa thể Hình 3.3 kết định danh thành phần hóa học dịch chiết ethyl acetate thể Bảng 3.10 Hình 3.3 Sắc ký đồ GC – MS dịch chiết ethyl acetate Bảng 3.10 Kết định danh thành phần hóa học dịch chiết ethyl acetate Công thức STT H3C H3C CH O H3C O H O HO 10 HO HC 11 HC 12 H3C H3C Nhận xét: Từ kết Bảng 3.10, Hình 3.3 phương pháp GC – MS, ta thấy: +  Tổng số cấu tử định danh 12  Số cấu tử định danh có hàm lượng phần trăm cao  Những cấu tử định danh có hoạt tính sinh học mạnh Dodecanoic acid : điều trị mụn trứng cá, làm tăng cholesterol huyết thanh, giảm nguy xơ vữa động mạch + n-Tetradecane: chất sinh học tiềm cho việc tiêu thụ sản phẩm, thực phẩm óc chó đen, ớt chuông xanh, chanh,… 3.3.4 Kết luận chung Dựa vào kết thực nghiệm nêu trên, có số kết luận chung sau Các kết tổng hợp Bảng 3.11 31 Bảng 3.11 Tổng hợp kết định danh thành phần hóa học dịch chiết từ củ Nưa STT Tên chất n-Decane n-Nonanal n-Dodecane n-Tetradecane n-Dodecanal n-Dodecanol Dodecanoic acid n-Hexadecane 1-Tetradecanol 10 1-Dodecanol, ethoxy- 11 9-Octadecanoic acid 12 n-Octadecane 13 2,2,4,6,6Pentamethylheptane 14 n-Undecane 15 Cyclopentacycloheptene 16 Dodecoxyethanol 17 Tetradecanoic acid 18 Pentadecanoic acid 19 Dimethylaniline 20 2-Propenoic acid,6methylheptyl 21 Ethyl phthalate 22 1-Pentadecanol Nhận xét chung  Bằng phương pháp GC-MS, số thành phần hóa học dịch chiết từ 32 củ Nưa xác định Tổng số cấu tử dịch chiết 22 cấu tử Trong củ Nưa từ: n- hexane có 10 cấu tử, dichloromethane có 13 cấu tử, ethyl acetate có 12 cấu tử Trong đó, dịch chiết dichloromethane củ Nưa nhiều cấu tử chứa 13 cấu tử Như vậy, điều kiện thực nghiệm phòng thí nghiệm dung mơi chiết chất khác chúng có độ phân cực khác  Tuy nhiên, số cấu tử như: n-Tetradecane, n-Hexadecane, n-Octadecane giống số dung môi Ethyl acetate, Dichloromethane, n-Hexane chất hòa tan nhiều dung mơi dung mơi hòa tan nhiều chất có độ phân cực tương tự  Một số cấu tử có đặc tính q tìm thấy củ Nưa như: n- Tetradecane Tetradecanoic acid, Dimethylaniline 3.4 Kết định tính hợp chất có dịch chiết củ Nưa với dung mơi nước Kết định tính nhóm hợp chất có dịch chiết củ Nưa với dung môi nước thị Bảng 3.12 Bảng 3.12 Kết định tính nhóm hợp chất củ Nưa STT Nhóm chất Saponin Alcaloid Coumarin Flavonoid Đường khử Polyphenol Acid hữu 33 Polysaccarid Ghi chú: Dấu (+++) (++) (+) (-) : Khơng có phản ứng Nhận xét: Từ Bảng 3.12, ta thấy kết thử sơ củ Nưa có chứa chủ yếu hợp chất thiên nhiên là: Acid hữu Polysaccaride 3.5 Kết thu nhận Glucomannan từ dịch chiết củ nưa với dung môi nước -1 Phổ IR glucomannan xác định dải số sóng 4000 - 400 cm , hiển thị Hình 3.4 kết phân tích peak đại diện cho nhóm chức thể Bảng 3.13 Hình 3.4 Phổ IR từ dịch chiết củ Nưa với nước Bảng 3.13 Một số peak đặc trung thu Glucomannan dịch chiết với dung môi nước -1 γ (cm ) 3000 - 3700 1100 - 1200 1000 - 1100 700 - 1000 34 Nhận xét: Từ Hình 3.4 Bảng 3.13, ta thấy: phương pháp đo phổ hồng ngoại IR, bước đầu xác định số nhóm chức có cơng thức hợp chất Glucomannan, cụ thể nhóm OH, nhóm CH nhóm CO 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu đây, đến kết luận sau: Bằng phương pháp sấy khơ, phương pháp tro hóa mẫu, phương pháp hấp thụ nguyên tử AAS xác định độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng kim loại nặng: - - Độ ẩm bột Nưa 12.680% - Hàm lượng tro trung bình củ Nưa 14.773% Hàm lượng kim loại nặng Pb, As, Cr nằm khoảng cho phép theo quy định Quyết định số 867/1998/QĐ-BYT Bộ Y Tế ngày tháng năm 1998 việc ban hành Danh mục Tiêu chuẩn vệ sinh lương thực, thực phẩm Đã xác định thời gian tốt cho trình chiết tách số hợp chất từ củ dền đỏ với loại dung môi: Dung môi n-Hexane (6 giờ), dung môi Bằng phương pháp GC-MS định danh tổng số cấu tử dịch chiết từ củ Nưa 22, với dịch chiết n-Hexane định danh 10 cấu tử, dịch chiết Dichlomethane định danh 13 cấu tử dịch chiết Ethyl acetate định danh 12 cấu tử Bằng phương pháp định tính thơng qua cảm quan màu sắc xác định nhóm hợp chất chủ yếu có củ Nưa Acid hữu Polysaccaride Bằng phương pháp phổ hồng ngoại (IR) bước đầu xác định số nhóm chức có củ Nưa, cụ thể nhóm OH, nhóm CO nhóm CH KIẾN NGHỊ Tiếp tục nghiên cứu, đề xuất phương pháp để thu nhận glucomannan với hàm lượng cao Cần nghiên cứu phương pháp tinh chế loại bỏ tạp chất sản phẩm Mở rộng nghiên cứu phận khác Nưa thân, lá,… 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Thái Văn Trừng (2000), Những hệ sinh thái rừng nhiệt đới Việt Nam, NXb KH & KT Tp Hồ Chí Minh [2] Võ Văn Chi (1996), Từ điển Cây thuốc Việt Nam, NXB Y học, Tp Hồ Chí Minh [3] Cơng Ty giống phục vụ trồng rừng (1995), Sổ tay kỹ thuật hạt giống gieo ươm số lồi rừng, NXB Nơng nghiệp [4] Nguyễn Văn Dư & N.K Khôi (2004), “Bổ sung ba loài thuộc chi Nưa Amorphophallus Blume ex Decne (họ Ráy-Araceae Việt Nam”, Tạp chí Sinh học, 26 (4A): 57-60 [5] Nguyễn Văn Dư (2005), Araceae Juss - họ Ráy Danh lục loài thực vật Việt Nam 3: 871-897, NXB Nông Nghiệp Hà Nội [6] Guliaep (1978), Chọn giống Công tác giống trồng, NXB Nông nghiệp [7] Nguyễn Thị Hoài (2013), Báo cáo đề tài Nghiên cứu hàm lượng, chất lượng, tác dụng dược lý xây dựng quy trình sản xuất glucomannan củ Nưa - Amorphophallus SP (Họ Ráy Araceae) trồng tỉnh Thừa Thiên Huế [8] Phạm Hoàng Hộ (2003), Cây cỏ Việt Nam, Nhà xuất Trẻ [9] Đỗ Tất Lợi (2006), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất Y học [10] Trần Thị Ý Nhi (2013), Báo cáo đề tài Nghiên cứu quy trình tách chiết, cấu trúc hóa học hoạt tính sinh học glucomannan từ Nưa Amorphophallus sp (Họ Ráy Araceae) Tiếng Anh [11] A Nicola Wootton, Martin Luker-Brown, Roger J Westcott and Peter S J Cheetham (1993), The Extraction of a Glucomannan Polysaccharide from Konjac Corms (Elephant Yam, Amorphophallus rivierii), J Sci Food Agric, Vol.61, p.429433 [12] Alonso-Sande M., Teijeiro-Osorio D., Remán-López C., Alonso M.J (2009), “Glucomannan, a promising polysaccharide for biopharmaceutical purposes”, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, Vol.72, p.453–462 [13] Chearskul S., Kriengsinyos W., Kooptiwut S., Sangurai S., Onreabroi S., Churintaraphan M., Semprasert N, Nitiyanant W (2009), “Immediate and long- 37 term effects of glucomannan on total ghrelin and leptin in type diabetes mellitus, diabetes research and clinical practice”, Vol.83, p 40- [14] Chen HL, Sheu WH, Tai TS, Liaw YP, Chen YC (2003), Konjac supplement alleviated hypercholesterolemia and hyperglycemia in type diabetic subjects a randomized double-blind trial, J Am Coll Nutr., Vol 22(1), p.36-42 [15] Hsiao-Ling Chen, Han-Chung Cheng, Wen-Tsu Wu, MS, Yann-Jiu Liu, MS, Su-Yuan Liu (2008), “Supplementation of Konjac Glucomannan into a LowFiber Chinese Diet Promoted Bowel Movement and Improved Colonic Ecology in Constipated Adults: A Placebo-Controlled, Diet-Controlled Trial”, Journal of the American College of Nutrition, Vol 27, No 1, p.102–108 [16] Jiang Fatang, Li Wanfen, Zhan Xiaohui, Chen Guofeng, Zhou Jun, Huang Jing and Zhang Shenghua, 2006 Preparation and Characterization of Konjac Superabsorbent Polymer Journ Wuh Univ Techn – Mater Sci Ed 21(4): 2-6 [18] Kaname Katsuray, Kohsaku Okuyama, Kenichi Hatanaka, Ryuichi Oshima, Takaya Sato, Kei Matsuzakic (2003), “Constitution of konjac glucomannan: chemical analysis and p.183–189 13 C NMR spectroscopy”, Carbohydrate Polymers, Vol.53, [19] Keithley J, Swanson B, 2005 Glucomannan and obesity: a critical review Altern Ther HealthMed,11(6): 30-34 [20] Konjac flour, Professional Standard of the People’Republic of China for Agriculture, Implemented on February 1, 2002 [21] Li Heng, Li Hen, Zhu Guanghua, Peter C Boyce, Jin Murata, Wilbert L A Hetterscheid, Josef Bogner, Niels Jacobsen (2010), Flora of China (23) p.24-26 [22] Lin Xiaoyan,Wu Qiang, Luo Xuegang, Liu Feng, Luo Xiaoqing, He Pan (2010), “Effect of degree of acetylation on thermoplastic and melt rheological properties of acetylated konjac glucomannan”, Carbohydrate Polymers, Vol.82, p.167–172 [23] Liu, P.Y (2004), Konjac China Agriculture Press, Beijing Nguồn internet [24] http://www.konjac.org/English/About.Asp?Id=1 [25] http://www.botanyvn.com/cnt.asp 38 [26] http://www.aroid.org/genera/speciespage.php?genus=amorphophallus [27] http://en.easykonjac.com/company.asp ... nghiên cứu để xây dựng quy trình chiết tách, từ xác định thành phần hoạt tính vấn đề cần thiết Do đó, em chọn đề tài “ Nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hóa học củ Nưa địa bàn tỉnh Quảng Nam ... có củ Nưa  Phân lập, xác định cấu tạo chất hóa học có củ Nưa Đối tượng phạm vi nghiên cứu  Củ Nưa thu hái địa bàn Quảng Nam  Thành phần hóa học số dịch chiết củ Nưa Các phương pháp nghiên cứu. .. Mục đích nghiên cứu  Nghiên cứu xây dựng quy trình chiết tách củ Nưa số dung môi hữu  Xác định số vật vật lý củ Nưa  Định danh, xác định thành phần hoá học hợp chất  Định tính xác định nhóm