nghiên cứu quy trình chiết xuất và làm giàu egcg trong trà xanh (camellia sinensis)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐỖ QUANG THÁI NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT VÀ LÀM GIÀU EGCG TRONG TRÀ XANH (CAMELLIA SINENSIS) LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐỖ QUANG THÁI NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT VÀ LÀM GIÀU EGCG TRONG TRÀ XANH (CAMELLIA SINENSIS) LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ THUỐC MÃ SỐ 8720202 Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Tuấn Hiệp TS Bùi Thị Thúy Luyện HÀ NỘI 2020 LỜI CẢM ƠN Trải qua chặng đường dài nghiên cứu với nhiều khó khăn thử thách ngồi nỗ lực thân chắn tơi khơng thể hồn thành luận văn khơng bảo, động viên, giúp đỡ dù hay nhiều, trực tiếp hay gián tiếp thầy cô, anh chị, gia đình, bạn bè Với lịng biết ơn sâu sắc Tôi xin gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Tuấn Hiệp, TS Bùi Thị Thúy Luyện người thầy bảo, đưa lời khuyên để tơi có hướng đắn tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành luận văn cao học Xin gửi lời cảm ơn đến Khoa Công Nghệ Chiết Xuất, đơn vị Viện Dược Liệu, bạn đồng nghiệp, em sinh viên giúp đỡ, tạo điều kiện để tơi hồn thành tốt q trình thực nghiệm Cuối tơi xin cảm ơn bố mẹ, anh chị động viên, tạo điều kiện cho học tập Cảm ơn thầy cô trường Đại học Dược Hà Nội với tri thức tâm huyết truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho suốt quãng thời gian học tập trường Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày 04 tháng 04 năm 2020 Học Viên Đỗ Quang Thái MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG I - TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu trà 1.2 Thành phần hóa học trà xanh 1.3 Tác dụng sinh học độ an toàn 1.4 Một vài nét nhựa hấp phụ macroporous 1.5 Phương pháp chiết xuất làm giàu catechin trà xanh 11 1.5.1 Tính chất vật lý hóa học catechin 11 1.5.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến trình chiết xuất catechin từ trà xanh 11 1.5.3 Một số phương pháp tinh chế catechin 13 1.5.4 Một số quy trình chiết xuất EGCG trà xanh 14 CHƯƠNG II - NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Nguyên liệu 18 2.2 Hóa chất thiết bị sử dụng .18 2.3 Phương pháp nghiên cứu 19 2.3.1 Phương pháp định lượng EGCG caffein trà 19 2.3.2 Nghiên cứu quy trình chiết xuất EGCG 20 2.3.3 Nghiên cứu quy trình làm giàu EGCG 21 2.3.3 Ổn định quy trình chiết xuất làm giàu EGCG 22 2.4 Phương pháp xử lý số liệu 22 CHƯƠNG III - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 24 3.1 Kết thẩm định phương pháp định lượng egcg caffein trà xanh .24 3.1.1 Tính thích hợp hệ thống 24 3.1.2 Tính chọn lọc phương pháp 24 3.1.3 Khoảng tuyến tính phương pháp định lượng 25 3.1.4 Độ lặp lại phương pháp 26 3.1.5 Độ phương pháp 27 3.2 Nghiên cứu xây dựng quy trình chiết xuất EGCG trà xanh .28 3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng yếu tố dung môi chiết 28 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng yếu tố kích thước dược liệu 29 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng phương pháp chiết .31 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng yếu tố tỷ lệ dược liệu/dung môi 32 3.2.5 Khảo sát số lần chiết 33 3.3 Nghiên cứu quy trình làm giàu EGCG từ dịch chiết trà xanh .34 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng số loại chất hấp phụ 35 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ hấp phụ 36 3.3.3 Khảo sát thời gian hấp phụ đẳng nhiệt 36 3.3.4 Khảo sát dung môi rửa giải 37 3.3.5 Khảo sát thể tích rửa giải .38 3.4 Ổn định quy trình chiết xuất làm giàu EGCG .40 CHƯƠNG - BÀN LUẬN 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .47 TÀI LIỆU THAM KHẢO .48 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT HPLC High performance liquid chromatography (Sắc ký lỏng hiệu cao) EGCG Epigallocatechin gallate SD Standard Deviation (độ lệch chuẩn) RSD Relative Standard Deviation (độ lệch chuẩn tương đối) SDVB Styrene Divinylbenzene BV Bed volume (thể tích khối hạt) SEM Scanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử quét) DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng 1 Thành phần thành phần trà [2], [11] .3 Bảng Đặc tính vật lý số loại hạt nhựa macroporous [19] .9 Bảng So sánh hiệu phương pháp chiết xuất Catechin từ chè xanh [7] 16 Bảng Kết tính thích hợp hệ thống 24 Bảng Kết thẩm định khoảng tuyến tính 25 Bảng 3 Kết đánh giá độ lặp phương pháp 26 Bảng Kết thẩm định độ 27 Bảng Ảnh hưởng phương pháp chiết đến hiệu suất hàm lượng EGCG 31 Bảng Ảnh hưởng tỷ lệ dược liệu/dung môi lần chiết 34 Bảng Kết trình rửa giải EGCG cột nhựa hấp phụ ADS-7 39 Bảng Kết trình chiết xuất làm giàu (quy mơ 100g/mẻ) 42 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1 Cấu trúc hóa học catechin .4 Hình Cơng thức phân tử loại theaflavin chủ yếu trà xanh Hình Cấu trúc hóa học caffeine Hình Một số flavonol chủ yếu chè xanh .6 Hình (A, B)Ảnh SEM hạt nhựa macroporous, (C) Polyme acrylic (D) Polyme styren divinylbenzen [8] Hình Sơ đồ chiết xuất cafein catechin từ chè xanh Vinachem đề nghị 14 Hình Sơ đồ chiết xuất catechin từ chè xanh nhóm tác giả Phùng Minh Dũng .15 Hình So sánh phương pháp chiết xuất Catechin từ chè xanh [7] 17 Hình Mẫu trà xanh Thái Ngun kích thước thơ .18 Hình 2 Sơ đồ tóm tắt phương pháp nghiên cứu .19 Hình Hình ảnh chồng phổ (1): mẫu Caffein chuẩn, (2): mẫu EGCG chuẩn, (3) mẫu thử, (4) mẫu trắng 25 Hình Đồ thị biểu diễn phụ thuộc diện tích peak vào nồng độ dung dịch chuẩn 26 Hình 3 Ảnh hưởng dung môi chiết đến hiệu suất hàm lượng EGCG 29 Hình Ảnh hưởng kích thước dược liệu 30 Hình Ảnh hưởng tỷ lệ dược liệu/dung môi 33 Hình Dung lượng hấp phụ EGCG caffein hạt nhựa hấp phụ macroporous .35 Hình Ảnh hưởng nhiệt độ đến dung lượng hấp phụ hạt ADS-7 36 Hình Động hoc trình hấp phụ EGCG caffein nhựa ADS-7 điều kiện tĩnh 250C .37 Hình Ảnh hưởng nồng độ ethanol đến khả rửa giải EGCG caffein 38 Hình 10 Động hoc trình giải hấp phụ EGCG sử dụng nhựa ADS-7 39 Hình 11 Sắc ký đồ HPLC phân đoạn cao: (A) phân đoạn cao tổng cồn 20%; (B) phân đoạn rửa giải cồn 10% sau hấp phụ nhựa ADS-7; (C) phân đoạn rửa giải cồn 50% sau hấp phụ nhựa ADS-7 40 Hình 12 Sơ đồ quy trình chiết xuất làm giàu EGCG 41 Hình 13 Ảnh sản phẩm cao sau trình làm giàu EGCG .43 ĐẶT VẤN ĐỀ Cây trà hay chè có tên khoa học Camellia sinensis lồi có giá trị kinh tế trồng rộng rãi Việt Nam Theo số liệu tháng 10/2017, Việt Nam nước sản xuất trà lớn thứ xuất lớn thứ tồn cầu với 124.000ha diện tích trồng trà 500 sở chế biến, sản xuất công suất tổng đạt 500.000 trà khô/năm [4] Trà xanh sản phẩm trình chế biến trà tươi sau diệt men sấy khô với thành phần catechin (polyphenol) chứng minh có tác dụng chống oxy hóa, vài nghiên cứu cịn cho thấy hoạt tính chống oxy hóa catechin mạnh vitamin C, vitamin E hay β-caroten [27] Khơng có trà xanh cịn chứng minh có tác dụng ngăn ngừa số bệnh ung thư, giảm nguy béo phì tiểu đường [22], [33] Với khả chống oxy hóa mạnh trà xanh ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm mỹ phẩm giới [13] Để đưa trà xanh thành sản phẩm trình chế biến chiết xuất quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần hoạt tính catechin trà xanh Hiện giới có nhiều nghiên cứu quy trình chiết xuất, tinh chế catechin trà xanh nhiên hầu hết nghiên cứu tập trung vào trình chiết xuất tinh chế mà có nghiên cứu đánh giá cách tổng thể từ giai đoạn chiết xuất đến giai đoạn tinh chế Ở giai đoạn chiết xuất hầu hết nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng yếu tố đến trình chiết mà chưa tối ưu hóa quy trình Ở bước tinh chế nhằm mục đích giảm hàm lượng caffein, tăng hàm lượng catechin cao Phương pháp tinh chế dung mơi hữu ngày sử dụng quy mơ cơng nghiệp khó kiểm sốt dư lượng cao độc hại gây nhiễm mơi trường dần thay phương pháp sử dụng chất hấp phụ như: nhựa macroporous, than hoạt, khoáng chất đất sét với nhiều ưu điểm như: sử dụng dung mơi độc, thân thiện với môi trường; hiệu tinh chế cao, dễ dàng sử dụng, chi phí khơng q cao tái sử dụng Tuy nhiên nước ta vài năm gần công nghệ bắt đầu đưa vào nghiên cứu ứng dụng Chính “Nghiên cứu quy trình chiết xuất làm giàu EGCG trà xanh (camellia sinensis)” tiến hành với mục tiêu hướng tới việc xây dựng quy trình từ giai đoạn chiết xuất đến tinh chế nhằm thu sản phẩm cao chiết trà xanh chứa hàm lượng cao EGCG việc sử dụng cơng nghệ xanh, thân thiện với mơi trường có khả đưa lên quy mô công nghiệp Đề tài thực với mục tiêu sau: Xây dựng quy trình chiết xuất EGCG trà xanh Xây dựng quy trình làm giàu EGCG từ dịch chiết trà xanh ... nghiên cứu 19 2.3.1 Phương pháp định lượng EGCG caffein trà 19 2.3.2 Nghiên cứu quy trình chiết xuất EGCG 20 2.3.3 Nghiên cứu quy trình làm giàu EGCG 21 2.3.3 Ổn định quy. .. tính catechin trà xanh Hiện giới có nhiều nghiên cứu quy trình chiết xuất, tinh chế catechin trà xanh nhiên hầu hết nghiên cứu tập trung vào trình chiết xuất tinh chế mà có nghiên cứu đánh giá... ta vài năm gần công nghệ bắt đầu đưa vào nghiên cứu ứng dụng Chính ? ?Nghiên cứu quy trình chiết xuất làm giàu EGCG trà xanh (camellia sinensis)? ?? tiến hành với mục tiêu hướng tới việc xây dựng quy