Nghiên cứu tổng hợp muối canxi hydroxycitrat từ axit hydroxycitric của vỏ quả bứa ở quảng ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA HỌC - - NGUYỄN THỊ TÂN Nghiên Cứu Tổng Hợp Muối Canxi Hydroxycitrat Từ Axit Hydroxycitric Của Vỏ Quả Bứa Ở Quảng Ngãi KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN HÓA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSP Độc –lập – Tự – Hạnh phúc Đà Nẵng 2012 NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: NGUYỄN THỊ TÂN Lớp: 08 – CHD Tên đề tài: Nghiên Cứu Tổng Hợp Muối Canxi Hydroxycitrat Từ Axit Hydroxycitric Của Vỏ Quả Bứa Ở Quảng Ngãi Nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị: Vỏ Bứa, phễu Buchne, cốc thủy tinh 200ml, 500ml, bếp cách thủy, bình tam giác 250ml, than hoạt tính, cồn 960, cồn tuyệt đối Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu thành phần hóa học vỏ Bứa, xác định số tiêu hóa lý, xây dựng quy trình tổng hợp muối HCCa, khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến trình tạo muối, kiểm tra sản phẩm tạo thành phổ hồng ngoại (IR) sắc ký lỏng cao áp (HPLC) Giáo viên hướng dẫn: GS.TS Đào Hùng Cường Ngày giao đề tài: 02/07/2011 Ngày hoàn thành: 15/05/2012 Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày 25 tháng 05 năm 2012 Kết điểm đánh giá Ngày tháng năm 2012 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG KHOA LỜI CẢM ƠN Trong q trình hồn thành khóa luận tốt nghiệp, em nhận giúp đỡ, hỗ trợ tạo điều kiện tài liệu, hóa chất, dụng cụ nhiều thầy cô anh chị Em xin gởi lời cảm ơn đến thầy Khoa Hóa, đặc biệt hướng dẫn tận tình GS.TS Đào Hùng Cường, anh Nguyễn Thanh Hưng – Học viên Cao Học anh chị phịng thí nghiệm phân tích mơi trường thuộc Trung tâm khí tượng thủy văn khu vực Trung Trung Bộ Trung tâm đo lường chất lượng số 02 Ngô Quyền giúp em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Đà Nẵng, tháng 05 năm 2012 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa i Trang nhiệm vụ khóa luận tốt nghiệp ii Lời cảm ơn iii Danh mục bảng iv Danh mục hình vẽ, đồ thị iu MỞ ĐẦU Chương - TỔNG QUAN 1.1 CÂY BỨA, AXIT HYDROXY CITRIC (HCA) 1.1.1 Đặc điểm, phân bố Bứa 1.1.2 Hóa học (-)-HCA 1.1.3 Một vài lo ngại (-)-HCA .11 1.1.4 Tác dụng HCA 14 1.1.5 Muối HCA 14 Chương - NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 NGUYÊN LIỆU 18 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.2.1 Phương pháp chiết tách 18 2.2.2 Phương pháp trọng lượng 18 2.2.3 Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ (TCVN 4589 – 88) 19 2.2.4 Phương pháp xác định cấu trúc hoá học quang phổ hồng ngoại (IR) 19 2.2.5 Phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) .20 2.2.6 Phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) .20 Chương - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 3.1 SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU 21 3.1.1 Sơ đồ nghiên cứu 21 3.1.2 Xử lý nguyên liệu 21 3.2 XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM, HÀM LƯỢNG TRO, THÀNH PHẦN KIM LOẠI TRONG VỎ QUẢ BỨA 22 3.2.1 Xác định độ ẩm .22 3.2.2 Xác định hàm lượng tro 23 3.2.3 Xác định thành phần kim loại nặng 24 3.3 CHIẾT TÁCH AXIT HỮU CƠ 25 3.3.1 Chuẩn bị mẫu 25 3.3.2 Chiết tách axit hữu .25 3.3.3 Đánh giá cảm quan mẫu chiết 27 3.4 KIỂM TRA SẢN PHẨM CHIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ VÀ SẮC KÝ LỎNG CAO ÁP (HPLC) 27 3.4.1 Xác định tổng lượng axit mẫu chiết phương pháp chuẩn độ 27 3.4.2 Xác định HCA mẫu chiết sắc ký lỏng cao áp (HPLC) 28 3.5 TỔNG HỢP MUỐI CANXI CỦA HCA 32 3.5.1 Quy trình 32 3.5.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến q trình chuyển hố tạo muối HCCa 33 3.5.3 Khảo sát theo thể tích 34 3.5.4 Khảo sát theo thời gian 35 3.5.5 Kiểm tra sản phẩm muối HCCa phổ hồng ngoại (IR) 36 3.5.6 Kiểm tra sản phẩm muối HCCa sắc ký lỏng cao áp (HPLC) 37 3.5.7 Xác định hàm lượng Canxi sản phẩm muối HCCa .38 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng TT Trang 1.1 So sánh tính chất vật lý HCA, Lacton từ Garcinia Hibiscus 10 1.2 Mô tả đặc điểm HCA 10 3.1 Kết xác định độ ẩm vỏ Bứa 23 3.2 Kết xác định tỉ lệ tro vỏ Bứa sấy khô 24 3.3 Kết xác định thành phần kim loại nặng vỏ Bứa 25 3.4 Kết xác định tổng lượng axit vỏ Bứa 27 3.5 Kết xác định axit hữu vỏ Bứa HPLC 31 3.6 Kết khảo sát phụ thuộc khối lượng muối thu vào pH 34 3.7 3.8 3.9 Kết khảo sát phụ thuộc khối lượng muối thu vào thể tích axit Kết khảo sát phụ thuộc khối lượng muối thu vào thời gian khuấy trộn Kết diện tích pic phổ HPLC sản phẩm muối HCCa 3.10 Kết xác định hàm lượng Canxi muối HCCa AAS 35 36 38 38 DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, HÌNH VẼ Tên đồ thị, hình vẽ TT Trang 1.1 Quả Bứa 1.2 Cây bứa nhà 1.3 Quả tai chua 1.4 Cấu trúc đồng phân axit hydroxy citric 1.5 Cấu trúc axit hydroxy citric lacton 1.6 Cấu trúc muối tiêu biểu HCA 15 2.1 Quả Bứa 18 3.1 Mẫu vỏ Bứa khô cắt nhỏ 22 3.2 Mẫu vỏ Bứa khô dạng bột mịn 22 3.3 Nồi áp suất 26 3.4 Dịch chiết chưa tẩy màu 26 3.5 Dịch chiết tẩy màu 26 3.6 Dịch chiết sau cô đặc 26 3.7 Kết tủa pectin 26 3.8 Dịch chiết HCA 27 3.9 Đường chuẩn HCA 30 3.10 Đường chuẩn axit citric 30 3.11 Sắc kí đồ mẫu axit HCA axit citric chuẩn 31 3.12 Sắc ký đồ mẫu vỏ Bứa khô chiết nước 31 3.13 Muối HCCa tạo thành 33 3.14 Muối HCCa sấy khô 33 3.15 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng muối thu vào pH 34 3.16 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng muối vào thể tích axit 35 3.17 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng muối vào thời gian 36 3.18 Phổ IR HCCa chuẩn 37 3.19 Phổ IR muối HCCa 37 3.20 Sắc kí đồ HCA chuẩn 37 3.21 Sắc kí đồ muối HCCa 37 MỞ ĐẦU Theo Tổ chức Y tế giới, dư cân béo phì đề tài mà ngành y quan tâm nước phát triển phát triển Hội nghị quốc tế lần thứ VIII béo phì họp Paris ngày 01/09/1998 nhận định bệnh béo phì trở thành đại dịch toàn cầu, vấn đề lớn đe dọa sức khoẻ cộng đồng Số liệu thống kê gần Tổ chức Y tế giới cho thấy số người béo phì gia tăng cách đáng báo động với 1,5 tỉ người toàn cầu Một nghiên cứu dịch tễ học vừa tiến hành 30 quốc gia châu Âu béo phì yếu tố hàng đầu làm tăng nguy ung thư Béo phì có khả trở thành tác nhân gây tử vong số Mỹ cao thuốc Ở Việt nam, theo nghiên cứu gần dư cân, béo phì có xu hướng gia tăng Tỉ lệ thừa cân, béo phì người trưởng thành (25 – 64 tuổi) Việt Nam lên đến 16,8%, tức 100 người có 17 người béo phì Bệnh béo phì khơng ảnh hưởng đến lao động, sinh hoạt, thẫm mỹ mà nguy hại định đến sức khoẻ Người trung niên lớn tuổi béo phì dễ mắc bệnh như: huyết áp cao, bệnh mạch vành, tiểu đường, bệnh Gout, tai biến mạch não, sỏi túi mật vv… Cũng theo tài liệu điều tra Trung Quốc, số 153 bệnh nhân động mạch vành có 120 ca cân nặng tiêu chuẩn 10% chiếm tỉ lệ 78,4% 77 ca mắc bệnh béo phì chiếm tỉ lệ 50,3% Và số 503 ca béo phì có đến 22,3% huyết áp 160/95 mmHg Béo phì bệnh mỡ tích luỹ nhiều thể Khi chất dinh dưỡng dư thừa chuyển hoá thành mỡ tích tụ thể khiến cho mỡ nhiều lên làm thay đổi chức sinh lý, sinh hoá thể HCA chiết từ vỏ Bứa có tác dụng ngăn chặn q trình tích lũy mỡ, kìm hãm q trình chuyển hóa lượng đường thừa thể thành mỡ, giúp ngăn chặn trình béo phì Đặc biệt, HCA đạt hiệu người dư cân có chế độ ăn nhiều bột đường Ngồi ra, HCA cịn làm giảm loại mỡ xấu như: tryglixerit, CDL cholesterol, cholesterol toàn phần tăng HDL cholesterol loại mỡ có tác dụng bảo vệ tim mạch Bên cạnh đó, HCA làm tăng nồng độ serotonin có vai trị kiểm sốt thèm ăn, làm tăng trình tổ hợp glycogen tăng độ oxi hóa, đốt cháy mỡ thừa… Dạng lỏng tự HCA có xu hướng khơng ổn định, dễ bị lacton hóa nên việc tổng hợp muối từ HCA nghiên cứu nhằm làm tăng ổn định hoạt tính sinh học HCA Lowenstein mơ tả muối HCA dựa kim loại kiềm, kiềm thổ như: kali, natri, canxi… Muối Canxi (-)-hydroxycitrat có hoạt tính sinh học HCA Canxi loại khống chất quan trọng cần thiết cho phát triển vững xương Canxi giữ vai trò chất truyền dẫn thơng tin tham gia vào hầu hết hoạt động thể tế bào Lượng canxi trái đất nhiều người hấp thụ qua đường ăn uống Những người béo phì hấp thụ nhiều chất béo chất đạm dẫn đến axit béo kết hợp với canxi có thức ăn cung cấp ngày làm cho lượng canxi thất thoát nhiều Mặt khác, muối canxi HCA thường hấp thụ từ đường tiêu hóa chúng hịa tan nước Do ứng dụng hạn chế sử dụng loại nước uống, kem, kẹo, thực phẩm…Như vậy, ngồi hiệu giảm cân muối Canxi (-)-hydroxycitrat giúp bổ sung lượng canxi cần thiết cho phát triển thể Ở Mỹ, Hydrotrim sản phẩm độc quyền điều chế từ muối Canxi HCA có hiệu cao việc điều trị giảm cân người tiêu dùng ưa chuộng Với lý mà em chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp muối Canxi hydroxycitrat từ axit hydroxycitric vỏ Bứa Quảng Ngãi” CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 CÂY BỨA, AXIT HYDROXY CITRIC (HCA) 1.1.1 Đặc điểm, phân bố Bứa Bộ chè Theales Bộ mầm thuộc phân lớp sổ Dilleniiae Lá đơn có kép, hoa thường cánh phân, nhiều nhị, đài xếp xoắn ốc sát [3] Bộ chè gồm có 19 họ, nước ta có họ có họ quan trọng họ Chè họ Măng cụt Họ Chè gồm gỗ hay bụi, mọc cách, đơn nguyên kèm Hoa lưỡng tính, mọc đơn độc, nhị nhiều Quả có hay nhiều hạt, khơng có nội nhũ, phơi lớn Họ Chè có 29 giống khoảng 550 loài phân bố chủ yếu nước nhiệt đới cận nhiệt đới đặc biệt phía Đơng Đơng Nam Á Họ Măng cụt Guttiferae cịn gọi họ Bứa Clusiaceae thuộc Chè Cây gỗ có mủ vàng, cành nhỏ mọc thành nhiều tầng Lá đơn mọc đối, khơng có kèm Phiến dày, mép nguyên gân bên nhiều, nhỏ không rõ Hoa thường đơn tính tạp tính tức hoa đực hoa lưỡng tính gốc, bầu Quả thịt hay hạch thường có đài gốc Họ Măng cụt gồm 14 giống 350 loài phân bố giới hạn nước nhiệt đới ẩm Ở Việt Nam có giống, 41 lồi [5] Bứa – Garcinia harmandii Pierre, thuộc họ bứa – Clusiaceae loài đặc hữu sống phổ biến Việt Nam, Campuchia Nam Lào Quả loại có nạc ngon, mùi thơm, vị ngọt, ăn Vỏ chát người Campuchia dùng ăn với trầu dùng phối hợp với nhiều vị thuốc khác trị ỉa chảy 1.1.1.1 Bứa [2], [6] Bứa, bứa tròn dài – Garcinia oblongifolia Champ Ex Benth., thuộc họ Măng cụt – Clusiaceae Mô tả: Cây gỗ thường xanh cao 6–7 m Cành non thường vuông, xịe ngang rủ xuống Lá hình thuẩn, dài, nhọn, chóp dài, mép ngun, nhẵn bóng, 26 thời gian Tiến hành lọc vải lọc muslin thu dịch chiết, phần xác thực chiết lặp lần để thu hồi toàn lượng axit có mẫu Phần xác sau chiết lặp lần khơng cịn vị chua, thử giấy đo pH cho pH trung tính Dịch chiết có màu nâu đỏ (hình 3.4) Trộn lẫn dịch lần chiết với 4g than hoạt tính ngâm nước ấm 30 phút, sau lọc chân khơng Hình 3.3: Nồi áp suất dùng phễu Buchne Than hoạt tính rửa lại lần, lần với 10ml nước để thu hồi hết axit Dịch chiết sau xử lý than hoạt tính bị màu hồn tồn (hình 3.5) Trộn lẫn dịch lọc rửa, cô đặc đến 50ml, xử lý với 100ml etanol 960, 15 phút để kết tủa hết pectin (hình 3.7) (kết tủa màu trắng sữa) Ly tâm khoảng 10–15 phút máy ly tâm 4000 vòng/phút hay lọc, tách phần dịch kết tủa riêng Phần kết tủa rửa lần với 20ml etanol ly tâm lọc để thu hồi hết axit Trộn dịch nổi, đặc đến thể tích 50ml (hình 3.6) lưu giữ 40C tủ lạnh đến sử dụng để chuẩn độ, kiểm tra sắc ký lỏng cao áp (HPLC) Hình 3.4: Dịch chiết chưa tẩy màu Hình 3.5: Dịch chiết tẩy màu Hình 3.7: Kết tủa pectin Hình 3.6: Dịch chiết sau đặc 27 3.3.3 Đánh giá cảm quan mẫu chiết Mẫu thu sau trình chiết làm hỗn hợp dạng lỏng, có màu suốt vàng (hình 3.8), có vị chua đặc trưng pha lẫn vị chát Thử dịch chiết giấy đo pH cho kết dung dịch có pH = – Do ta kết luận Hình 3.8: Dịch chiết HCA mẫu dịch chiết có chứa axit Theo kết đánh giá cảm quan mẫu vỏ Bứa khô thực chiết lặp lần cho thấy khơng cịn vị chua Để kiểm tra mẫu vỏ sau chiết lần có cịn axit hay không ta thực chiết lần kiểm tra giấy đo pH cho mơi trường trung tính (6–7) Mẫu dịch chiết lặp lần lưu giữ tủ lạnh nhiệt độ 40C sử dụng để chuẩn độ, kiểm tra sắc ký lỏng cao áp (HPLC) 3.4 KIỂM TRA SẢN PHẨM CHIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ VÀ SẮC KÝ LỎNG CAO ÁP (HPLC) 3.4.1 Xác định tổng lượng axit mẫu chiết phương pháp chuẩn độ Kết xác định tổng lượng axit mẫu chiết từ vỏ Bứa khô phương pháp chuẩn độ thu kết trình bày bảng 3.4 Bảng : Kết xác định tổng lượng axit vỏ Bứa STT P (g) Vcđ (ml) V (ml) 10,000 50 10,095 50 10,105 50 n (ml) Tổng lượng axit (g/100g) Tổng lượng axit trung bình (g/100g) 25,9 26,0 26,1 23,9 24,0 24,1 20,2 20,3 20,1 17,88 17,95 18,02 16,35 16,42 16,48 13,80 13,87 13,73 16,06 Nhận xét: Tổng lượng axit chuẩn độ mẫu vỏ Bứa khô chiết với dung môi nước 16,06% So sánh với kết loài nghiên cứu như: 28 Garcinia cambogia (17–19,2%), Garcinia india (12,48–15,1%), Garcinia cowa (27,1%) kết vỏ bứa Việt Nam chiết nước cho kết trung bình 3.4.2 Xác định HCA mẫu chiết sắc ký lỏng cao áp (HPLC) Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ sử dụng để xác định tổng lượng axit hữu dịch chiết Tuy nhiên, phương pháp định lượng axit hydroxycitric axit citric cách riêng biệt Ta xác định axit phương pháp sắc kí khí, phương pháp sắc kí khí ta phải sấy mẫu Tuy nhiên axit (-)-HCA có khuynh hướng bị lacton hố có tác nhân nhiệt Mặt khác (-)-HCA hút ẩm cao điều kiện thường làm khó khăn cho việc sấy mẫu Trong phương pháp sắc kí lỏng cao áp, ta định lượng HCA axit hữu khác mà khơng cần phải đặc, sấy, hố dịch chiết Đây điểm thuận lợi để ta định lượng (-)-HCA axit hữu cách riêng biệt Chất chuẩn: (-)-Calcium threo-hydroxycitrate tribasic hydrate, cung cấp hãng: Sigma-Aldrich, công thức phân tử: C12H10Ca3O16.xH2O Chuẩn bị HCA tự Calcium threo – hydroxycitrate tribasic hydrate (50 mg) cho vào cốc 50ml chứa 5,0 ml nước xử lý với 500 mg Dowex 50 [H+] Hỗn hợp khuấy thời gian 10 phút sử dụng khuấy từ Tách lấy phần dung dịch nhựa rửa với nước có pH trung tính Nước rửa dung dịch trộn lẫn làm thành 25ml, khuấy trộn lọc giấy lọc Chuẩn bị 05 dung dịch chuẩn HCA có nồng độ thay đổi từ 10 – 320 ppm Chuẩn bị dung dịch chuẩn axit citric cho HPLC Dung dịch chuẩn axit citric chuẩn bị riêng biệt có nồng độ từ đến 30 ppm sử dụng nước cất 03 lần cất HPLC phân tích Điều kiện sắc ký để xác định HCA axit citric máy sắc ký lỏng cao áp Knauer, cột sắc kí Knauer C18, detectơ UV–VIS, bước sóng 210 nm Pha động gồm (A) metanol MeOH (B) axit photphoric 0,01 M với tốc độ dòng 1,5 ml/m, B:A theo tỉ lệ (9:1) 29 Xây dựng đường chuẩn Phương pháp xây dựng đường chuẩn thực cách dựa vào kết phân tích chuỗi mẫu HCA chuẩn Năm mẫu dung dịch chuẩn chứa 10– 320 ppm HCA tự tiêm vào HPLC, thao tác rửa giải thực trên, kết thu diện tích pic Đường cong HCA vẽ dựa biểu diễn phụ thuộc nồng độ HCA diện tích pic (trung bình 03 lần chạy) Đường chuẩn axit citric tiêm vào HPLC tiến hành tương tự thu diện tích pic Khoảng nồng độ mẫu chuẩn cần để xây dựng đường chuẩn xác định dựa vào nồng độ thực HCA có mẫu Khoảng nồng độ tính từ giá trị giới hạn (LLOQ) đến giá trị giới hạn (ULOQ) Xác định giá trị giới hạn Giá trị giới hạn (LOQ) định nghĩa nồng độ thấp HCA mà xác định với độ tin cậy xác < 20% Xác định axit hữu có mẫu Mẫu chuẩn bị cách pha loãng theo tỉ lệ 1:100 với nước cất 02 lần cất Thể tích mẫu tiêm vào HPLC 20L, HCA; axit citric thu trực tiếp dựa vào diện tích pic cách áp dụng hệ số pha loãng sử dụng đường chuẩn Nồng độ HCA axit citric mẫu trình bày g/100 g mẫu tính theo cơng thức sau: % HCA, CA = [(SI * Am) – Int] * Vcđ * Kpl * 10000 / m Trong đó: SI : Hệ số góc đường chuẩn Int : Hệ số b đường chuẩn Am : Diện tích pic sắc kí Vcđ : Thể tích mẫu đặc (ml) Kpl : Hệ số pha loãng m : Trọng lượng mẫu thử (g) 30 3.4.2.1 Kết xây dựng đường chuẩn Đường chuẩn xác định cách thay đổi nồng độ 05 mẫu chuẩn từ 10 đến 320 ppm Phương trình đường chuẩn HCA là: C = 1,37A – 6,88 với A diện tích pic HCA, C nồng độ HCA hệ số tương quan R2 = 0,999698 (hình 3.9) Hình 3.9: Đường chuẩn HCA Phương trình đường chuẩn axit citric là: C = 2.55A – 5,43 với A diện tích pic citric, C nồng độ citric hệ số tương quan R2 = 0,999799 (hình 3.10) Hình 3.10: Đường chuẩn axit citric 3.4.2.1 Kết xác định axit hữu vỏ Bứa Thành phần axit hữu xác định phương pháp sắc ký lỏng cao áp tính cơng thức sau: Cơng thức tính HCA: Cm (ppm) = (1,37 * Am – 6,88) * Vcđ * Kpl / m Cơng thức tính CA: Cm (ppm) = (2,55 * Am – 5,43) * Vcđ * Kpl / m Cm (%) = Cm (ppm) / 10000 31 Trong đó: Cm (ppm): Nồng độ tính ppm Cm (%) : Nồng độ phần trăm Am : Diện tích pic sắc kí Vcđ : Thể tích mẫu đặc (ml) Kpl : Hệ số pha loãng m : Trọng lượng mẫu thử (g) Bảng : Kết xác định axit hữu vỏ Bứa HPLC STT mẫu m (g) Am Vcđ Kpl HCA Axit citric (%) (%) HCA Axit citric 10,016 157,143 5,281 50 100 10,404 0,401 10,105 161,067 5,333 50 100 10,578 0,404 10,095 159,315 5,309 50 100 10,469 0,402 Hình 3.11: Sắc kí đồ mẫu axit HCA axit citric chuẩn Nhận xét: Hình 3.12: Sắc kí đồ mẫu vỏ Bứa khơ chiết nước Axit chủ yếu tìm thấy vỏ Bứa HPLC HCA thể sắc kí đồ hình 3.12 Pic thứ yếu xác định pic axit citric Xác định pic HCA dựa vào pic axit HCA chuẩn xuất thời gian lưu 4,939 phút, tương tự pic axit citric xác định nhờ pic axit chuẩn xuất thời gian lưu 5,623 phút (hình 3.11) Thời gian lưu HCA axit citric tìm thấy mẫu 4,955 phút 5,606 phút 32 3.5 TỔNG HỢP MUỐI CANXI CỦA HCA 3.5.1 Quy trình Dịch chiết axit thu phương pháp chưng ninh, sau tẩy màu than hoạt tính lọc bỏ kết tủa pectin trung hịa axit cách cho thêm dung dịch CaCl2 (32g/100 ml nước) Dung dịch thu được khuấy trộn khoảng 30–120 phút Khi thêm CaCl2 vào, lúc đầu xuất kết tủa trắng, sau xuất ngày dày đặc tạo thành bùn (hình 3.13), pH hỗn hợp bùn thích hợp từ 9,5– 11 Sử dụng dung dịch NaOH 10% (44,4g/400 ml nước) để chỉnh độ pH Hỗn hợp bùn lọc rửa với nước cất để loại bỏ tất muối bám vào Nước rửa kiểm tra ion clorua việc lọc rửa kết thúc khơng cịn phát ion clorua nước rửa Phần bánh ướt sấy khô nhiệt độ 1000C để thu dạng bột khơ màu nâu xám (hình 3.14) muối HCCa Cạo phần bột khơ dính giấy lọc cho vào cốc thủy tinh sấy khơ biết xác khối lượng Tiến hành cân khối lượng để tính tốn hiệu suất q trình chuyển hóa Phương trình tạo muối sau: H H HO C COOH HO C COOH H C COOH + NaOH HO C COONa HO C COONa H C COONa + H2O H H H HO C COO HO C COO H C COO Ca H HO C COONa HO C COONa H C COONa H + CaCl2 H H Ca HO C COO HO C COO H C COO Ca H + NaCl 33 Hình 3.13: Muối HCCa tạo thành Hình 3.14: Muối HCCa sấy khô 3.5.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến q trình chuyển hố tạo muối Canxi HCA Để đánh giá, khảo sát ảnh hưởng pH đến q trình chuyển hố tạo muối HCCa, ta tiến hành thử nghiệm 04 mẫu dịch chiết điều chỉnh pH dung dịch NaOH 10% khuấy trộn cẩn thận, dùng pH kế để kiểm soát pH dung dịch Các mức pH khảo sát 04 mẫu tương ứng là: 9,5; 10; 10,5 11 Sau đó, cho lượng dung dịch CaCl2 vào mẫu thử Kết quan sát cho thấy: mẫu xuất kết tủa trắng mịn phía dưới, dung dịch phía màu nâu vàng đậm, mẫu kết tủa trắng mịn, dạng bùn phía nhiều hơn, dung dịch phía màu nâu vàng nhạt hơn, mẫu kết tủa trắng mịn, dạng bùn phía nhiều, xuất hạt kết tủa trắng thơ, dung dịch phía màu vàng; mẫu kết tủa trắng mịn, dạng bùn phía dưới, hạt kết tủa trắng thô xuất nhiều hơn, lớp dung dịch màu vàng nhạt Sau lọc rửa lớp kết tủa mẫu, phần kết tủa trắng mịn thu muối HCCa, phần kết tủa trắng thô Ca(OH)2 Kết khảo sát phụ thuộc khối lượng muối tạo thành vào pH thể qua bảng 3.6 đồ thị hình 3.15 sau: 34 Bảng : Kết khảo sát phụ thuộc khối lượng muối thu vào pH Khối lượng Khối lượng muối lý thuyết muối thực tế (g) (g) 9,5 13,369 10,436 78,061 10,495 10 13,371 10,451 78,162 100,056 10,489 10,5 13,364 10,445 78,158 100,131 10,498 11 13,375 10,441 78,064 9,5 10 STT Khối lượng Lượng mẫu mẫu (g) axit (g) 100,095 10,494 100,105 Khối lượng muối thực tế (g) pH Hiệu suất (%) 10,48 10,46 10,44 pH 10,42 10,5 11 Hình 3.15 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng muối thu vào pH Nhận xét: Từ kết khảo sát thu bảng 3.6 đồ thị biểu diễn hình 3.15 cho thấy giá trị pH = 10 ta thu khối lượng muối lớn 10,451g (H = 78,162%), tiếp tục tăng pH khối lượng muối giảm dần 3.5.3 Khảo sát theo thể tích Dịch chiết axit thu phương pháp chưng ninh, sau tẩy màu than hoạt tính lọc bỏ kết tủa pectin, đem đặc đến thể tích là: 150 ml, 200 ml, 250 ml, 300 ml Cho dịch chiết tác dụng với dung dịch CaCl2 (32g/100ml nước), cố định pH = 10 cách dùng dung dịch NaOH 10% Dung dịch thu được khuấy trộn khoảng 30–120 phút Hỗn hợp bùn lọc rửa với nước cất để loại bỏ tất muối bám vào Nước rửa kiểm tra ion clorua việc lọc rửa kết thúc khơng cịn phát ion clorua nước rửa Phần 35 bánh ướt sấy khô nhiệt độ 1000C để thu dạng bột khô màu nâu xám muối HCCa Kết khảo sát phụ thuộc khối lượng muối thu vào thể tích axit thể qua bảng 3.7 đồ thị hình 3.16 sau: Bảng : Kết khảo sát phụ thuộc khối lượng muối thu vào thể tích axit Thể STT Khối lượng Lượng tích mẫu mẫu (g) axit (g) axit Khối lượng Khối lượng muối lý thuyết muối thực tế (g) (g) (ml) Hiệu suất (%) 100,315 10,517 150 13,399 10,529 78,580 100,247 10,509 200 13,390 10,551 78,797 100,575 10,544 250 13,434 10,545 78,495 100,218 10,507 300 13,386 10,533 78,687 Khối lượng muối thực tế (g) 10,57 10,54 10,51 10,48 150 200 250 300 Thể tích axit (ml) Hình 3.16 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng muối thu vào thể tích axit Nhận xét: Từ kết thu bảng 3.7 đồ thị hình 3.16 cho thấy lượng muối đạt khối lượng lớn 10,551g (H = 78,797%) ứng với thể tích axit 200ml 3.5.4 Khảo sát theo thời gian Tiến hành thí nghiệm tương tự với giá trị cố định tương ứng sau: thể tích axit 200ml pH = 10 Thay đổi thời gian khuấy trộn là: 30 36 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút Kết khảo sát phụ thuộc khối lượng muối vào thời gian khuấy trộn thể qua bảng 3.8 hình 3.17 sau: Bảng : Kết khảo sát phụ thuộc khối lượng muối thu vào thời gian khuấy trộn Thời Khối lượng Khối lượng gian muối lý muối thực tế (phút) thuyết (g) (g) 10,501 30 13,379 10,565 78,967 100,306 10,516 60 13,398 10,581 78,974 100,318 10,517 90 13,399 10,592 79,051 100,295 10,515 120 13,396 10,593 79,073 STT Khối lượng Lượng mẫu mẫu (g) axit (g) 100,162 Hiệu suất (%) Khối lượng muối 10,605 thực tế (g) 10,59 10,575 10,56 30 60 90 120 Thời gian (phút) Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng muối thu vào thời gian khuấy trộn Nhận xét: Từ kết bảng 3.8 đồ thị biểu diễn hình 3.17 cho thấy tăng thời gian khuấy trộn khối lượng muối tăng sau thời gian 90 phút khối lượng muối tăng khơng đáng kể Vì vậy, thời gian khuấy 90 phút chọn làm thời gian tối ưu 3.5.5 Kiểm tra sản phẩm muối HCCa phổ hồng ngoại (IR) Để kiểm tra sản phẩm muối HCCa tạo thành ta chụp phổ hồng ngoại IR so với phổ hồng ngoại Canxi hydroxycitrat chuẩn 37 3310 3400,11 1599,04 1582 Hình 3.18: Phổ IR HCCa chuẩn Nhận xét: Hình 3.19: Phổ IR muối HCCa Kết chụp phổ hồng ngoại (IR) muối canxi hydroxycitrat tạo thành (hình 3.19) so sánh với phổ muối canxi hydroxycitrat chuẩn (hình 3.18) xuất píc có bước sóng 3310 cm-1, 3400,11 cm-1 ứng với phổ dao động nhóm –OH píc có bước sóng 1582 cm-1, 1599,04 cm-1 ứng với nhóm C=O (–COO)2Ca Về hình dáng, phổ hồng ngoại (IR) muối HCCa tạo thành HCCa chuẩn tương tự 3.5.6 Kiểm tra sản phẩm muối HCCa sắc ký lỏng cao áp (HPLC) Để kiểm tra sản phẩm muối tạo thành ta tiến hành kiểm tra sản phẩm muối HCCa thu phổ HPLC so sánh với phổ HPLC (-)-HCA chuẩn Kết 12 3,77 kiểm tra phổ HPLC thể hình 3.20 hình 3.21 đây: 10 Intensity(mV) 0.00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 RetentionTime(min) STD Hình 3.20: Sắc kí đồ HCA chuẩn Hình 3.21: Sắc kí đồ muối HCCa Nhận xét: Kết chụp phổ HPLC muối HCCa xuất pic có thời gian lưu 3,73 phút trùng với thời gian lưu (-)-HCA chuẩn (hình 3.20) 3,77 phút Theo kết chạy phổ HPLC muối HCCa tạo thành ta thu 04 pic với thời gian lưu khác nhau, pic có thời gian lưu trùng với thời gian lưu (-)- 38 HCA chuẩn cao có diện tích lớn chiếm 82,23% Kết diện tích pic thể bảng 3.9 Bảng : Kết diện tích pic phổ HPLC sản phẩm muối HCCa TT Thời gian lưu Diện tích pic % diện tích pic 1,91 8221 4,244 2,19 11924 6,152 2,79 14292 7,374 3,73 159375 82,230 Tổng cộng 193812 100,000 Tên HCCa 3.5.7 Xác định hàm lượng Canxi sản phẩm muối HCCa Tiến hành xác định hàm lượng Canxi có sản phẩm muối HCCa tạo thành phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) Kết xác định hàm lượng Canxi muối HCCa tạo thành thể bảng 3.10 đây: Bảng 10 : Kết xác định hàm lượng Canxi muối HCCa AAS Kim loại Phương pháp thử (AAS) Kết (mg/L) Hàm lượng cho phép (mg/L) Canxi TCVN 6660 - 2000 17292,1 – Nhận xét: Hàm lượng Canxi sản phẩm HCCa thành phần kim loại chính, kết Canxi xác định phương pháp AAS 17292,1 mg/L Như sử dụng sản phẩm HCCa tạo thành để làm thực phẩm dược phẩm mà không ảnh hưởng đến sức khoẻ người theo định số 867/1998/QĐBYT Bộ Y Tế ngày 04/04/1998 việc ban hành Danh mục Tiêu chuẩn vệ sinh lương thực, thực phẩm 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trong đề tài nghiên cứu em thu số kết sau: 1/ Độ ẩm vỏ Bứa khô: 8,37 %, Hàm lượng tro vỏ Bứa Khô: 1,06 % Thành phần kim loại nặng gồm: Sn(0,0043mg/L), Pb(0,6715mg/L), Zn(5,3224mg/L), Cu(2,2675mg/L), Fe(26,512mg/L) 2/ Chứng minh có mặt HCA vỏ Bứa phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) Hàm lượng (-)-HCA tìm thấy vỏ Bứa khơ (10,484%), axit thứ yếu axit citric (0,402%) Xác định tổng lượng axit có mẫu chiết 16,06 (g/100g) 3/ Đã khảo sát xây dựng quy trình chuyển hoá tạo muối Canxi HCA chiết từ vỏ Bứa khô Khối lượng muối HCCa dạng rắn tạo thành trung bình 10,522 g/100g mẫu, hiệu suất tạo muối vào khoảng 78,081% – 79,073% 4/ Đã kiểm tra sản phẩm muối HCCa tạo thành phổ hồng ngoại (IR), sắc ký lỏng cao áp (HPLC) Hàm lượng muối HCCa sản phẩm chuyển hoá 82,23% ứng với thời gian lưu 3,73 phút 5/ Hàm lượng Canxi muối HCCa xác định phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) 17292,1 mg/L Từ kết ta tiếp tục nghiên cứu sâu để sản xuất thực phẩm, dược phẩm chữa bệnh béo phì từ Bứa Việt Nam Kiến nghị 1/ (-)-HCA có tính chống béo phì hiệu cung cấp chủ yếu dạng muối Vì vậy, nên tiếp tục nghiên cứu theo hướng điều chế ứng dụng muối (-)-HCA dạng muối kép để tăng hiệu sản xuất dược liệu hay thực phẩm chức với mục đích giảm cân 2/ Nghiên cứu xây dựng quy trình chiết tách (-)-HCA từ vỏ Bứa theo quy mô công nghiệp để sản xuất thực phẩm giảm cân chứa (-)-HCA Việt Nam Error! Bookmar k not defined 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi (2002), Cơ sở Hóa Học Phân Tích, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [2] Võ Văn Chi (1999), Từ điển thuốc Việt Nam, Nhà xuất y học Hà Nội [3] Trần Văn Cừ, Nguyễn Thu Hiền, Trần Bá Hoành, Trần Mạnh Kỳ, Đặng Văn Sử, Lê Dĩnh Thái, Nguyễn Văn Thân, Phạm Ngọc Thịnh (2003), Từ điển bách khoa sinh học, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [4] Đào Hùng Cường, Đặng Quang Vinh (2007), “Xác định axit hữu từ lá, vỏ bứa sắc ký lỏng cao áp”, Tạp chí Khoa học Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, (20), tr 137-143 [5] Lê Văn Đăng (2005), Chuyên đề số hợp chất thiên nhiên, Nhà xuất Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Hồ Chí Minh [6] Đỗ Tất Lợi (2005), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất y học, Hà Nội [7] Quyết định số 867/1998/QĐ – BYT Bộ Y Tế ngày 04/04/1998 việc ban hành Danh mục Tiêu chuẩn vệ sinh lương thực, thực phẩm [8] TCVN 4589 – 88: Đồ hộp – phương pháp xác định hàm lượng axit tổng số axit bay [9] Đặng Quang Vinh (2007), “Nghiên cứu chiết tách xác định hàm lượng axit hydroxycitric lá, vỏ Bứa”, Luận văn thạc sĩ khoa học chuyên ngành hóa hữu cơ, khoa Hóa, Trường Đại học sư phạm - Đại Học Đà Nẵng Tiếng Anh [10] Frank Settle (1997), Handbook of Instrumental Techniques for Analytical Chemistry, Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, NJ 07458 [11] Jena BS, Jayaprakasha GK, Singh RP, Sakariah KK (2002), "Chemistry and biochemistry of (-)-hydroxycitric acid from Garcinia", Journal of Agricultural and Food chemistry, 50(1), 10-22 ... TÂN Lớp: 08 – CHD Tên đề tài: Nghiên Cứu Tổng Hợp Muối Canxi Hydroxycitrat Từ Axit Hydroxycitric Của Vỏ Quả Bứa Ở Quảng Ngãi Nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị: Vỏ Bứa, phễu Buchne, cốc thủy tinh... đề tài: ? ?Nghiên cứu tổng hợp muối Canxi hydroxycitrat từ axit hydroxycitric vỏ Bứa Quảng Ngãi? ?? 3 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 CÂY BỨA, AXIT HYDROXY CITRIC (HCA) 1.1.1 Đặc điểm, phân bố Bứa Bộ chè Theales... 1.1 Quả Bứa 1.2 Cây bứa nhà 1.3 Quả tai chua 1.4 Cấu trúc đồng phân axit hydroxy citric 1.5 Cấu trúc axit hydroxy citric lacton 1.6 Cấu trúc muối tiêu biểu HCA 15 2.1 Quả Bứa 18 3.1 Mẫu vỏ Bứa