Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong dịch chiết lá cây muống biển

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA -   - NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG DỊCH CHIẾT LÁ CÂY MUỐNG BIỂN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC GVHD : ThS Võ Kim Thành SVTH : Ngô Thị Thu Hiền LỚP : 08CHD ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: NGÔ THỊ THU HIỀN Lớp: 08CHD Tên đề tài: Nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hóa học dịch chiết muống biển Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: - Nguyên liệu: Lá muống biển - Dụng cụ: Bộ chiết soxhlet, phễu lọc, bình định mức, cốc thủy tinh, bình tam giác… - Thiết bị: Tủ sấy, lị nung, máy sắc ký khí ghép khối khối phổ GC-MS, máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS… Nội dung nghiên cứu: - Xác định số số hóa lý nguyên liệu muống biển độ ẩm, hàm lượng tro hàm lượng kim loại nặng - Nghiên cứu quy trình chiết tách muống biển phương pháp chiết ngấm kiệt chiết soxhlet - Khảo sát điều kiện chiết tách: lựa chọn dung môi chiết, thời gian chiết, tỉ lệ rắn - lỏng - Định danh số thành phần hóa học dịch chiết muống biển - Thử nghiệm hoạt tính sinh học dịch chiết muống biển Giáo viên hướng dẫn: ThS Võ Kim Thành Ngày giao đề tài: 10/2011 Ngày hoàn thành: 05/2012 Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) (Ký & ghi rõ họ tên) Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày tháng năm 2012 Ngày … tháng … năm 2012 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký & ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo Th.S Võ Kim Thành – người tận tình hướng dẫn em suốt q trình thực khóa luận tốt nghiệp Em xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến q thầy giáo Khoa Hóa – Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng giảng dạy em bốn năm qua, kiến thức bổ ích giảng đường đại học hành trang giúp em vững bước tương lai Em xin chân thành cảm ơn cha mẹ, bạn bè động viên giúp đỡ em trình học tập thực khóa luận tốt nghiệp Cuối cùng, em xin gửi đến người lời chúc sức khỏe, hạnh phúc thành đạt Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2012 Ngô Thị Thu Hiền PHỤ LỤC Hình 3.2 Biểu đồ phụ thuộc mật độ quang vào dung môi chiết Bảng 3.4 Bảng đánh giá cảm quan dịch chiết với dung môi khác Dung môi Màu dịch chiết Đánh giá cảm quan n-hexan Màu vàng nhạt Trong suốt Ete dầu Màu vàng vừa Trong suốt CH3Cl Màu vàng đậm Trong suốt Metanol Màu xanh úa Đậm Cồn 960 Màu xanh úa Nhạt H2O Màu nâu Đục Nhận xét: Từ kết trên, ta nhận thấy khảo sát dung môi phân cực methanol dung mơi hịa tan nhiều lượng chất Vì vậy, chọn methanol dung mơi tối ưu cho trình chiết 3.3.2 Khảo sát điều kiện chiết tách 3.3.2.1 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn – lỏng đến hàm lượng dịch chiết Tiến hành chiết soxhlet dung môi methanol với tỉ lệ nguyên liệu rắn : dung môi lỏng 10g:100ml, 10g:150ml, 10g:200ml, 10g:250ml khoảng thời gian Thu mẫu dịch chiết trên, pha loãng đo UV-VIS Quy trình: Muống biển bột (10g) Chiết soxhlet với methanol V(ml) 100ml 150ml 200ml - 250ml Lọc Dịch chiết - Pha loãng 50 lần, Đo UV-VIS Tỉ lệ rắn : lỏng tối ưu Kết thể ở hình 3.3 sau: Hình 3.3 Biểu đồ phụ thuộc mật độ quang vào tỉ lệ rắn – lỏng Nhận xét: Từ kết trên, ta nhận thấy phương pháp chiết soxhlet với tỷ lệ nguyên liệu rắn – dung môi lỏng 10g : 150ml cho dịch chiết có độ hấp thụ lớn 0,2867 Khi tăng thể tích dung mơi mật độ quang chất có xu hướng giảm Vì chọn tỷ lệ nguyên liệu rắn – dung môi lỏng tối ưu phương pháp soxhlet 10g : 150ml 3.3.2.2 Ảnh hưởng thời gian chiết đến hàm lượng dịch chiết Tiến hành chiết soxhlet dung môi methanol với tỉ lệ nguyên liệu rắn : dung môi lỏng 10g : 150ml ở khoảng thời gian 2h, 4h, 6h, 8h Thu mẫu dịch chiết trên, pha lỗng đo UV-VIS Quy trình: Muống biển bột (10g) Chiết soxhlet với 150ml methanol V(ml) 2h 4h 6h - 8h Lọc Dịch chiết - Pha loãng 50 lần Đo UV-VIS Tỉ lệ rắn : lỏng tối ưu Kết thể ở hình 3.4 sau: Hình 3.4 Biểu đồ phụ thuộc mật độ quang vào thời gian Nhận xét: Từ kết trên, ta nhận thấy phương pháp chiết soxhlet với tỉ lệ nguyên liệu rắn : dung môi lỏng 10g : 150ml, thời gian 6h cho dịch chiết có độ hấp thụ lớn 0,1512 Khi tăng thời gian chiết mật độ quang chất có xu hướng giảm Vì thời gian chiết tách tối ưu phương pháp soxhlet 6h 3.3.3 Khử màu dịch chiết - Mẫu dịch chiết muống biển thu phương pháp chiết soxhlet methanol có dạng lỏng, có màu xanh úa, để nguội có cắn lơ lửng - Tiếp tục tiến hành tẩy màu dịch chiết than hoạt tính - Kết sau tẩy màu thu dịch chiết suốt, thử giấy pH thấy ở khoảng 5-6 Hình 3.5 Bộ chiết soxhlet Hình 3.6 Dịch chiết muống biển 3.4 Xác định thành phần hóa học dịch chiết muống biển Kết định danh thành phần hóa học dịch chiết muống biển methanol phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ GC – MS thể ở hình 3.7, bảng 3.5 sau: Hình 3.7 Sắc ký đồ biểu thị thành phần hóa học dịch chiết muống biển Bảng 3.5 Một số cấu tử dịch chiết muống biển methanol STT TR Tên gọi CTPT 01 4,383 Benzofuran,2,3-dihydro C8H6O 1,50 02 4,719 D-Galactose oxime C6H13NO6 2,43 03 6,318 Copaene C15H24 0,75 04 6,464 1H-Cyclopropa C15H24 0,71 [a]naphthalene,1a,2,3,5,6,7,7a ,7b-octahydro-1,1,7,7a- CTCT % tetramethyl-, [1aR(1aα,7α,7aα,7bα)]- 05 6,867 2-methyl-3(2-furyl)acrolein C8H8O2 8,17 06 7,557 1,6-Cyclodecadiene, 1- C15H24 0,73 C15H24 0,62 methyl-5-methylene-8-(1methylethyl)-, [s-(E,E)]- 07 7,979 Naphthalene, 1,2,3,5,6,8ahexahydro-4,7-dimethyl-1-(1methylethyl)-, (1S-cis)- 08 8,236 Dodecanoic acid C12H24O2 3,63 09 8,890 Butanoic acid C4H8O2 7,78 10 12,446 n-Hexadecanoic acid C16H32O2 3,10 11 13,914 Phytol C20H40O 3,33 12 14,149 (Z,Z,Z)- 9,12,15- C18H32O2 2,76 C19H38O4 0,88 Octadecatrienoic acid 13 17,226 Hexadecanoic acid, 2hydroxy-1(hydroxymethyl)ethyl ester 14 17,866 Eugenol C10H12O2 0,43 15 18,634 E,Z-1,3,12-Nonadecatriene C19H34 0,68 16 18,711 (Z,Z,Z)-9,12,15- C20H34O2 1,14 C30H50 0,55 Octadecatrienoic acid, ethyl ester 17 19,900 2,6,10,14,18,22Tetracosahexaene, 2,6,10,15,19,23-hexamethyl-, (all-E)- 18 21,229 2,6,11,15-Tetramethyl- C20H32 3,06 hexadeca-2,6,8,10,14pentaene 19 24,083 Vitamin E C29H50O2 0,49 20 25,997 Campesterol C28H48O 0,70 21 26,688 Stigmasterol C29H48O 0,90 22 28,031 ỗ-Sitosterol C29H50O 3,04 23 30,031 α-Amyrin C30H50O 2,94 24 32,368 Fern-7-en-3α-ol C30H50O 5,47 Nhận xét: Từ hình 3.7 bảng 3.5 ta xác định thành phần hợp chất hóa học có dịch chiết muống biển gồm 24 hợp chất chủ yếu terpenoic, steroid, axit hữu số hợp chất khác 3.5 Kết thử nghiệm hoạt tính sinh học dịch chiết muống biển Mẫu dịch chiết muống biển metanol thu phương pháp Soxhlet đem cô quay chân không loại hết dung môi Đem cao rắn thử nghiệm hoạt tính sinh học thu kết thể ở bảng 3.6, bảng 3.7 sau: Hình 3.8 Cao muống biển 3.5.1 Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định Kết thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định VSVKĐ cao muống biển số chuẩn vi khuẩn Gram (+), Gram (-) nấm thể ở bảng 3.6 sau: Bảng 3.6 Kết thử hoạt tính kháng VSVKĐ cao muống biển Tên Nồng độ ức chế 50% phát triển mẫu vi sinh vật nấm kiểm định – IC50 (µg/ml) Gram (+) Dịch Lactobacillus fermentum Bacillus subtilis Staphylococus arueus chiết >128 >128 >128 Gram (-) muống Salmonella enterica Escherichia coli Pseudomonas aeruginosa biển >128 >128 >128 Nấm Candida albican >128 Nhận xét: Mẫu thử khơng có hoạt tính kháng chủng vi sinh vật 3.5.2 Hoạt tính chống oxy hóa DPPH Kết thử hoạt tính chống oxy hóa cao muống biển DPPH thể ở bảng 3.7 sau: Bảng 3.7 Kết thử hoạt tính chống oxy hóa DPPH cao muống biển STT Ký hiệu mẫu EC50 (µg/ml) Dịch chiết muống biển >128 Tham khảo Resveratrol 7,3 Nhận xét: Mẫu thử khơng có hoạt tính chống oxy hóa thử hệ DPPH KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua nghiên cứu, thu số kết sau: Xác định số đại lượng vật lý như: Độ ẩm muống biển khô 5,75%; hàm lượng tro 11,35%; hàm lượng kim loại nặng Cu, Zn nằm khoảng cho phép, riêng Pb cao so với mức cho phép theo định 99/2008/QĐ – BNN Bộ Nông nghiệp ngày 15/10/2008 việc ban hành quy định sản xuất, kinh doanh rau, chè an toàn Điều kiện chiết tách tối ưu: Phương pháp chiết soxhlet muống biển dung môi methanol, tỉ lệ nguyên liệu rắn : dung môi 10g : 150ml, thời gian chiết 6h Bằng phương pháp GC-MS định danh xác định công thức cấu tạo, hàm lượng số cấu tử dịch chiết muống biển Trong có hợp chất có hàm lượng cao: 2-methyl-3(2-furyl)acrolein (8,17%), Butanoic acid (7,78%), Fern-7-en-3α-ol (5,47%), Dodecanoic acid (3,63%), Phytol (3,33%), n-Hexadecanoic acid (3,10%), ỗ-Sitosterol (3,04%), -Amyrin (2,94%), Octadecatrienoic acid (2,76%) , D-Galactose oxime (2,43%)… Kết thử hoạt tính sinh học cho thấy cao muống biển thu chiết với methanol khơng có khả kháng khuẩn khả chống oxy hóa KIẾN NGHỊ Đề tài cần phát triển theo hướng sau: Nghiên cứu phân lập cấu tử có hàm lượng cao muống biển Mở rộng phạm vi nghiên cứu thành phần hóa học phận thân rễ muống biển thu hái ở địa bàn khác MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài 16 Mục đích nghiên cứu 16 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 16 Phương pháp nghiên cứu 17 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 17 CHƯƠNG TỔNG QUAN 18 1.1 Cây muống biển 18 1.1.1 Thực vật học 18 1.1.2 Thành phần hóa học 19 1.1.3 Tác dụng dược lý 19 1.1.4 Tình hình nghiên cứu đề tài giới nước 23 1.1.4.1 Trên giới 23 1.1.4.2 Trong nước 24 1.1.5 Hiện trạng tiềm muống biển 24 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Nguyên liệu 25 2.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị thí nghiệm 25 2.2.1 Hóa chất 25 2.2.2 Dụng cụ thiết bị thí nghiệm 25 2.3 Phương pháp nghiên cứu 26 2.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 26 2.3.2 Phương pháp thực nghiệm 26 2.3.2.1 Phương pháp phân tích trọng lượng 26 2.3.2.2 Phương pháp chiết tách hợp chất thiên nhiên 27 2.3.2.3 Phương pháp phân tích vật lý 29 2.3.2.4 Phương pháp thử nghiệm hoạt tính sinh học 35 2.4 Sơ đồ nghiên cứu 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Thu nhận xử lý nguyên liệu 37 3.1.1 Thu nguyên liệu 37 3.1.2 Xử lý nguyên liệu 37 3.2 Xác định tiêu hóa lý nguyên liệu 37 3.2.1.Xác định độ ẩm 37 3.2.2 Xác định hàm lượng tro 38 3.2.3 Xác định hàm lượng kim loại nặng 40 3.3 Quá trình chiết tách 40 3.3.1 Lựa chọn dung môi chiết 40 3.3.2 Khảo sát điều kiện chiết tách 42 3.3.2.1 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn – lỏng đến hàm lượng dịch chiết 42 3.3.2.2 Ảnh hưởng thời gian chiết đến hàm lượng dịch chiết 44 3.3.3 Khử màu dịch chiết 45 3.4 Xác định thành phần hóa học dịch chiết muống biển 45 3.5 Kết thử nghiệm hoạt tính sinh học dịch chiết muống biển 50 3.5.1 Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 50 3.5.2 Hoạt tính chống oxy hóa DPPH 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Kết xác định độ ẩm muống biển khô 38 Bảng 3.2 Kết xác định hàm lượng tro muống biển 39 Bảng 3.3 Kết xác định hàm lượng kim loại nặng muống biển 40 Bảng 3.4 Bảng đánh giá cảm quan dịch chiết với dung môi khác 42 Bảng 3.5 Một số cấu tử dịch chiết muống biển methanol 46 Bảng 3.6 Kết thử hoạt tính kháng VSVKĐ cao muống biển 51 Bảng 3.7 Kết thử hoạt tính chống oxy hóa DPPH cao muống biển 51 DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Bãi muống biển 10 Hình 2.2 Lá muống biển tươi 25 Hình 2.3 Lá muống biển khô 10 Hình 2.4 Bột muống biển khô 10 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo hệ thống máy AAS 30 Hình 2.6 Hình ảnh hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 30 Hình 2.7 Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo hệ thống máy UV-VIS 31 Hình 2.8 Hình ảnh hệ thống máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 32 Hình 2.9 Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo hệ thống máy GC-MS 34 Hình 2.10 Máy sắc ký khí kếp hợp khối phổ GC-MS 35 Hình 3.1 Mẫu sau tro hóa 39 Hình 3.2 Biểu đồ phụ thuộc mật độ quang vào dung môi chiết 42 Hình 3.3 Biểu đồ phụ thuộc mật độ quang vào tỉ lệ rắn – lỏng 43 Hình 3.4 Biểu đồ phụ thuộc mật độ quang vào thời gian 44 Hình 3.5 Bộ chiết soxhlet 45 Hình 3.6 Dịch chiết muống biển 31 Hình 3.7 Sắc ký đồ biểu thị thành phần hóa học dịch chiết muống biển 46 Hình 3.8 Cao muống biển 50 ... Để góp phần vào nguồn tài liệu muống biển phục vụ nghiên cứu khoa học, chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hóa học dịch chiết muống biển? ?? Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu xây... đề tài: Nghiên cứu chiết tách xác định thành phần hóa học dịch chiết muống biển Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: - Nguyên liệu: Lá muống biển - Dụng cụ: Bộ chiết soxhlet, phễu lọc, bình định mức,... điều kiện chiết tách: lựa chọn dung môi chiết, thời gian chiết, tỉ lệ rắn - lỏng - Định danh số thành phần hóa học dịch chiết muống biển - Thử nghiệm hoạt tính sinh học dịch chiết muống biển Giáo