Nghiên cứu xác định thành phần hóa học dịch chiết trong dung môi hỗn hợp etylaxetat và axeton của rễ củ nghệ trắng hội an quảng nam

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA THÁI THỊ THU THỦY NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HĨA HỌC DỊCH CHIẾT TRONG DUNG MƠI HỖN HỢP ETYLAXETAT VÀ AXETON CỦA RỄ CỦ NGHỆ TRẮNG HỘI AN QUẢNG NAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN Đà Nẵng - 2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HĨA HỌC DỊCH CHIẾT TRONG DUNG MƠI HỖN HỢP ETYLAXETAT VÀ AXETON CỦA RỄ CỦ NGHỆ TRẮNG HỘI AN QUẢNG NAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN Sinh viên thực hiên: Thái Thị Thu Thủy Lớp: 11CHD Giáo viên hướng dẫn: ThS Võ Kim Thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒAXÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSP Độc lập – Tự – Hạnh Phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: THÁI THỊ THU THỦY Lớp: 11CHD Tên đề tài: Nghiên cứu xác định thành phần hóa học dịch chiết dung môi hỗn hợp etylaxetat axeton rễ củ nghệ trắng Hội An Quảng Nam Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị:  Nguyên liệu: rễ củ nghệ trắng thu hái Hội An - Quảng Nam Sau thu hoạch đem rửa sạch, thái lát mỏng  Dụng cụ - thiết bị: - Bộ chiết shoxlet - Máy đo quang UV-VIS - Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS - Máy sắc kí khí ghép khối phổ GC – MS - Tủ sấy, lò nung, cân phân tích, cốc thuỷ tinh, bình tam giác, ống nghiệm, bếp điện, bếp cách thuỷ, cốc sứ, loại pipet, bình định mức, bình hút ẩm, giấy lọc…  Hóa chất - Dung mơi hữu cơ: etyl axetat, axeton, dietyl ete - Hóa chất vơ cơ: HNO3, H2O, HCl 3 Nội dung nghiên cứu  Nghiên cứu lý thuyết Thu thập, tổng hợp tài liệu  Nghiên cứu thực nghiệm - Lấy mẫu, thu gom xử lý mẫu - Xác định độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng kim loại nặng - Khảo sát thời gian chiết tách - Xác định thành phần hỗn hợp chất dịch chiết rễ củ nghệ trắng Giáo viên hướng dẫn: Th.S.Võ Kim Thành Ngày giao đề tài: 26/8/2014 Ngày hoàn thành: 20/4/2015 Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa vào ngày 27 tháng năm 2015 Kết điểm đánh giá Ngày tháng năm 2015 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CẢM ƠN Đầu tiên với lòng biết ơn chân thành xin gởi đến thầy Khoa Hóa, Ban giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng tận tình giảng dạy, giúp đỡ truyền đạt kiến thức khoa học, kinh nghiệm qúy báu tạo điều kiện thuận lợi để em có ngày hơm Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo ThS Võ Kim Thành tận tình hướng dẫn, bảo động viên em suốt thời gian học tập, nghiên cứu hồn thành khóa luận Xin cảm ơn thầy cơng tác phịng thí nghiệm giúp đ ỡ, tạo điều kiện cho em trình làm thực nghiệm Qua đây, em xin gởi lời cảm ơn đến anh chị kỹ sư Trung tâm tiêu chuẩn đo lường chất lượng II, Thành phố Đà Nẵng giúp đ ỡ em hoàn thành đề tài Bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, có nhiều cố gắng xong khó tránh khỏi hạn chế thiếu sót Vì vậy, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn Đà Nẵng, ngày 08 tháng năm 2015 Sinh viên Thái Thị Thu Thủy MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan họ gừng [4], [9], [11] 1.2 Tổng quan chi nghệ [4], [11] 1.3 Giới thiệu nghệ trắng 1.3.1 Tên gọi 1.3.2 Phân loại khoa học .8 1.3.3 Đặc điểm sinh thái 1.3.3.1 Đặc điểm phân bố .8 1.3.3.2 Đặc điểm hình thái 1.3.4 Thành phần hóa học .9 1.3.5 Kỹ thuật canh tác nghệ trắng 10 1.3.5.1 Thời vụ trồng .10 1.3.5.2 Kỹ thuật mật độ trồng 10 1.3.6 Dược tính cơng dụng nghệ trắng .12 1.2.7 Một số thuốc trị bệnh từ rễ củ nghệ trắng [3], [4] 13 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ THỰC NGHIỆM 15 2.1 Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị, hóa chất 15 2.1.1 Nguyên liệu 15 2.1.2 Dụng cụ - thiết bị 15 2.1.3 2.2 Hóa chất 16 Thực nghiệm 16 2.2.1 Quy trình nghiên cứu 16 2.2.2 Các phương pháp xác định số hóa lý [1] .17 2.2.2.1 Xác định độ ẩm: phương pháp sấy đến khối lượng không đổi .17 2.2.2.2 Xác định hàm lượng tro 18 2.2.2.3 Xác định hàm lượng kim loại nặng 19 2.2.3 Phương pháp chiết khảo sát điều kiện chiết tối ưu 21 2.2.3.1 Phương pháp chiết 21 2.2.3.2 Khảo sát điều kiện chiết tối ưu 22 2.2.4 Xác định thành phần hóa học dịch chiết rễ củ nghệ trắng 24 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 26 3.1 Xác định số tiêu hóa lý 26 3.1.1 Xác định độ ẩm rễ củ nghệ trắng 26 3.1.2 Xác định hàm lượng tro rễ củ nghệ trắng 26 3.1.3 Xác định hàm lượng kim loại rễ củ nghệ trắng 27 3.2 Khảo sát thời gian chiết tối ưu 28 3.3 Thành phần hóa học dịch chiết rễ củ nghệ trắng 29 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35 4.1 Kết luận 35 4.2 Kiến nghị 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHỤ LỤC 38 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Tên AAS Quang phổ hấp thụ nguyên tử UV-VIS Quang phổ hấp thụ phân tử GC-MS Sắc ký khí ghép khối phổ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Bảng Danh mục bảng Trang 3.1 Kết xác định độ ẩm củ nghệ trắng tươi 26 3.2 Kết xác định hàm lượng tro củ nghệ trắng tươi 27 3.3 Hàm lượng kim loại nặng rễ củ nghệ trắng 27 Kết đo mật độ quang rễ củ nghệ trắng 28 Thành phầncác cấu tử có dịch chiết rễ củ nghệ 32 3.4 3.5 trắng 10 Để phát xạ tử ngoại ta dùng dèn đơteri để phát xạ khả kiến người ta dùng đèn W/I2 Bộ phận tạo đơn sắc thường dùng lăng kính thạch anh có nhiệm vụ tách riêng dãi sóng hẹp (đơn sắc) Bộ phận chia chùm sáng hướng chùm tia đơn sắc luân phiên tới cuvet đựng dung dịch mẫu Hình 2.5 Máy đo quang UV - VIS cuvet đựng dung mơi Bộ phân phân tích (detector) so sánh cường độ chùm sáng qua dung dịch (I) qua dung mơi (I0) Tín hiệu quang truyền thành tín hiệu điện Sau phóng đại, tín hiệu chuyển sang phận tự ghi để vẽ đường cong phụ thuộc lg(I/I0) vào bước sóng Nhờ máy vi tính, tự ghi cịn chia cho ta số liệu cần thiết λ max với giá trị độ hấp thụ A (D)  Ứng dụng: Dịch chiết rễ củ nghệ trắng có màu vàng nhạt nên hấp thụ chùm tia xạ nằm khoảng 400-450nm Tiến hành qt bước sóng khoảng tìm giá trị λmax để giá trị mật độ quang lớn nhất, tạo điều kiện xác cho phép đo Mật độ quang thu tổng giá trị mật độ quang chất có dịch chiết rễ củ nghệ trắng Giá trị mật độ quang lớn hàm lượng chất cao, trình chiết triệt để Dựa vào để xác định thời gian chiết phù hợp cho dịch chiết 2.2.4 Xác định thành phần hóa học dịch chiết rễ củ nghệ trắng - Thành phần hóa học dịch chiết củ nghệ xác định phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS) 24 - Cân 100g rễ củ nghệ trắng tươi thái lát cho vào chiết shoxlet, chiết với 200ml etyl axetat 40 ml axeton nhiệt độ 800C thời gian Dịch chiết nghệ thu tiến hành cô Sau đem phân tích máy sắc kí ghép khối phổ để định danh hợp chất có củ nghệ trắng - Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS) phương pháp mạnh mẽ với độ nhạy cao sử dụng nghiên cứu thành phần chất hỗn hợp - Bản chất GC-MS kết hợp sắc ký khí (Gas Chromatography) khối phổ (Mass Spectometry) Ngưỡng phát phương pháp picogram (0.000000000001 gram) - Phương pháp GC – MS dựa sở “nối ghép” máy sắc ký khí (GC) với máy phổ khối lượng (MS) - Sắc ký khí (GC): phân tách hỗn hợp hóa chất thành mạch theo chất tinh khiết - Khối phổ (MS): xác định định tính định lượng - Việc liên kết hai kĩ thuật tạo cơng cụ mạnh mẽ để tách biệt nhận biết hợp chất Nhờ có liên kết chặt chẽ người ta thu phổ khối lượng đủ chấp nhận tất hợp phần mà sắc ký lỏng tách được, kể hợp phần với khối lượng cỡ vài picogam có mặt vài giây - Nếu mẫu có chất lạ xuất hiện, khối phổ nhận dạng cấu trúc hóa học độc Khi giải hấp hợp chất riêng lẻ từ cột sắc ký, chúng vào đầu dị có dịng điện ion hóa bị bắn phá thành mảnh ion có khối lượng điện tích Các mảnh ion tách biệt khỏi từ trường theo tương quan m e Phổ khối đồ thu với trục hoành giá trị m/e (số khối z) trục tung cường độ tín hiệu tương đối Cấu trúc so sánh với thư viện cấu trúc chất bi ết thư viện phổ để định danh hợp chất mẫu 25 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Xác định số tiêu hóa lý 3.1.1 Xác định độ ẩm rễ củ nghệ trắng Tiến hành xác định độ ẩm với số lượng mẫu lấy mẫu Độ ẩm chung độ ẩm trung bình mẫu Kết thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Kết xác định độ ẩm rễ củ nghệ trắng tươi STT m0 m1 m m2 W (%) 28.887 33.889 5.002 29.502 87.705 22.473 27.478 5.005 23.096 87.552 22.296 27.305 5.009 22.863 88.680 26.017 31.024 5.007 26.571 88.935 28.121 33.125 5.004 28.697 88.489 Độ ẩm trung bình (%) 88.272 Từ bảng 3.1 cho thấy rễ củ nghệ trắng tươi có độ ẩm trung bình 88.272% Độ ẩm tương đối lớn.Chính cần ý bảo quản cẩn thận trình nghiên cứu để rễ củ nghệ trắng không bị hư hỏng biến chất 3.1.2 Xác định hàm lượng tro rễ củ nghệ trắng Tiến hành xác định hàm lượng tro mẫu Hàm lượng tro chung hàm lượng tro trung bình mẫu Kết thể bảng 3.2 26 Bảng 3.2 Kết xác định hàm lượng tro rễ củ nghệ trắng tươi STT m m2 m3 %H 5.002 29.502 28.904 11.955 5.005 23.096 22.503 11.848 5.009 22.863 22.335 10.541 5.007 26.571 26.037 10.665 5.004 28.697 28.171 10.512 Hàm lượng tro trung bình (%) 11.104 Từ bảng 3.2 cho thấy hàm lượng tro trung bình rễ củ nghệ trắng tươi 11.104 % so với mẫu nghệ tươi ban đầu Tro số kim loại chất vô 3.1.3 Xác định hàm lượng kim loại rễ củ nghệ trắng Tro thu sau nung đem hòa tan dung dịch HNO3 loãng, đ ịnh mức nước cất xác định hàm lượng kim loại nặng phương pháp đo phổ hấp phụ nguyên tử AAS Kết trình bày bảng 3.3 Bảng 3.3 Hàm lượng kim loại nặng rễ củ nghệ trắng Kim loại Hàm lượng (mg/l) Hàm lượng cho phép theo QCVN (mg/l) Cu2+ 0.0612 30.0 Cr3+ 0.0303 1.0 Pb2+ 0.0049 2.0 27 Kết khảo sát cho thấy hàm lượng số kim loại nặng (Cu, Pb,Cr) rễ củ nghệ trắng nằm mức giới hạn tối đa cho phép QCVN 2:2011/BYT giới hạn ô nhiễm kim loại nặng gia vị Vì việc sử dụng rễ củ nghệ trắng lĩnh vực liên quan Dược phẩm, thực phẩm không gây hại cho sức khỏe người tiêu dùng 3.2 Khảo sát thời gian chiết tối ưu Thực trình chiết với việc thay đổi thời gian: 2h, 4h, 6h, 8h, 10h, 12h tiến hành đo UV-VIS bước sóng khoảng 400-450nm thu kếtquả trình bày bảng hình Bảng 3.4 Kết đo mật độ quang rễ củ nghệ trắng: STT Thời gian(h) Mật độ quang (D) 0.250 0.420 0.520 0.820 10 0.670 12 0.580 Hình 3.1 Ảnh hưởng thời gian đến mật độ quang dịch chiết 28 Từ bảng biểu đồ ta thấy thời gian đạt tối ưu h Qua kết thu ta thấy thời gian chiết tăng, làm tăng số lần chiết , tăng diện tích tiếp xúc độ khuếch tán dung môi vào nguyên liệu, nên chiết nhiều hoạt chất dẫn đến mật độ quang tăng.Giá trị mật độ quang lớn thời gian Nếu tiếp tục tăng thời gian chiết, giá trị D giảm, chiết nóng thời gian dài làm phân hủy chất màu dịch chiết Hơn nguyên liệu ngâm dung môi thời gian dài trương nở làm bít lổ thơng màng tế bào, cản trở khả thấm dung môi, giảm hiệu suất chiết 3.3 Thành phần hóa học dịch chiết rễ củ nghệ trắng Thành phần hóa học dịch chiết rễ củ nghệ trắng xác định phương pháp sắc kí khí ghép khối (GC-MS) 29 Hình 3.2 Sắc kí đồ thể thành phần hóa học rễ củ nghệ trắng 30 Hình 3.3 Sắc kí đồ thể thành ph ần hóa học rễ củ nghệ trắng 31 Bảng 3.5 Thành phần cấu tử có dịch chiết rễ củ nghệ trắng STT Thời Tỉ lệ gian (%) Định danh Công thức cấu tạo lưu (phút) 4.199 0.08 Anpha-Pinene H3C H3C CH3 4.442 4.913 0.36 0.24 Camphene Beta-Pinene H3C H3C 5.141 0.05 Beta-Myrcene 5.842 0.10 D-Limonene CH3 H2C CH3 5.887 0.22 Eucalyptol C10H18O 8.081 1.65 Bicyclo[2.2.1]heptan-2-one, 1,7,7-trimethyl-, (1S)- 32 H3C O CH3 CH3 O 8.336 0.74 Isoborneol OH 8.514 0.19 Endo-Borneol H3C CH3 CH3 H OH 10 12.161 0.72 Cyclohexene, 1-methyl-4-(1methyletylidene)- 11 13.738 2.70 Cyclohexene, 1-ethenyl-1methyl-2, 4-bis(1- H2C H3C CH2 CH3 methylethenyl)- H2C 12 15.121 1.20 Gama-Elemene 13 16.952 1.39 1H-Cyclopenta[1,3] CH3 cyclopropan[1,2]benzenne, octahydro-7-methyl-3methylene-4- (1-methylrthul), [3aS- (3a.alpha,3b.beta., 4.beta., 7.alpha., 7aS*)] 14 17.543 0.45 Naphthalene, decahydro-4amethyl-1-methylene-7-(1methylethenyl)-, [4aR(4a,alpha.,7.alpha., 8a.beta.)] 33 H 15 17.653 4.06 Benzofuran, 6-ethenyl4,5,6,7-tetrahydro-3,6- O dimethyl-5-isopropenul-, trans16 18.230 2.52 Alpha- Farnrsene 17 23.054 2.96 Beta- Elemenone CH3 O Kết luận: Kết phân tích sắc ký đồ GC-MS xác định dịch chiết rễ củ nghệ trắng có khoảng 40 cấu tử, có 17 cấu tử đinh danh - Từ bảng 3.5 cho thấy thành phần dịch chiết rễ củ nghệ trắng Benzofuran, 6-ethenyl-4,5,6,7-tetrahydro-3,6-dimethyl-5-isopropenul-, trans- 4.06% Ngồi cịn có cấu tử: Alpha- Farnrsene 2.52%; Beta- Elemenone 2.96%; Cyclohecxene, 1-ethenyl-1-methyl-2, 4-bis(1-methylethenyl)- 2.7%… Trong có số cấu tử có hoạt tính sinh học Eucalyptol, D-Limonene, BetaMyrcene, Anpha-Pinene…Trong có số cấu tử có hoạt tính sinh học Eucalyptol, D-Limonene, Beta-Myrcene, Anpha-Pinene … 34 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Sau thời gian thực đề tài thu số kết sau: Bằng phương pháp chiết shoxlet, dung môi hỗn hợp etylaxetat axeton - thu dịch chiết rễ củ nghệ trắng điều kiện thích hợp thời gian 8h Đã xác đ ịnh tiêu hóa lý: hàm lượng ẩm, tro, kim loại nặng -  Độ ẩm trung bình: 88.272%  Hàm lượng tro trung bình:11.104%  Hàm lượng kim loại: Cu2+ : 0.0612 (mg/l) Cr3+ : 0.0303 (mg/l) Pb2+ : 0.0049 (mg/l) Kết khảo sát cho thấy hàm lượng số kim loại nặng (Cu, Pb,Cr) nghệ nằm mức giới hạn tối đa cho phép QCVN 2:2011/BYT giới hạn ô nhiễm kim loại nặng gia vị - Bằng phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ (GC-MS) xác định số cấu tử dịch chiết rễ củ nghệ trắng: Benzofuran, 6-ethenyl-4,5,6,7tertrahydro-3,6-dimethyl-5-isopropenul-, trans- 4.06% Ngồi cịn có cấu tử: Alpha- Farnrsene 2.52%; Beta- Elemenone 2.96%; Cyclohecxene, 1-ethenyl-1methyl-2, 4-bis(1-methylethenyl)- 2.7%… Trong có số cấu tử có hoạt tính sinh học Eucalyptol, D-Limonene, Beta-Myrcene, Anpha-Pinene … 35 4.2 Kiến nghị Cần mở rộng phạm vi nghiên cứu đề tài theo hướng: - Khảo sát đánh giá hàm lượng chất có rễ củ nghệ trắng loại dung môi khác nhau, địa phương khác để có sở khoa học đánh giá ảnh hưởng khí hậu, thổ nhưỡng đến thành phần tính chất dịch chiết - Khảo sát điều kiện chiết tách hợp chất có rễ củ nghệ trắng - Khảo sát tính chất hóa học hoạt tính sinh học hợp chất có rễ củ nghệ trắng để ứng dụng rộng rãi làm hoạt chất công nghệ hóa dược - Trong sở lý thuyết trên, đề nghị thiết kế đưa phương pháp chiết đơn giản, phù hợp cho việc triển khai quy mô pilot công 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Xn Vững (2011), Giáo trình phân tích cơng cụ, Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng [2] Đái Duy Ban (2008), Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học phịng chống số bệnh cho người vật nuôi, Nhà xuất Hà Nội [3]Đỗ Tất lợi (2001), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, NXB Y học [4] Kỳ Anh (2008), Tác dụng thần kì củ gừng nghệ phịng trị bệnh, Nhà xuất Đà Nẵng, Hồ Chí Minh [5] Nguyễn Văn Đàn (1985), Phương pháp nghiên cứu hóa học thuốc, NXB Y học [6] Nguyễn Văn Đàn Ngô Ngọc Khuyến (1999), Hợp chất thiên nhiên dùng làm thuốc, Nhà xuất Y học, Hà Nội [7] Phạm Thanh Kỳ (2004), Bài giảng dược liệu, Tập II, Trường Đại học Dược Hà Nội [8] Viện Dược liệu (2008), Kỹ thuật chiết xuất dược liệu, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trang Web [9] http://vi.wikipedia.org/wiki/Họ_Gừng [10] http://vi.wikipedia.org/wiki/Nghệ [11] http://vi.wikipedia.org/wiki/Nghệ_rừng 37 PHỤ LỤC Kết định danh hợp chất rễ củ nghệ trắng 38 ...ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC DỊCH CHIẾT TRONG DUNG MÔI HỖN HỢP ETYLAXETAT VÀ AXETON CỦA RỄ CỦ NGHỆ TRẮNG HỘI AN QUẢNG NAM KHÓA LUẬN... Nghiên cứu xác định thành phần hóa học dịch chiết dung mơi hỗn hợp etylaxetat axeton rễ củ nghệ trắng Hội An Quảng Nam Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị:  Nguyên liệu: rễ củ nghệ trắng thu hái Hội An. .. suất chiết 3.3 Thành phần hóa học dịch chiết rễ củ nghệ trắng Thành phần hóa học dịch chiết rễ củ nghệ trắng xác định phương pháp sắc kí khí ghép khối (GC-MS) 29 Hình 3.2 Sắc kí đồ thể thành phần