Luận văn thạc sĩ xác định đồng thời thành phần caffeine, theobromine và theophylline trong một số loại chè phân bố ở miền bắc việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ĐỒN THỊ BÍCH NGỌC XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI THÀNH PHẦN CAFFEINE, THEOBROMINE VÀ THEOPHYLLINE TRONG MỘT SỐ LOẠI CHÈ PHÂN BỐ Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ĐỒN THỊ BÍCH NGỌC XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI THÀNH PHẦN CAFFEINE, THEOBROMINE VÀ THEOPHYLLINE TRONG MỘT SỐ LOẠI CHÈ PHÂN BỐ Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM Chun ngành: Hóa phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN RI Hà Nội - 2016 LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin chân thành cảm ơn tới PGS.TS Nguyễn Văn Ri, Bộ mơn Phân tích – Khoa Hóa học – Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội giao đề tài cho tơi tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm quý báu cho suốt trình làm luận văn tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn TS Chu Đình Bính định hướng nghiên cứu cho luận văn này, tận tình hướng dẫn giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Chu Ngọc Châu tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Để hoàn thành luận văn này, nhận nhiều giúp đỡ thầy Bộ mơn Hóa Phân tích – Khoa Hóa học – Đại học Khoa học Tự Nhiên Xin chân thành cám ơn Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Công nghiệp rừng, Bộ môn Bảo quản Lâm sản tạo điều kiện thuận lợi để luận văn tơi hồn thành Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người quan tâm giúp đỡ động viên, khuyến khích tơi suốt thời gian thực luận văn Hà Nội, Ngày 08 tháng 12 năm 2016 Học viên cao học Đồn Thị Bích Ngọc iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan Chè (Camellia sinensis (L.) Kuntze) 1.1.1 Nguồn gốc phân loại loài Chè 1.1.2 Thành phần hoá học chè 1.2 Hoạt tính nhóm ankaloid 1.2.1 Hoạt tính sinh học caffeine 1.2.2 Hoạt tính sinh học theophyline 1.2.3 Hoạt tính sinh học theobromine 1.3 Các phương pháp phân tích thành phần ankaloid 1.3.1 Phương pháp điện di mao quản 1.3.2 Phương pháp phổ hồng ngoại gần 10 1.3.3 Phương pháp phổ Raman 12 1.3.4 Phương pháp sắc lỏng 13 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .20 2.1 Đối tượng, mục tiêu nội dung nghiên cứu 20 2.1.1 Đối tượng mục tiêu nghiên cứu 20 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 21 2.2 Phương pháp nghiên cứu 22 2.2.1 Nguyên tắc chung trang bị phương pháp HPLC .22 2.2.2 Sắc ký hấp phụ pha ngược RP-HPLC 23 2.2.3 Detector UV-Vis 25 2.2.4 Phân tích định lượng HPLC 25 2.3 Hóa chất, dụng cụ thiết bị nghiên cứu 26 2.3.1 Dụng cụ 26 2.3.2 Thiết bị 27 2.3.3 Hóa chất 28 Chương KẾT QUẢ VẢ THẢO LUẬN 30 3.1 Khảo sát điều kiện xác định đồng thời caffeine, theobromine theophylline phương pháp HPLC 30 3.1.1 Khảo sát điều kiện chạy sắc ký 30 3.1.2 Khảo sát điều kiện chiết mẫu 42 3.2 Đánh giá phương pháp phân tích 52 3.2.1 Khảo sát khoảng tuyến tính xây dựng đường chuẩn xác định đồng thời caffeine, theophylline theobromine 52 3.2.2 Xác định giới hạn phát LOD giới hạn định lượng LOQ 55 3.2.3 Độ chụm (độ lặp lại) 57 3.2.4 Độ (độ thu hồi) 60 3.2.5 Đánh giá, so sánh kết phân tích caffeine mẫu chè phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao luận văn 62 3.3 Phân tích mẫu thực 64 3.3.1 Phân tích mẫu chè 65 3.3.2 Phân tích mẫu búp chè 69 3.3.3 Đánh giá kết phân tích 74 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC 87 DANH MỤC BẢNG: Bảng 1.1: Thành phần hóa học chè Bảng 1.2: Tổng quan phương pháp RP-HPLC gần cho việc xác định methylxanthine 16 Bảng 2.1: Bảng địa điểm lấy mẫu búp chè chè 20 Bảng 3.1: Mối quan hệ bước sóng diện tích pic 32 Bảng 3.2: Khảo sát dung môi pha động 35 Bảng 3.3: Khảo sát pH pha động 36 Bảng 3.4: Khảo sát thành phần pha động 37 Bảng 3.5: Khảo sát thay đổi tốc độ pha động 40 Bảng 3.6: Khảo sát dung môi chiết mẫu chè 43 Bảng 3.7: Khảo sát khả chiết mẫu chè năm cấp nhiệt độ khác 45 Bảng 3.8: Khảo sát thời gian chiết mẫu chè khác 47 Bảng 3.9 Khảo sát ảnh hưởng lượng dung dịch NH3 1%/ etanol 60% sử dụng trình chiết 49 Bảng 3.10: Điều kiện tối ưu xác định đồng thời TB, TP CF chè 52 Bảng 3.11: Kết khảo sát khoảng tuyến tính 53 Bảng 3.12: Bảng giá trị đánh giá sai số hệ thống đường chuẩn 55 Bảng 3.13: Giới hạn phát tính theo phương trình hồi quy 56 Bảng 3.14: Giới hạn định lượng theo phương trình hồi quy 57 Bảng 3.15: Độ lặp lại tối đa chấp nhận nồng độ khác (theo AOAC) .58 Bảng 3.16: Bảng tính tốn kết độ lặp phép đo 58 Bảng 3.17: Độ lặp phương pháp mẫu chè 59 Bảng 3.18: Độ thu hồi chấp nhận nồng độ khác (theo AOAC) 60 Bảng 3.19: Độ thu hồi phương pháp phân tích 61 Bảng 3.20: Kết xác định phần trăm caffeine mẫu chè hai phịng thí nghiệm 63 Bảng 3.21: Bảng chi tiết địa lấy mẫu chè 65 Bảng 3.22: Kết phân tích đồng thời theobromine, theophylline caffeine mẫu chè 66 Bảng 3.23: Đánh giá kết phần trăm ankaloid mẫu chè tỉnh khác theo phương pháp song sánh giá trị trung bình 69 Bảng 3.24 Bảng chi tiết địa lấy mẫu búp chè 69 Bảng 3.25: Kết phân tích đồng thời theobromine, theophylline caffeine mẫu búp chè 71 Bảng 3.26: Độ lệch chuẩn tương đối mẫu búp chè đo tỉnh khác 73 Bảng 3.27: Đánh giá kết phần trăm ankaloid mẫu búp chè tỉnh khác theo phương pháp song sánh giá trị trung bình .74 Bảng 3.28: Tỉ lệ phần trăm khối lượng ankaloid mẫu mẫu búp chè.75 DANH MỤC HÌNH VẼ: Hình 1.1: Cấu trúc caffeine, theophyline theobromine Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống HPLC 23 Hình 2.2: Hệ thống thiết bị sắc ký lỏng hiệu cao LC-ATVP Shimazu Nhật Bản 27 Hình 3.1: Phổ hấp thụ cực đại theobromine, theophylline caffeine 31 Hình 3.2: Mối quan hệ bước sóng diện tích pic 32 Hình 3.3: Sắc đồ khảo sát hai loại cột 33 Hình 3.4: Khảo sát dung môi pha động 35 Hình 3.5: Sắc đồ khảo sát pH pha động 36 Hình 3.6: Ảnh hường %ACN đến diện tích pic thời gian lưu .38 Hình 3.7: Sắc đồ khảo sát thành phần pha động 38 Hình 3.8: Ảnh hưởng tốc độ pha động đến diện tích pic 40 Hình 3.9: Sắc đồ khảo sát tốc độ pha động 41 Hình 3.10 Quy trình phân tích ankaloid chè 42 Hình 3.11: Ảnh hưởng dung mơi chiết đến diện tích pic 43 Hình 3.12: Sắc đồ khảo sát dung mơi chiết mẫu chè 44 Hình 3.13: Ảnh hưởng nhiệt độ chiết đến diện tích pic 45 Hình 3.14: Sắc đồ điểm nhiệt độ chiết mẫu khác 46 Hình 3.15: Ảnh hưởng thời gian chiết đến diện tích pic 47 Hình 3.16: Sắc đồ thời gian chiết mẫu khác 48 Hình 3.17: Ảnh hưởng lượng dung dịch NH3 1%/ etanol 60% với diện tích pic .50 Hình 3.18: Sản phẩm phản ứng EGCG với amoniac 50 Hình 3.19: Sắc đồ khảo sát ảnh hưởng lượng dung dịch NH3 1%/ Etanol 60% sử dụng trình chiết 51 Hình 3.20: Khảo sát khoảng tuyến tính (a) theobromine, (b) theophylline (c) caffeine 54 Hình 3.21: Đường chuẩn (a) theobromine, (b) theophylline (c) caffeine 54 Hình 3.22: Độ lệch chuẩn tương đối ankaloid nồng độ khác 59 Hình 3.23: Độ thu hồi ankaloid nồng độ khác 61 Hình 3.24: Phần trăm khối lượng ankaloid mẫu chè 67 Hình 3.25: Phần trăm khối lượng ankaloid mẫu búp chè 72 Hình 3.26: Tỉ lệ ba thành phần ankaloid mẫu búp với mẫu chè 76 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT MeOH : Methanol TB : Theobromine TP : Theophylline CF : Caffeine HPLC : Sắc ký lỏng hiệu cao (High Performance Liquid Chromatography) NIR : Phổ hồng ngoại gần (Near-infrared spectroscopy) FTIR : Quang phổ hồng ngoại chuyển đổi Fourier Fourier transform infrared spectroscopy) LOD : Giới hạn phát (Limit of detection) LOQ : Giới hạn định lượng (Limit of quantitation) SD : Độ lệch chuẩn (Standard deviation) RSD : Độ lệch chuẩn tương đối (Relative standard deviation) Ko rõ PH1 Loại LDP2 K Bác Đồng Địa Bà Điều chè Ông Bảo Dậu GĐ TT1 H TT2 điểm TT3 1: Tỉnh Phú Thọ Huyện Thanh Thủy Sắ c đồ cá c m ẫu ch 93 Sắc đồ 94 Huyện Đoan Hùng HuyệnThanh Ba ĐH TB TT4 Ông Thanh Bà Hoa Cô Phương Trung du PH 11 LDP1 95 Huyện Phong Hải LD2 LD1 PH Bà Hương Ông Sơn Ông Thành Chè lai Bát tiên Chè hạt 2: Tỉnh Lào Cai Huyện Linh Dương 96 ĐT3 ĐT2 ĐT1 Bà Liên Ông Trung Ông Bát LDP1 Trung du Bát tiên 3: Tỉnh Thái Nguyên Huyện Đại Từ 97 TC2 TC1 Ông Thìn Bà Ngân LĐP2 LĐP1 4: Tỉnh Nghệ An Huyện Thanh Chương ĐT4 Bà Kim Kim tuyên 98 TC4 TC3 Ông Hội Ông Châu LĐP2 LĐP1 Sắc đồ mẫu búp chè Địa K điểm H Loại GĐ Sắc đồ chè Ơng Bảo Bác Đồng Cơ Phương 1: Tỉnh Phú Thọ 99 10 TT6 TT5 TT4 Bà Phương Ông Trí Ơng Tân Ko rõ Ko rõ Chè lai Huyện Đoan Hùng Huyện Thanh Ba ĐH TB Ông Thành Ông Thanh Bà Hoa Chè hạt Trung du PH11 PH 10 2: Tỉnh Lào Cai Huyện Phong Hải ĐT1 Ông Bát Trung du 10 3: Tỉnh Thái Nguyên Huyện Đại Từ Huyện Linh Dương LD2 LD1 Bà Hương Ông Sơn Bát tiên Shan tuyết 10 ĐT4 ĐT3 ĐT2 Ông Bộ Ông Tuyến Ông Quân LDP1 Kim tuyên Bát tiên 10 ĐT7 ĐT6 ĐT5 Ông Minh Ông Thao Ông Nghiệp LDP1 Phúc vân tiên LDP2 10 ĐT10 ĐT9 ĐT8 Ông Nam Bà Bốn Bà Yến LDP2 Trg du Chè lai 10 TC3 TC2 TC1 Ông Châu Ông Hội Ông Thìn LDP1 LDP2 LDP2 4: Tỉnh Nghệ An Huyện Thanh Chương TC4 Bà Ngân LDP1 10 ... BÍCH NGỌC XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI THÀNH PHẦN CAFFEINE, THEOBROMINE VÀ THEOPHYLLINE TRONG MỘT SỐ LOẠI CHÈ PHÂN BỐ Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM Chun ngành: Hóa phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC... có thời gian lưu 12 phút cho giới hạn phát thấp 11 Dựa lý đó, tơi lựa chọn tên luận văn: ? ?Xác định đồng thời thành phần caffeine, theobromine, theophylline số loại chè phân bố Miền Bắc Việt Nam? ??... chè Ba thành phần ankaloid chè caffein, theophylline theobromine khác vùng miền khác búp chè Vì luận văn tiến hành phân tích caffeine, theophylline theobromine mẫu chè số tỉnh miền núi Việt Nam: