4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.5.Polyphenol chè xanh
1.5.1. Cây chè
Theo PGS. TS Lê Ngọc Công -T rường Đại học Sư phạm Thái Nguyên thì cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis (L.) O.Kuntze.
Cây chè thuộc ngành Hạt kín Angiospermatophyta, lớp Ngọc lan (hai lá mầm) M agnoliopsida, phân lớp sổ Dilleniidae, bộ chè Theales, họ chè Theaceae, chi chè
Camellia (Thea). Năm 1753 Carl Von. Linnaeus nhà thực vật học nổi tiếng người Thụy Điển đã xác định tên khoa học cây chè là Thea sinensis, được chia thành hai loại: Thea bokea (chè đen) và Thea viritis (chè xanh).
Từ lâu con người đã nhận biết được tính ưu việt và tính đa chức năng của loại cây này. Nhiều tác giả đã nghiên cứu về các đặc tính của cây chè và chỉ ra hai đặc tính sinh học tiêu biểu của chè là đặc tính chống oxy hóa và khả năng kháng khuẩn.
1.5.2. Thành phần hóa học của cây chè
• Nước • Polyphenol • Alkaloid
• Protein va axit amin • Gluxit va pectin • Các sắc tố trong chè • Vitamin • Emzym • Các hợp chất khác 1.5.3. Polyphenol chè xanh
Theo Chi-Tang Ho (2008) trong lá chè chứa hàm lượng polyphenol tương đối cao, thành phần chính của polyphenol trong lá chè được trình bày trong bảng:
Bảng 1.3: Thành phần các hợp chất polyphenol trong lá chè xanh
Thành phần Hàm lượng Tổng số 18-36% Flavan-3-ols(catechin) 12-24% Flavonol và glycosides 3-4% Anthocyanins, Leucoanthocyanidin 2-3% Phenolic -5%
Tanin là một trong những thành phần chủ yếu quyết định đến phẩm chất chè. Tanin còn gọi chung là hợp chất phenol thực vật bao gồm các polyphenol đơn giản và các polyphenol đa phân tử, bên cạnh đó chúng còn kèm theo các hợp chat phenol thực vật phi tanin có màu và vị rất đắng. Tỷ lệ các chất trong thành phần hỗn hợp của tanin chè không giống nhau và tùy theo từng giống chè mà thay đổi. Tuy nhiên, người ta đã xác định được trong chè tanin gồm có 3 nhóm chủ yếu là catechin, flavonol và glycoside, anthocyanidin và leucoanthocyanidin.
1.5.3.1. Catechin
M ột hợp chất không màu, tan trong nước, có vị đắng chát ở mức độ khác nhau và có khả năng chống oxi hóa. Catechin chiếm khoảng 85-90% tổng lượng tannin trong chè. Chúng dễ dàng bị oxy hóa và tạo hợp chất phức tạp với nhiều với nhiều chất khác nhau như methylxanthine.
Trong lá chè có 6 loại catechin chính đó là epicatechin (EC),epigalocatechin-3- gallate (EGCG), epigallocatechin (EGC), epicatechingallate (ECG), gallocatechin (GC), và catechin (C). Trong đó EGCG là thảnh phần polyphenol chủ yếu toong chè chiếm khoảng 12% khối lượng chất khô trong chè kế đến là EGC, ECG và EG. Tỉ lệ các thành phần được thể hiện trong bảng sau.
Bảng 1.4: Thành phần catechin trong lá chè
Thành phần Hàm lượng
Epicatechin (EC) 1-3%
Epigallocatechin (EGC) 3-6%
Epicatechin gallate (ECG) 3-6%
Epigallocatechin gallate (EGCG) 8- 12%
Catechin (C) 1-2 %
1.5.3.2. Flavonol và glycoside
Chiếm khoảng 1-2% chất khô và bao gồm các thành phần chính quercetin (0,27-0,48%), kaempferol (0,14-0,32), myricitin (0,07 -0,2%). Các glucoside của flavonol là dạng liên kết của flavonol với monosacchaside (như glucose, rhamnose, galactose, arabinose) hoặc disaccharide (như rutinose). Những flavonol glucoside cơ bản trong chè bao gồm: rutin (0,05-0,1%), quercerin glycoside (0,2 - 0,5%) và kaempferol glycoside (0,16 -0,35%). Các flavonol và glucoside thường có màu vàng sáng. Có ít nhất 14 chất đã được tìm thấy. Các flavonol ít bị biến đổi trong quá trình lên men. Chúng là các thành phần có lợi cho sức khỏe trong chè mà không có độc tính. Sau khi vào cơ thể chúng xuất hiện toong máu, thể hiện hoạt tính mà không tích lũy lại.
1.5.3.3. Anthocyanidin và Leucoanthocyanidin
Anthocyanidin là một hợp chất không màu, nhưng khi tác dụng với dung dịch acid vô cơ thì có màu đỏ, dễ bị oxi hóa và trùng hợp. Anthocyanidin thường tồn tại dưới dạng glycozit, còn gọi là anthocyanin. Anthocyanidins bao gồm pelargonidin, cyanidin, delphinidin, and tricetinidin, chúng chiếm khoảng 0 .01% khối lượng lá chè khô.
Bên cạnh các chất Anthocyanidin, trong lá chè còn thấy có Leucoanthocyanidin (Flavadiol - 3,4) và các dẫn xuất glucoside của chúng. Leucoanthocyanidin là hợp chất không màu, dễ dàng bị oxy hóa và ngưng tụ hình thành sắc tố trong quá trình lên men chè. Chúng là tiền tố của nhóm chất màu quan trọng là anthocyanidin và anthocyanin (Anthocyanidin glucoside).
Ngoài các nhóm ílavonoid nêu trên, chè còn chứa các chất có giá trị khác như tinh dầu, các carotenoid, vitamin, các chất khoáng vi lượng và caffein. Tùy theo từng chủng loại chè có 1,5 - 5% caffein. Trong y học, caffein được dùng rộng rãi với paracetamol làm thuốc hạ sốt.
1.5.3.4. Acid phenolic
Acid phenolic là một nhóm chất bao gồm các acid chính sau: acid gallic (0.5- 1.4%), acid chlorogenic (0.3%), và theogallin (1-2%). Trong chè xanh, acid
phenolic là tiền tố của catechin gallate. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.5.4. Tác dụng dược lý của chè xanh
Theo ThS Ngô Đức Phương, nguyên cán bộ Khoa Tài nguyên - Dược liệu, Viện Dược liệu đã đưa ra kết quả. v ề dược lý học, chè có vị đắng chát, tính mát, có tác dụng thanh nhiệt giải khát, tiêu cơm, lợi tiểu, định thần làm cho đầu não được thư thái, khỏi chóng mặt xây xẩm, da thịt mát mẻ, bớt mụn nhọt và cầm tả lỵ. Do có cafein và theophyllin, chè xanh được xem là một chất kích thích não, tim và hô hấp, giúp tăng cường sức làm việc của trí óc và của cơ, làm tăng hô hấp, tăng cường và điều hoà nhịp đập của tim.
Thành phần catechin có trong chè xanh đã được nhiều nghiên cứu chứng minh có tác dụng giảm nguy cơ gây ung thư, giảm kích thước khối u, giảm lượng đường trong máu, giảm cholesterol, diệt khuẩn, diệt virus cúm, chống hôi miệng. Ngoài ra, các nghiên cứu ữên thế giới cũng cho thấy tác dụng chống phóng xạ của chè xanh. Các flavonol và polyphenol làm cho chè có tính chất của vitamin p.
Những chất polyphennol có trong chè xanh có vai trò quan trọng trong việc phòng chống bệnh ung thư. So với chè đen thì chè xanh có hàm lượng polyphenol cao hơn vì không bị quá trình ủ men làm thay đổi thành phần. Đặc biệt, EGCG là loại polyphenol chủ yếu tạo nên dược tính của chè xanh, nó có công dụng ngăn ngừa các enzym kích hoạt sự sao chép nhân bản tế bào.
Các thành phần vitamin trong chè cũng có tác dụng tích cực đối với sức khoẻ, ví dụ như vitamin c giúp làm tăng sức đề kháng, và phòng chống bệnh cúm; vitamin nhóm B trợ giúp cho quá trình trao đổi carbon hy drat; Vitamin E tác dụng chống oxy hóa và hạn chế lão hóa.
1.6. Chiết rửa đất [8] 1.6.1. Sắc kí cột
1.6.1.1. Định nghĩa sắc kí
Định nghĩa của M ikhail s . Tsvett (1996)
Sắc kí là một phương pháp tách trong đó các cấu tử của một hỗn hợp được tách trên một cột hấp thụ đặt trong một hệ thống đang chảy.
Định nghĩa của UIPAC (1993)
Sắc kí là một phương pháp tách trong đó cấu tử được tách được phân bố giữa hai pha, một trong hai pha là pha tĩnh đứng yên còn pha kia chuyển động theo một hướng xác định.
I.6.I.2. Phân loại
Người ta phân loại các phương pháp sắc kí dựa vào cơ chế hoạt động sắc kí: hấp phụ, phân bố, trao đổi ion... và vào tính chất của pha tĩnh cũng như phương pháp thể hiện sắc kí. Ví dụ:
- Phương pháp sắc kí lỏng - rắn trên cột, phương pháp sắc kí phân bố khí lỏng trên cột.
- Phương pháp sắc kí lỏng - lỏng trên bản phẳng hai chiều.
- Phương pháp sắc kí bố lỏng - lỏng pha ngược áp suất cao trên cột.
Cơ chế sắc kí có nhiều nhưng để thực hiện quá trình sắc kí thì chỉ có hai dạng: dạng cột và dạng bản phẳng (bản kính, polime, kim loại, giấy).
Trong sắc kí cột, pha tĩnh được giữ toong một cột ngắn và pha động được cho chuyển động qua cột bởi áp suất hoặc do trọng lực.
B ảngl.5: Phân loại các phương pháp sắc k í cột.
Phân loại chung Phương pháp cụ thể Pha tĩnh Kiểu cân bằng
Sắc kí lỏng (LC) (Pha động: lỏng) - Lỏng - lỏng hoặc phân bố. - Pha lỏng liên kết. - Lỏng- rắn hoặc hấp thụ trao đổi ion.
- Lỏng được phủ trên một chất rắn - Chất hữu cơ được gắn trên một bề mặt rắn.
- Rắn
Nhựa trao đổi ion.
- Phân bô - Phân bố giữa chất lỏng và bề mặt liên kết. - Hấp thụ, trao đổi ion. Sắc kí khí(GC) (Pha động: khí) - Khí - lỏng - Khí - pha liên kết - Lỏng được phân bố phủ trên một chất rắn.
- Chất hữu cơ được
- Phân bô giữa khí và lỏng.
- Khí - rắn liên kết trên một bề mặt rắn - Rắn lỏng và bề mặt liên kết - Hấp phụ Sắc kí lỏng siêu tới hạn Pha lỏng: chất lỏng siêu tới hạn.
Chất hữu cơ được liên kết một bề mặt rắn. Phân bố giữa chất lỏng siêu tới hạn và bề mặt liên kết. 1.6.1.3 Nguyên tắc hoạt động
Các cấu tử cần tách trong một hỗn hợp mẫu được vận chuyển bởi pha động đi qua pha tĩnh. M ẩu đi vào tướng động được mang theo dọc hệ thống sắc ký (cột, bản mỏng) có chứa pha tĩnh phân bố đều khắp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sự ái lực khác nhau của các chất tan trên pha tĩnh làm chúng di chuyển với những vận tốc khác nhau trong pha động của hệ thống sắc kí và chúng được tách thành những dải trong pha động và vào lúc cuối của quá trình các cấu tử lần lượt hiện ra theo trật tự tương tác với pha tĩnh, c ấ u tử di chuyển nhanh ra trước, cấu tử bị lưu giữ mạnh hơn ra sau dưới dạng đỉnh (pic) tách riêng rẽ tùy thuộc vào cách tiến hành sắc kí và được biểu thị dưới dạng sắc kí đồ.
“ Pha dộng Pha tinh Các cáu từ s m ệlM: EZ2 I Mâu 0)
Lép mông pha tinh Bàn mông trcr
chảy pha động
sầ c kí dô
Detector
Hình 1.1 minh họa một quá trình tách một hỗn hợp đơn giản gồm hai chất A và B (lực tương tác với pha tĩnh của A < B) theo thời gian.
Cụ thể: Mẩu chứa A và B được tiêm vào cột. Khi cho một chất rửa giải bắt đầu chảy qua cột. Mẩu chúa A và B được tiêm vào cột, phần củã mẫu được hòa tan trong pha động được di chuyển tại phần đầu của cột (tại thời điểm t0). Ở đây các cấu tử A và B tự phân bố giữa hai pha. Tiếp tục cho pha động đi qua cột thì nó sẽ đẩy phần hòa tan này chạy xuống dưới và một sự phân bố mới giữa pha động và pha tĩnh sẽ xảy ra (thời điểm ti). Đồng thời sự phân bố giữa dung môi mới và pha tĩnh cũng diễn ra tại vị trí của mẫu lúc đầu. Việc thêm tiếp dung môi sẽ mang các phân tử hòa tan chạy xuống cột trong một loạt liên tiếp các chuyển biến giữa hai pha. Bởi vì sự di chuyển của chất tan chỉ xảy ra trong pha động, nên tốc độ trung bình của sự di chuyển chất tan phụ thuộc vào phần thời gian chất tan ấy nằm trong pha đó. Phần thời gian này là nhỏ đổi với chất tan bị lưu giữ mạnh bởi pha tĩnh (cấu tử B trong ví dụ trên) và lớn đối với chất tan (cấu tử A) có sự lưu giữ trong pha động mạnh hơn. Sau một thời gian các phân tử chất A và B dần dần được tách khỏi nhau lúc đố ta thu được dung dịch sạch.
Cót nhồi i Pha đ ộ n g n ẾẾ s • *r.‘ ‘ĩ III I I P iiểũié »3 m m Sa& ki 3-à Thoi gian
1.6.2. Chiết rắn - lỏng [6]1.6.2.1. Nguyên tắc 1.6.2.1. Nguyên tắc
Chiết pha rắn là quá ưình phân bố của các chất giữa hai pha, trong đó lúc đầu chất mẫu ở dạng lỏng (pha nước hay hữu cơ), còn chất chiết ở dạng rắn, dạng hạt nhỏ và xốp đường kính 25- 70p.m. Vì thế nên có tên là chiết pha rắn (Solid Phase Extration), hay chiết rắn - lỏng.
Chất chiết được gọi là pha tĩnh và được nhồi vào một cột chiết nhỏ, cột chiết có kích thước: 6 x 1 cm, hay dung lượng chiết 100 - 600 mg hoặc dạng đĩa chiết có kích thước dày 1 - 2 mm và đường kính 3 - 4 cm. Chất chiết là các hạt silicagel trung tính, các hạt nhôm oxit, hay các silicagel trung tính đã bị alkyl hóa nhóm - OH bằng nhóm mạch cacbon thẳng C2, C4, C 8, C 18,... hay nhân phenyl. Nó được chế tạo trong điều kiện giống như pha tĩnh của sắc ký HPLC và các hạt này có độ xốp lớn, với diện tích bề mặt xốp thường từ 50 - 300 m2/g.
Khi xử lý mẫu, dung dịch chất mẫu được dội lên cột chiết. Lúc này pha tĩnh tương tác với các chất và giữ lại một nhóm chất phân tích lại trên cột (trên pha tĩnh), còn các nhóm chất khác sẽ đi ra khỏi cột cùng với dung môi hòa tan mẫu. Như thế là chúng ta thu được nhóm chất cần phân tích ở trên pha tĩnh (chất chiết rắn). Sau đó dùng m ột dung môi thích hợp hòa tan tốt các chất phân tích để rửa giải chúng ra khỏi pha tĩnh (cột chiết) và chúng ta thu được dung dịch có chất phân tích để xác định chúng theo cách đã chọn.
1.6.2.2. Điều kiện chiết
Quá trình chiết ở đây là sự phân bố của chất phân tích giữa hai pha, pha rắn (chất chiết) và pha lỏng (dung dịch chứa chất phân tích) không trộn lẫn vào nhau trong những điều kiện nhất định như pH, dung môi, nhiệt độ, tốc độ chảy của mẫu qua cột chiết. Trong đó hệ số phân bố nhiệt động Kb của chất phân tích giữa hai pha (rắn và lỏng chứa mẫu) cũng là một yếu tố quyết định hiệu quả của sự chiết. Nó cũng tương tự như trong sắc ký cột lỏng - rắn (của các hệ HPLC).
- Pha rắn hay chất chiết (dạng cột chiết hay đĩa chiết) phải có tính chất hấp thụ hay trao đổi chọn lọc với một chất hay một nhóm chất phân tích nhất định, tức là tính chọn lọc của pha tĩnh chiết.
- Các chất chiết và dung môi rửa giải phải có độ sạch cao theo yêu cầu của cấp hàm phân tích.
- Hệ số phân bố nhiệt động Kfb của cân bằng chiết phải lớn, để có được hiệu suất chiết cao.
- Quá trình chiết phải xảy ra nhanh và nhanh đạt cân bằng, nhưng không có tương tác phản ứng hóa học làm mất hay hỏng pha rắn và chất phân tích.
- Quá trình chiết phải có tính thuận nghịch, để còn có thể rửa giải tốt chất phân tích ra khỏi pha chiết bằng một pha động phù hợp.
- Không làm ô nhiễm bẩn thêm chất phân tích trong quá trình chiết bởi bất kì từ nguồn nào.
- Sự chiết phải được thực hiện trong điều kiện nhất định phù hợp, phải lặp lại được tốt và càng đơn giản dễ thực hiện càng tốt.
1.6.2.3. K ỹ th u ậ t chiết
- Tách chất phân tích từ mẫu bằng chất rắn. - Rửa giải bằng dung môi thích hợp.
- Tinh chế dịch chiết trong cân bằng chiêt lỏng- lỏng. 1.6.2.4. Q uy trìn h chiết
Xử lý cột bằng dung môi hoặc dung dịch đệm thích hợp để chuyển pha rắn sang trạng thái có thể lưu giữ chất phân tích trong mẫu.
Tách chất phân tích: mẫu được hòa tan trong dung môi và cho qua cột. Pha rắn sẽ lưu giữ chất phân tích và một số tạp chất.
Loại tạp: dùng dung môi hoặc dung dịch đệm cho qua cột để loại tạp đã được giữ lại trên pha rắn và làm giàu mẫu phân tích. Hoặc có thể rửa giải chất cần phân tích ra trước và giữ lại tạp trên cột.
Rửa giải: dùng dung môi thích hợp đẩy chất phân tích khỏi pha rắn. Dịch chiết thu được sẽ được tiếp tục phân tích bằng các phương pháp thích hợp.
1.6.2.5. Các ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chiết pha rắn là một kĩ thuật chiết mới ra đời, đang phát triển và được ứng dụng trong khoảng chục năm trở lại đây, nhất là ở các nước tiên tiến và nó mới vào Việt Nam từ năm 1997. Hiện nay đã có một số hãng sản xuất và cung cấp ra thị trường nhiều loại chất chiết và dụng cụ chiết khác nhau cho nhiều đối tượng rất tiện dụng. Chất chiết thường là các chất Silica được hoạt hóa để chúng có thể có khả năng hấp thụ cao và chọn lọc chất theo từng nhổm.
* Ưu điểm: