Tiểu luận môn thực phẩm chức năng Tách chiết và thu hồi các hoạt chất sinh học có nguồn gốc thực vật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Tiểu luận THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Đề tài :Tách chiết và thu hồi các hoạt chất sinh học có nguồn gốc thực vật Học viên thực hiện:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

Tiểu luận

THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

Đề tài :Tách chiết và thu hồi các hoạt chất sinh học có nguồn

gốc thực vật

Học viên thực hiện: Nguyễn Thị Chà Phạm Thị Hồng Phạm Hoài Thu Hoàng Viết Giang

Nội dung

Tách chiết và thu hồi alkaloid

Nội dung

 Khái quát về hợp chất akaloid

 Tách chiết hợp chất akaloid

Khái quát chung về hợp chất alkaloid

► Hợp chất alkaloid được phát hiện vào năm 1819

một dược sĩ là Wilhelm Meissner đề nghị xếp các

chất có tính kiềm lấy từ thực vật ra thành một

nhóm riêng và ông đề nghị gọi tên là alcaloid

► Alkaloid là những hợp chất hữu cơ có chứa dị

vòng nitơ, có tính bazơ Ở thực vật nó thường tồn tại muối của acid hữu cơ

►Alkaloid tính có hoạt sinh lý rất cao đối với cơ

thể con người và động vật, nhất là đối với hệ thần

kinh

► Alkaloid là chất độc gây chết người nhưng lại có

khi nó là thần dược trị bệnh đặc hiệu

Cấu tạo hóa học của Alkaloid

Phân nhóm alkaloid

►Nhóm pyridin: piperin, coniin, trigonellin,

arecaidin…

►Nhóm pyrrolidin: hygrin, cuscohygrin, nicotin

►Nhóm tropan: atropin, cocain, ecgonin …

► Nhóm quinolin: quinin, quinidin, dihydroquinin

►Nhóm isoquinolin: morphin, codein, thebain,

papaverin, narcotin …

►Nhóm phenethylamin, Nhóm purin, Nhóm

terpenoit.

Một số các alkaloid phổ biến trong thực vật

+ Không có lợi: tác dụng gây nghiện, gây hoang

tưởng bộ phận rất mạnh của thuốc

■ Morphin

- Có nhiều trong cây anh túc

- Là chất rắn kết tinh nóng chảy ở 254oC, ít tan trong nước

- Công thức hóa học: C17H29NO3

- Tác dụng:

+ Tác dụng có lợi: Với liều lượng nhỏ, morphin được dùng làm thuốc giảm đau, thuốc ngủ, thuốc ho ( liều dùng tốt 10mg/70kg)

+ Tác dụng có hại: Nếu dụng với lượng quá lớn sẽ gây co giật, ức chế hô hấp , gây thở chậm và sâu, liệt hoàn toàn

hô hấp, gây nôn

■ berberin

- Thân và rễ hoàng liên gai đều có berberin (3 –

4%), có nhiều ở cây vang đắng

- Công dụng và liều dùng: Berberin dùng làm thuốc chữa lỵ, ỉa chảy, ăn uống kém tiêu

■ Quinin

- Cùng với nhiều alkaloid khác có chứa trong vỏ

cây Cinchona (cây Canh nika)

- Công dụng: Là một loại thuốc chống bệnh sốt rét

và hạ sốt, viên khớp

■ Caffein

- Có nhiều trong chè, cà phê, hạt cacao

- Công thức hóa học: C8H10N4O2

TÁCH CHIẾT ALKALOIDS

Phươg pháp chung tách chiết hợp chất

alkaloid

- Nghiền nhỏ nguyên liệu thành bột rồi ngâm với dung dịch HCl 1%(hoặc bằng dung dịch xôđa) để chuyển hóa hoàn toàn ancaloit thành muối clohiđrat dễ tan.

- Lọc lấy dung dịch muối, kiềm hóa để lấy ancaloit hoàn toàn khỏi muối.

- Cất cuốn hơi nước hoặc chiết bằng dung môi hữu cơ như clorofom, benzen v.v.

- Chạy sắc ký hoặc sắc ký bản mỏng điều chế phân lập

riêng từng ancaloit.

- Xác định cấu trúc các ancaloit thử hoạt tính sinh học, đem sản phẩm thử nghiệm, ứng dung.

Ví dụ về tách chiết hợp chất Alkaloid từ

cây quất

- Cây quất còn gọi là tắc (Citrus Microcarpa

Bunge), thuộc loài Citrus, thuộc họ Rutaceae (họ cam), có nguồn gốc từ Châu Á như Trung Quốc, Nhật Bản…và được trồng từ lâu ở nước ta

- Dịch quả quất chứa pectin 10%, vitamin C 0,24mg%, Fe 5,1mg%, Cu 0,8mg%, đường, acid hữu cơ và chất fortunelin, alkaloid

Chiết hồi lưu

Chiết hồi lưu

Loại dung môi

Loại dung môi

Kết quả của quá trình tách chiết

- Alkaloid A là Codein

+ Lựa chọn bước sóng l=285 nm để đo A (trong chi Citrus

có nhiều alkaloid thuộc cấu trúc benzylisoquinolin,

isoquinolin chủ yếu có lmax= 250-350 nm)

+ Đo điểm chảy: mẫu, mp = 157-1590C

+ Theo tài liệu (Merck Index I), điểm chảy Codein = 154 – 1570C

- Alkaloid B thì chỉ định tính sơ bộ, cần được nhận danh

chính xác và xác định cấu trúc bằng các phương pháp phổ

MS, NMR

Một số thực phẩm chức năng được bào

chế từ hợp chất alkaloid

I ĐẶC ĐIỂM VÀ TÍNH CHẤT

- Carotenoid thuộc nhóm tetraterpenoids (phân tử chứa

40 nguyên tử C) được tạo nên bởi 8 đơn vị isoprence:

 Có khoảng 600 loại carotenoid khác nhau, trong đó có

50 loại carotenoid hiện diện trong thực phẩm.

www.themegallery.com

- Nhạy cảm với axit, bền với kiềm.

- Nhiệt độ nóng chảy khá cao: 130- 220 0 C.

- Hấp thụ ở bước sóng cực đại là 450nm.

www.themegallery.com

II PHÂN LOẠI

Carotenoid

Xanthophyl

Zeaxanthin Lutein Astaxanthin Capsanthin Anteraxanthin Violaxanthin Neoxanthin Crocetin

II PHÂN LOẠI

 Tính chống oxy hóa và tăng cường sức đề kháng của cơ thể: Carotenoid là chất chống oxy hóa tự nhiên có khả năng

bắt giữ oxy đơn phân tử 1O2 (oxy singlet)

1O2 +  - carotene   - carotene+  - carotene 

 - carotene + nhiệt.

- Vitamin A dưới dạng carotenoid có vai trò tăng cường sức đề

kháng cơ thể: Vitamin A cần thiết cho chức năng miễn dịch,

chủ yếu là tăng sức đề kháng không đặc hiệu cho cơ thể

Vitamin A có tác động tới mức độ đáp ứng miễn dịch bởi

kháng thể của cơ thể, còn  caroten tác động tới đáp ứng

miễn dịch bởi tế bào lympho T Nghiên cứu của nhiều tác giả

đã chứng minh  caroten có tác dụng kéo dài thời gian ủ bệnh cho những trẻ em nhiễm HIV từ mẹ

theo tuổi tác.

- Lycopen: có thể bảo vệ chống lại những rối loạn nhất định,

bao gồm ung thư tuyến tiền liệt và bệnh nhồi máu cơ tim Một nghiên cứu gần đây cũng cho thấy rằng, ăn những thực phẩm giàu lycopen có thể giảm đáng kể nguy cơ mắc ung thư tuyến tiền liệt Nghiên cứu đó cũng cho biết mối quan hệ tương tự giữa lycopen và bệnh ung thư phổi.

IV MỘT SỐ LOẠI THỰC PHẨM GIÀU CAROTENOID

IV MỘT SỐ LOẠI THỰC PHẨM GIÀU CAROTENOID

- EtOH:n-hexane (4:3) hiệu quả trong tách chiết carotenoid từ quả cà chua.

- N-hexan, dietyl ete dùng chiết lutein và zeaxanthin từ hoa cúc vạn thọ.

Tách chiết Carotenoid từ cà chua

 Là những chất kết tinh được, một số ở dạng vô định hình hoặc lỏng sánh.

 Đa số không màu, một số có màu (anthraglycosid

H

OH

OH H

H OH

CH2OH

HO

+ HO - Ar ( R)

2 Tính chất hóa học.

O H

H

H

OH

OH H

H OH

benzen…do đó có thể chiết chúng bằng cồn, nước và hỗn

hợp cồn nước

Công thức cấu tạo của Charantin

Các thực nghiệm về hoạt tính kháng

tháo đường của charantin

qui trình chiết xuất charantin với hàm

lượng cao hơn, đồng thời công bố về hoạt tính kháng đái tháo đường của hoạt chất này

Các thực nghiệm về hoạt tính kháng

tháo đường của charantin

- Chọn thỏ ở cả con đực và con cái với trọng

lượng cơ thể vào khoảng 1.5 – 3kg, được gây đái tháo đường bằng cách tiêm qua tĩnh mạch với liều lượng 200mg/kg Chỉ có 4 trong 20 con còn sống sau 5 ngày được tiếp tục đem đi khảo sát.

- Charantin hòa tan trong Tween 80 với nồng độ

0.3% Xử lý bằng cách cho uống hoặc tiêm qua

tĩnh mạch 5ml dung dịch này Mức đường huyết giảm dần từ giờ thứ nhất đến giờ thứ tư sau khi xử

lý, nhưng sau đó sẽ từ từ lấy lại mức ban đầu.

Tách chiết glycoside từ mướp đắng

TT HỢP CHẤT THUỐCTHỬ HIỆN TƯỢNG KẾTLUẬN

1 FLAVONOID Mg/HCl đđ Tủa hồng nhạt +

2 ACID BÉO Nhỏ trên giấy lọc và bốc

hơi

Để lại vết không khô +

3 ANTHRAGLYCOSIDE KOH 10% Màu đỏ cam ++

4 STEROID Liebermann Xanh lục ++

5 TANIN Acetate chì Vàng nhạt ++

Gelatin Tủa trắng ++ FeCl 3 Màu đen ++

6 ALKALOID Mayer Tủa trắng +

Dragendoff Dung dịch có màu cam +

7 SAPONIN Tạo bọt Tạo bọt bền ++

8 ĐƯỜNG KHỬ Fehling A+B Tủa đỏ nâu ++

9 GLYCOSIDE Thymol 20%

và H 2 SO 4 đđ

Cho màu đỏ thẩm +++Tollen Kết tủa trắng +++

Bảng 3.1: Kết quả định tính các hợp chất hữu cơ trong trái mướp đắng

Quy trình chiết xuất các nhóm hợp chất của trái mướp đắng

Bột trái mướp đắng

Thu cặn

Dung dịch nước

Dung dịch ethylacetat

Chiết với ethyl acetat

Cô đuổi dung môi Nước

Khái niệm Vitamin

tương đối nhỏ, nhu cầu Vitamin đối với cơ thể với

* Thực vật và vi sinh vật có khả năng tổng hợp hầu hết các loại vitamin và tiền vitamin (provitamin)

* Người và động vật không có khả năng tổng hợp

mà chỉ sử dụng được vitamin lấy từ thức ăn

Cấu tạo một số vitamin

Vai trò của Vitamin đối với cơ thể

 Vitamin là các amin cần thiết cho sự sống

 Cần thiết cho quá trình chuyển hóa gluxit (tạo

năng lượng), chất béo ( là chất đồng xúc tác cho quá trình tổng hợp acid béo, sterol, hemoglobin)

 Cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển Mỗi loại Vitamin có tác dụng riêng

Đặc điểm

- Vitamin không sinh năng lượng

- Cơ thể chỉ cần 1 lượng nhỏ nhưng không thể

thiếu

- Cơ thể không thể tự tổng hợp được vitamin và

phải đưa vào qua con đường ăn uống

- Vitamin không thể thay thế được cho nhau

- Vitamin cóTác dụng xúc tác, thúc đẩy các quá

trình chuyển hóa, trao đổi chất và phục hồi các

tổn thương của cơ thể

- Khi khiếu Vitamin sẽ gây bệnh, có thể nguy hiểm

và tử vong

Vitamin C

là chất dinh dưỡng rất cần thiết cho sự sống của

sinh vật

trình tổng hợp enzim, tăng sức đề kháng, phục hồi sức khỏe,

phẩm, hương vị cho một số nước uống làm tăng giá trị dinh dưỡng

Công thức hóa học vitaminC

 Kích thích nhanh sự liền sẹo

 Ngăn ngừa ung thư

• Tăng cường khả năng chống nhiễm khuẩn

• Dọn sạch cơ thể: vitamin C làm giảm các chất thải có hại đối với cơ thể

• Chống lại chứng thiếu máu: vitamin C kích thích sự hấp thụ sắt bởi ruột non

Tách chiết Vitamin C

Do tính chất là các hợp chất dễ tan trong nước

và tan trong các dung môi hữu cơ nên dùng Dietyleter tách chiết Vitamin C, tuy nhiên đây là quy trình tách chiết dùng trong nghiên cứu và phân tích với phương pháp định lượng

Qui trình tách chiết Vitamin C

2 ml thioure, 0,5 ml hydrazin

Để 12 – 14 h Trong bóng tối

Dùng dietyl ete tách chiết

Tách nước

= Na2SO4

Cô quay chân không

HPLC

Sản xuất vitamin C bằng phương pháp sinh học

Phương pháp này tiết kiệm được sản xuất, không sử dụng hóa chất độc hại, vì vậy chi phí thấp và không gây ô nhiễm môi trường

Nguồn nguyên liệu đa dạng và sử dụng nhiều chủng vi sinh vật khác nhau, hàm lượng vitamin

C sau sản xuất đạt 82%

Sau lên men, chất thải của phương pháp này

sử dụng làm thức ăn gia súc vì vậy có thể giảm chi phí

Phương pháp sinh học

Môi trường Nuôi tăng sinh khối

Glucoza (Chlorella pyrenoidosa)

Lên men

T=33, 40-45h, ph=6,5-8,0 Lọc thu vitamin C

Ứng dụng

 Ngày nay Vitamin C được ứng dụng nhiều trong dược phẩm, y học,và hóa mỹ phẩm

Vitamin C

 1937 giải Nobel hóa học được trao cho Walter

Norman Haworth, người Anh, tổng hợp thành

công vitamin C Điều này sẽ làm cho giá thành

sản xuất vitamin C rẻ hơn rất nhiều, vì trước đây vitamin này được chiết ra từ trái cây bằng phương pháp khá phức tạp

 Hiện nay, phương pháp tổng hợp vitamin C vẫn chủ yếu từ đường glucozơ, nguồn nguyên liệu rẻ tiền