LUẬN văn sư PHẠM hóa KHẢO sát sơ bộ THÀNH PHẦN TRÁI gấc và LY TRÍCH CAROTENOID từ MÀNG hạt gấc (momordica cochinchinensis (lour) spreng)

Vài nét v vitamins và vitamin A..... Ly trích và tinh ch carotenoid.... Quy trình ly trích carotenoid ..... • Anh: Spiny bitter gourd, Cochinchin gourd, Sweet gourd• Trung Qu c: Moc Niet

GV h ng d n :Th.S Thái Th Tuy t Nhung

Sinh viên:Lý Hoàng Di m

L p: Ph m Hóa H c

Mã s SV:2060395

n th , 2010

Gia ình, th y cô, b n bè luôn ng viên, h tr tôi trong su t quá trình th c hi n tài.

M t l n n a tôi xin chân thành c m n !

M C L C

M C L C

Trang

M U 1

N I DUNG 2

1 LÝ THUY T 2

1.1 Mô t cây g c 2

1.1.1 Gi i thi u 2

1.1.2 Mô t 2

1.2 Phân b 3

1.3 Công d ng ch a b nh c a cây g c trong dân gian 3

1.3.1 R 3

1.3.2 Thân (Dây) 3

1.3.3 H t 3

1.3.4 Lá 4

1.4 Các nghiên c u v g c 4

1.4.1 Các nghiên c u trong n c v g c 4

1.4.2 Các nghiên c u trên th gi i v g c 5

1.5 S c t trong th c ph m th c v t 6

1.5.1 S c t chlorophylls 6

1.5.2 S c t flavonoids 7

1.5.3 Betalains 8

1.5.4 S c t carotenoid 8

1.5.4.1 Lycopene 10

1.5.4.2 Betacarotene 10

1.5.4.3 Alphacarotene 11

1.5.4.4 Lutein 11

1.5.4.5 Zeaxanthin 11

1.5.4.6 Astaxanthin 11

1.6 Vài nét v vitamins và vitamin A 12

1.6.1 Gi i thi u 12

1.6.2 Vitamin A 13

2 TH C NGHI M 15

2.1 D ng c , hóa ch t 15

2.1.1 D ng c 15

2.1.2 Hóa ch t 15

2.2 Kh o sát s b thành ph n hóa h c h u c c a g c 16

2.2.1 Thu hái và x lí m u 16

2.2.2 nh tính các h p ch t 16

2.2.2.1 Kh o sát s hi n hi n c a các h p ch t flavonoids 16

2.2.2.2 Kh o sát s hi n di n c a các h p ch t alkaloid 16

2.2.2.3 Kh o sát s hi n di n c a các h p ch t saponin 17

2.2.2.4 Kh o sát s hi n di n c a các h p ch t tatin 18

2.2.2.5 Kh o sát s hi n di n c a các h p ch t glycoside 19

2.3 K t qu 19

2.4 Ly trích và tinh ch carotenoid 20

2.4.1 Quy trình ly trích carotenoid 20

2.4.2 Các b c ti n hành ly trích và tinh ch carotenoid 21

2.4.3 Cô l p và tinh ch ch t tinh khi t 21

2.4.4 Cô l p và tinh ch d ch ether d u h a 21

2.4.5 o nhi t nóng ch y c a A1 22

2.4.6 nh tính A1 22

2.5 Phân tích A1 b ng ph IR 22

K T LU N VÀ KI N NGH 23

TÓM T T N I DUNG TÀI

Cây g c, tên khoa h c là Momordica cochinchinensis (Lour) Spreng, h b u bí –

Curcubitaceae c tr ng khá ph bi n Vi t Nam c ng nh m t s n c ông Nam Á

G c là lo i cây d tr ng có th thích nghi t t v i m i u ki n khí h u và t ai N u

c ch m sóc t t cây có th s ng t 10 – 15 n m

D u g c là d u trích c t màng c a h t g c có tác d ng b o v s c kh e con ng i

r t tuy t v i Trong ó, h p ch t carotenoid ch y u là beta-carotene và lycopene là m ttrong nh ng thành ph n quan tr ng nh t quy t nh ph m ch t c a d u g c Hàm l ngbeta-carotene trong g c cao g p 68 l n so v i cà chua, có tác d ng ch ng lão hóa và bsung ngu n vitamin A h p lý Lycopene cùng v i các ch t khác trong d u g c làm vô

hi u hóa 75% các ch t gây ung th , ng n ng a ch ng nh i máu c tim và b o v h gen

kh i b t n th ng Ngoài ra, d u g c còn ch a l ng l n vitamin E, acid linoleic(Omega 6), acid oleic (Omega 9) và các nguyên t vi l ng khác nh : Co, Fe, Zn, Se…

h a h n nhi u ng d ng tuy t v i trong các l nh v c th c ph m, m ph m và d c ph m

t ng c ng và b o v s c kh e con ng i

Vi t Nam, nghiên c u v g c t p trung ch y u vào vi c phân l p carotenoid tài

ly trích carotenoid t màng h t g c v i mong mu n góp ph n t o ngu n thu c cho y h c

mà không ph i th c hi n b ng con ng hóa h c

Ph ng pháp ly trích carotenoid trong tài này là s d ng ph ng pháp ngâm d m

v i dung môi là ether d u h a t ngu n nguyên li u ban u là màng h t g c Sau ó xàphòng hóa v i l ng KOH trong ethanol, dùng s c ký c t v i ch t h p thu là Al2O3 cô

l p carotenoid Phân tích s n ph m b ng ph IR và o nhi t nóng ch y

V i ph ng pháp ly trích này thu c s n ph m là ch t A1 và A2 Ch t A1 phân tích

ph IR và o nhi t nóng ch y

Sau ây là n i dung trình bày c a tài

G c là lo i th c ph m c s d ng lâu i n c ta Vi c phát tri n tr ng r ng rãicây g c cung c p s n ph m có ch a β-caroten, vitamin E và d u g c ã c khuy nkhích và u t t nh ng n m 90 Trong ch ng trình Công ngh sinh h c qu c gia(1996 – 2000) ã có D án Khoa h c Công ngh KC-02 s n xu t các ch t ch ng oxyhóa t trái g c, phòng ch ng b nh thi u vitamin A và t ó nhi u s n ph m ã c bào

ch t trái g c

Trong m y th p k qua, th t h t g c ã c các tác gi nhi u n c quan tâm và ã cónhi u công trình nghiên c u v thành ph n hóa h c c ng nh tác d ng sinh h c c a nó

nh : màng h t g c có ch a các h p ch t carotenoid

G c là ngu n cung c p t t nh t carotenoid, nh ng ch t d ng h p thu sinh h c cao,

ng c ng s kh e m nh cho làn da và b máy phòng ch ng các g c t do c a riêng c

th mình

Carotenoid, s c t c a cây, có ch c n ng b o v cây kh i l ng ánh sáng quá l n Giá

tr dinh d ng c a nó c bi t quan tr ng i v i da Ngu n cung c p beta-carotene tnhiên d i dào nh t c tìm th y trong các lo i rau c qu màu vàng, da cam và lá xanh.Thông th ng, màu rau c qu càng m nh, l ng beta-carotene trong nó càng nhi u G c

ch a l ng beta-carotene nhi u g p 10 l n cà r t Beta-carotene là m t ch t carotenoid

ch ng oxy hóa c tìm th y trong g c Ch t này giúp t ng c ng h th ng mi n d ch và

h tr c u trúc nguyên v n c a mô

Ngoài beta-carotene là lo i carotenoid ph bi n nh t trong th c ph m, còn có nhi u

lo i carotenoid khác có giá tr cho s c kh e nh lutein, lycopene, alpha-carotene,cryptoxanthin, astasanthin,…

Vitamin E và lycopen cùng v i lutein, zeaxanthin, beta-cryptoxanthin trong qu g c

d ng thiên nhiên, còn có tác d ng quét lo i các g c t do, g c peroxyd trong c th ,phòng và i u tr nh i máu c tim, t qu , nguy c gãy x ng ph n , c bi t ph nsau mãn kinh, ái tháo ng, ung th vú, tuy n ti n li t, d dày, ung th gan, x gan vàphòng b nh mãn tính, kéo dài tu i th

Chính vì v y vi c ch n tài “kh o sát s b thành ph n trái g c và ly tríchcarotenoid t màng h t g c” v i mong mu n c u tìm hi u và nghiên c u quy trình

ly trích carotenoid t màng h t g c nh m góp ph n t o ngu n thu c cho y h c mà không

c n t ng h p b ng con ng hóa h c

tài “kh o sát s b thành ph n trái g c và ly trích carotenoid t màng h t g c” ch

gi i h n nghiên c u ly trích d u g c t màng h t g c v i dung môi là ether d u h a b ng

ph ng pháp ngâm d m Sau ó, cô l p carotenoid b ng s c ký c t v i ch t h p thu là

Al2O3 Phân tích s n ph m b ng ph IR

• Anh: Spiny bitter gourd, Cochinchin gourd, Sweet gourd

• Trung Qu c: Moc Niet Tu.

• Nh t: Kushika, Mokubetsushi

• Lào: Mak kao

• Thái : Fak kao

• Malaysia: Teruah

1.1.2 Mô t

Cây g c thu c lo i dây leo, m i n m khô héo m t l n nh ng n m sau vào mùa xuân,

t g c l i m c ra nhi u thân m i M i g c có nhi u dây, m i dây có nhi u t, m i t cólá

Lá m c so le, chia thùy khía sâu t i1/3 hay hay1/2 phi n ng kính phi n lá 12 – 20

cm Phía áy là hình kim, m t trên lá màu xanh l c th m [1]

Hoa n vào các tháng 4, 5, c cái riêng bi t Cánh hoa màu vàng nh t Hoa n tính,

m c n c k lá

Qu có hình b u d c dài 15 – 20 cm, ít nh n, ngoài có nhi u gai m m, khi còn non

có màu xanh, khi chín có màu Trái non th ng có tháng 6 - 7, qu chín c thu

ho ch vào tháng 8 - 12

H t d t, hình g n nh tròn x p thành hàng d c, quanh h t có màu máu, khi bócmàng s th y m t l p v c ng en, quanh mép có r ng c a tù và r ng, h t dài kho ng

25 - 35 mm, r ng 19 - 30 mm, dày 5 - 10 mm, gi ng nh con ba ba nh nên còn c g i

là “m c mi t t ” (ngh a là con ba ba g ) Trong h t còn có nhân ch a nhi u d u

Nhân h t

H t g c ã tách b màng, ph i hay s y khô kho ng 40 - 500C

Theo kinh nghi m nhân dân h t g c c dùng ch a m n nh t, quai b , s ng vú, t ctia s a, tr , lòi dom Có n i còn dùng ch a s t rét có báng; ch y u dùng ngoài, m i ngày

1 - 2 g

Các bài thu c:

- Nhân h t g c mài v i n c, bôi ch a m n nh t, gh l

- Nhân h t g c giã v i m t ít r u 30 - 40 , p ch a vú s ng au

- Nhân h t g c giã nát, thêm m t ít gi m, gói b ng v i, p ch a tr , lòi dom, su têm

- Nhân h t g c và v y tê tê hai v b ng nhau, s y khô tán b t, m i l n dùng 2g hòa v i

u m u ng lúc ói ch a s t rét có báng

- Nhân h t g c (gi c màng h t) giã nát thêm m t ít r u tr ng 35-400 dùng ch achai chân (do d t t g m vào da, gây s ng hóa các t bào bi u bì m t vùng c a gan bànchân) L y h n h p trên b c trong m t cái túi nilon dán kín mi ng túi, khoét m t l nh

r ng g n b ng ch chai chân, bu c vào n i t n th ng, 2 ngày thay thu c m t l n B ngliên t c cho n khi ch chai r ng ra (kho ng 5 - 7 ngày)

- Các nhà khoa h c Vi t Nam ã xác nh h t g c có tác d ng b o v gà ã b nhi msiêu vi khu n gây suy gi m mi n d ch Trong y h c c truy n Vi t Nam và Trung Qu c,

h t g c là m t d c li u có th thay th m t g u u tr các tr ng h p ch n th ng,

ng au… [16]

- Các tác gi inh Ng c Lâm và Hà V n M o Vi n Quân y 108 ã có nghiên c u

t o ra m t ch ph m m i t d u g c ó là Gacavit Trên th c nghi m và lâm sàngGacavit có tác d ng t t trong u tr m t s th ng t n do dioxin gây ra trên ng v t

v i k t qu cao h n vitamin A vàβ-caroten Ngoài ra, nó còn cho k t qu kh quan trong

vi c phòng ung th gan, kéo dài th i gian s ng c a ng i b ung th và làm gi m hàm

ng AFP (Alpha fero protein) cao c a ng i b x gan.[12], [16]

- Vitamin E ã c phát hi n trong ch ph m Gacavit s n x t t d u g c [12] Theo[6], [9], [15], [18] vitamin E dùng cùng v i vitamin A, vitamin C, vitamin D, β-caroten… có tác d ng phòng và kìm hãm s phát tri n c a ung th , kéo dài th i gian

s ng c a ng i b ung th ác tính

- T i H i ngh sinh h c qu c t , Hà N i vào ngày 25/7/2001 tác gi Ph m Th Trân

Châu và các C ng tác viên ã có bài báo cáo “Tác d ng tr sâu h i rau c a ch ph m

Momosertatin tách t h t g c” Tác gi ã s d ng h t c a qu g c ã chín, tách baomàng và s y khô phòng tr sâu khoang (Spodoptera litura F.), sâu t (Plutella

xylostella L.).

- Các tác gi Lê Th Anh ào và Hoàng Th Y n, Khoa Hóa, i h c S ph m Hà

N i ã ti n hành th ho t tính sinh h c c a d u g c và d u h t g c trên vi sinh v t ki m

nh K t qu cho th y các lo i d u này có tính kháng khu n Gr(-) (E.coli, P.aeruginosa), Gr(+) (B.subtillis), n m m c, không kháng n m men [5].

1.4.2 Các nghiên c u trên th gi i v g c

ã có m t s công trình nghiên c u v các b ph n c a cây g c trên th gi i:

- Theo công trình nghiên c u c a m t nhóm chuyên gia Nh t, lycopen có r t nhi utrong màng h t g c L ng lycopen c tìm th y kho ng trên 380 µg/g màng h t g c

ng lycopen trong màng h t g c g p kho ng 10 l n l ng lycopen có trong các lo irau trái c xem là giàu lycopen Lycopen c ch ng minh là m t ch t ch ng oxy hóa

có kh n ng trung hoà các g c t do gây h i cho các t bào c th Ho t tính ch ng oxyhóa c a lycopen giúp phòng ng a b nh mãn tính m nh g p n m n b y l n so v i ch t

- Theo [13], [14] trong h t g c và r g c còn có ch a các h p ch t saponin R g ccòn ch a sterylglicosid v i ho t tính kháng sinh [8].

1.5 S c t trong th c ph m th c v t [7], [17], [22], [23]

S c t là m t trong nh ng y u t r t quan tr ng, quy t nh tr c ti p n ch t l ng

th c ph m Nó cho bi t tr ng thái (m i, c , t i, héo…), tinh khi t, trình k thu t

ch bi n c a lo i th c ph m ó Bên c nh ó, màu s c còn có tác d ng kích thích s thèm

n, giúp n ngon mi ng và tiêu hóa t t Do ó, màu s c trong th c ph m có giá tr th ng

m i r t l n

Màu s c ph thu c r t l n vào s phân tán c a ánh sáng chi u vào c ng nh s h p

th và ph n x ánh sáng c a v t ch t Màu s c bi n i a d ng trong su t quá trình t n

tr sau thu ho ch, quá trình s n xu t c ng nh làm l nh th c ph m Trong th c t các c

s s n xu t th c ph m luôn s d ng các bi n pháp công ngh b o v màu s c v n cótrong các lo i th c ph m hay nhu m màu khi màu t nhiên không m nh ho c b m ttrong quá trình ch bi n

Th gi i th c v t c a chúng ta muôn màu muôn v , nh ng chung quy ch có b n s c

t c b n: chlorophylls, flavonoids (anthocyanines, flavones và flavonols), betalains(betacyanins và betaxanthins) và carotenoid [17], [22] c m màu s c t nhiên c acác nhóm s c t trong th c v t c cho b ng 1.1 trong ph l c 2

1.5.1 S c t chlorophylls

Chlorophylls hay còn g i là di p l c t , là s c t xanh c a lá cây, bình th ng nó t o

ph c v i protein, nó xúc tác cho quá trình t ng h p CO2 và H2O t o thành carbohydratehay còn g i là quá trình quang h p

Có nhi u lo i chloropphyll a, b, c, d…, nh ng quan tr ng nh t là chlorophyll a vàchlorophyll b Chlorophyll a có màu s m h n, th ng chi m t l cao h n và kém b n

n trong su t quá trình già y u c a th c v t

R: CH3- Chlorophyll aR: CHO - Chlorophyll b

Hình 1.1 Công th c c u t o c a chlorophylls

N N R

- Chlorophylls r t d bi n màu khi th c v t bi n i sinh lý.

- Không tan trong n c, tan trong dung môi h u c không phân c c

- Khó gi n nh trong b o qu n

- D tham gia ph n ng hóa h c trong môi tr ng acid và ki m nhi t cao

- D b enzyme chlorophylase phân h y 60-820C

- D t o ph c v i cations kim lo i (Cu2+, Zn2+, Fe3+…) các pH thích h p

- D b oxi hóa trong r u, không khí và ánh sáng làm m t màu xanh và hóa tr ng

+ 2 1

AnthocyanidinsHình 1.2 M t lo i c u trúc c b n c a FlavonoidsTùy thu c vào g c R mà ta có các h p ch t khác nhau Các h p ch t này không t n t i

d ng t do trong th c v t Anthocyanines là h p ph n c a anthocyanidins v i glucose

ho c các acid h u c (phenolic, maloic, acetic acid,…) ho c các cation kim lo i Chúng

là s c t tan trong n c, r t ph bi n trong th c v t Nó hi n di n trong hoa, lá, thân, r

có màu ho c xanh da tr i Chúng hòa tan trong không bào, chi m 0,1 - 1% tr ng

ng khô D i ây là m t h p ch t c a anthocyanidin v i glucose

O

OH OH

O OH

OH O

OH

OH OH

Hình 1.3 Cyanidin-3-glucoside

Màu s c c a flavonoids ph thu c vào c u trúc hóa h c và môi tr ng bên ngoài nh :

pH, t l t ng i c a các flavonoids, s hi n di n c a các s c t khác và k c dung môi

mà chúng t n t i

- D b oxy hóa b i các enzyme, các tác nhân oxy hóa và ánh sáng

- B phân h y ch m nhi t th ng và nhanh nhi t cao

- M t s anthocyanine b phân h y b i vitamin C

- Anthocyanine có th ng ng t v i chính nó ho c các h p ch t h u c khác t o thành

ph c có màu s m và b n h n ho c không màu

Flavonoids xu t hi n nhi u trong b p c i, cà r t, c c i ng, khoai lang, c c i

tr ng ây là nh ng h p ch t có vai trò r t quan tr ng trong vi c tring hòa các g c t docho c th

1.5.3 Betalains

Betalains là s c t hay vàng, có c u t o t ng t nh anthocyanidins nh ng có

ch a thêm nito trong phân t , tan c trong n c Màu s c c a chúng ch u nh h ng

c a d ng c ng h ng trong phân t , chúng có nh ng bi u hi n t ng t anthocyanidins

Hình 1.4 Betalain (Betacyanine)Trong th c t r t khó phân bi t gi a anthocyanines và betalains b ng th giác nh ng

có th thay i nhi t , pH thì bi u hi n màu s c c a betalains s rõ h n, pH n nhtrong kho ng 4 - 5 Isoascorbic c coi là r t có hi u qu trong vi c duy trì màu c abetalains Trong c d n ch a kho ng 75 - 95% betalain

Chúng c c u t o g m nhi u n v isoprene t 35 - 40 nguyên t C D a vàothành ph n nguyên t trong phân t , có th chia làm hai nhóm: xanthophyll có ch a oxytrong phân t và carotene không có ch a oxy trong phân t Màu s c c a carotenoid phthu c r t l n vào s l ng n i ôi trong phân t , bi n i t vàng nh t n cam sáng và

m S hi n di n c a carotenoid trong các lo i th c v t tiêu bi u c cho trong

b ng1.2 ph l c 2

- Là h p ch t không tan trong n c, tan trong dung môi h u c

- n nh trong môi tr ng ki m, nh y c m trong môi tr ng acid

- D b phân h y b i các tác nhân oxy hóa, enzyme lipoxygenase, ánh sáng, không khí

m, kim lo i,… (do ó, có tính ch t ch ng oxy hóa)

- ng phân cis-trans có nh h ng n ho t tính vitamin A c a carotenoid

Trong lá cây, màu c a carotenoid b che ph b i chlorophylls, th ng t n t i d i

d ng ph c chlorophyll-carotenoid-protein Carotenoid có kh n ng u hòa sinh tr ng,mang thông tin hóa h c, h tr cho chlorophylls th c hi n ch c n ng quang h p b ngcách h p thu n ng l ng ánh sáng r i truy n cho chlorophylls Nhóm s c t này có kh

ng d n s ch các g c t do trong c th m t cách áng k nh t là lycopene và m t s là

ch t ti n sinh t A c bi t là betacarotene (ho t tính ti n vitamin A c a t ng tr ng h p

c th c cho trong b ng 1.3 ph l c 2) Hai h p ch t này có ý ngh a c c k quan

tr ng trong vi c phòng và i u tr nhi u b nh nguy hi m hi n nay

Trong quá trình t n tr và ch bi n d i tác d ng c a nhi t , ánh sáng, khôngkhí,…h th ng n i ôi c a carotenoid r t d b c t t, t ng tác v i nhau ho c v i các

g c t do khác sinh ra m t s h p ch t không mong mu n ó là, các ng phân không

có ho t tính sinh h c, các s n ph m c a ph n ng oxy hóa: toluen, m-xylene, p-xylene,2,6-dimethylnaphthalene, β-cyclocitral, acid geronic, 1,2-epoxy-β-ionone, 4-oxo-β-ionone, 4-methylacetonphenone, dehydroactinidiolide,… ây là nguyên nhân chính d n

n s bi n màu c ng nh m t màu, làm gi m áng k ch t l ng c a th c ph m Ph n

ng t oxy hóa v i g c t do peroxy có th c ng n ch n b i ch t ch ng oxy hóaphenolic nh butylhydroxytoluen (BHT), tocopherol (vitamin E), c bi t khi hi n di ntrong d u m Do ó, trong quá trình ch bi n ta c n quan tâm n nh ng y u t trên

s n ph m làm ra t ch t l ng cao

Bên c nh ó, s phân h y c a carotenoid tr nên có l i khi t o ra ionons, damascene,damascenones,… là nh ng h ng quan tr ng c s d ng r ng rãi trong n c hoa vàngành công nghi p s n xu t ch t th m Th c t , nhi u h ng th m trong hoa, trà, nho vànhi u trái cây khác là k t qu c a s b gãy m ch các carotenoid