NGHIÊN CỨU TÁCH CAROTENOIDS TỪ DẦU GẤC BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU Họ và tên sinh viên: TRẦN VŨ MINH SANG Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Niên khóa: 2009 2013 Tp. HCM,

Mục đích của đề tài là khảo sát ảnh hưởng của việc tách carotenoids bằng phương pháp sắc ký cột và phương pháp dung môi kết hợp xử lý xà phòng hóa lên dầu gấc, nguồn nguyên liệu giàu car

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TÁCH CAROTENOIDS TỪ DẦU GẤC BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU

Họ và tên sinh viên: TRẦN VŨ MINH SANG Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Niên khóa: 2009 - 2013

Tp HCM, 08/2013

NGHIÊN CỨU TÁCH CAROTENOIDS TỪ DẦU GẤC BẰNG CÁC

Giáo viên hướng dẫn:

Th.S Mai Huỳnh Cang

Tp HCM, 08/2013

LỜI CẢM ƠN

Xin cảm ơn quý thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Hóa Học và thầy cô Trường Đại Học Nông Lâm TP HCM đã giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt những năm học qua

Chân thành cảm ơn Cô Mai Huỳnh Cang, giảng viên Bộ môn Công Nghệ Hóa Học, Trường Đại Học Nông Lâm TP HCM đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và truyền đạt nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Tôi cũng xin cảm ơn cán bộ trong Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài này

Con xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến ba mẹ và những người thân trong gia đình đã nuôi con khôn lớn để con có được thành quả như ngày hôm nay

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả các bạn trong lớp Công Nghệ Hóa Học Khóa 35 đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn

Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2013

Sinh viên thực hiện

TRẦN VŨ MINH SANG

TÓM TẮT

Đề tài “Nghiên cứu tách carotenoids từ dầu gấc bằng các phương pháp khác

nhau” được thực hiện tại phòng thí nghiệm I4 thuộc Bộ môn Công Nghệ Hóa Học,

trường Đại Học Nông Lâm, Tp.Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 3 đến tháng 8 năm

2013

Mục đích của đề tài là khảo sát ảnh hưởng của việc tách carotenoids bằng phương pháp sắc ký cột và phương pháp dung môi kết hợp xử lý xà phòng hóa lên dầu gấc, nguồn nguyên liệu giàu carotenoids ở Việt Nam, đồng thời tối ưu hóa phương pháp tách carotenoids bằng dung môi kết hợp xà phòng hóa, đề tài đạt được những kết quả sau đây:

Hàm lượng carotenoids có trong dầu gấc nguyên liệu là 12.62mg/g; tỷ trọng là 0.91g/ml; chỉ số axit, xà phòng hóa và peroxit lần lượt là 0.94mgKOH/g mẫu, 1647.04mgKOH/g mẫu và 0.71meq/kg

Trong phương pháp sắc ký cột, ở điều kiện tốc độ chảy là 45giọt/phút, hàm lượng carotenoids cao hơn khi dầu gấc không trải qua quá trình xà phòng hóa và cao gấp 8.16 lần so với dầu gấc nguyên liệu

Trong phương pháp tách carotenoids bằng dung môi kết hợp xà phòng hóa, thông

số tối ưu của phương pháp này cho thấy ở điều kiện ở 300C; thời gian xà phòng hóa là 25phút với tốc độ khuấy là 500vòng/phút cho kết quả chiết tách tốt nhất, hàm lượng carotenoids thu được cao hơn phương pháp tách carotenoids bằng sắc ký cột và cao gấp 22.59 lần so với dầu gấc nguyên liệu

Đề tài cũng tối ưu hóa phương pháp tách carotenoids bằng dung môi kết hợp xà phòng hóa, kết quả cho thấy hàm lượng carotenoids tối đa đạt được là 291.6mg/g ở giá trị các yếu tố: tốc độ khuấy là 528.22vòng/phút, ở nhiệt độ32.170Ctrong thời gian 23.29phút

ABSTRACT

The thesis named “Studying ability to an isolate Carotenoids from Gac oil by

another methods” was done at the I4 laboratory of the Chemical Engineering

Department, Nong Lam University, Ho Chi Minh City, from March to August, 2013 The purpose of the thesis isolate carotenoids from Gac oil by using Column Chromatography and enhance carotenoids concentration by saponification reaction The study has achived the following results:

The total carotenoids content in Gac oil was 12.62mg/g The Gac oil had a density of 0,91g/ml The index of axit, saponification, peroxides are in oder 0.94mgKOH/g sample, 1647.04mgKOH/g mẫu và 0.71meq/kg

In column chromatography, the flow rate conditions is 45drops/min, higher levels of carotenoids Gac oil does not use the process of saponification and 8.16 times higher than the content of carotenoids contained in the raw Gac oil

In carotenoids separation method combined with solvent saponification, the optimal parameters of this method shows that the conditions at 300C; saponification time is 25minutes with stirring speed is 500round/min for results best extraction, the content of carotenoids obtained higher separation methods carotenoids by column chromatography and 22.59 times higher than raw Gac oil

Topics also optimize carotenoids separation methods combined with solvent saponification, results showed that the maximum 22 concentration achieved carotenoids 291.6mg/g in value factors: the rate of stirring speed 528.22round/min, temperature ratio 32.17 0C and percentage time 23.29 minutes

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii 

TÓM TẮT iii 

ABSTRACT iv 

MỤC LỤC v 

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii 

DANH SÁCH CÁC BẢNG ix 

DANH SÁCH CÁC HÌNH xi 

DANH SÁCH PHỤ LỤC xiii 

Chương 1 MỞ ĐẦU 1 

1.1.  Đặt vấn đề   1 

1.2.  Đối tượng và phạm vi nghiên cứu   2 

1.2.1.  Đối tượng   2 

1.2.2.  Phạm vi nghiên cứu   2 

1.3.  Mục tiêu của đề tài   2 

1.4.  Nội dung nghiên cứu   2 

1.5.  Phương pháp nghiên cứu   3 

Chương 2 TỔNG QUAN 4 

2.1.  Nguyên liệu   4 

2.1.1.  Cây gấc   4 

2.1.2.  Dầu gấc   8 

2.2.  Carotenoids   10 

2.2.1.  Công thức cấu tạo chung   10 

2.2.2.  Phân loại và danh pháp   11 

2.2.3.  Tính chất vật lý và tính chất hóa học   15 

2.2.4.  Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu của carotenoids:   16 

2.2.5.  Ứng dụng của carotenoids   17 

2.3.  Các phương pháp chiết tách carotenoids   18 

2.3.1.  Sắc kí cột   18 

2.3.2.  Phương pháp sắc ký lỏng cao áp HPLC   20 

2.3.3.  Phương pháp trích ly bằng dung môi   20 

2.3.4.  Tổng quan về phản ứng xà phòng hóa   21 

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 

3.1.  Nội dung nghiên cứu   23 

3.2.  Vật liệu và hóa chất   24 

3.2.1.  Dầu gấc   24 

3.2.2.  Hóa chất   24 

3.3.  Thiết bị   24 

3.4.  Phương pháp nghiên cứu   25 

3.4.1.  Xác định thành phần, đặc tính hóa lý của dầu gấc   25 

3.4.2.  Thí nghiệm 1: Thí nghiệm tách carotenoids bằng sắc ký cột   26 

3.4.3.  Thí nghiệm 2: Phương pháp chiết tách carotenoids bằng dung môi   30 

3.4.4.  Thí nghiệm tối ưu hóa điều kiện nhiệt độ, thời gian và tốc độ khuấy của  phản ứng   34 

3.5.  Phương pháp xử lý số liệu   35 

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 

4.1.  Thành phần, đặc tính hóa lý của dầu gấc   37 

4.1.1.  Tỷ trọng của dầu gấc   37 

4.1.2.  Hàm lượng carotenoids tổng   37 

4.1.3.  Chỉ số xà phòng hóa   38 

4.1.4.  Chỉ số peroxit   39 

4.1.5.  Chỉ số axit   39 

4.2.  Thí nghiệm 1: tách carotenoids bằng sắc ký cột   40 

4.2.1.  Tách carotenoids bằng sắc ký cột không qua giai đoạn xà phòng hóa   40 

4.2.2.  Tách carotenoids bằng sắc ký cột có qua giai đoạn xà phòng hóa   44 

4.3.  Thí nghiệm 2: tách carotenoids bằng dung môi   48 

4.3.1.  Ảnh hưởng nồng độ kiềm và loại kiềm đến hiệu suất tách chiết  carotenoids.   48 

4.3.2.  Ảnh hưởng của nhiệt độ   50 

4.3.3.  Ảnh hưởng của thời gian xà phòng   52 

4.4.  Thí nghiệm tối ưu hóa điều kiện nhiệt độ, thời gian và tốc độ khuấy của phản  ứng     55 

4.4.1.  Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian phản ứng và tốc độ khuấy   55 

4.5.  So sánh và đánh giá các phương pháp chiết tách carotenoids khác nhau   58 

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 

PHỤ LỤC 66   

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

ANOVA Analysis of variance

HPLC High performance liquid chromatography

TCC Total carotenoids content – hàm lượng carotenoid tổng

Ip Isoprene

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1:Thành phần hóa học của gấc 6

Bảng 2.2:Thành phần dinh dưỡng trong gấc 7

Bảng 2.3: Thành phần axit béo có trong màng hạt 8

Bảng 2.4:Phân loại carotenoids 12

Bảng 2.5:Độ bền với ánh sáng, nhiệt độ, axit của một số chất thuộc carotenoids 15

Bảng 2.6:Những nghiên cứu về tác dụng của carotenoids 18

Bảng 2.7:Các chất hấp phụ và dung môi trong sắc ký cột 20

Bảng 3.1: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tốc độ chảy đến hàm lượng carotenoidsthu được 26

Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của chiều cao cột silica gel đến hàm lượng carotenoids thu được 27

Bảng 3.3: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến hàm lượng carotenoids thu được 28

Bảng 3.4:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tốc độ chảy đến hàm lượng carotenoids thu được 29

Bảng 3.5:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của chiều cao cột silica gel đến hàm lượng carotenoids thu được 29

Bảng 3.6: Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của chiều cao cột silica gel đến hàm lượng carotenoids thu được 30

Bảng 3.7:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nồng độ kiềm và loại kiềm trong điều kiện xà phòng hóa của kiềm trong nước 31

Bảng 3.8:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nồng độ kiềm và loại kiềm trong điều kiện xà phòng hóa của kiềm trong cồn 31

Bảng 3.9:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng carotenoids 32

Bảng 3.10:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian xà phòng hóa đến hàm lượng carotenoids 32

Bảng 3.11:Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hàm lượng carotenoids

34

Bảng 3.12:Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa các điều kiện: nhiệt độ, thời gian, tốc độ khuấy của phản ứng theo JMP ® 9 35

Bảng 4.1: Tỷ trọng dầu gấc nguyên liệu 37

Bảng 4.2: Hàm lượng carotenoid của dầu gấc nguyên liệu 37

Bảng 4.3:Chỉ số xà phòng hóa của dầu gấc nguyên liệu 38

Bảng 4.4:Chỉ số peroxit của dầu gấc nguyên liệu 39

Bảng 4.5:Chỉ số axit của dầu gấc nguyên liệu 39

Bảng 4.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian phản ứng và tốc độ khuấy đến hàm lượng carotenoids 55

Bảng 4.7:Thông số dự đoán của các yếu tố 56

Bảng 4.8:So sánh hàm lượng và hiệu suất thu hồi carotenoids 58

Bảng 4.9:So sánh và đánh giá các phương pháp chiết tách 59 

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1:Giàn gấc 5

Hình 2.2:Cấu tạo quả gấc 5

Hình 2.3:Một số sản phẩm trên thị trường 9

Hình 2.4:Cấu tạo chung của carotenoids 11

Hình 2.5:Công thức cấu tạo và màu của một số chất thuộc nhóm carotenoids 12

Hình 2.6:Các loại trái cây giàu β-carotene 13

Hình 2.7:Công thức cấu tạo β-carotene 13

Hình 2.8:Công thức cấu tạo của lycopene 14

Hình 2.9:Phản ứng xà phòng hóa 21

Hình 2.10: Cơ chế của phản ứng xà phòng hóa 22

Hình 3.1: Sơ đồ quy trình nghiên cứu 23

Hình 4.1:Ảnh hưởng của tốc độ chảy đến hàm lượng carotenoid thu được 40

Hình 4.2:Ảnh hưởng của chiều cao đến hàm lượng carotenoids thu được 41

Hình 4.3:Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến hàm lượng carotenoids thu được 43

Hình 4.4:Ảnh hưởng của tốc độ chảy đến hàm lượng carotenoids thu được 44

Hình 4.5:Ảnh hưởng của chiều cao cột đến hàm lượng carotenoids thu được 45

Hình 4.6: Ảnhhưởng của tỷ lệ dung môi đến hàm lượng carotenoids thu được 46

Hình 4.7: Ảnh hưởng của nồng độ và loại kiềm trong điều kiện xà phòng hóa kiềm trong nước đến hàm lượng carotenoids thu được 48

Hình 4.8:Ảnh hưởng của nồng độ và loại kiềm trong điều kiện xà phòng hóa kiềm trong cồn đến hàm lượng carotenoids thu được 49

Hình 4.9: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng carotenoids thu được 50

Hình 4.10:Ảnh hưởng của thời gian xà phòng hóa đến hàm lượng carotenoids thu được 52

Hình 4.11: Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hàm lượng carotenoids thu được 53

Hình 4.12: Biểu đồ giá trị đáp ứng thực nghiệm và dự đoán theo mô hình 55 Hình 4.13: Mặt đáp ứng carotenoids theo nhiệt độ và tốc độ khuấy 57 Hình 4.14: Mặt đáp ứng carotenoids theo thời gian và nhiệt độ 57

DANH SÁCH PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Phương pháp xác định tỷ trọng chất lỏng bằng bình đo tỷ trọng 66

Phụ lục 2: Đường chuẩn carotenoids 66

Phụ lục 3:Phương pháp xác định chỉ số xà phòng hóa 67

Phụ lục 4:Phương pháp xác định chỉ số peroxit 69

Phụ lục 5:Phương pháp xác định chỉ số axit 73

Phụ lục 6: ANOVA,LSD ảnh hưởng của tốc độ chảy của phương pháp sắc ký cột không qua giai đoạn xà phòng hóa đến hàm lượng carotenoids thu được 76

Phụ lục 7: ANOVA,LSD ảnh hưởng chiều cao của cột silica gel của phương pháp sắc ký cột không qua giai đoạn xà phòng hóa đến hàm lượng carotenoids thu được 77

Phụ lục 8: ANOVA,LSD ảnh hưởng tỷ lệ của dung môi trong phương pháp sắc ký cột không qua giai đoạn xà phòng hóa trong quá trình chạy sắc ký đến hàm lượng carotenoids thu được 78

Phụ lục 9: ANOVA,LSD ảnh hưởng của tốc độ chảy của phương pháp sắc ký cột có qua giai đoạn xà phòng hóa đến hàm lượng carotenoids thu được 78

Phụ lục 10: ANOVA,LSD ảnh hưởng chiều cao cột silica gel của sắc ký cột có qua giai đoạn xà phòng hóa đến nồnhàm lượng carotenoids thu được 80

Phụ lục 11: ANOVA,LSD ảnh hưởng tỷ lệ của dung môi trong phương pháp sắc ký cột có qua giai đoạn xà phòng hóa trong quá trình chạy sắc ký đến hàm lượng carotenoids thu được 81

Phụ lục 12: ANOVA,LSD ảnh hưởng của hàm lượng và loại kiềm của điều kiện xà phòng hóa sút trong nước đến hàm lượng carotenoids thu được 82

Phụ lục 13: ANOVA,LSD ảnh hưởng của hàm lượng và loại kiềm của điều kiện xà phòng hóa sút trong cồn đến hàm lượng carotenoids thu được 82

Phụ lục 14:ANOVA,LSD ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng sút trong cồn đến hàm lượng carotenoids thu được 84

Phụ lục 15: ANOVA,LSD ảnh hưởng của thời gian phản ứng trong điều kiện sút trong cồn đến hàm lượng carotenoids thu được 85

Phụ lục 16: ANOVA,LSD ảnh hưởng của tốc độ khuấy sút trong cồn đến hàm lượng

carotenoids thu được 86

Phụ lục 17: Các thiết bị sử dụng trong quá trình làm đề tài 87

1 Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Gấc (Momordica Cochinchinensis (Lour.) Spreng) là một loại quả nhiệt đới được

tìm thấy ở Việt Nam và các nước Đông Nam Á khác, tại những nơi này, gấc luôn được đánh giá cao vì những công dụng quan trọng của nó đối với sức khỏe Gấc được coi là

“loại quả đến từ thiên đường”, có giá trị cao nhờ khả năng giúp tăng cường tuổi thọ, sinh lực và sức khỏe Theo các tài liệu nghiên cừu gần đây, gấc là một nguồn cung cấp dồi dào các chất chống oxy hóa.[24]

Các bộ phận của Gấc có nhiều công dụng khác nhau, trong đó dầu gấc đã được dùng như một loại thực phẩm chức năng nhằm tăng cường sức đề kháng, chống lão hóa

tế bào, cung cấp vitamin… cho cơ thể Trong dầu gấc có chứa một hàm lượng carotenoids rất cao, gấp nhiều lần so với các loại quả giàu carotenoids khác[3] Dầu Gấc có chứa nhiều β − carotene, tiền vitamin A rất cần thiết cho khả năng nhìn tốt của mắt, kích thích tính miễn dịch và tăng sức đề kháng cho cơ thể, có tác dụng chống oxy hoá Ngoài ra, trong dầu gấc còn chứa lycopene, là chất chống oxy hoá hàng đầu có khả năng bảo vệ cơ thể chống lại các bệnh thoái hoá, suy giảm miễn dịch và cả các chứng bệnh ung thư [12] Hiện nay đã có nhiều phương pháp nghiên cứu chiết tách carotenoids như là phương pháp HPLC; sắc ký cột; enzym; xà phòng hóa… Trong phạm vi nghiên cứu của khóa luận, tôi xin so sánh hiệu quả của hai phương pháp sắc

ký cột và phương pháp dung môi kết hợp xử lý xà phòng hóa đến hàm lượng carotenoids thu được Việc chiết tách carotenoids từ dầu gấc để phục vụ cho những sản phẩm có giá trị cao hơn thuộc các lĩnh vực như dược phẩm,mỹ phẩm hiện nay vẫn chưa được quan tâm nhiều Từ những yêu cầu trên và được sự phân công của Bộ môn Công Nghệ Hóa Học, Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, dưới sự

hướng dẫn của Th.S Mai Huỳnh Cang, tôi thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU TÁCH

CAROTENOIDS TỪ DẦU GẤC BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU”.

Đề tài sẽ tập trung nghiên cứu, khảo sát khả năng tách carotenoids từ dầu gấc bằng các phương pháp sắc ký cột, chọn lọc các điều kiện tối ưu để quá trình sắc ký cột đạt hiệu quả cao nhất Đồng thời, đề tài còn nghiên cứu khả năng tách carotenoids từ dầu gấc bằng phương pháp dung môi kết hợp xử lý xà phòng hóa nhằm loại bớt các axit béo, chọn lọc các thông số tối ưu để cho quá trình tách carotenoids đạt hiệu quả cao nhất Thông qua các kết quả, đề tài hy vọng sẽ giúp ích cho những nghiên cứu tiếp theo nhằm nâng cao hơn nữa giá trị của dầu gấc và đưa ra sự lựa chọn hiệu quả nhất trong quá trình chiết tách carotenoids từ dầu gấc, đồng thời có thể áp dụng các phương pháp này trong việc chiết tách nhiều hợp chất thiên nhiên khác

1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Thời gian nghiên cứu là từ tháng 4 đến tháng 8 năm 2013

So sánh khả năng chiết tách carotenoids bằng phương pháp sắc ký cột và phương pháp dung môi kết hợp với phương pháp giai đoạn xà phòng hóa

Khảo sát đánh giá các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình chiết tách carotenoids từ dầu gấc

1.3 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu khả năng chiết tách carotenoids từ dầu gấc bằng phương pháp sắc ký cột có qua giai đoạn xà phòng hóa và không qua giai đoạn xà phòng hóa

Nghiên cứu về khả năng chiết tách carotenoids từ dầu gấc bằng dung môi kết hợp với phản ứng xà phòng hóa

1.4 Nội dung nghiên cứu

Xác định thành phần, đặc tính của nguyên liệu dầu gấc

Khảo sát thí nghiệm khi cho dầu gấc chảy qua sắc ký cột có qua giai đoạn xà phòng hóa và không qua giai đoạn xà phòng hóa để chọn ra các thông số tối ưu

Khảo sát tách carotenoids bằng dung môi kết hợp phản ứng xà phòng hóa Đánh giá các thông số tối ưu của các yếu tố như nhiệt độ, thời gian phản ứng, tốc độ khuấy trộn…

So sánh hiệu quả của hai phương pháp

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Xác định hàm lượng carotenoids dựa trên phương pháp UV-Vis

2 Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Nguyên liệu

2.1.1 Cây gấc

2.1.1.1 Khái niệm

Gấc có tên khoa học là Momordica cochinchinesis (Lour.) Spreng, họ Bí (

Cucurbitaaceae), bộViolales Gấc còn có tên khác là Muricia cochinchinensis Lour., Momordica macrophuylla Gage, Mormordica mixta Roxburgh

Ở một số nước, gấc được gọi là: Mộc Miết (Trung Quốc), Spiny bittercucumber, Chinese bitter-cucumber, Chinese cucumber (Anh), Margines à piquant (Pháp), Makkao (Khơ me)[3,10]

2.1.1.2 Đặc điểm thực vật

Cây gấc là một loại dây leo, mỗi năm lụi một lần, nhưng lại đâm chồi từ gốc cũ lên vào mùa xuân năm sau Lá mọc so le, chia thùy khía sâu tới một nữa phiến lá Hoa đực, hoa cái riêng biệt, cánh hoa màu vàng nhạt Mùa hoa trong tháng 4-5 Quả hình bầu dục dài độ 15-20cm, đáy nhọn, ngoài có nhiều gai, khi chín màu vàng vỏ đẹp tươi Mùa quả tháng 6 đến tháng 2 năm sau Gấc nếp thì thưa gai hơn gấc tẻ Trong quả có nhiều hạt xếp thành những hàng dọc, quanh hạt có màu vàng đỏ, tươi Bóc lớp màng

đỏ sẽ thấy hạt hình gần giống con ba ba nhỏ, ngoài có lớp vỏ cứng, mép có răng cưa Trong hạt có nhân trắng có chứa nhiều dầu Trồng bằng hạthay giâm cành vào các tháng 2-3, trồng một năm có thể thu hoạch hàng chục năm Ngay năm đầu đã có quả nhưng ít, càng về sau càng nhiều quả Gấc là loại cây thân leo, phân bố rộng ở Việt Nam, từ Nam ra Bắc Gấc cũng là cây lưu niên, mỗi cây có thể ra 30-60 quả hàng năm, trọng lượng quả dao động 0,5-2kg, có quả nặng tới 3kg, như thế mỗi cây gấc có thể

cho thu hoạch trung bình 50kg quả/năm Nhân dân Việt Nam dùng thịt và ruột quả gấc

có màu vàng đỏ để làm xôi gấc, một món ăn truyền thống có từ lâu đời nay [9]

Hình 2.1: Giàn gấc

(Nguồn www.aladin.com.vn)

2.1.1.3 Cấu trúc của quả gấc

Hình 2.2 mô tả cấu trúc của quả gấc chín bao gồm:vỏ màu đỏ hoặc màu vàng cam có nhiều gai nhuyễn, lớp thịt quả có màu vàng, dày 1 - 2cm chiếm khoảng 50% khối lượng quả gấc, giúp bảo vệ các múi gấc bên trong Múi gấc chiếm khoảng 30% khối lượng quả, bao gồm phần màng có màu đỏ, bao xung quanh hạt gấc, dày khoảng 1-3mm được dùng để chế biến

Hình 2.2: Cấu tạo của quả gấc

(1) Vỏ quả; (2) Thịt quả; (3) Múi quả; (4) Màng hạt; (5) Hạt

(Nguồn www.thaythuocvietnam.com.vn)

(1)  (2) 

(3) 

(4)

(5)

2.1.1.4 Công dụng của các bộ phận

Hạt Gấc (Semen Momordicae) thường được gọi là Mộc miết tử là hạt lấy ở quả

gấc chín đã bóc vỏ màng và chế biến khô, đã được ghi vào Dược điển Việt Nam

(1983) và Dược điển Trung Quốc (1963, 2000)

Dầu gấc (Oleum Momordicae) ép từ màng đỏ bao xung quanh hạt đã phơi hay

sấy khô và đã được ghi vào Dược điển Việt Nam I (1971)

Rễ gấc (Radix Momordicae) còn gọi là Phòng kỳ nam là rễ cây gấc thu hái vào

mùa đông đã phơi khô

Trái gấc rất giàu carotenoids, nhiều hơn so với cà chua, bí đỏ, carot Vì vậy nó

cũng có chức năng phòng trị bệnh tốt như các loại trái cây có màu vàng đỏ khác.[10]

2.1.1.5 Thành phần hóa học

Gấc vừa là cây thực phẩm, vừa là cây thuốc nên nó có giá trị kinh tế rất lớn Đó

là một loại quả sạch, an toàn và giàu dinh dưỡng, đặc biệt giàu β-carotene, và

Bảng 2.2:Thành phần dinh dưỡng trong gấc

(g)

(% năng lượng)

50.9

85 Chất béo

(Nguồn: Le Thuy Vuong, 2002)

Lycopene trong gấc cao gấp 70 lần trong cà chua[15], tăng khả năng miễn dịch, tăng sức đề kháng cho cơ thể, chống oxy hóa, chống lão hóa tế bào, loại bỏ các tác hại của môi trường (hóa chất độc hại, tia phóng xạ, thuốc trừ sâu…) giúp cơ thể khỏe mạnh, da dẻ hồng hào, mịn màng…

Hàm lượng β-carotene trong gấc nhiều gấp 10 lần cà rốt hoặc khoai lang[7] Đây

là tiền chất vitamin A thiên nhiên rất quý giá giúp phòng ngừa và chữa các bệnh thiếu vitamin A Tổng hàm lượng carotenoids có mặt trong gấc liên kết với các axit béo mạch dài, tạo ra kết quả là nó có tính hoạt hóa sinh học cao hơn[25] Thành phần axit béo có ở trong màng hạt gấc được trình bày ở bảng 2.3

Bảng 2.3: Thành phần axit béo có trong màng hạt

(Nguồn: Le Thuy Vuong và cộng sự, 2002)

Dầu gấc trích từ hạt chứa thường khoảng 3000 6500ppm, carotenoids 2500 4500ppm β-carotene, 500-2500 ppm lycopene và 150 - 350ppm vitamin E [24]

-2.1.2 Dầu gấc

2.1.2.1 Các phương pháp sản xuất

Có nhiều phương pháp trích ly dầu gấc [5]:

- Chiết bằng dung môi ete dầu hỏa: lấy kiệt bằng dung môi ete dầu hỏa, sau đó thu hồi ete dầu hỏa bằng cách đun cách thủy trong môi trường khí trơ, cặn còn lại là dầu gấc

- Ép: màng đỏ đã sấy khô, tán nhỏ đem đồ lên rồi ép

- Phương pháp thủ công nghiệp: màng hạt gấc đã sấy khô tán nhỏ cho vào chảo dầu lạc hay mỡ lợn đã đun nóng ở nhiệt độ 60 - 700C Dầu lạc hay mỡ lợn sẽ hòa tan chất dầu chứa trong màng dầu gấc

- Dầu gấc sau đó được bảo quản trong chai màu nâu, đóng đầy, nút kín

Với những tác dụng hữu ích lên sức khỏe, hiện nay trên thị trường xuất hiện nhiều sản phẩm, thực phẩm chức năng có thành phần chính là dầu gấc

(a) (b)

Hình 2.3: Một số sản phẩm trên thị trường

(a) Dẩu gấc Vio có bổ sung DHA (b) Dầu gấc viên nang VINAGA và dầu gấc

Việt Nam G8 (Nguồn:www.daugac.com)

và kéo dài tuổi thanh xuân Chất carotenoids được xem như là “cái phổi quét rác”trong

cơ thể có nhiệm vụ“quét dọn” thường xuyên của sản phẩm oxy hóa, không những làm cho cơ thể bị già nhanh, mà nó còn tham gia gây nhiều bệnh hiểm nghèo như vữa động mạch, thoái hóa thần kinh, đục thủy tinh thể mắt, bệnh Alzheimer, viêm nhiễm, ung thư…

Dầu gấc còn có tác dụng phòng ngừa và điều trị bệnh viêm gan, xơ gan hoặc nguy cơ phát triển ung thư gan, loại trừ độc hại cho người làm việc trong môi trường

có chất độc Gần đây, nhiều công trình nghiên cứu chỉ ra rằng β-carotene, lycopene và α-tocopherol trong dầu gấc có khả năng làm mất tác dụng của 75% chất gây bệnh ung thư nói chung, đặc biệt ung thư vú Nó được dùng cho bệnh nhân bị ung thư sau khi cắt bỏ khối u, sau hóa trị và xạ trị Axit linoleic trong dầu gấc là một vitamin F, có ảnh hưởng đến chuyển hóa các lipit, phospholipit giúp cơ thể thải bớt cholesterol chống nhiễm mỡ và làm vững bềnh thành mạch máu Nó cũng có tác dụng bảo vệ da và tăng sức chống đỡ của cơ thể

Dầu gấc còn kích thích sinh ra lớp mô dưới, làm cho vết thương mau lành, để chữa các vết bỏng, loét và nức kẽ vú…[10]

Ngày nay, cùng với sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu về gấc đã chỉ ra thêm được nhiều công dụng của dầu gấc như: làm tăng khả năng hệ miễn dịch, chống lại sự lão hóa của tế bào và chống lại quá trình oxy hóa [4], loại bỏ các tác động độc hại của môi trường như các chất độc hóa học, tia phóng xạ Các thành phần β-carotene, lycopene và vitamin E trong dầu gấc có tác dụng trung hòa 75% các chất gây ung thư, đặc biệt đối với bệnh ung thư vú [13]

2.2 Carotenoids

Carotenoids là nhóm chất màu hòa tan trong chất béo làm cho quả và rau có màu

da cam, màu vàng và màu đỏ Nhóm này gồm từ 65 tới 70 chất màu tự nhiên, tiêu biểu

là carotene, licopene, xanthophylls, capsanthin Carotenoids có trong đa số cây (trừ một số nấm) và hầu như có trong tất cả cơ thể động vật

2.2.1 Công thức cấu tạo chung

Carotenoids là hợp chất cấu tạo bởi 8 đơn vị isoprenoid (ip) Các đơn vị ip nối với nhau từ “đầu đến đuôi”, nhưng trật tự này bị nghịch chuyển tại giữa phân tử

Hình 2.4: Cấu tạo chung của carotenoids

(Nguồn www.ethesis.helsinki.fi)

2.2.2 Phân loại và danh pháp

Danh pháp: tên carotenoids thường dựa theo tên nguồn sinh vật (biological source).Ví dụ như β -carotene được tách đầu tiên từ cà rốt

Tuy nhiên, một hệ thống tốt hơn là danh pháp bán hệ thống đã được phát triển để thiết lập mối quan hệ giữa tên gọi và cấu trúc

Phân loại: có 2 hệ thống chính được dùng để phân loại carotenoids

 Theo cấu trúc hóa học: có 2 lớp là carotenes và xanthophylls

 Theo chức năng: nhóm carotenoids cơbản và nhóm carotenoids chuyển hóa [21]

Các Carotenes:

Xanhthophnhóm hidroNhóm caro

Nhóm carohóa

màu của mộ

n www.chm

nhóm chất

là hidrocarhyll: có chứoxyl và ketotenoids cơ otenoids chu

uyển

Al-Bix

uộc nhóm c)

Tiêu biểu

- carotene, cryptoxanthtein, zeaxanoxanthin, fucarotene, neolaxanthin, z

-carotene, cxin

carotenoids

u

β -carotenehin

nthin, violaxucoxanthin

eoxanthin, zea xanthincapsanthin,

e, xanthin,

n

lycopene,

Hình 2.6:Các loại trái cây giàu β-carotene

(Nguồn www.world-population.net)

 Cấu tạo và phân loại:

Carotene (C40H56) là một loại hidratcacbon chưa bão hòa, gồm 18 nguyên tử cacbon hình thành một hệ thống các liên kết đơn, đôi xen kẽ, có 4 nhóm CH3mạch nhánh.Các loại carotene quan trọng là α-carotene,β-carotene và γ-carotene

Trong cấu trúc hóa học của hợp chất β -carotene có 11 liên kết đôi xen kẽ với các liênkết đơn tạo thànhchromophore làm carotene có màu đỏ hoặc cam

Hình 2.7: Công thức cấu tạo β-caroten

(Nguồn www.chem.qmul.ac.uk)

e là chất ch

ác cục máuhấp thu vào

ng cường mthử nghiệmthư tuyến nghiện [22

à vật lý:

hóa ngoài kước, chỉ tan

là các tinhmàu đỏ cam

hống oxi h

u đông trong

cơ thể, β-camiễn dịch cơ

m cho rằng tiền liệt ở n2]

không khí

n trong lipitthể đen có

m

óa mạnh, n

g thành mạcarotene chu

ơ thể

30mg β-cangười hút t

tìm thấy tro

ng thưc cấu

ww.chemist

, lycopene lpene lắp ráp

và cácdungmàu đỏ sán

ngăn chặn

ch máu

uyển hóa th

arotene mỗithuốc và nh

i ngày làm hững người

, các loại qu

copene

ac.) rocarbon kh

 Tính chất:

Lycopene không hòa tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ và các loại dầu

Nếu lycopene bị oxy hóa, các liên kết đôi giữa các nguyên tử carbon sẽ bị phá

vỡ, tách các phân tử và loại bỏ các chromophore

 Công dụng:

Là một chất có vai trò trung hòa các chất hóa học gây lão hóa làn da

Ở thực vật, tảo và các sinh vật quang hợp khác, lycopene là một chất trung gian quan trọng trong việc sinh tổng hợp của nhiều carotenoids [20]

2.2.3 Tính chất vật lý và tính chất hóa học:

a Tính chất vật lý:

Kết tinh ở dạng tinh thể, hình kim, hình khối lăng trụ, đa diện, dạng lá hình thoi Nhiệt độ nóng chảy cao: 130- 2200C.Có độ hòa tan cao trong các dung môi không phân cực (bao gồm cả dầu mỡ),không tan trong nước

Màu sắc của carotenoids được tạo ra nhờ sự có mặt của hệ các nối đôi liên hợp trong phân tử Phần lớn các nối đôi này có cấu hình dạng trans Khả năng hấp thụ sóng mạnh nhất ở những bước sóng khác nhau của hệnối đôi liên hợp được sử dụng để phân tích cấu trúc, định tính cũng như định lượng carotenoids.[23]

Bảng 2.5: Độ bền với ánh sáng, nhiệt độ, axit của một số chất thuộc carotenoids Carotenoids Tên màu Tính bền

Nhiệt độ Ánh sáng Axit

Carotene Tốt Tốt Tốt Beta - carotene

Dễ bị oxi hóa trong không khí:

 Làm giảm chất lượng, màu sắc của thực phẩm

 Tạo ra nhiều chất mùi Ví dụ như: C13-norisoprenoid (grasshooper ketone) có

ở thực vật, khi bị oxi hóa sẽ chuyển thành một chất mùi, do đó làm đổi mùi khi đun nóng trái cây trong quá trình sản xuất nước quả hay hay mứt quả Hoặc như là 1,2 – dihydro-1,1,6-trimetyl naphtalen có mùi dầu lửa được tạo

ra trong quá trình phân hủy neoxanthin và những carotenoids khác trong quá trình bảo quản rượu vang [23]

2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu của carotenoids:

a Yếu tố hóa học:

Độ hoạt động của anken liên hợp: màu bền hơn do alkene liên hợp có chuyển vị

Sự oxi hóa: phản ứng oxi hóa theo cơ chế gốc tự do như chất béo => chất chống oxi hóa cho nguyên liệu thực phẩm nhưng làm sản phẩm bị nhạt màu

Sự oxi hóa carotenoids được đẩy mạnh nhờ chuyển thành dạng epoxide hoặc furanoxide nhờ sự đồng phân hóa.(trong nước ép đóng hộp , carotenoids chuyển thành dạng epoxide làm nhạt màu sản phẩm (do mất 2 liên kết tiếp cách))

pH: carotenoids không tan trong nước nến không cần xét tác động của pH [5]

b Nhiệt độ:

Tăng nhiệt độ làm thay đổi tỉ lệ sản phẩm và có thể cả chiều hướng của phản ứng Ví dụ như ở nhiệt độ thấp sản phẩm cộng 1, 2 theo cơ chế ái điện tử nhiều hơn sản phẩm thế 1, 4; tăng nhiệt độ đến 1900C thì sản phẩm sẽ bị nhạt màu.[5]

c Ánh sáng:

Ánh sáng kích thích phân tử, tạo nên gốc tự do giúp phân tử có được hệ alkene liên hợp

Carotene nhạy với ánh sáng hơn vitamin A khi hàm lượng chất béo trong thực phẩm cao

Sự ảnh hưởng của ánh sáng đến carotenoids trong trái cây, rau quả phức tạp hơn

và còn phụ thuộc vào sự ảnh hưởng của ánh sáng đến quá trình chín [5]

2.2.5 Ứng dụng của carotenoids

Carotenoids là hợp chất có nhiều trong các loại rau quả như cà rốt, đu đủ, gấc…

và trong nhiều động vật như cá, thịt… là hợp chất có nhiều vai trò đối với sự phát triển của con người bởi trong nó có chứa lycopene; α,β,γ – carotene.Carotenoids có những ứng dụng [1]:

 Có tác dụng tăng sức đề kháng cho cơ thể cải thiện trí nhớ, tác động đến

bộ não

 Chống oxy hóa, có tác dụng chống các bệnh tim mạch ở những người không hút thuốc (Nghiên cứu của Manfed Engger do Folr (chương trình nghiên cứu về dinh dưỡng DSM))

 Giải độc, bảo vệ gan, đặc biệt là chống ung thư gan, ung thư vú, ung thư

cổ tử cung có nguy cơ cao ở phụ nữ độ tuổi 30– 45

 Lycopene có tác dụng cực kỳ quan trọng đối với sắc đẹp Giúp quá trình chuyển hóa chất trong tế bào làm đẹp da, tóc, tăng sức đề kháng cho da, chống lão hóa da

Nhiều nghiên cứu cho thấy có mối liên quan nghịch giữa hàm lượngβ -carotene, vitamin E trong máu với nguy cơ ung thư phổi, dạ dày, tuyến tiền liệt, đại tràng:

Bảng 2.6 : Những nghiên cứu về tác dụng của carotenoids

Wald và cộng sự 1998

Nomura và cộng sự 1985

có nguy cơ ung thư phổi cao

Vitamin E làm giảm ung thư phổi

nghịch với hàm lượngβ – carotene có tác dụng giảm nguy cơ ung thư phổi Chen và cộng sự 1992 Dạ dày Nguy cơ ung thư tỷ lệ

nghịch với hàm lượngβ – carotene, vitamin C có tác dụng bảo vệ dạ dày

Stampfer và cộng sự 1997 Tiền liệt tuyến Tăng ở nhóm β-caroten

thấp, bổ sung β-caroten làm giảm nguy cơ ung thư Tăng ở nhóm vitamin E máu thông

Bostick và cộng sự 1993 Đại tràng Bổ sung vitamin E làm

giảm ung thư đại tràng (Nguồn : Hồ Thị Kim Ánh, 2012)

Từ những nghiên cứu trên cho thấy carotenoids làm giảm tỷ lệ mắc bệnh và tử vong, ở một số ung thư và tim mạch, phòng ngừa và làm chậm khỏi phát bệnh đục thủy tinh thể và thoái hóa võng mạc tuổi già

2.3 Các phương pháp chiết tách carotenoids

2.3.1 Sắc kí cột

Sắc ký cột là một phương pháp hiện đại, tinh vi để tách các cấu tử hóa học ra khỏi hỗn hợp của chúng Nếu lựa chọn đúng các điều kiện người ta có thể tách hầu hết các chất bất kì của một hỗn hợp nào Nhưng phương pháp mất nhiều thời gian nên chỉ

sử dụng khi tách các chất trong hỗn hợp mà các phương pháp khác không làm được

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tách ra gồm:

 Lựa chọn chất hấp thụ

 Sự lựa chọn dung môi giải li

 Kích thước cột sắc kí, khối lượng chất hấp thụ, lượng mẫu được dùng

 Vận tốc giải li

Trong sắc kí cột sự tách xảy ra ở ranh giới rắn – lỏng, trong đó pha động là chất lỏng, pha tĩnh là các chất rắn ở trạng thái xốp, mịn Thông thường các hợp chất phân cực bị hấp phụ mạnh hơn các chất không phân cực bởi các chất hấp thụ phân cực Sự hấp phụ các chất phân cực trong môi trường không phân cực mạnh hơn trong môi trường phân cực do sự cạnh tranh giữa chất tan và các phân tử của dung môi.[14] Lực hấp thụ bao gồm các loại sau đây:

Sau khi cột đã ổn định cho mẫu chất cần phân tích vào cột, nếu mẫu chất là chất lỏng cần làm bay hơi đến khô rồi hòa tan trở lại trong dung môi, nếu mẫu là chất rắn thì hòa tan mẫu vào dung môi một lượng tối thiểu Mỡ khóa cột hạ mực dung môi đến sát mực chất hấp phụ đang có trong cột, dùng một ống nhỏ giọt cho mẫu vào đầu cột

mở khóa cho dung dịch mẫu thấm xuống bề mặt chất hấp phụ tiến hành như vậy đến khi cho hết mẫu vào cột Tiến hành thêm dung môi vào rửa cột sau khi cho một lớp bông gòn đặt nhẹ lên bề mặt thoáng của chất hấp phụ Tiến hành quá trình li giải [8]  

2.3.1.2 Các chất hấp phụ và dung môi trong sắc kí cột

Bảng 2.7: Các chất hấp phụ và dung môi trong sắc ký cột

Hợp chất phân tích Dung môi Chất hấp phụ

Gluxit Nước, ancol Isopropylic, ancol

butylic, đioxan, ete dầu hỏa, benzene, clorofom

Than hoạt tính, nhôm oxit, silicagen

Vitamin Ete dầu hỏa, benzene, nước… Nhôm oxit, Ca(OH)MgO 2, Tecpen Cacbon tetraclorua, ete dầu hỏa, benzene, ete

etykuc, axeton, ancol metylic, etyl axetat, clorofom

và neoxanthin được tìm thấy và xác định số lượng Để tách carotenoids, HPLC pha đảo thường được dùng hơn pha thuận Cột C18 và C30 thường được sử dụng, nhưng cột

C30 tách các đồng phân carotenoids tốt hơn cột C18 Sự chọn dung môi phụ thuộc vào pha tĩnh, số lượng và thành phần các carotenoids và điều kiện phòng thí nghiệm Carotenoids được tìm thấy trong quả gấc lần đầu tiên vào năm 1940, nhưng hơn 60 năm sau, kỹ thuật sắc ký lỏng cao áp mới được dùng để phân tích các thành phần của carotenoids trong gấc [8]

2.3.3 Phương pháp trích ly bằng dung môi

Theo phương pháp 941.15 của Hiệp hội hóa phân tích (AOAC), sử dụng hỗn hợp

n - hexane:acetone (v/v 3:2) hoặc n - hexan:ethanol (v/v 3:4) để trích ly carotene từ thực vật tươi 2 -5 gam mẫu tươi xay bằng máy xay sinh tố cùng với 100 ml dung dịch hexane:acetone và 0,1gam MgCO3 trong 5phút Gạn lọc phần dịch chiết và trích ly lại

phần bã với 25ml acetone, sau đó trích ly lại lần nữa với 25ml n - hexane Trộn các dịch chiết với nhau và rửa với 100ml nước để loại acetone Chuyển phần trên vào bình định mức 100ml chứa sẵn 9ml acetone, định mức tới vạch 100ml bằng n - hexane Tiếp tục tách chlorophylls và xanthophylls trước khi đo độ hấp thu ở 436nm Phương pháp trích ly này đơn giản và dễ thực hiện, nhưng phải được cải tiến cho phù hợp với mẫu gấc, và gấc không có chlorophylls và xanthophylls

Phương pháp dung môi sử dụng quang phổ kế UV/vis để đo cường độ ánh sáng trong vùng tử ngoại và hồng ngoại Phương pháp quang phổ UV/vis thường được ứng dụng để xác định trạng thái chuyển tiếp của kim loại hoặc các chất có nhiều nối đôi liên hợp trong dung dịch Từ độ hấp thu A tương ứng với nồng độ của vật liệu hấp thu tại độ dài không đổi, nồng độ mẫu có thể tính theo định luật Beer

So với HPLC, dung môi dùng trong phương pháp này ít độc hại hơn Bước tinh khiết hóa đơn giản hơn, và do đó tiết kiệm thời gian Tuy nhiên, phương pháp này có một trở ngại, đó là không thể phát hiện được một peak riêng biệt cho từng carotenoids

Độ hấp thu ở một bước sóng là độ hấp thu tổng của nhiều carotenoids có nhiều phổ chồng chéo lên nhau, có thể có một số hợp chất không là carotenoids gây nhiễu.[1]

đa dạng Triglycerid phản ứng với kiềm tạo thành xà phòng có thể được thực hiện qua một hoặc hai bước Đối với phương pháp xà phòng hóa một bước truyền thống, tryglycerid sẽ được phản ứng với dung dịch kiềm mạnh (thường là NaOH hay KOH),

quá trình thủy phân esters sẽ xảy ra nhanh chóng tạo thành muối của axit béo và glycerol Xà phòng tạo ra có thể được kết tủa trong nước muối như NaCl, CaCl2 và thu lại được glycerol

Đối với dầu gấc, xà phòng hóa kết hợp với xử lý dung môi giúp loại bỏ được một lượng lớn các axit béo, hỗ trợ dung môi tách carotenoids được dễ dàng hơn, nhằm tạo

cơ sở bước đầu cho các giai đoạn trong quá trình tinh sạch sau, tạo nên tinh thể carotenoids giá trị cao như lycopene, phục vụ được cho những ứng dụng carotenoids cao cấp hơn

 Cơ chế của phản ứng xà phòng hóa:

Cơ chế phản ứng được giải thích dựa trên thuyết thế ái nhân acyl Anion hydroxyd sẽ tấn công vào các nhóm cacbonyl của ester, lập tức tạo thành orthoester Orthoester sẽ tách thành hydroxide và alkoxide, sau đó proton được chuyển giao nhanh chóng và hoàn thành phản ứng [7]

Hình 2.10 : Cơ chế của phản ứng xà phòng hóa

(Nguồn www.chemistry2.csudh.edu)

3 Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

Với mục đích nghiên cứu chiết tách carotenoids từ dầu gấc đã được nêu trong mục 1.2, nội dung cơ bản của đề tài được trình bày trong hình 3.1

Hình 3.1: Sơ đồ quy trình nghiên cứu

Xà phòng

Dịch cồn

Dịch ether

Rửa

Dung môi rửa giải

Dầu gấc nguyên liệu sau khi được đem xác định thành phần, đặc tính lý hóa, sẽ được tiến hành thí nghiệm sắc ký cột có qua giai đoạn xà phòng hóa và không qua giai đoạn xà phòng hóa Đồng thời dầu gấc nguyên liệu sẽ được tiến hành thí nghiệm tách bằng dung môi kết hợp xà phòng hóa, nhằm mục đích loại bỏ những thành phần axit béo trong dầu và tăng hiệu suấttách carotenoids

 Natri hydroxit (NaOH)

 Kali hydroxit (KOH)

 Ehthyl alcohol

Hóa chất sử dụng trong đề tài chủ yếu có nguồn gốc từ Việt Nam và Trung Quốc

3.3 Thiết bị

 Máy quang phổ Thermospectronic UV-Vis Genesy 20

 Máy khuấy từ MR-Hei Standard

 Tủ sấy Memmert Beschickung Loadinh 1000-800, Đức

 Cân phân tích 4 số Sartorius TE214S độ chính xác 0.01mg

 Can phân tích sartorious độ chính xác 0.01g

 Sắc ký cột

 Máy cô quay chân không

Các dụng cụ thủy tinh khác: erlen,becher,pipet, đũa khuấy, ống đong, ống nghiệm

Dụng cụ khác: dao, khay nhựa, thau nhựa…

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Xác định thành phần, đặc tính hóa lý của dầu gấc

Mục đích: đánh giá các tính chất hóa lý của nguyên liệu như hàm lượng carotenoids, tỷ trọng, chỉ số peroxit, chỉ số xà phòng hóa, chỉ số axit…giúp cho việc tính toán và lựa chọn những điều kiện cho phương pháp sắc ký cột và phương pháp

dung môi kết hợp xử lý xà phòng hóa

3.4.1.1 Xác định tỷ trọng của dầu gấc

Phương pháp tiến hành: dầu gấc được tiến hành bằng bình đo tỷ trọng, chi tiết nội dung được trình bày ở phụ lục 1

3.4.1.2 Xác định hàm lượng carotenoids tổng

Phương pháp tiến hành: dầu gấc nguyên liệu được tiến hành đo hàm lượng

carotenoids bằng phương pháp đo quang ở bước sóng 473nm.[19]

Hàm lượng carotenoids được tính dựa vào đường chuẩn carotenoids được trình bày tại phụ lục 2.[7]

3.4.1.3 Xác định chỉ số xà phòng hóa

Phương pháp tiến hành: chỉ số xà phòng hóa của dầu gấc được xác định bằng cách xác định số miligam kali hydroxit cần để xà phòng hóa một gam chất béo Phương pháp này được tiến hành dựa trên TCVN 6128:1996 (ISO 661:1989) Dầu mỡ động vật và thực vật và ISO 5555:1991 dầu mỡ động vật và thực vật-lấy mẫu Chi tiết nội dung này sẽ được trình bày ở phụ lục 3

3.4.1.4 Xác định chỉ số peroxit

Phương pháp tiến hành: chỉ số peroxit của dầu gấc được tiến hành bằng cách xử

lý mẫu trong môi trường axit axetic và isooctane bằng dung dịch kali iodua Chuẩn độ iodua tự do bằng dung dịch chuẩn natri thiosunphat Phương pháp này được tiến hành dựa trên TCVN 6121:2007 Dầu mỡ thực vật và động vật-Xác định chỉ số Peroxit Chi tiết nội dung này sẽ được trình bày ở phụ lục 4