Phân tách sắc tố cà chua chín, cà rốt và đu đủ chín bằng sắc kí bản mỏng

Phân tách sắc tố cà chua chín, cà rốt và đu đủ chín bằng sắc kí bản mỏng

MỤC LỤC

Trang

TRANG PHỤ BÌA

LỜI NÓI ðẦU

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC 1

PHẦN MỞ ðẦU 5

PHẦN NỘI DUNG 7

Chương 1 :TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Sơ lược về cà chua 7

1.1.1 Thành phần hóa học 7

1.1.2 Dược tính quả cà chua chín 8

1.2 Sơ lược về cà rốt 8

1.2.1 Thành phần hóa học 9

1.2.2 Dược tính của cà rốt 9

1.3 Sơ lược về ñu ñủ chín 10

1.3.1.Thành phần hóa học 11

1.3.2.Dược tính của ñu ñủ chín 11

1.4 Sơ lược về licopen và β – Caroten 11

1.4.1 β – Caroten .12

1.4.2 Licopen 13

1.5 Sơ lược về sắc kí

1.5.1 Sơ lược về lịch sử phát triển sắc kí 14

1.5.2 Sắc kí bản mỏng 15

1.5.2.1 Nguyên tắc sắc kí bản mỏng 15

1.5.2.2 Các chất hấp phụ dùng trong sắc kí bản mỏng 16

1.5.2.3 Dung môi khai triển 17

1.5.3.Sắc kí cột 18

1.5.3.1 Nguyên tắc sắc kí cột 19

1.5.3.2 Các chất hấp phụ và dung môi trong sắc kí cột 19

Chương 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Thu mẫu cà chua, cà rốt, ñu ñủ chín 21

2.2.Tiến hành tách sắc tố cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín 2.2.1 Hóa chất và dụng cụ 21

2.2.2 Tóm tắt qúa trình tách sắc tố cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín 21

2.2.3 Chuẩn bị dịch các chất màu 22

2.2.4 Chạy sắc kí bản mỏng với dịch cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín chưa tinh khiết 23

2.2.4.1 Chạy sắc kí bản mỏng với mẫu cà chua chín 23

2.2.4.2 Chạy sắc kí bản mỏng với mẫu cà rốt .25

2.2.4.3 Chạy sắc kí bản mỏng với mẫu ñu ñủ chín 26

2.2.5 Tiến hành sắc kí cột phân tách licopen và β-caroten 26

2.2.5.1 Tiến hành sắc kí cột phân tách licopen và β-caroten của dịch

cà chua chín 26

2.2.5.2 Tiến hành sắc kí cột phân tách licopen và β-caroten của dịch cà rốt 27

2.2.5.3 Tiến hành sắc kí cột phân tách licopen và β-caroten của dịch ñu ñủ chín 27

2.2.6 Kiểm tra các phân ñoạn tách ra từ sắc kí cột của dịch cà chua cà rốt, ñu ñủ chín bằng sắc kí bản mỏng 28

2.2.6.1 Kiểm tra các phân ñoạn tách ra từ sắc kí cột của dịch cà chua chín bằng sắc kí bản mỏng 28

2.2.6.2 Kiểm tra các phân ñoạn tách ra từ sắc kí cột của dịch cà rốt bằng sắc kí bản mỏng 29

2.2.6.3 Kiểm tra các phân ñoạn tách ra từ sắc kí cột của dịch ñu ñủ chín bằng sắc kí bản mỏng 29

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Chạy sắc ký bản mỏng dịch chưa tinh khiết 30

3.1.1 Chạy sắc ký bản mỏng dịch cà chua chín 30

3.1.2 Chạy sắc ký bản mỏng dịch cà rốt .31

3.1.3 Chạy sắc ký bản mỏng dịch ñu ñủ chín 32

3.2 Kết quả chạy sắc ký cột 33

3.3 Kết quả chạy sắc ký bản mỏng các phân ñoạn tách ra từ sắc ký cột của cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín 34

3.3.1 Kết quả chạy sắc ký bản mỏng phân ñoạn 1
phân ñoạn 8

tách ra từ sắc ký cột của cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín 35

3.3.2 Kết quả chạy sắc ký bản mỏng các phân ñoạn 9
phân ñoạn 10 tách ra từ sắc ký cột của cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín 36

3.3.3 Kết quả chạy sắc ký bản mỏng các phân ñoạn 11
phân ñoạn 15 tách ra từ sắc ký cột của cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín 37

3.4 Hướng phát triển 38

PHẦN KẾT LUẬN 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

PHỤ LỤC

PHẦN MỞ ðẦU

1 Lí do chọn ñề tài

Cà chua, cà rốt, ñu ñủ là những loại cây rất gần gũi và quen thuộc ñối với chúng ta,

là loại thực phẩm không thể thiếu trong thực ñơn hằng ngày, là những loại cây ngắn ngày sinh trưởng và phát triển tốt ở vùng khí hậu cận nhiệt ñới, nước ta có nhiều ñiều kiện thích hợp cho chúng sinh trưởng và phát triển Chúng là loại rau quả có màu sắc ñặc trưng và hấp dẫn ñó là màu ñỏ hoặc cam Vậy màu ñỏ hoặc cam ñó chứa những chất gì và có công dụng như thế nào? Theo các nhà khoa học nghiên cứu thì sắc ñỏ hoặc cam ñó chứa hai hợp chất hữu cơ chủ yếu là β – Caroten và licopen Hai hợp chất này có cùng công thức phân tử khác nhau về màu sắc và công thức cấu tạo, β – Caroten

có màu vàng da cam còn licopen có màu ñỏ Chúng là hai hợp chất có giá trị dinh dưỡng, giá trị y học rất cao: chống lão hóa, ngừa tim mạch, ngăn ngừa ung thư phổi, giúp sáng mắt, phương thuốc kỳ diệu chữa bệnh cao huyết áp…ñặc biệt cung cấp các nguyên tố vi lượng canxi, sắt, natri,… và các vitamin A, C, E, chất xơ, prôtêin, chất

béo,… Vì vậy vấn ñề ñặt ra là làm sao có thể biết ñược có licopen và β – Caroten trong

sắc tố cà chua, cà rốt, ñu ñủ chín là một ñề tài thu hút nhiều sự quan tâm của mọi

người Vì vậy chúng tôi chọn ñề tài “phân tách sắc tố cà chua chín, cà rốt và ñu ñủ

chín bằng sắc kí bản mỏng” với mục ñích rèn luyện kĩ năng thực nghiệm, mặt khác có

thể hiểu thêm về phương pháp sắc kí ñặc biệt là sắc kí cột và sắc kí bản mỏng, giúp nâng cao sự hiểu biết về vai trò của thí nghiệm hóa học ñối với công nghệ sinh học

2 Mục tiêu của ñề tài:

Lựa chọn hệ dung môi thích hợp và phân tách ñược sắc tố β – caroten và licopen

có trong cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín bằng sắc kí cột ñồng thời kiểm tra lại bằng sắc

kí bản mỏng

3 Nhiệm vụ nghiên cứu:

−−−− Tiến hành thực nghiệm tách chất màu của cà chua chín

−−−− Tiến hành thực nghiệm tách chất màu của cà rốt

−−−− Tiến hành thực nghiệm tách chất màu của ñu ñủ chín

4 Phương pháp nghiên cứu:

−−−− Phương pháp nghiên cứu tổng hợp tài liệu

−−−− Phương pháp thực nghiệm

−−−− Phương pháp ñối chiếu, so sánh

5 ðối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu:

−−−− Tách sắc tố của cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín

−−−− Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu tách sắc tố cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín bằng sắc kí cột và kiểm tra bằng sắc kí bản mỏng

và hình dạng thay ñổi, trong chứa chất dịch chua ngọt và nhiều hạt dẹt

Bộ phận dùng: quả

Nơi sống và thu hái: cà chua gốc ở Peru, ñược nhập trồng vào nhiều xứ nhiệt ñới

Cà chua ñược ñưa vào trồng ở nước ta cuối thế kỷ 19 ở các tỉnh ñồng bằng Bắc Bộ và một số tỉnh vùng cao Cây ưa nóng (22 – 240C), thích hợp cho thời kỳ ra quả là ban ngày 250C, ban ñêm 15 – 200C

1.1.1 Thành phần hóa học của cà chua:

Sắt 3.1 %

Các amino axit và các axit hữu cơ Hàm lượng ít

1.1.2 Dược tính của quả cà chua:

Cà chua vị ngọt chua, tính mát, có công dụng thanh nhiệt, giải khát, dưỡng âm và làm mát máu thường ñược dùng ñể chữa những bệnh phiền khát, môi khô họng khát do

vị, hoa mắt chóng mặt, chảy máu cam, chảy máu chân răng tiêu hóa kém, loét dạ dày, huyết áp cao

Nghiên cứu hiện ñại cho thấy cà chua giàu nguyên tố vi lượng Chất tomatin trong

cà chua có tác dụng ức chế nhiều loại vi khuẩn, vi nấm, vitamin P rất có ích cho việc phòng chống cao huyết áp

Y học hiện ñại nghiên cứu và cho rằng sắc tố licopen trong quả cà chua có tính chống oxy hóa cao, lycopen và caroten khi vào cơ thể người sẽ chuyển hóa thành vitamin A Do ñó dùng cà chua sẽ tránh bệnh khô mắt, quáng gà…

1.2 Sơ lược về cà rốt [8]

− Cà rốt thuộc họ hoa tán

− Cà rốt là loại cây thảo sống 2 năm Lá cắt thành bản hẹp Hoa tập hợp thành tán hẹp, trong mỗi tán, hoa ở chính giữa thì không sinh sản và màu tía, còn các hoa sinh sản ở chung quanh thì màu trắng hay hồng Hạt cà rốt có vỏ gỗ và lớp lông cứng che phủ

− Bộ phận dùng: củ

− Cà rốt là một trong những loại rau trồng rộng rãi nhất và lâu ñời nhất trên thế giới người La Mã gọi cà rốt là nữ hoàng của các loại rau Cà rốt ñược trồng nhiều ở nước ta Hiện nay các vùng rau của nước ta ñang trồng phổ biến 2 loại có củ to nhỏ không ñều, lõi to, nhiều xơ, hay phân nhánh, kém ngọt

− Thành phần quan trọng nhất trong cà rốt là caroten Các caroten khi vào cơ thể người mới chuyển thành vitamin A nên ñược coi là tiền sinh tố A, nó có cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học tương tự vitamin A nhưng ở người nó dự trữ ở khắp các mô còn vitamin ñược dự trữ ở gan Một số nhà khoa học khuyến cáo nên dùng caroten

1.3 Sơ lược về ñu ñủ chín [9]

− ðu ñủ còn có tên Phan Qua Thụ, Mắc Hung (Lào), Cà Lào, Phiên Lộc

− Tên khoa học Carica papaya L, họ ñu ñủ

− Là loại cây cao 6 – 7 m, thân ñứng thẳng có phân nhánh hoặc không phân nhánh, vỏ mang nhiều sẹo của cuống lá Lá chỉ có nhiều ở ngọn, lá chia 6 – 7 thùy, hình trứng, mép có răng cưa không ñều Lá to, cuống rỗng dài 30 – 50 cm, gân lá hình chân vịt

− Hoa màu trắng nhạt hay xanh, mọc ở kẻ lá Hoa cái có tràng nhiều hơn tràng của hoa ñực mọc thành chùm ở kẻ lá Cụm hoa ñực phân nhánh nhiều, cụm hoa cái chỉ có 2 ñến 3 hoa Sau 1 tháng hoa thụ phấn Lá mang hoa rụng sẽ ñể lại sẹo trên cây Quả thịt dầy mọng, ở giữa rỗng có nhiều hạt hình trứng

− ðu ñủ không chịu ñược xứ lạnh, thích hợp với ñất khô xốp, nhiều mùn, phát triển rất tốt ở vùng nhiệt ñới

1.3.2 Dược tính của ñu ñủ chín:

− Hoa ñu ñủ ñực tươi hoặc phơi khô hấp với ñường phèn dùng chữa ho, mất tiếng

− Nước sắc lá ñu ñủ dùng ñể rửa vết thương, vết loét Lá ñu ñủ thái nhỏ với thóc dùng chữa bệnh biếng ăn cho bò, ngựa

− Rễ ñu ñủ ñược dân gian sắc làm thuốc cầm máu

− ðu ñủ chín làm món ăn có tác dụng bồi bổ cơ thể và giúp tiêu hóa tốt các chất thịt, chất lòng trắng trứng

− Trong ñu ñủ có chứa nhiều β-caroten (tiền vitamin A) từ 1000 – 2100 mcg | 100g ñược ñưa vào cơ thể sẽ ñược chuyển thành vitamin A Cơ thể con người là một

bộ máy tuyệt vời, β-caroten chỉ chuyển hóa thành vitamin A ñúng nhu cầu, β-caroten không chuyển hóa khi cơ thể có ñủ vitamin A

1.4 Sơ lược về licopen và β-caroten [6],[7],[8],[9],[10]

− Licopen và β-caroten gọi chung là carotenoit là những hợp chất có màu phân bố rộng rãi trong giới ñộng vật và thực vật

− Licopen và β-caroten thuộc hợp chất xanthophylle

− Có nhiều phương pháp ñể làm sáng tỏ cấu trúc carotenoit là :

+ Hydro hóa

+ Cộng hợp halogen, clorua iot hoặc cộng oxy ñể xác ñịnh các nối ñôi

+ Oxi hóa với axit cromic các nhóm metyl mạch nhánh thành các nhóm cacbonyl

1.4.1 β – caroten:

− Có công thức phân tử C40H56

− Công thức cấu tạo

− β-caroten thuộc loại hợp chất không no

− Tan trong các dung môi không phân cực hoặc kém phân cực như ete dầu hỏa, n- hexan, heptan

là một chất chống oxi hóa tế bào và chức năng này hoàn toàn ñộc lập với cơ thể cung cấp vitamin A

1.4.2 Licopen:

− Công thức phân tử C40H56

− Công thức cấu tạo:

− Cũng giống như β- caroten, licopen tan trong các dung môi không phân cực hoặc kém phân cực như ete dầu hỏa, heptan, n – hexan

− Về công thức của licopen là một chuỗi dài cấu trúc phân tử gồm có 13 nối ñôi, lycopen ñược kiểm nghiệm là rất hữu hiệu trong việc ngăn chặn các oxygen ñơn trong

cơ thể của con người một cách rất hiệu quả

− Là một trong 600 hợp chất carotenoit nhưng lại là chất có hiệu quả trong chống ung thư phổi, dạ dày, trực tràng

− Trong quả cà chua màu ñỏ licopen thường ñược tập trung ở vỏ, khi nấu chín cà chua mới giải phóng ñược licopen Vì vậy khi ăn cà chua chín không nên ăn sống mà phải nấu chín và ăn cả vỏ

− Ngoài ra nó là carotenoit duy nhất có khả năng ngừa ñược chứng nhồi máu cơ tim và bảo vệ gan khỏi bị tổn thương Licopen là một carotenoit cơ thể con người không thể tự tổng hợp ñược mà phải lấy từ thức ăn

1.5 Sơ lược về sắc kí

1.5.1 Sơ lược về lịch sử phát triển sắc kí [3]

− Năm 1903 nhà khoa học Nga Mikhail TsVet ñã dùng cột nhôm oxit tách thành công các picmen của lá cây xanh thành các vùng màu riêng biệt Ông ñã giải thích hiện tượng bằng ái lực hấp thụ khác nhau của sắc tố và ñặt tên phương pháp này là phương pháp sắc kí vì ñã tách ñược những chất có màu Tuy nhiên phát minh của TsVet gần như lãng quên trong một thời gian dài Mãi ñến năm 1931 sau khi Vinterstin và

Lederer dùng phương pháp của TsVet tách caroten thô thành β-caroten và nhận thấy giá trị của phương pháp về phương diện ñiều chế, phương pháp sắc kí mới bắt ñầu ñược chú ý ñúng mức và phát triển nhanh chóng

− Năm 1938, Izmailov và Shraiber ñặt nền móng ñầu tiên cho sắc kí lớp mỏng và sau ñó những công trình của Stahl ñã làm cho sắc kí lớp mỏng phát triển nhanh chóng

− Năm 1952 Martin công bố công trình ñầu tiên về sắc kí khi dựa trên sự phân bố của chất giữa pha tĩnh là chất lỏng và pha ñộng là chất khí Chỉ trong vài ba chục năm, sắc kí khí ñã ñạt ñược nhiều thành tựu tuyệt vời và hiện nay là một trong những phương pháp hiệu nghiệm nhất về phân tích hỗn hợp các chất ñặc biệt là các chất hữu

cơ

1.5.2 Sắc kí bản mỏng [2].[3],[4]

− Sắc kí bản mỏng hay còn gọi là sắc kí phẳng là kỹ thuật phân bố rắn lỏng Trong

ñó pha ñộng là chất lỏng ñược ñi xuyên qua một lớp chất hấp thụ trơ như silicagel hoặc nhôm oxit, chất hấp thụ này ñược tráng thành một lớp mỏng, ñều, phủ lên một nền phẳng như tấm kiếng, tấm nhôm, hoặc tấm plastic Do chất hấp thụ ñược tráng thành một lớp mỏng nên phương pháp này ñược gọi là phương pháp sắc kí lớp mỏng (hay sắc

kí bản mỏng)

− Trước ñây sắc kí bản mỏng chủ yếu dùng trong phân tích ñịnh tính, nhưng từ năm 1966 ñã áp dụng sang phân tích ñịnh lượng do những tiến bộ của kĩ thuật làm tăng tính lặp lại và ñộ chính xác

− Trong thời gian gần ñây, nhờ sử dụng tổ hợp sắc kí bản mỏng với các phương pháp phân tích có ñộ nhạy cao như cực phổ, ñộng học xúc tác, huỳnh quang… sắc kí bản mỏng ñược phát triển thêm một bước

− Một chất tinh khiết sẽ chỉ cho một vết tròn có giá trị Rf không ñổi trong một dung môi xác ñịnh

− Các yếu tố ảnh hưởng ñến Rf

+Chất lượng và hoạt tính chất hấp thụ

+Bề dày của lớp mỏng

+Chất lượng và ñộ tinh khiết của pha ñộng

+ðộ bão hòa của dung môi trong bình sắc kí

+Lượng mẫu ñưa lên bản mỏng

1.5.2.2 Các chất hấp thụ dùng trong sắc ký bản mỏng [2]

Trong sắc kí bản mỏng thông thường người ta dùng các chất hấp thụ sau: silicagen, nhôm oxit, xenlulo, tinh bột, nhựa trao ñổi ion…ngoài ra còn dùng các chất hấp thụ biến tính khác

Bảng 1.1: Các chất hấp thụ dùng trong sắc kí lớp mỏng (SKLM)

(sắp xếp theo Stahl ) Chất hấp thụ ðộ axit Hoạt năng Cơ chế Công dụng

Silicagen Axit Có Hấp thụ và

phân bố Cho tất cả các hợp chất

Magie photphat Yếu Hấp thụ Carotenoit, tocopherol

1.5.2.3 Dung môi khai triển:

Ứng với mỗi loại hợp chất phân tích khác nhau sẽ có một số hệ dung môi và thuốc thử khác nhau

Bảng1.2: Một số hệ dung môi và thuốc thử trong SKLM các hợp chất tự nhiên

Hợp chất Chất hấp thụ Hệ dung môi Thuốc thử hiện

Butanol(4 :1: 5)Butanol(7 : 2 : 5)

(61: 32 : 7)(100 :17 :13)(9 :1)

− Có nhiều yếu tố ảnh hưởng ñến 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 ñược dùng

+ Vận tốc giải li

− Trong sắc kí cột sự tách xảy ra ở ranh giới rắn – lỏng, trong ñó pha ñộng 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 phụ 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

− Lực hấp thụ bao gồm các loại sau ñây:

− Sau khi cột ñã ổn ñịnh cho mẫu chất cần phân tích vào cột, nếu mẫu chất là chất lỏng cần làm bay hơi ñến khô rồi hòa tan trở lại trong dung môi, nếu mẫu là chất rắn hòa tan mẫu vào dung môi lượng dung môi là tối thiểu Mở khóa cột hạ mực dung môi ñến sát mực chất hấp phụ ñang có trong cột, dùng một ống nhỏ giọt cho mẫu vào ñầu

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

1.5.3.2 Các chất hấp phụ và dung môi trong sắc kí cột[2]

Bảng 1.3: Các dung môi và chất hấp phụ dùng trong sắc kí cột

Gluxit

Nước, ancol Isopropylic, ancol butylic, ñioxan, ete dầu hỏa, benzen, clorofom

Than hoạt tính, nhôm oxit, silicagen

Vitamin Ete dầu hỏa, benzen, nước… Nhôm oxit, Ca(OH)2, MgO

Tecpen

Cacbon tetraclorua, ete dầu hỏa,n-hexan, benzen, ete etylic, axeton, ancol metylic, etyl axetat, clorofom

Nhôm oxit

Ancaloit Nước, benzen, clorofom Nhôm oxit, silicagen

CHƯƠNG 2: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM 2.1 Thu mẫu cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín:

Cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín ñược thu mua tại chợ Tân Tịch vào lúc sáng sớm

Cà chua lựa loại quả chín ñỏ, ñặc ruột, ít hạt Cà rốt lựa củ căng bóng, tươi màu da cam ðu ñủ loại quả chín to trái

2.2 Tiến hành tách sắc tố cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín

2.2.2 Tóm tắt quá trình tách sắc tố cà chua chín, cà rốt, ñu ñủ chín:

28/10 Thu mẫu và xử lý mẫu cà chua chín bằng etanol 96

0

và dung môi ete dầu hỏa ñể bay hơi 12 giờ

29/10 Chạy sắc kí bản mỏng với dịch chất màu cà chua thu ñược

30/10 Thu mẫu và xử lý mẫu cà rốt bằng etanol 96

0

và dung môi ete dầu hỏa ñể bay hơi 12 giờ

31/10 Chạy sắc kí bản mỏng với dịch chất màu cà rốt thu ñược

1/11 Thu mẫu và xử lý mẫu ñu ñủ chín bằng etanol 96