Mục tiêu nghiên cứu
- Tìm ra phương pháp và các điều kiện thích hợp chiết tách các chất có trong vỏ măng cụt
- Định danh, xác định thành phần hóa học trong dịch chiết vỏ quả măng cụt.
Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu
- Vỏ quả măng cụt khô
4.2 Hóa ch ất sử dụng
- Diclometan, etyl axetat, HNO3, HCL, nước cất có xuất sứ Trung Quốc
Cân phân tích, nhiệt kế, ống đong, buret, cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, bình cầu, bình tam giác, tủ sấy, lò nung, bếp điện, máy li tâm, bình hút ẩm và nhiều dụng cụ khác là những thiết bị quan trọng trong phòng thí nghiệm Chúng hỗ trợ cho việc đo lường, pha chế và xử lý các mẫu vật một cách chính xác và hiệu quả.
4.4 Thi ết bị, máy móc
- Thiết bị cô quay chân không
- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
- Máy phân tích phổ GC-MS
- Xác định độ ẩm bằng phương pháp trọng lượng
- Xác định hàm lượng hữu cơ bằng phương pháp tro hoá mẫu
- Xác định hàm lượng kim loại bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
- Chiết bằng phương pháp chiết soxhlet
- Khảo sát phương pháp và điều kiện chiết thích hợp
- Đo GC-MS xác định thành phần trong vỏ quả măng cụt khô
Nội dung nghiên cứu
- Thu thập, tổng hợp các tài liệu, tư liệu, sách báo trong và ngoài nước
- Trao đổi kinh nghiệm với các chuyên gia, thầy cô giáo và đồng nghiệp
- Nghiên cứu nguồn gốc, đặc điểm của măng cụt
- Xác định độ ẩm của nguyên liệu
- Xác định hàm lượng tro của nguyên liệu
- Xác định hàm lượng kim loại của nguyên liệu
- Chiết bằng phương pháp chiết soxlet thu được dịch chiết cần xác định
- Nghiên cứu, khảo xác điều kiện phương pháp chiết tách, thành phần và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Xác định được mốt số thành phần trong vở quả măng cụt khô
- Xác định các yếu tố trong quá trình chiết tách để thu được sản phẩm hiệu suất cao nhất
- Cung cấp thông tin về các thành phần có trong vỏ quả măng cụt khô phục vụ cho quá trình khai thác và ứng dụng sau này.
Cấu trúc của khóa luận
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo luận văn gồm có các chương như sau:
Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và bàn luận
TỔNG QUAN
Cây măng cụt
Cây măng cụt, thuộc họ Guttiferae hay còn gọi là họ bứa Clusiaceae, là một trong 14 giống và hơn 350 loài cây phân bố chủ yếu ở các nước nhiệt đới ẩm.
Các tên gọi khác: Mangosteen (Anh-Mỹ), Mangoustan (Pháp), Sơn Trúc
Tử (Trung Hoa), Mangkhut (Thái lan)
Giống Garcinia được đặt tên để tưởng nhớ nhà thực vật học Laurence Garcia, người đã thu thập mẫu thực vật tại Ấn Độ vào thế kỷ 18 Tên gọi Mangostana và từ tiếng Anh "mangosteen" đều có nguồn gốc từ tên Mã Lai của cây, là "mangustan".
Măng cụt, có nguồn gốc từ Mã Lai và Indonesia, đã được trồng từ hàng chục thế kỷ Cây này được Thuyền Trưởng Cook mô tả chi tiết từ năm xưa, thể hiện giá trị văn hóa và lịch sử của nó.
Măng cụt, được đưa đến Sri Lanka vào năm 1800 và trồng tại Anh từ năm 1855, yêu cầu điều kiện thổ nhưỡng khắt khe với khí hậu nóng ẩm Cây tăng trưởng chậm, chỉ cao đến đầu gối sau 2-3 năm và bắt đầu cho quả sau 10-15 năm Tại Việt Nam, cây đã được các nhà truyền giáo du nhập vào Nam và được trồng nhiều nhất tại Lái Thiêu, Thủ Dầu Một, nơi từng có những vườn măng cụt lớn nhất thế giới với hàng ngàn cây cho từ 700 đến 900 quả mỗi cây Hiện nay, măng cụt cũng được trồng phổ biến tại Thái Lan, Campuchia, Myanmar, Sri Lanka và Philippines, với khoảng 100 loài khác nhau được nuôi trồng.
1.1.2 S ự phân b ố và đặc điể m sinh thái
Chi Garcini L là một nhóm cây lớn chủ yếu phân bố ở vùng nhiệt đới, ngoại trừ Châu Mỹ, với một số loài có quả ăn được Tại Việt Nam, chi này có 41 loài, tất cả đều là cây gỗ lớn Măng cụt là một trong những cây trồng có nguồn gốc từ khu vực Đông Nam Á.
Măng cụt, loại trái cây đặc sản của khu vực Nam Á, chủ yếu được trồng ở miền Nam Việt Nam, đặc biệt là các tỉnh miền Tây và miền Đông Nam Bộ Cây ưa khí hậu nhiệt đới, sinh trưởng kém dưới 20°C và trên 38°C, không thích hợp với mùa đông lạnh ở miền Bắc Măng cụt có thể sống trên nhiều loại đất như đất đỏ bazan, đất sét hoặc cát pha Trong giai đoạn đầu, cây cần bóng râm, nhưng sau đó ưa sáng hơn Cây ra hoa và thu hoạch hàng năm, với sản lượng trái cây dao động từ 200 đến 2000 quả tùy theo giống và điều kiện trồng trọt.
Măng cụt thuộc loại cây to, trung bình 7 - 12 m nhưng có thể cao đến
- Thân phân cành thấp và mọc ngang, vỏ ngoài màu nâu đen xậm, có nhựa màu vàng
- Lá mọc đối, phiến dày và cứng, bóng, hình thuẫn hoặc hình bầu dục, dài 12 - 20 cm, rộng 5 - 7 cm, gốc tròn, đầu thuôn nhọn 15 -
25 cm, cuống dài 1.2 – 2.5 cm mặt trên của lá có màu xậm hơn mặt dưới, không có lá kèm, cuống lá tầy Lá non màu tía
Hoa đa tính thường có hoa đực và hoa lưỡng tính, mọc đơn độc hoặc từng đôi Hoa lưỡng tính có màu trắng hoặc hồng nhạt, với 4 lá đài, 4 cánh hoa, 16-17 nhị và bầu noãn có 5-8 ô Hoa đực và hoa lưỡng tính thường xuất hiện cùng nhau.
Quả măng cụt có cụm từ 3 đến 9 hoa, với chiều dài và tràng dày Mặt ngoài của quả có màu vàng hơi đỏ, trong khi mặt trong có màu đỏ lục nhạt Quả này có nhiều nhị và chỉ nhị ngắn.
Quả hình cầu tròn với đường kính khoảng 4 - 7 cm, có đài hoa còn tồn tại, vỏ quả màu đỏ nâu, dai và xốp Bên trong quả chứa từ 5 đến 8 hạt, được bao bọc bởi lớp áo trắng có vị ngọt, thơm và rất ngon.
Cây trổ hoa vào tháng 2 - 5, ra quả trong các tháng 5 - 8 Trồng 5 - 7 năm mới có quả, hơn 10 năm mới có nhiều quả nhất [8]
1.1.4 Thành ph ần dinh dưỡng
Thành phần dinh dưỡng trong 100 gam phần ăn được quả tươi măng cụt được thể hiện trong bảng 1.1
B ảng 1.1 Thành ph ần dinh dưỡng của quả măng cụt
Thành phần Hàm lượng (g) Calories 60.0 – 63.010 3 Chất đạm 0.5 - 0.610 3 Chất béo 0.1 - 0.610 3 Carbohydrates 10.0 -14.710 3 Chất xơ 5.0 - 5.110 3
Ngoài ra còn có potassium, Niacin,v.v [8]
1.1.5 Thành ph ần hoá học
Thành phần hóa học thay đổi tùy theo bộ phận:
- Lá chứa nhiều xanthones loại di và tri hydroxy-methoxy ( methyl, butyl ) xanthone
- Gỗ, thân có maclurin, 1,3,6,7-tetrahydroxy xanthone và xanthone- glucosides
The peel of the fruit contains chrysanthemin, tannins (7-13%), and bitter compounds known as xanthones, including mangostin (which encompasses 3-isomangostin, 3-isomangostin hydrate, 1-iso mangostin, alpha and beta mangostin, and nor-mangostin), as well as garcinone A, B, and C, kolanone, and various xanthones such as BR-xanthone A and B.
- Áo hạt có calabaxanthone, demethyl-cabalaxanthone, mangostin
Một nghiên cứu ở Tích-lan cho thấy dịch chiết từ vỏ rễ, vỏ thân và mủ của quả măng cụt xanh non chứa các hợp chất quan trọng như alpha-mangostin, beta-mangostin, gamma-mangostin, garcinone-E, methoxy-beta-mangostin và 3-hydroxy-4-geranyl-5-methoxydiphenyl Mủ măng cụt chiếm hơn 75% xanthones, có khả năng kháng khuẩn mạnh, đặc biệt chống lại vi khuẩn Staphylococcus aureus, MRSA và VRE, đồng thời cũng có tác dụng chống viêm, chống nấm và nhiều hoạt động sinh học khác.
1.1.6 Dược tính của vỏ măng cụt
Vỏ măng cụt khô tại Thái Lan được sử dụng để điều trị tiêu chảy và chữa lành vết thương Để trị tiêu chảy, người ta nấu vỏ khô với nước vôi và chắt lấy nước để uống.
- Tại Việt Nam: Vỏ quả được sắc dùng uống để trị tiêu chảy, kiết lỵ, nước sắc được dùng để rửa vệ sinh phụ nữ
- Tại Ấn Độ: Cây được gọi là mangustan, vỏ để trị tiêu chảy Lá nấu để xúc miệng, trị lở trong miệng
1.1.6.2 Các nghiên cứu dược học về măng cụt
Từ lâu, người dân các quốc gia Đông Nam Á như Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Philippines và Việt Nam đã sử dụng vỏ trái măng cụt để chữa trị nhiều loại bệnh.
Mới đây các nhà khoa học Mỹ cũng tiến hành nghiên cứu về loại trái cây quý này và phát hiện thêm một số đặc tính quý báu nữa
Trái măng cụt được biết đến với khả năng chống mệt mỏi hiệu quả Người dùng măng cụt thường phản ánh rằng họ cảm thấy tràn đầy năng lượng và khỏe khoắn hơn sau khi sử dụng loại trái cây này.
Măng cụt giúp cải thiện sức khỏe tim mạch bằng cách củng cố hệ thống tuần hoàn Khi tính co giãn của các mạch máu quanh tim được tăng cường, nguy cơ mắc bệnh tim và chứng xơ vữa động mạch cũng giảm đi đáng kể.
Xanthones
Vỏ măng cụt chứa xanthones, một loại kháng thể chống thoái hóa tế bào, mang lại nhiều công dụng cho sức khỏe Các hợp chất này đã được phát hiện trong một số loại thảo mộc ở các vùng nhiệt đới như Đông Nam Á, Úc, Phi Châu, Hawai, cũng như Trung và Nam Mỹ.
Trái măng cụt, một loại trái cây nổi tiếng tại Mỹ, chứa nhiều hợp chất kháng thể xanthones tự nhiên Nghiên cứu y khoa đã phát hiện hơn bốn mươi loại kháng thể xanthones trong vỏ măng cụt, chiếm khoảng 20% tổng số kháng thể xanthones được biết đến trên toàn cầu Không có loại trái cây nào có thể so sánh với măng cụt về mặt này.
- Khối lượng phân tử: 196,19 g/mol
- Tên gọi khác: 9-oxo-xanthene diphenyline ketone oxide
1.2.2 Tính ch ất vật lý của xanthone
- Trạng thái vật lý: tinh thể hình phiến nhỏ
- Màu: vàng tươi, mùi: không mùi, vị: không vị
- Khả năng hòa tan: tan trong rượu, ete và chất kiềm, không tan trong nước lạnh, tan trong nước nóng
1.2.3 Các lo ại dẫn xuất xanthones có trong vỏ quả măng cụt được t ìm th ấy cho đến nay
6 Garcinone C (1,3,6,7- tetrahydroxy-8-(3-hydro xy-3- methylbutyl)-2-(3-methylbut-2-enyl)-
(3-hydroxy-3-methylbutyl)-7- methoxy-2-(3-methylbut-2-enyl)-9H- xanthen-9-one)
9 Gamma-Mangostin (1,6,7- trihydroxy-3-(hydroxymethyl)-2,8- bis(3-methylbut-2-enyl) xanthen-9- one or 1,3,6,7-tetrahydroxy-2,8-bis
Công thức phân tử: C 23 H 24 O 6 Khối lượng phân tử: 396.43
14 3-Isomangostin (3,4-dihydro-5,9- dihydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3- methylbut-2-enyl)pyrano[3,2-b]xanthen-
1,3,5,8-tetrahydroxy-2,4-bis(3- methyl-2-butenyl)-one)
18 Demethylcalabaxanthone (5,9 – dihydroxy – 8 – methoxy - 2, 2 – dimethyl – 7 - (3 – methylbut – 2 - enyl)pyrano[3,2 - b]xanthen - 6(2H) - one)
26 -Mangostin (1,3,6-Trihydroxy-7- methoxy-2,8-bis(3-methyl-2-butenyl)-
27 -Mangostin (1,6-dihydroxy-3,7- dimethoxy-2,8-bis(3-methylbut-2-enyl)-9H- xanthen-9-one)
32 Trapezifolixanthone (5,10-dihydroxy-2,2- dimethyl-12-(3-methylbut-2-enyl)pyrano[3,2- b]xanthen-6-one)
1.2.4 Nghiên c ứu chung về xanthones
Nghiên cứu khoa học nghiên cứu trên xanthones trong Mangosteen cho thấy có hơn 40 hợp chất thiên nhiên (xanthones) trong vỏ trái măng cụt [11]
Nghiên cứu về xanthones trong vỏ quả măng cụt bắt đầu từ năm 1970 và đã gia tăng đáng kể vào những năm 1980 với nhiều công trình được công bố trên các tạp chí khoa học Từ năm 2000, các sản phẩm chiết xuất từ trái măng cụt đã được giới thiệu tại Mỹ vào năm 2002, thúc đẩy nghiên cứu về hợp chất xanthones diễn ra nhanh chóng hơn.
Xanthones có tác dụng dược lý đáng kể, hỗ trợ duy trì hệ miễn dịch, nâng cao tinh thần và giảm cảm giác buồn chán Ngoài ra, chúng còn cải thiện hệ tiêu hóa, bài tiết, hô hấp và tuần hoàn, đồng thời giúp ngăn ngừa và cải thiện các vấn đề viêm nhiễm, đau nhức, thấp khớp và dị ứng.
Xanthones đã thu hút sự chú ý của các nhà khoa học qua nhiều thế kỷ nhờ vào giá trị dược học và tiềm năng y học của chúng Dưới đây là các đặc tính nổi bật của xanthones:
- Tác động chống ôxy hóa: Xanthones là một hợp chất hóa học có hoạt tính chống ôxy hóa rất cao, trên cả dâu tây rừng
Nhiều loại xanthones và các dẫn chất của chúng đã được chứng minh có khả năng kháng nấm và kháng vi khuẩn, bao gồm cả những vi khuẩn kháng kháng sinh.
- Kích thích hệ thống miễn dịch cơ thể nhằm giúp cơ thể chống lại những vi sinh vật lạ xâm nhập
- Có tác dụng bảo vệ tế bào gan
- Có tác dụng ức chế những tế bào ung bướu và vì vậy được xem là một chất có tác dụng kháng ung thư
Trái măng cụt chứa xanthones có khả năng ức chế men cyclo-oxygenase, giúp giảm đau và viêm Điều này lý giải tại sao trái măng cụt được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị các triệu chứng đau, viêm và hạ sốt hiệu quả.
- Tác động kháng dị ứng: Rõ rệt nhất là những dị ứng xảy ra trong ruột
Xanthones được coi là một "ứng viên tiềm năng" trong việc điều trị bệnh Parkinson và Alzheimer Các nghiên cứu trên tế bào thần kinh cho thấy xanthones có khả năng đặc biệt trong việc hỗ trợ điều trị các bệnh thoái hóa này.
Hình 2.1 M ộ t s ố hình ả nh v ề cây, hoa và qu ả
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyên liệu
- Vỏ măng cụt thu mua trên thị trường thành phố đà nẵng
- Máy cất quay chân không
- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS (phòng thí nghiệm khoa Hóa, trường Đại học Sư Phạm)
- Máy phân tích phổ GC-MS (Trung tâm kỹ thuật đo lường chất lượng II, số 2 Ngô Quyền, Đà Nẵng)
- Tủ sấy, lò nung, cân phân tích, bếp cách thuỷ, bếp điện, cốc thuỷ tinh, phễu thuỷ tinh, đũa thuỷ tinh, cốc sứ, bình hút ẩm…
- Thu thập, tổng hợp các tài liệu, tư liệu, sách báo trong và ngoài nước
- Trao đổi kinh nghiệm với các chuyên gia, thầy cô giáo và đồng nghiệp
- Nghiên cứu nguồn gốc, đặc điểm của măng cụt
- Xác định hàm lượng tro
- Xác định hàm lượng kim loại
- Chiết bằng phương pháp chiết soxlet thu được dịch chiết cần xác định
- Nghiên cứu, khảo xác điều kiện phương pháp chiết tách,thành phần và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách
4 Giáo viên hướng dẫn: ThS TRẦN THỊ DIỆU MY
6 Ngày hoàn thành đề tài:
Chủ Nhiệm Khoa Giáo Viên Hướng Dẫn
( Ký và ghi rõ họ tên) ( Ký và ghi rõ họ tên)
PGS.TS LÊ TỰ HẢI và ThS TRẦN THỊ DIỆU MY thông báo rằng sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa vào ngày tháng năm 2015 Kết quả đánh giá đạt được là điểm số Đà Nẵng, ngày tháng năm 2015 Chủ tịch Hội đồng.
Trong quá trình hoàn thành luận văn tốt nghiệp, tôi đã nhận được sự hỗ trợ quý báu từ thầy cô, gia đình và bạn bè, những người đã nhiệt tình góp ý và chỉ bảo tôi.
Em xin chân thành cảm ơn Th.S Trần Thị Diệu My đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm khoá luận Đồng thời, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban chủ nhiệm Khoa Hóa cùng các thầy cô đã dạy dỗ em kiến thức vững vàng về các môn đại cương và chuyên ngành, giúp đỡ em trong hành trình học tập.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và bạn bè, những người đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ và động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp.
MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.Lí do chọn đề tài 1
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2
4 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 2
6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4
7 Cấu trúc của khóa luận 4
1.1.6 Dược tính của vỏ măng cụt 8
1.1.6.2 Các nghiên cứu dược học về măng cụt 9
1.2.2 Tính chất vật lý của xanthone 12
1.2.3 Các loại dẫn xuất xanthones có trong vỏ quả măng cụt được tìm thấy cho đến nay 12
1.2.4 Nghiên cứu chung về xanthones 16
CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18
2.2 Thiết bị - Dụng cụ, hóa chất 18
2.2.3.2 Xác định hàm lượng tro 22
2.3.3 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 23
2.3.3.1 Nguyên tắc của phép đo AAS 23
2.3.3.2 Trang thiết bị của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử 23
2.3.4.2 Trang thiết bị của máy GC-MS 25
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27
3.1 Xác định một số thành phần hóa lý cơ bản trong nguyên liệu 27
3.1.1 Độ ẩm của nguyên liệu 27
3.1.2 Hàm lượng tro của nguyên liệu 27
3.2 Hàm lượng một số kim loại nặng 28
3.3 Khảo sát yếu tố thời gian ảnh hưởng đến khối lượng chiết ra của từng dung môi 29
3.4 Xác định thành phần hóa học các dịch chiết bằng phương pháp sắc ký ghép khối phổ GS-MS 32
Bảng 1.1.Thành phần dinh dưỡng của quả măng cụt 7
Bảng 3.1 Kết quả khảo sát độ ẩm vỏ quả măng cụt khô 27
Bảng 3.2 Kết quả khảo sát hàm lượng tro của nguyên liệu vỏ quả măng cụt 28
Bảng 3.3 Kết quả hàm lượng kim loại của nguyên liệu vỏ quả măng cụt 28
Bảng 3.4 Khảo sát thời gian chiết bằng phương pháp chiết Soxhlet trong dung môi diclometan 30
Bảng 3.5 Khảo sát thời gian chiết bằng phương pháp chiết Soxhlet trong dung môi etyl axetat 31
Bảng 3.6 Một số cấu tử định danh được trong dịch chiết Diclometan 34
Bảng 3.7 Một số cấu tử định danh được trong dung môi etyl axetat 36
Hình 2.1 Một số hình ảnh về cây, hoa và quả măng cụt 18
Hình 2.2 Vỏ quả măng cụt khô 18
Hình 2.3 Bột quả măng cụt khô 18
Hình 3.1 Máy cất quay chân không 29
Hình 3.3 Dịch chiết từ dung môi etyl axetat 30
Hình 3.4 Dịch chiết từ dung môi diclometan 30
Hình 3.5 Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khối lượng sản phẩm chiết trong dung môi Diclometan 31
Hình 3.6 Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khối lượng sản phẩm chiết trong dung môi Etyl axetat 31
Hình 3.7 Sắc kí đồ GC-MS của dung môi Diclometan 33
Hình 3.8 Sắc kí đồ GC-MS của dung môi etyl axetat 35 ĐẶT VẤN ĐỀ
1 Lí do chọn đề tài
Măng cụt, được mệnh danh là “Hoàng hậu của các loại trái cây” bởi Jacobus Bonitus, là một loại quả nhiệt đới nổi tiếng với hương vị ngọt ngào, mát lạnh và thơm ngon, được thị trường Âu Mỹ đánh giá cao Với giá trị thương phẩm cao, măng cụt không chỉ được ưa chuộng trong tiêu dùng mà còn là một trong những loại trái cây tiềm năng cho xuất khẩu của Việt Nam Ngoài ra, măng cụt và các hoạt chất của nó còn được ứng dụng trong sản xuất thuốc tẩy, kem đánh răng và mỹ phẩm nhờ vào tính chất kháng vi sinh vật.
Măng cụt không chỉ giàu giá trị dinh dưỡng mà còn là nguồn dược liệu quý giúp tăng cường hệ miễn dịch, cải thiện hệ tiêu hóa, bài tiết, hô hấp, tuần hoàn, kháng khuẩn, giảm đau, làm lành vết thương nhanh chóng, tăng cường sinh lực và chống viêm, thấp khớp Những công dụng này đến từ việc trong măng cụt chứa nhiều kháng thể xanthones, đặc biệt là ở vỏ, với hơn 40 loại kháng thể xanthones tự nhiên đã được nghiên cứu, chiếm 20% tổng số kháng thể xanthones trên toàn cầu, cho thấy măng cụt là loại trái cây độc đáo và không có đối thủ về mặt này.
Nghiên cứu cây măng cụt đã được chú trọng trên toàn cầu từ lâu, với hàng trăm công trình nghiên cứu tập trung vào chiết tách và xác định thành phần hóa học của các hợp chất hữu cơ Những ứng dụng của cây măng cụt trong công nghệ thực phẩm và dược phẩm, đặc biệt là các chế phẩm có khả năng chữa ung thư, đang thu hút sự quan tâm lớn.
Người Việt Nam ta dùng áo hạt để ăn, dùng vỏ quả măng cụt để trị một số bệnh như tiêu chảy, kiết lỵ và bệnh vàng da…
Cho đến nay, nghiên cứu về thành phần, tính chất và khả năng ứng dụng của các hợp chất hóa học trong cây măng cụt còn hạn chế ở Việt Nam Việc nghiên cứu những vấn đề này là cần thiết để tối ưu hóa quy hoạch, khai thác và chế biến sản phẩm từ măng cụt Do đó, tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học từ dịch chiết diclometan và etyl axetat của vỏ quả măng cụt”.
- Tìm ra phương pháp và các điều kiện thích hợp chiết tách các chất có trong vỏ măng cụt
- Định danh, xác định thành phần hóa học trong dịch chiết vỏ quả măng cụt
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Vỏ quả măng cụt thu mua trên địa bàn thành phố đà nẵng
3.2 Ph ạm vi nghi ên c ứu
- Vỏ của quả măng cụt
- Phương pháp chiết tách và xác định thành phần vỏ quả
4 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu
- Vỏ quả măng cụt khô
4.2 Hóa ch ất sử dụng
- Diclometan, etyl axetat, HNO3, HCL, nước cất có xuất sứ Trung Quốc
Cân phân tích, nhiệt kế, ống đong, buret, cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, bình cầu, bình tam giác, tủ sấy, lò nung, bếp điện, máy li tâm, bình hút ẩm và nhiều dụng cụ khác là những thiết bị quan trọng trong phòng thí nghiệm Những dụng cụ này hỗ trợ nghiên cứu, phân tích và thí nghiệm, đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong công việc khoa học.
4.4 Thi ết bị, máy móc
- Thiết bị cô quay chân không
- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
- Máy phân tích phổ GC-MS
- Xác định độ ẩm bằng phương pháp trọng lượng
- Xác định hàm lượng hữu cơ bằng phương pháp tro hoá mẫu
- Xác định hàm lượng kim loại bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
- Chiết bằng phương pháp chiết soxhlet
- Khảo sát phương pháp và điều kiện chiết thích hợp
- Đo GC-MS xác định thành phần trong vỏ quả măng cụt khô
- Thu thập, tổng hợp các tài liệu, tư liệu, sách báo trong và ngoài nước
- Trao đổi kinh nghiệm với các chuyên gia, thầy cô giáo và đồng nghiệp
- Nghiên cứu nguồn gốc, đặc điểm của măng cụt
- Xác định độ ẩm của nguyên liệu
- Xác định hàm lượng tro của nguyên liệu
- Xác định hàm lượng kim loại của nguyên liệu
- Chiết bằng phương pháp chiết soxlet thu được dịch chiết cần xác định
- Nghiên cứu, khảo xác điều kiện phương pháp chiết tách, thành phần và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách
6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Xác định được mốt số thành phần trong vở quả măng cụt khô
- Xác định các yếu tố trong quá trình chiết tách để thu được sản phẩm hiệu suất cao nhất
- Cung cấp thông tin về các thành phần có trong vỏ quả măng cụt khô phục vụ cho quá trình khai thác và ứng dụng sau này
7 Cấu trúc của khóa luận
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo luận văn gồm có các chương như sau:
Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và bàn luận
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Cây măng cụt
Cây măng cụt, thuộc họ Guttiferae, bao gồm 14 giống và hơn 350 loài, chủ yếu phân bố ở các nước nhiệt đới ẩm Loài cây này còn được biết đến với tên gọi là họ bứa Clusiaceae, thuộc bộ Chè.
Các tên gọi khác: Mangosteen (Anh-Mỹ), Mangoustan (Pháp), Sơn Trúc
Tử (Trung Hoa), Mangkhut (Thái lan)
Giống Garcinia được đặt theo tên nhà thực vật học Laurence Garcia, người đã thu thập các mẫu cây cỏ tại Ấn Độ vào thế kỷ 18 Tên gọi Mangostana và từ tiếng Anh "mangosteen" đều có nguồn gốc từ tên Mã Lai của cây, đó là "mangustan".
Măng cụt, có nguồn gốc từ Mã Lai và Indonesia, đã được trồng từ hàng chục thế kỷ Cây này được Thuyền Trưởng Cook mô tả một cách chi tiết từ năm xưa.
Măng cụt, được đưa đến Sri Lanka vào năm 1800 và trồng tại Anh từ năm 1855, yêu cầu điều kiện thổ nhưỡng khắt khe với khí hậu nóng ẩm Cây phát triển chậm, chỉ cao đến đầu gối sau 2-3 năm và bắt đầu ra quả sau 10-15 năm Tại Việt Nam, cây đã được các nhà truyền giáo du nhập và phát triển mạnh mẽ tại Lái Thiêu, Thủ Dầu Một, từng là nơi có những vườn măng cụt lớn nhất thế giới với hàng ngàn cây cho mỗi cây từ 700 đến 900 quả Hiện nay, măng cụt cũng được trồng phổ biến tại Thái Lan, Campuchia, Myanmar, Sri Lanka và Philippines, với khoảng 100 loài khác nhau được nuôi trồng.
1.1.2 S ự phân b ố và đặc điể m sinh thái
Chi Garcini L bao gồm nhiều loài cây phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới, ngoại trừ Châu Mỹ, với một số loài có quả ăn được Tại Việt Nam, chi này có 41 loài, tất cả đều là cây gỗ lớn, trong đó măng cụt là cây trồng có nguồn gốc từ khu vực Đông Nam Á.
Măng cụt là loại cây trồng chủ yếu ở khu vực Nam Á, nơi có diện tích trồng lớn nhất thế giới, nhưng cũng được trồng ở Ấn Độ, Sri Lanka, Myanmar, Trung Mỹ và Australia với quy mô nhỏ Tại Việt Nam, măng cụt chỉ phát triển tốt ở miền Nam, đặc biệt là các tỉnh miền Tây và Đông Nam Bộ, do cây ưa khí hậu nhiệt đới và không chịu được nhiệt độ dưới 20°C hoặc trên 38°C Cây có thể sống trên nhiều loại đất, bao gồm đất đỏ bazan, đất sét và đất cát pha Trong giai đoạn đầu, cây cần bóng râm nhưng sau đó ưa sáng hơn Măng cụt ra hoa và thu hoạch hàng năm, với sản lượng quả thay đổi tùy theo giống, cây ở miền Tây có thể cho từ 200 đến 2000 quả mỗi năm.
Măng cụt thuộc loại cây to, trung bình 7 - 12 m nhưng có thể cao đến
- Thân phân cành thấp và mọc ngang, vỏ ngoài màu nâu đen xậm, có nhựa màu vàng
- Lá mọc đối, phiến dày và cứng, bóng, hình thuẫn hoặc hình bầu dục, dài 12 - 20 cm, rộng 5 - 7 cm, gốc tròn, đầu thuôn nhọn 15 -
25 cm, cuống dài 1.2 – 2.5 cm mặt trên của lá có màu xậm hơn mặt dưới, không có lá kèm, cuống lá tầy Lá non màu tía
Thiết bị - Dụng cụ, hóa chất
- Máy cất quay chân không
- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS (phòng thí nghiệm khoa Hóa, trường Đại học Sư Phạm),
- Máy phân tích phổ GC-MS (Trung tâm kỹ thuật đo lường chất lượng II, số 2 Ngô Quyền, Đà Nẵng)
- Tủ sấy, lò nung, cân phân tích, bếp cách thuỷ, bếp điện, cốc thuỷ tinh, phễu thuỷ tinh, đũa thuỷ tinh, cốc sứ, bình hút ẩm…
Các dung môi hữu cơ: diclometan, etyl axetat Hóa chất vô cơ: HNO 3 , HCL, nước cất có xuất xứ Trung Quốc
2.2.3 Sơ đồ nghi ên c ứu Để quá trình chiết tách đạt hiệu quả, chúng tôi tiến hành theo sơ đồ nghiên cứu sau:
Xử lý: làm sạch, phơi khô, nghiền mịn
Bay hơi dung Định danh thành phần dịch chiết bằng pp GC-
- Hàm lượng kim loại Chiết bằng pp soxhlet với dung môi ( khảo sát thời gian chiết tốt nhất)
Cao chiết Định danh thành phần dịch chiết bằng pp GC-
Dịch chiết bằng dung môi etyl axetat
Dịch chiết bằng dung môi diclometan
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp chiết Soxhlet là kỹ thuật sử dụng dung môi để tách biệt và tinh chế các thành phần trong hỗn hợp, có thể áp dụng cho cả hỗn hợp lỏng và chất rắn Đầu tiên, mẫu cần chiết được cân chính xác và gói trong giấy lọc, sau đó cho vào bộ chiết Soxhlet bao gồm bình cầu, thiết bị chiết và sinh hàn hồi lưu Dung môi trong bình cầu được làm bốc hơi, sau đó ngưng tụ và nhỏ vào túi giấy lọc chứa chất cần chiết, rồi chảy vào bình Đặc biệt, thiết bị chiết Soxhlet có ống xi-phông giúp dung dịch chiết chảy vào bình khi mức chất lỏng trong ống chiết đạt đến khuỷu của ống xi-phông Điều kiện cần thiết là chất được chiết phải có tỷ khối lớn hơn dung môi, trong quá trình này, các cấu tử cần tách sẽ được làm giàu trong dung môi.
- Nguyên tắc: Dựa trên nguyên tắc sấy đến khối lượng không đổi
- Cơ sở của phương pháp:
+ Nguyên liệu ẩm có thể xem như hỗn hợp cơ học gồm chất khô tuyệt đối và nước tự do
+ Độ ẩm tương đối của nguyên liệu ẩm: là tỷ số giữa khối lượng nước trên khối lượng chung của nguyên liệu ẩm (tính bằng phần trăm)
Chuẩn bị 5 chén sứ có kí hiệu sẵn, rửa sạch và tráng bằng nước cất, sấy cho khô sau đó cân lấy khối lượng m0 (g)
- Cân 1 lượng 5g bột nguyên liệu trên cân phân tích, cho vào chén sứ đã chuẩn bị sẵn ta có m1 (g)
Sau mỗi 2 giờ, lấy mẫu ra và để vào bình hút ẩm cho nguội, sau đó cân trọng lượng Tiếp tục thực hiện quy trình này cho đến khi sự chênh lệch khối lượng giữa mẫu và cốc không vượt quá 0.005g, lúc đó ghi nhận kết quả m2 (g).
- Dựa vào công thức xác định độ ẩm:
Trong đó : m 0 : Khối lượng chén sứ (g) m 1 : Khối lượng chén sứ và mẫu trước khi sấy (g) m 2 : Khối lượng chén sứ và mẫu sau khi sấy (g).
2.2.3.2 Xác định hàm lượng tro
-Nguyên tắc: Dựa trên nguyên tắc tro hoá hoàn toàn mẫu bằng cách nung mẫu trong lò nung ở nhiệt độ 500 o C đến khi thu được tro trong khoảng 8 giờ
Phương pháp trọng lượng được áp dụng để khảo sát và xác định các đại lượng quan trọng như độ ẩm và hàm lượng tro trong vỏ quả măng cụt.
+ Lấy mẫu bột chén sứ sau khi xác định độ ẩm, đậy nắp lại
+ Sau đó đem nung ở nhiệt độ 500 0 C trong vòng 8h, cho đến khi thu được tro trắng và khối lượng không đổi
+ Lấy mẫu ra làm nguội trong bình hút ẩm, cân lấy khối lượng m 3
+ Dựa vào công thức xác định hàm lượng hữu cơ:
Trong đó : m 0 : Khối lượng chén sứ (g) m 2 : Khối lượng chén sứ và mẫu trước khi nung (g) m 3 : Khối lượng chén sứ và mẫu sau khi nung (g)
- Lấy 5 chén sứ sau khi xác định độ ẩm, đậy nắp lại
- Sau đó đem nung ở nhiệt độ 500 0 C trong vòng 8h, cho đến khi thu được tro trắng và khối lượng không đổi
- Lấy mẫu ra làm nguội trong bình hút ẩm, cân lấy khối lượng m 3
2.3.3 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguy ên t ử AAS
2.3.3.1 Nguyên tắc của phép đo AAS
Để thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), cần lưu ý rằng phổ nguyên tử chỉ xuất hiện khi nguyên tử ở trạng thái hơi Do đó, các bước chuẩn bị cần thiết phải được thực hiện để đảm bảo nguyên tử đạt được trạng thái này.
Hóa hơi mẫu phân tích là quá trình chuyển đổi mẫu thành trạng thái khí nhằm tạo ra đám hơi các nguyên tử tự do Quá trình này có thể thực hiện bằng ngọn lửa hoặc bằng kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa Đây là giai đoạn quan trọng nhất, ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả của phép đo AAS.
Chọn nguồn tia sáng đơn sắc với bước sóng phù hợp cho nguyên tố cần phân tích, sau đó chiếu chùm tia sáng đó vào đám hơi của nguyên tố đó.
Sau khi chùm tia sáng đi qua môi trường hấp thụ, nó sẽ được thu lại và phân ly thành các phổ khác nhau Tiếp theo, ta chọn vạch phổ của nguyên tố cần phân tích và hướng nó vào khe đo để thực hiện việc đo cường độ.
- Ghi nhận tín hiệu đo và kết quả đo của cường độ vạch phổ hấp thụ bằng thiết bị thích hợp
2.3.3.2 Trang thiết bị của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử
Nguồn đơn sắc là nguồn phát ra chùm bức xạ đơn sắc của nguyên tố cần phân tích, chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do Nguồn này cần phải đáp ứng các yêu cầu nhất định để đảm bảo hiệu quả trong quá trình phân tích.
Nguồn phát tia bức xạ đơn sắc cần phải là các tia bức xạ nhạy của nguyên tố phân tích Chùm tia bức xạ phải đảm bảo cường độ ổn định và có khả năng lặp lại qua nhiều lần đo trong cùng một điều kiện Đồng thời, cường độ của tia bức xạ cũng cần được điều chỉnh để phù hợp với yêu cầu của từng phép đo.
Để đạt được kết quả chính xác trong phân tích, cần tạo ra chùm tia phát xạ thuần khiết, chỉ chứa các vạch nhạy của nguyên tố phân tích, đồng thời đảm bảo rằng phổ nền của nó không đáng kể.
- Phải có cường độ cao nhưng bền theo thời gian
Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích chuyển đổi mẫu từ trạng thái ban đầu thành dạng hơi của các nguyên tử tự do thông qua nhiệt độ Đám hơi này tạo ra môi trường hấp thụ bức xạ, từ đó sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử.
Hệ quang và Detector là hệ thống thiết bị quan trọng dùng để thu thập và phân tích các vạch quang học của nguyên tố cần nghiên cứu, giúp phân ly chọn lọc và ghi lại thông tin một cách chính xác.
Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử có hai chế độ điều khiển: điều khiển trực tiếp thông qua bàn phím gắn trên máy và điều khiển qua phần mềm cài đặt trên máy vi tính kết nối với thiết bị.
Dùng phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử để xác định hàm lượng các kim loại vỏ quả măng cụt
- Hoà tan tro sau khi nung bằng HNO3 loãng, chuyển hết vào bình định mức 50ml, nếu có cặn thì phải lọc bằng giấy lọc
- Xác định hàm lượng kim loại bằng phương pháp đo AAS
Sử dụng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS định danh thành phần hóa học vỏ quả măng cụt khô
Là một phương pháp mạnh mẽ với độ nhạy cao được sử dụng trong các nghiên cứu về thành phần các chất trong không khí
Bản chất GC-MS là sự kết hợp của Sắc ký khí (Gas Chromatography) và Khối phổ (Mass Spectometry) Ngưỡng phát hiện của phương pháp này là
2.3.4.2 Trang thiết bị của máy GC-MS
- Sắc ký khí (GC): Phân tách hỗn hợp hóa chất thành một mạch theo từng chất tinh khiết
- Khối phổ (MS): Xác định định tính và định lượng
Cửa tiêm mẫu (injection port) là nơi 1 microliter dung môi chứa hỗn hợp các chất được tiêm vào hệ thống Sau đó, mẫu sẽ được dẫn qua hệ thống bằng khí trơ, thường là helium Nhiệt độ tại cửa tiêm mẫu được nâng lên 3000C để chuyển đổi mẫu thành dạng khí.
+ Vỏ ngoài (oven): Phần vỏ của hệ thống GC chính là một lò nung đặc biệt Nhiệt độ của lò này dao động từ 400C cho tới 3200C
Trong hệ thống sắc ký khí (GC), cột là một cuộn ống nhỏ hình trụ dài 30 mét, được tráng bằng polymer đặc biệt, dùng để phân tách các chất trong hỗn hợp Sau khi đi qua cột, các hóa chất tiếp tục vào pha khối phổ, nơi chúng được ion hóa Tiếp theo, các chất này đi qua bộ phận lọc, chỉ cho phép các hạt có khối lượng trong một giới hạn nhất định đi qua Thiết bị cảm biến sẽ đếm số lượng các hạt có cùng khối lượng, và thông tin này được chuyển đến máy tính để xuất ra kết quả gọi là khối phổ.
Khối phổ là một biểu đồ phản ánh số lượng các ion với các khối lượng khác nhau đã đi qua bộ lọc
-Máytính: Bộ phận chịu trách nhiệm tính toán các tín hiện do bộ cảm biến cung cấp và đưa ra kết quả khối phổ