- Trang Chủ
- Hoá học
- NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, XÁC ĐỊNH AXIT HYDROXYCITRIC TRONG LÁ, VỎ QUẢ CỦA CÂY BỨA, ỨNG DỤNG TẠO MUỐI KALI HYDROXY CITRAT
Xem mẫu
- Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008
NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, XÁC ĐỊNH AXIT
HYDROXYCITRIC TRONG LÁ, VỎ QUẢ CỦA CÂY BỨA,
ỨNG DỤNG TẠO MUỐI KALI HYDROXY CITRAT
A STUDY ON THE EXTRACTION, SEPARATION AND DETERMINATION OF
HYDROXYCITRIC ACID IN FRESH LEAVES AND DRIED RINDS OF THE
FRUITS OF GARCINIA OBLONGIFOLIA CHAMP. EX BENTH FOR MAKING
POTASSIUM HYDROXYCITRATE SALT
SVTH : NGUYỄN MINH HIỀN
Lớp 04HH – Khoa Hóa – Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng
GVHD: PGS.TS ĐÀO HÙNG CƯỜNG
Khoa Hóa – Đại học Sư Phạm Đà Nẵng
TÓM TẮT
Sau khi chiết tách các axit hữu cơ trong lá, vỏ quả bứa khô, k iểm tra mẫu chiết bằng phổ hồng
ngoại IR, xác định HCA bằng phương pháp sắc kí lỏng cao áp (HPLC) , kết quả cho thấy chiết
bằng dung môi nước cho lượng axit HCA là lớn nhất, tiếp đến là axeton và metanol. Giá trị thu
được chủ yếu của phương pháp HPLC được tính đến chỉ là HCA, hàm lượng trong lá và vỏ
quả bứa khô lần lượt là 2,663 và 15,221%, phần axit còn lại là lượng nhỏ axit citric. Bước đầu
đã tạo được muối Kali hydroxy citrat.
ABSTRACT
After the extraction and separation of organic acids in fresh leaves and dried rinds of the fruits
of Garcinia oblongifolia champ. ex benth, the examination of samples by infrared analysis, the
determination of hydroxycitric acid (HCA) by high – performance liquid chromatography
(HPLC), it is shown that the extraction with the use of water produces the highest amount of
HCA, followed by aceton and methanol. By HPLC, the major organic acid found is hydroxycitric
acid that constitutes 2.663% and 15.221% in the leaves and rinds of the fruits respectivel y, and
citric acid makes up the minority. This provides the basic substance for making potassium
hydroxycitrate salt.
1. MỞ ĐẦU
Cây bứa là loại cây tương đối dễ trồng, cho năng suất cao và có mặt ở hầu hết trên các
địa bàn Miền Trung, Tây Nguyên, Nam Bộ. Từ lâu, người Việt Nam ta đã dùng lá và quả bứa
làm món ăn, vỏ bứa để trị một số bệnh ngoài da…Trên thế giới việc nghiên cứu cây bứa đã
được chú trọng từ lâu, những nghiên cứu trong thời gian gần đây đã chứng minh tính hiệu quả
của muối 60% canxi – kali của HCA được lấy từ Garcinia cambogia (trong các sản phẩm của
HCA-SX hay Super CitriMax) trong việc khống chế cân nặng.
Cho đến nay ở nước ta chưa có một nghiên cứu nào mang tính cơ bản về thành phần, tính
chất, khả năng ứng dụng về các hợp chất hóa học có trong cây bứa. Với những lí do trên,
chúng tôi quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu chiết tách, xác định axit hyđroxy citric trong
lá, vỏ quả của cây bứa, ứng dụng tạo muối kali hidroxy citrat”.
2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu:
Lá, vỏ quả của cây bứa
(Garcinia oblongifolia
Champ. Ex Benth.) tại xã
Hòa Liên, huyện Hòa Vang –
TP. Đà Nẵng (hình 2.1).
Hình 2.1: Cây, lá và vỏ quả bứa
310
- Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp trọng lượng
Sử dụng chiết chưng ninh, chiết soxhlet để tách axit hydroxycitric
Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ để xác định tổng lượng axit
Phương pháp xác định cấu trúc hóa học bằng phổ hồng ngoại IR.
Phương pháp sắc kí lỏng cao áp (HPLC) để định lượng các axit hữu cơ.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định một số đại lƣợng vật lí
Dựa vào phương pháp trọng lượng có thể xác định được độ ẩm và hàm lượng tro trong
lá, vỏ quả bứa như sau (bảng 3.1 và 3.2)
Bảng 3.1: Kết quả xác định độ ẩm trong lá, vỏ quả bứa
Mẫu STT mẫu m0 m1 m2 W(%)
1 9,826 2,889 7,037 71,61
2 9,960 2,898 7,062 70,90
Lá
bứa 3 10,172 3,022 7,150 70,29
4 10,024 2,978 7,046 70,29
1 10,601 1,676 8,925 84,19
Vỏ
2 10,596 1,646 8,950 84,47
quả
3 10,593 1,646 8,947 84,46
bứa
4 9,865 1,613 8,252 83,65
Trong đó: m0: Khối lượng mẫu trước khi sấy
Khối lượng mẫu sau khi sấy
m1 :
Khối lượng cốc và mẫu sau khi sấy W (%): độ ẩm của mẫu
m2 :
Nhận xét: Vậy độ ẩm trung bình trong lá là 70,90%; trong vỏ quả bứa là 84,34%.
3.1.2. Hàm lƣợng tro trong lá, vỏ quả bứa
Bảng 3.2: Kết quả xác định hàm lượng tro trong lá, vỏ quả bứa sấy khô
Khối lƣợng
Stt
Mẫu m0 m1 m2 m3 % tro
mẫu tro (g)
1 28,551 32,532 3,981 28,679 0,128 3,21
2 29,302 33,211 3,919 29,434 0,132 3,37
Lá
bứa 3 26,549 30,453 3,910 26,689 0,140 3,58
4 28,141 32,244 4,103 28,274 0,133 3,24
Vỏ 1 30,924 34,356 3,432 30,978 0,054 1,57
quả 2 26,946 30,662 3,676 27,003 0,057 1,55
bứa 3 26,897 31,071 4,174 26,958 0,061 1,46
khô 4 28,564 32,550 3,986 28,620 0,056 1,40
Trong đó: m0: Khối lượng cốc (g)
Khối lượng cốc và mẫu trước khi tro hóa (g)
m1 :
Khối lượng mẫu m3: Khối lượng cốc và mẫu sau khi tro hóa
m2 :
Nhận xét: Hàm lượng tro trung bình trong lá bứa là 3,35%; trong vỏ quả khô là 1,5%
3.2. Chiết các axit hữu cơ
Chiết Soxhlet: Cân khoảng 10g mẫu vỏ quả bứa dạng bột mịn chiết với 150ml axeton
hay metanol ở 750C trong vòng 8 tiếng. Lọc và cô đặc dịch chiết, sau đó xử lí bằng
311
- Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008
than hoạt tính để tẩy màu. Lọc bằng phễu buchne, dịch chiết được trộn chung và cô đặc còn lại
50ml, lưu giữ mẫu ở 40C.
Chƣng ninh trong nồi áp suất: Cân khoảng 10g mẫu lá hoặc vỏ quả tươi đã cắt nhỏ
với 150ml nước cất trong nồi áp suất ở nhiệt độ 1270C, áp suất 0,15Mpa trong thời gian 1 giờ.
Lọc bằng vải muslin và phần xác tiến hành chiết lần nữa cho đến khi dịch lọc không còn vị
chua, kiểm tra bằng giấy pH cho môi trường trung tính. Xử lí bằng than hoạt tính, lọc bằng
phếu buchne. Tiếp tục xử lí với 100ml cồn để kết tủa hết pectin. Ly tâm lọc kết tủa, cô đặc
dịch nổi đến 50 ml, lưu giữ mẫu ở 40C.
3.3. Kiểm tra mẫu chiết bằng phổ hồng ngoại (IR)
1 750 1 620
0 .65 0 .24 3 450
0 .60
0 .22
0 .55
0 .20
3 400
0 .50
0 .18
0 .45
0 .16
0 .40
A b so rb an ce
0 .14
0 .35
A b so rb an ce
0 .12
0 .30
0 .10
0 .25
0 .08
0 .20
0 .06
0 .15
0 .04
0 .10
0 .02
0 .05
0 .00
0 .00
4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 5 00
4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 5 00
W avenumbers (cm- 1)
W avenumbers (cm - 1)
Hình 3.1: Phổ IR mẫu vỏ quả bứa Hình 3.2: Phổ IR mẫu lá bứa chiết
trong nước
chiết trong nước
Nhận xét: Kết quả chụp phổ IR (xem hình 3.1 và 3.2) cho thấy xuất hiện pic có bước
sóng 1620 và 1750cm-1, đó là phổ của nhóm C=O trong nhóm –COOH), có thể kết luận trong
mẫu chiết từ nước của lá, vỏ quả bứa có sự tồn tại của các axit hữu cơ.
3.4. Xác định HCA trong mẫu chiết bằng sắc kí lỏng cao áp
Axit HCA lại có khuynh hướng bị lacton hóa trong suốt quá trình gia nhiệt. Đối với
phương pháp sắc kí lỏng cao áp, ta có thể định lượng HCA và các axit khác một cách riêng
biệt mà không cần phải sấy, hóa hơi dịch chiết.
3.4.1. Xây dựng đƣờng chuẩn
Chất chuẩn: (-)-Calcium threo-hydroxyxitrat tribasic hydrate
Chuẩn bị HCA tự do và dung dịch chuẩn axit citric: Cho 50mg chất chuẩn hòa với
5ml nước, xử lí với 500 mg Dowes 50[H+]. Chuẩn bị 5 dung dịch chuẩn HCA có nồng độ
thay đổi từ 10ppm đến 320ppm. Dung dịch chuẩn axit citric được chuẩn bị riêng biệt có nồng
độ thay đổi từ 2 đến 30ppm. Kết quả xây dựng đường chuẩn được thể hiện qua hình 3.3 và 3.4.
Hình 3.3: Đường chuẩn HCA Hình 3.4: Đường chuẩn axit citric
312
- Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008
3.4.2. Kết quả xác định HCA trong lá, vỏ quả bứa
Điều kiện sắc kí để xác định (-)-HCA và axit citric trên máy sắc kí lỏng cao áp Knauer, lắp cột
sắc kí C18: 250mm x 4,6ID x 5μm. Quá trình dò được thực hiện bởi đetectơ UV: bước sóng
210nm. Pha động gồm (A) metanol và (B) là axit photphoric 0,01M với tốc độ dòng 1,5ml/m,
B:A theo tỉ lệ 9:1.
Hình 3.5: Sắc kí đồ mẫu axit HCA và axit Hình 3.6: Sắc kí đồ mẫu vỏ quả bứa khô
xitric chuẩn chiết trong metanol
Hình 3.7: Sắc kí đồ mẫu quả Hình 3.8: Sắc kí đồ mẫu vỏ quả Hình 3.9: Sắc kí đồ mẫu
bứa khô chiết trong nước bứa khô chiết trong axeton lá bứa chiết trong nước
Nhận xét: Thời gian lưu của HCA và axit citric được tìm thấy trong tất cả các mẫu lần
lượt là 4,992 ± 0,065; 5,609 ± 0,010 phút (hình 3.6, 3.7, 3.8, 3.9). Axit chủ yếu được tìm thấy
trong lá, vỏ quả bứa bằng HPLC là HCA. Pic thứ yếu được xác định là axit citric.
Thành phần axit hữu cơ xác định bằng phƣơng pháp sắc kí lởng cao áp đƣợc tính
bằng công thức sau:
Công thức tính HCA: %HCA = (1,37*S – 6,88)*Vđm*Kpl/m*10000
Công thức tính axit citric: %AC = (2,55*S – 5,43)*Vđm*Kpl/m*10000
Trong đó: : Diện tích pic sắc kí
S
: Thể tích mẫu cô đặc (ml)
Vcđ
: Hệ số pha loãng : Trọng lượng mẫu thử (g)
Kpl m
Kết quả xác định HCA và axit citric trong lá, vỏ quả bứa bằng phương pháp HPLC
được thể hiện ở bảng 3.3.
313
- Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008
Bảng 3.3: Kết quả xác định axit hữu cơ trong lá, vỏ quả bứa bằng HPLC
Am
Dung Axit
Stt HCA
Mẫu môi m (g) Vcđ Kpl xitric
Axit
mẫu (%)
HCA
chiết (%)
xitric
1 10,359 91,422 0 100 25 2,857 0
Lá bứa Nước 2 10,328 91,821 0 100 25 2,878 0
3 10,093 89,091 0 100 25 2,853 0
1 10,087 198,414 4,188 50 100 13,133 0,260
Vỏ quả
Axeton 2 10,199 199,457 4,042 50 100 13,059 0,239
bứa khô
3 10,086 193,552 3,854 50 100 12,804 0,218
1 10,513 238,573 5,602 50 100 15,218 0,421
Vỏ quả
Nước 2 10,086 229,983 5,358 50 100 15,278 0,408
bứa
3 10,000 226,488 5,187 50 100 15,170 0,390
1 10,199 147,534 2,840 100 50 9,572 0,089
Vỏ quả
Metanol 2 9,949 141,736 2,651 100 50 9,413 0,067
bứa khô
3 10,188 146,887 2,750 100 50 9,538 0,078
Nhận xét: Khi dùng dung môi nước với phương pháp chưng ninh thu được hàm lượng
HCA là cao nhất (15,2%), tiếp đến là axeton cuối cùng là metanol.
3.5. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến tổng lƣợng axit hữu cơ trong phƣơng pháp
chƣng ninh bằng nồi áp suất Tồng lƣợng
axit TB (g/100g)
20
3.5.1. Khảo sát thời gian chiết tối ƣu
Cân khoảng 10g mẫu vỏ quả bứa 15
khô chưng ninh trong nồi áp suất với
10
200ml nước tiến hành trong các khoảng
thời gian: 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120 5
phút.
Nhận xét: Tổng lượng axit chiết 0 Thời gian chiết
30 60 90 120 (phút)
được là lớn nhất ứng với thời gian chiết là 90
Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng của thời gian chiết vào tống lƣợng axit chiết
phút, về sau lượng axit thu được thay đổi không đáng kể. đƣợc
Hình 3.10: Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của
tổng lượng axit vào thời gian chiết
3.5.2. Khảo sát tỉ lệ rắn/ lỏng tối ƣu
Để tìm ra điều kiện chưng ninh tốt Tồng lƣợng 20 nhất,
axit TB
ta cố định thời gian chiết là 90 phút và thay
đổi tỉ lệ dung môi chiết, cụ thể là nước lần
15
lượt là: 50, 100, 150, 200, 250, 300 ml.
10
Nhận xét: Tỉ lệ rắn – lỏng tối ưu là
10g/200ml nước. 5
0
50 100 150 200 250 300
Hình 3.11: Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc nƣớc tổng
Thể tích của
lượng axit vào thể tích nước
Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng của tỉ lệ rắn/lỏng
3.6. Tạo muối Kali hydroxyl citrat
Dựa vào kết quả khá khả quan về lượng HCA thu đượclƣợng axit chiết đƣợc chưng
đến tống bằng phương pháp
ninh, trên cơ sở đó xây dựng quy trình tạo muối kali hydroxyl citrat. Dịch chiết sau khi cô đặc
được xử lí bằng dung dịch KOH 40%. Chất lỏng sánh như dầu lắng xuống dưới đáy phểu chiết
314
- Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008
được tách ra, xử lí bằng cồn tuyệt đối, cho phép lưu giữ qua đêm. Sau đó sấy ở nhiệt độ 900C,
trong vòng 48 giờ. Khối lượng muối tạo thành được thể hiện qua bảng 3.4.
Bảng 3.4: Khối lượng muối tạo thành
Nhận xét:
Mẫu Khối lượng mẫu Khối lượng muối tạo thành
Hiệu suất tạo muối
50,019g 9,551g
1 ước đạt
49,901g 9,124g
2 80% - 82%
50,134g 9,301g
3
Kiểm tra sản phẩm bằng phổ hồng ngoại IR
18.2
17
Nhận xét:
16
Kết quả chụp phổ IR cho thấy xuất
15
14
hiện pic có bước sóng 3391cm-1, ứng
13
12
với phổ dao động của nhóm –OH và
1181.95,9.98
11
có pic ứng với bước sóng 1622cm-1
10
9
EGY
ứng với nhóm C=O trong nhóm –
8
7
COOH, nhưng có sự lệch tương đối
2941.46,7.29
6
5
do có nhóm –COOH đã chuyển
1282.26,6.21
4 1330.93,5.59
thành nhóm –COOK.
1268.96,6.20
3
1139.45,6.00
Hình3.12: Phổ IR của sản phẩm muối tạo thành
1759.49,3.02 1225.13,5.05
2
3391.41,0.39
MUOI KALI CUA AXIT HIDROXI CITRIC 1049.20,2.14
1
1622.62,0.29 1415.85,1.42
0.3
4 000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000.0
cm-1
KẾT LUẬN:
Độ ẩm trung bình trong lá bứa là 70,90%, độ ẩm trung bình trong vỏ quả bứa là 84,34%.
Hàm lượng tro trung bình trong lá là 3,35%, hàm lượng tro trung bình trong vỏ quả khô là
rất thấp 1,49%.
Nước là dung môi chiết tốt nhất. Axit chủ yếu được tìm thấy trong lá, vỏ quả bứa bằng
HPLC là HCA, được thể hiện trên sắc kí đồ. Pic thứ yếu được xác định là pic của axit
citric. Riêng đối với mẫu lá bứa chiết trong nước không xuất hiện pic của axit citric.
So sánh với các kết quả của các tác giả nước ngoài thì hàm lượng axit HCA trong vỏ quả
bứa là khá cao (15,17-15,21%).Với có những kết quả bước đầu trong việc tạo muối Kali
của axit hidroxy citric đề tài sẽ tiếp tục khai thác theo hướng ứng dụng của HCA trong sản
xuất dược liệu hoặc thực phẩm giảm cân – cụ thể là tạo muối kali và canxi.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc (2002), Cơ sở Hoá Học Phân Tích, Nhà xuất bản Khoa
học và kỹ thuật, Hà Nội.
[2] S. Jena, Jayaprakasha, Kunnumpurath, Sakariah (2002), "Organic Acids from Leaves,
Fruits, and Rinds of Garcinia cowa", Journal of Agricultural and Food chemistry, 50(12),
3431-3434.
[3] Lewis, Y. S.; Neelakantan, S. (1965), “(-)-Hydroxycitric acid – The principal acid in the
fruits of Garcinia cambogia”, Phytochemistry, 4, 619-625.
315
nguon tai.lieu . vn
