Đề tài Chiết xuất và phân lập Capsaicin từ cây Ớt

Mục lục

Lời mở đầu

1. ĐẠI CƯƠNG VỀ THỰC VẬT 3

1.1. Định danh dược liệu 3

1.2. Mô tả cây 3

1.3. Thành phần hóa học 4

1.4. Phân bố và sinh thái 5

1.5. Tác dụng dược lý của ớt 7

1.5.1. Y học cổ truyền: 7

1.5.2. Y học hiện đại: 8

2. PHẦN THỰC NGHIỆM 9

2.1. Phương pháp 1. 9

2.1.1. Chiết xuất capsacinoid toàn phần 9

2.1.2. Phân lập capsaicin từ capsaicinoid 15

2.2. Phương pháp 2 16

2.2.1. Dụng cụ 16

2.2.2 Chuẩn bị cho quá trình chiết thô 16

2.2.3. Lựa chọn hệ thống 2 dung môi 17

2.2.4. Chuẩn bị dung môi và mẫu 18

2.2.5. Qúa trình tách 18

2.2.6. Phân tích HPLC và xác định cấu trúc các phân đoạn của HSCCC 18

2.2.7. Kết quả 18

3. KẾT LUẬN CHUNG 21

4. Các chế phẩm có chứa capsaicin 22

Tài liệu tham khảo

 

doc23 trang | Chia sẻ: netpro | Ngày: 15/04/2013 | Lượt xem: 616 | Lượt tải: 9download
Tóm tắt tài liệu Đề tài Chiết xuất và phân lập Capsaicin từ cây Ớt, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
04 – 1.5% dẫn chất benzylamin, vị cay, trong đó thành phần chính là capsaicin (chiếm tới 70%), phần lớn tập trung ở biểu bì giá noãn, khi tán bột giá noãn, nhỏ một giọt nước lên rồi soi kính sẽ thấy các tinh thể hình vuông của capsaicin vị rất cay, pha loãng tới nồng độ 1/10 triệu còn cảm thấy vị cay. Ngoài ra, còn có một số chất khác như dihydrocapsaicin (khoảng 20%), nordihydro-capsaicin (7%), homocapsaicin và homodihydrocapsaicin. Các chất carotenoid: chất chính là capsaithin có màu đỏ; ngoài ra còn có capsorubin, krytoxanthin, zeaxanthin, lutein, α và β carotene. Capsicosid là một saponin steroid có tác dụng kháng sinh. Flavonoid (apiin và luteolin-7-glucozid). Vitamin C, tỷ lệ chừng 0.8%-1.8% trong ớt của ta (bộ môn dược liệu định lượng năm 1957). Có những tác giả nghiên cứu ớt ở Châu Phi, Hungary thấy hàm lượng vitamin C lên tới 4.89%. Chất đường tới 7%. Ngoài ra còn có các acid hữu cơ như acid citric, acid malic… 1.4. Phân bố và sinh thái Cây ớt có nguồn gốc Nam Mĩ, bắt nguồn từ một số loài hoang dại, được thuần hóa và trồng ở Châu Âu, Ấn Độ cách đây hơn 500 năm. Christopher Columbus đã là một trong những người châu Âu đầu tiên thấy ớt (ở Caribe), và gọi chúng là "tiêu" vì chúng có vị cay tương tự (không phải bề ngoài giống nhau). Ớt đã được trồng khắp nơi trên thế giới sau thời Columbus. Diego Álvarez Chanca, một thầy thuốc trong chuyến đi thứ hai của Columbus đến Đông Ấn Độ năm 1493, đã mang những hạt ớt đầu tiên về Tây Ban Nha, và đã lần đầu viết về các tác dụng dược lý của chúng vào năm 1494. Tuy nhiên ở nước ta chưa phát triển lắm. Tại nhiều nước như Nhật Bản, Indonexia, Ấn Độ, nhất là Hungari người ta trồng hàng nghìn hecta, mỗi năm xuất cảng từ 2.500 đến 3000 tấn ớt khô. Hiện nay, Ấn Độ là nước sản xuất ớt lớn nhất thế giới với khoảng 1 triệu tấn mỗi năm. Được trồng khắp nơi ở Việt Nam. Có những cây mọc hoang, nhưng có lẽ do nhà gần đấy trồng trước sau đó bỏ đi nơi khác còn sống sót lại. Ớt có biên độ thời vụ rộng, những vùng chuyên canh có thể gieo trồng vào 2 thời vụ chính:      - Vụ đông xuân: gieo hạt tháng 10-12, trồng tháng 12-2.           - Vụ hè thu: gieo hạt tháng 6-7, trồng tháng 8-9. Điều kiện trồng: Nhiệt độ: ớt ưa nhiệt độ cao, sinh trưởng và phát triển tốt ở 20-300C, ở nhiệt độ 150C hạt nảy mầm chậm. Nhiệt độ thích hợp cho hạt nảy mầm là 25-300C. Nhiệt độ lớn hơn 320C, cây sinh trưởng kém, tỷ lệ đậu quả thấp. Nhiệt độ dưới 100C và trên 400C, hạt không nảy mầm. Ánh sáng: ớt không bị ảnh hưởng bởi thời gian chiếu sáng. Vì thế ớt có thể sống quanh năm, nhưng là cây ưa ánh sáng, nên trời âm u sẽ làm hạn chế sự đậu quả. Độ ẩm: ớt là cây chịu hạn, nhưng ở giai đọan ra hoa, hình thành quả cần độ ẩm 70-80%, nếu độ ẩm dưới 70% ở giai đoạn này quả thường bị cong và quả sần sùi, giảm giá trị thương phẩm, ớt không chịu được úng, độ ẩm đồng ruộng >80% thì rễ sinh trưởng kém, do đó cây còi cọc. Đất trồng: ớt  không kén đất, tuy nhiên tốt nhất là đất bãi hàng năm có phù sa hoặc đất thịt nhẹ có độ màu mỡ, thoát nước, có pH=5,5-7. Trồng trên đất ở xa nguồn nước thải, khu công nghiệp, nghĩa trang và bệnh viện. Chăm sóc: Trong điều kiện cho phép có thể phủ nilông màu cho ruộng ớt (phủ trước khi trồng 4-5 ngày), hoặc có thể phủ rơm sau khi trồng, vì phủ rơm và nilông vừa giữ được độ ẩm cho đất vừa hạn chế được cỏ dại. Tưới giữ ẩm cho cây sau khi trồng, sau trồng 20-25 ngày sới xáo và bón thúc đợt 1 sau đó 20 ngày sới sáo bón thúc đợt 2, nên bón thúc đạm vào giai đoạn quả bắt đầu phát triển. Tỉa cành: Tuỳ thuộc vào giống và sự sinh trưởng của cây mà có chế độ tỉa cành cho thích hợp, thông thường nên để 3-4 cành/ cây, thường xuyên tỉa bỏ lá già. Tưới tiêu: ớt là cây chịu hạn và sợ úng nhưng cần đảm bảo độ ẩm thích hợp cho cây sinh trưởng và để đảm bảo năng suất nên tưới vào buổi trưa khi cây bắt đầu héo, đặc biệt cần tháo kiệt nước sau khi trời mưa. 1.5. Tác dụng dược lý của ớt 1.5.1. Y học cổ truyền: Ớt có vị cay, nóng. Tác dụng khoan trung, tán hàn, kiện tỳ, tiêu thực, chỉ thống (giảm đau), kháng nham (chữa ung thư...). Nhân dân thường dùng để chữa đau bụng do lạnh, tiêu hóa kém, đau khớp, dùng ngoài chữa rắn rết cắn... Một số bài thuốc Nam thông dụng có ớt: - Chữa rụng tóc do hóa trị liệu: Ớt trái 100g, ngâm với rượu trắng trong 10-20 ngày. Dùng rượu này bôi lên da đầu có tác dụng kích thích mọc tóc. - Giảm đau do ung thư, đau khớp: ăn 5-10g ớt mỗi ngày. - Chữa ăn uống kém tiêu do ung thư: ớt 100g, hắc đậu xị 100g, tán bột ăn hàng ngày. - Chữa ăn uống chậm tiêu: ớt trái dùng làm gia vị, ăn hàng ngày. - Chữa đau thắt ngực: ớt trái 2 quả, đan sâm 20g, nghệ đen 20g. Sắc uống ngày 1 thang. - Chữa đau dạ dày do lạnh: ớt trái 1-2 quả, Nghệ vàng 20g, tán bột uống ngày 2-3 lần. - Chữa viêm khớp mãn tính: ớt trái 1-2 quả; Dây đau xương, thổ phục linh (củ khúc khắc) mỗi vị 30g. Sắc uống ngày 1 thang. - Chữa bệnh chàm (eczema): lá ớt tươi 1 nắm, mẻ chua 1 thìa. Hai thứ giã nhỏ, lấy vải sạch gói lại, đắp lên nơi bị chàm đã rửa sạch bằng nước muối. - Chữa tai biến mạch máu não: lá ớt (loại ớt chỉ thiên quả nhỏ) đem giã nhỏ, thêm nước và ít muối, chắt nước cho người bệnh uống, bã đắp vào răng sẽ tỉnh. - Chữa rắn rết cắn: lá ớt giã nhỏ, đắp vào nơi bị thương, băng lại. Ngày làm 1-2 lần cho đến khi hết đau, 2-3 giờ là khỏi. - Chữa bệnh vẩy nến: Lá ớt cay 1 nắm to (1 nắm chặt tay và đem sao chín nhưng không cháy), tinh tre đằng ngà cạo lấy 1 bát, lá sống đời (lá thuốc bỏng) 7-9 lá, thiên niên kiện khoảng 300g. Tất cả cho vào nồi với 2 lít nước, đun sôi kỹ, uống dần thay nước chè, uống chừng 3 ấm là khỏi. - Đau bụng kinh niên: Rễ cây ớt, rễ chanh, rễ hoàng lực, mỗi thứ khoảng 10g. Sao vàng, sắc uống ngày 1 thang. - Chữa đau lưng, đau khớp: Ớt chín 15 quả, lá đu đủ 3 cái, rễ chỉ thiên 80g. Tất cả đem giã nhỏ ngâm cồn với tỷ lệ 1/2, dùng để xoa bóp sẽ mau khỏi. - Chữa mụn nhọt: Lá ớt giã nát với ít muối, dùng đắp vào nhọt đang mưng mủ sẽ bớt đau nhức, dễ vỡ mủ, mau lành. - Chữa khản cổ: Dùng ớt làm thuốc súc miệng (dưới dạng cồn thuốc). - Chữa rắn rết cắn: Lá ớt giã nhỏ, đắp vào vết thương cho đến khi hết đau nhức thì bỏ đi. Ngày đắp 1-2 lần cho đến khi hết đau. Thường chỉ 15-30 phút thì hết đau. 1.5.2. Y học hiện đại: Nghiên cứu của y học hiện đại cũng thống nhất với y học cổ truyền về tác dụng chữa bệnh của ớt. Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Trung Quốc cho thấy quả ớt có rất nhiều ích lợi cho sức khỏe. Trong ớt có chứa một số hoạt chất sau: Capsicain là một Alkaloid chiếm tỷ lệ khoảng 0,05-2%, là hoạt chất gây đỏ, nóng, chỉ xuất hiện khi quả ớt chín. Một điều lý thú là Capsaicin có tác dụng kích thích não bộ sản xuất ra chất Endorphin, một chất Morphin nội sinh, có đặc tính như những thuốc giảm đau, đặc biệt có ích cho những bệnh nhân bị viêm khớp mạn tính và các bệnh ung thư. Ngoài ra, ớt còn giúp ngăn ngừa bệnh tim do chứa một số hoạt chất giúp máu lưu thông tốt, tránh được tình trạng đông vón tiểu cầu dễ gây tai biến tim mạch. Ớt còn có tác dụng ngăn ngừa tình trạng huyết áp tăng cao. Một số nghiên cứu cho thấy, những loại ớt vỏ xanh, trái nhỏ có hàm lượng capsaicin nhiều hơn. Ngoài ra, trong quả ớt còn chứa nhiều loại vitamin như vitamin C, B1, B2, acid citric, acid malic, beta caroten... 2. PHẦN THỰC NGHIỆM 2.1. Phương pháp 1: Chiết xuất capsaicinoid toàn phần, sau đó phân lập và tinh khiết hóa capsacin. 2.1.1. Chiết xuất capsacinoid toàn phần: Chuẩn bị: Trái ớt được mua từ một chợ ở địa phương trong huyện Mae Chan, Chiangrai, Thái Lan ở dạng ớt khô. Dược liệu được đóng gói trong túi nhựa đã được tẩy với nitơ, và được lưu trữ ở 40C trước khi sử dụng. 2.1.1.1. Ngâm: 25g bột dược liệu được ngấm kiệt với 200ml ethanol 95% (v/v) trong bình chứa dung tích 250ml. Tiến hành ở 450C, 250 vòng/phút trong 15h. 2.1.1.2. Chiết bằng Soxhlet: Chuẩn bị dụng cụ chiết: Soxhlet dung tích 250ml: làm 1 túi bằng giấy lọc hình trụ có kích thước vừa với thân Soxhlet, đầu trên của túi không thấp hơn đầu trên của ống dẫn dung môi (ống nhỏ) và không cao hơn lỗ thông của ống dẫn hơi dung môi (ống lớn). Cân khoảng 25g dược liệu. Nghiền nhỏ dược liệu trong cối sứ, có thể thêm cát trung tính để tăng độ xốp, nếu dược liệu có độ ẩm cao thì nên nghiền với Na2SO4 khan. Cho dược liệu đã nghiền nhỏ vào túi giấy, dùng bông gòn tẩm dung môi lau sạch cối và cho lên phía trên lớp dược liệu. Phủ lên trên mặt dược liệu một lớp giấy lọc ngăn không cho dược liệu nổi lên trên và rơi xuống bình chiết (có thể thêm vài viên bi thủy tinh dằn lên trên miếng giấy lọc). Lắp dụng cụ trên bếp cách thủy, dùng phễu rót ethanol 95% qua sinh hàn (khoảng 200ml). Kiểm tra lần cuối toàn bộ dụng cụ, nước sinh hàn. Khống chế nhiệt độ ở 78.10C. Đun trên bếp cách thủy trong 5h. Thu dịch chiết. 2.1.1.3. Chiết với sự hỗ trợ của sóng siêu âm: Thử nghiệm được tiến hành 3 lần trong bồn siêu âm với tần số 35kHz với mức năng lượng là 600W (Bandelin Sonorex Super RK 1050), nhiệt độ 450C trong 3h Bình chứa hình chữ nhật (50cm: 60cm: 20cm) phối hợp với bồn điều nhiệt (Polyscience 9610, USA). Erlen 250ml gồm 25g dược liệu với kích cỡ 3mm cùng với dung môi (ethanol 95%) được nhúng chìm vào bồn siêu âm được kiểm soát theo mức nước khoảng 10mm từ dưới đáy bồn. Kích cỡ dược liệu đóng vai trò quan trọng trong quá trình chiết xuất, nếu kích cỡ nhỏ hơn 3mm sẽ gây bất tiện khi lọc. 2.1.1.4. Phương pháp phân tích capsaicinoid: Nồng độ của capsaicinoid được xác định theo các phương pháp của Hiệp hội các cộng đồng phân tích (AOAC), phương pháp sử dụng một hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC); thiết bị phân tách sản phẩm Thermo Separation Product(TSP) bao gồm các hệ thống phân phối dung môi Spectra P1000 và đầu dò UV-6000LP, UV – Vis (Thermo Separation Product, Hoa Kỳ). Một cột (150 x 4,6 mm ID) được nạp với pha tĩnh C18 kích thước hạt 5 µm, pha động chạy đẳng dòng acetonitrile 40% trong 1% acetic acid (v/v) với tốc độ dòng 1,5 ml/phút. Thể tích tiêm mẫu là 20µl và bước sóng là 280nm. Nồng độ của capsaicinoid gồm nồng độ capsaicin, dihydrocapsaicin và nordihydrocapsacin. Thời gian lưu và diện tích peak phải đặc trưng cho 3 lần tiêm mẫu. Nồng độ capsaicinoid được định lượng trên cơ sở một đường cong hiệu chuẩn tương ứng bằng cách sử dụng các chất chuẩn. Để xác định trọng lượng khô, 2 g mẫu cho vào một khay nhôm nhỏ được đặt trong một lò chân không tại một áp suất 90 mbar và 1050C trong 4 giờ và sau đó cân. 2.1.1.5. Kết quả và bàn luận: Hiệu quả và thời gian chiết bằng siêu âm Hiệu quả của siêu âm và thời gian chiết xuất trong việc thu hồi capsaicinoid được thể hiện trong hình 1. Tốc độ chiết capsaicinoid rất cao trong thời gian 5 phút đầu tiên. Sau đó, việc thu hồi capsaicinoid tăng dần với thời gian chiết xuất. Phương pháp Thời gian Nhiệt độ (0C) Dược liệu:dung môi Tỷ lệ phục hồi (%) Ngâm 15h 45.0 1:8 79.4 Soxhlet 5h 78.1 1:8 92.0 UAE 3h 45.0 1:8 87.4 UAE 3h 45.0 1:6 84.5 UAE 3h 45.0 1:5 84.3 Thu hồi Capsaicinoid bằng UAE trong 3 giờ được so với ngâm (15 h) và Soxhlet (5 h). Phần trăm thu hồi capsaicinoid tương ứng bởi ngâm, Soxhlet và UAE là 79,4, 92,0 và 87,4. UAE đã thu hồi hơn 10% so với capsaicinoid so với phương pháp ngâm nhưng thấp hơn khoảng 5% so với dùng Soxlet. Chiết xuất bằng Soxhlet cho việc thu hồi tỷ lệ capsaicinoid cao nhất, vì quá trình chiết xuất được thực hiện tại nhiệt độ sôi (78.10C) và dung môi luôn được làm mới. UAE cải thiện đáng kể sản lượng chiết xuất. UAE có thể đẩy nhanh sự trương nở và hydrat hóa, gây ra mở rộng lỗ rỗng bên trong các tế bào thực vật. Sự phá vỡ các tế bào thực vật bằng siêu âm sau khi bọt ở các hốc bị phá vỡ có thể tăng tỷ lệ dung môi thâm nhập vào tế bào thực vật . Tỷ lệ phóng thích capsaicinoid rất cao khi bắt đầu do hiệu ứng của gradient nồng độ capsaicinoid giữa dung môi và dược liệu và dễ dàng để chiết xuất từ phần bên ngoài của các hạt ở giai đoạn sớm. Sau đó tỷ lệ phóng thích capsaicinoid giảm đáng kể do gradient nồng độ thấp hơn và vì capsaicinoid còn lại được nằm ở phần bên trong. Hiệu quả của nhiệt độ chiết xuất Hiệu quả của nhiệt độ trong phóng thích capsaicinoid khi chiết xuất bằng 95% ethanol và acetone làm dung môi được hiển thị tương ứng trong Fig 2 và 3. Khi dùng ethanol 95% làm dung môi, sự gia tăng nhiệt độ từ 300C đến 450C tăng cường việc thu hồi capsaicinoid. Nhiệt độ ảnh hưởng nhiều đặc tính vật lý như độ nhớt, độ khuếch tán, hòa tan, áp suất hơi và sức căng bề mặt. Tác dụng chính của siêu âm là làm dung môi trong hốc của dược liệu bị sủi bọt và phá vỡ bọt, giúp đẩy các chất cần chiết ra khỏi dược liệu . Thực tế là hiệu quả cao hơn tại 45 0 C thay vì 60 0C. Tại 450C, số lượng bọt ở các hốc tăng và bị phá vỡ, đủ mạnh để thực hiện chiết xuất. Tại 600 C, mặc dù số lượng bọt cao hơn, nhưng sự phá vỡ chúng là kém hiệu quả hơn. Do đó, hiệu ứng tại hốc ở 450C thể hiện cường độ mạnh hơn ở 60 0C. Dùng aceton làm dung môi, không nâng cao đáng kể hiệu quả khi nhiệt độ được nâng lên từ 30 0C đến 45 0C (hình 3). Ethanol thường được coi là kém hiệu quả hơn so với dung môi aceton do độ nhớt cao và độ khuếch tán thấp hơn. Tuy nhiên, đối với siêu âm, aceton là ít hiệu quả hơn so với ethanol. Trong nghiên cứu này, năng suất UAE tương đối tăng (v/v) ethanol 75-95% được sử dụng như một dung môi so với aceton. Áp suất hơi của aceton là cao hơn nhiều so với ethanol và nước, do đó nhiều bọt nhưng hiệu quả phá vỡ không cao, đặc biệt là ở nhiệt độ chiết xuất. Do đó, việc tăng cường hiệu quả chiết xuất bởi hiệu ứng tại khoang sử dụng aceton thấp hơn so với ethanol hoặc nước. Hiệu lực của tỷ lệ của nước trong ethanol Tỷ lệ nước trong dung môi ethanol có một ảnh hưởng quan trọng trong chiết xuất capsaicinoid (hình 4). Đối với tất cả nhiệt độ kiểm soát, thấy rằng ethanol 50% không hiệu quả cho chiết xuất capsaicinoid. Điều này do sự khác biệt trong phân cực giữa các dung môi và các hợp chất chiết xuất. Sự phân cực của capsaicinoid là thấp hơn nhiều so với nước, điều đó không tốt khi hòa tan trong ethanol 50% (v/v). Tại 450C, sự thu hồi capsaicinoid yếu hơn nhiều khi sử dụng ethanol 95% so với ethanol 70%. Trong khi đó, tại 600 C, ethanol 75% là dung môi có hiệu quả hơn. Nước có một vai trò quan trọng trong chiết xuất. Sự trương nở của dược liệu trong nước nâng cao hiệu quả chiết xuất. Cường độ của siêu âm tại khoang trong hỗn hợp ethanol với sự hiện diện của nước cũng được tăng lên như là một kết quả của việc tăng sức căng bề mặt và giảm độ nhớt. Tuy nhiên, từ quan điểm kinh tế, chi phí để sử dụng ethanol 75% (v / v) như một dung môi từ việc loại bỏ các dung môi ở bước cuối cùng cần năng lượng tiêu thụ cao. Do đó, ethanol 95% (v/v) dùng làm dung môi cho việc nghiên cứu tương lai. Hiệu lực của tỉ lệ dung môi - vật liệu Hiệu quả chiết xuất tại các tỷ lệ khác nhau của ớt bột (g) với 95% ethanol (ml) được hiển thị trong bảng 1. Phương pháp Thời gian Nhiệt độ (0C) Dược liệu:dung môi Tỷ lệ phục hồi (%) Ngâm 15h 45 1:8 79.4 Soxhlet 5h 78.1 1:8 92 UAE 3h 45 1:8 87.4 UAE 3h 45 1:6 84.5 UAE 3h 45 1:5 84.3 Tỉ lệ được tìm thấy được nâng lên từ 01:05 đến 01:08, việc thu hồi tăng nhẹ lên. Tuy nhiên, kết quả có thể khác nhau nếu một số lượng lớn các dung môi được dùng. Mặt khác, bằng cách sử dụng một số lượng lớn các dung môi không được coi là hiệu quả do chi phí vận hành cao của các dung môi và năng lượng tiêu thụ. Do đó, tỷ lệ trọng lượng khô của bột ớt với ethanol 95% (v / v) được chọn 01:05. Kết luận: Phương pháp ngâm thời gian tiến hành lâu nhất (15h) và tỷ lệ phục hồi capsaicinoid thấp nhất (79.4%) do quá trình ngâm để tự nhiên cho quá trình thẩm thấu, hòa tan và khuếch tan diễn ra hoàn toàn mà không có sự trợ giúp của các thiết bị khác. Mặt khác quá trình ngâm có thể đạt hiệu suất cao hơn nhưng phải dùng lượng dung môi lớn hơn gấp nhiều lần do dó ta không dùng. Quá trình chiết bằng Soxhlet thu được tỷ lệ capsaicinoid cao nhất (92%) vì quá trình chiết xuất được tiến hành ở 78.10C và dung môi luôn được làm mới trong quá trình chiết xuất. Quá trình chiết với sự hỗ trợ của sóng siêu âm có tỷ lệ capsaicinoid cao hơn phương pháp ngâm 12.6%, nhưng thấp hơn dùng Soxlet khoảng 5%. Tuy nhiên ta không thể thực hiện quá trình chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm ở nhiệt độ cao do theo thực nghiệm hiệu quả của quá trình chiết suất cao hơn khi tiến hành ở 450C, ở nhiệt độ này số lượng bọt khí tạo thành tăng lên và năng lượng thu được từ sự đánh vỡ các bọt khí này đủ cho quá trình chiết xuất xảy ra nhanh chóng. Mặt khác ở nhiệt độ cao hơn (khoảng 600C), số lượng bọt khí được tạo thành tăng lên tuy nhiên quá trình làm vỡ các bọt khí này lại giảm. Thời gian chiết xuất với sự hỗ trợ của siêu âm ngắn hơn do trong quá trình này năng lượng của sóng siêu âm chuyển thành cơ năng (làm rung) làm vỡ các bọt khí tại chỗ, đẩy các chất cần chiết ra khỏi dược liệu nhanh hơn. 2.1.2. Phân lập capsaicin từ capsaicinoid: Nhồi cột với 300g silicagel, nạp mẫu và tiến hành rửa giải với 3 dung môi có độ phân cực tăng dần: hexane, EtOH và MeOH. Dung môi rửa giải được thu lại và xác định sơ bộ bằng sắc kí lớp mỏng gồm 11 phân đoạn. Phân đoạn 5 và 6 tiếp tục chạy sắc kí cột lần lượt với 60g và 56g silicagel, tiến hành rửa giải với hỗn hợp dung môi EtOH/CH2Cl2 (5:95) ta thu được hỗn hợp capsaicin và dihydrocapsaicin (1). Phân lập epoxide-capsaicin: Hòa tan hỗn hợp (1) trong EtOAc (2ml) đã được thêm mCPBA (meta-cloroperoxybenzoic acid (17.2mg, 0.1mmol) ở 00C, dung dịch được khuấy trộn trong 6h và sau đó làm ấm ở nhiệt độ phòng. Sau đó thêm nước vào và chiết với EtOAc (3 x 20ml). Lớp hữu cơ được rửa lại với nước và nước muối. Lớp hữu cơ này được tinh chế. Quá trình tinh khiết hóa capsaicin được thực hiện bằng sắc kí cột với dung môi rửa giải là EtOH/hexane:1/1. 2.2. Phương pháp 2: Dùng sắc kí ngược dòng tốc độ cao để phân lập và tinh khiết hóa các chất trong capsaicinoid 2.2.1. Dụng cụ HSCCC điều chế sử dụng Model GS10A-2 với cột xoắn đa lớp 1.6mm I.D và chiều dài 110m với tổng dung tích 230ml. Khoảng giá trị β của cột đều chế từ 0.47 của lớp trong đến 0.73 ở lớp ngoài (β =r/R, với r là khoảng cách từ vòng xoắn (coil) đến cần đỡ, và R là bán kính vòng quay hoặc là khoảng cách giữa trục đỡ và tâm trục của máy ly tâm. Dung môi bơm vào cột với bơm đẳng dòng Model NS-1007. Ghi kết quả bằng thiết bị Model 8823A-UV ở bước sóng 254nm. Mẫu được tiêm vào cột với loop 10 µl. Kết quả được ghi lại dưới dạng sắc kí đồ. Hệ thống HPLC bao gồm: bơm Waters 600, bộ điều chỉnh Waters 600, dụng cụ bơm mẫu với loop 10 µl, detector quang Waters 996. 2.2.2 Chuẩn bị cho quá trình chiết thô Bột ớt khô (3kg) được chiết bằng ethanol 60% 3 lần ở 600C. Dịch chiết cồn được cô quay ở 600C dưới áp suất giảm.Làm giàu mẫu bằng cách cho đi qua cột nhựa HPD-100A resin (400g, polystyrene resin) với nước, ethanol 25% và ethanol 60%. Ethanol 60% sẽ bay hơi dưới áp suất giảm, thu được 7.6g mẫu thô. Kết tinh lại bằng sau khi dùng hỗn hợp ether dầu hỏa: ether (3:1) được 3.5g tinh thể thô để đưa vào hệ thống HSCCC. 2.2.3. Lựa chọn hệ thống 2 dung môi Qúa trình lựa chọn hệ thống 2 dung môi phải đã được tối ưu hóa với hệ số phân bố K thích hợp. Trạng thái cân bằng pha gồm 2ml mỗi pha được thêm vào khoảng 1ml mẫu thử được đưa vào ống kiểm tra 10ml. Ống này sẽ được lắc mạnh trong 1 phút. Sau đó đưa vào hệ thống HPLC để xác định hệ số phân bố K. Hệ số phân bố K là tỉ số giữa diện tích peak của hợp chất trong pha cao hơn và diệ tích peak của pha thấp hơn. Trong HSCCC, việc lựa chọn 2 pha dung môi là việc làm đầu tiên và then chốt. Một hệ dung môi tốt phải đưa ra được hệ số phân bố K của chất mục tiêu. Chìa khóa của việc tối ưu hóa là mẫu phải tan tốt, và phải đảm bảo được hệ số phân bố K của chất mục tiêu gần với 1. Hệ số K của hệ dung môi 2 pha là vấn đề then chốt của việc tách có hiệu quả. Nếu nhỏ hơn 1 nhiều, các chất tan được rửa giải sẽ gần với nhau do đó có thể dẫn đến mất peak. Nếu K lớn hơn 1 nhiều, các chất tan sẽ bị rửa giải thành quá nhiều peak, làm tăng thời gian rửa giải. Một vài hệ dung môi 2 pha đã được kiểm tra Hệ dung môi Nordihydro-capsaicin Capsaicin Dihydro-capsaicin Chloroform-methanol-nước,4:3:2 0.04 0.05 0.02 Tetrachlorometan-chloroform-methanol-nước,3:1:3:2 0.39 0.30 0.24 Tetrachlorometan-chloroform-methanol-nước,3:1:3.5:2 0.49 0.46 0.38 Tetrachlorometan-chloroform-methanol-nước,4:3:2 1.24 0.94 0.62 Ether dầu hỏa-ethyl acetat-methanol-nước,1:2:2:1 0.54 0.57 0.70 Khi sử dụng hệ dung môi Chloroform-methanol-nước (4:3:2,v/v/v), Tetrachlorometan-chloroform-methanol-nước (3:1:3:2, v/v/v/v), Tetrachlorometan-chloroform-methanol-nước (3:1:3.5:2, v/v/v/v), hệ số K nhỏ nên các chất mục tiêu được rửa giải sẽ gần sát nhau dẫn đến khả năng phân giải thấp. Hệ dung môi Ether dầu hỏa-ethyl acetat-methanol-nước (1:2:2:1, v/v/v/v) có hệ số K phù hợp nhưng ở hệ dung môi này capsaicinoid ít tan. Hệ dung môi Tetrachlorometan-chloroform-methanol-nước (4:3:2, v/v/v) là tối ưu nhất do hệ số K phù hợp nên các chất mục tiêu tách tốt và capsaicinoid tan tốt trong hệ dung môi này. 2.2.4. Chuẩn bị dung môi và mẫu Hệ dung môi sau khi đã đạt trạng thái cân bằng hoàn toàn sẽ được lắc mạnh lần nữa ở nhiệt độ phòng. Khi 2 pha đã được tách sẽ được dùng để chạy sắc kí. Nước là pha động, dung môi hữu cơ là pha tĩnh. Dung dịch mẫu được chuẩn bị bằng cách hòa tan mẫu thô có chứa hoạt chất trong hỗn hợp nước và dung môi hữu cơ (1:1, v/v) của hệ thống dung môi dùng cho HSCCC. 2.2.5. Qúa trình tách Trong quá trình tách và phân lập mẫu thô, cột xoắn trước hêt phải được lấp đầy với pha nằm trên của hệ dung môi. Sau đó thiết bị sẽ quay với vận tốc 800 vòng/phút, trong lúc đó pha thấp hơn sẽ được bơm vào cột với tốc độ dòng 2ml/phút. Sau khi pha động đi về phía trước và trạng thái cân bằng động học được thiết lập trong cột, khoảng 6ml dung dịch mẫu chứa 150mg mẫu thô được tiêm vào. Kết quả sẽ được ghi lại bằng detector UV ở bước sóng 254nm. Sự giữ lại pha tĩnh tùy thuộc vào tổng dung tích của cột đã được tính từ thế tích của pha tĩnh thu được sau khi quá trình tách được hoàn thành. 2.2.6. Phân tích HPLC và xác định cấu trúc các phân đoạn của HSCCC Từng phân đoạn sau khi tách bằng HSCCC được phân tích bằng HPLC với cột Shim-pack VP-ODS (250mm x 4.6mm, I.D.) ở bước sóng 254nm , nhiệt độ trong cột 250C. Pha động, dung dịch methanol và acid phosphoric (70:30,v/v), được rửa giải với tốc độ dòng 0.8ml/phút. Kết quả được ghi lại bằng dectector quang kế. Quá trình xác định các phân đoạn từ HSCCC đã được tiến hành lần lượt bằng EI-MS, sắc kí lỏng hiệu năng cao và phổ NMR với dung môi là chloroform và chất chuẩn nội là tetramethylsilane 2.2.7. Kết quả Từ 150mg mẫu thô được hòa tan trong 6ml gồm 2 pha. Dung dịch mẫu đã được tách và tinh khiết hóa bằng HSCCC. Pha phía trên được dùng như pha tĩnh, còn pha nằm dước đóng vai trò pha động trong quá trình rửa giải. Độ lưu giữ của pha tĩnh là 65% và tổng thời gian cho quá trình tách là 4.5h. Từng phân đoạn của HSCCC được phân tích bằng HPLC, đo ở bước sóng 254nm. Sắc kí đồ HPLC của quá trình chiết thô từ Capsicum frutescens Các peak 1, 2, 3 là dihydrocapsaicin, capsaicin, nordihydrocapsaicin đã lần lượt được xác định bằng 1H NMR, 13C NMR và DEPT-NMR, ESI-MS, EI-MS. Capsaicin Dihydrocapsaicin Nordihydrocapsaicin 13C NMR DEPT 1H NMR 13C NMR DEPT 1H NMR 13C NMR DEPT 1H NMR 1 130.3 C 130.3 C 130.4 C 2 110.8 CH 6.79 (d, 1.8) 110.8 CH 6.79 (d, 1.8) 110.8 CH 6.8 (s) 3 146.8 C 146.8 C 146.8 C 4 145.2 C 145.2 C 145.2 C 5 114.5 CH 6.84 (d, 8.4) 114.5 CH 6.84 (d, 8.4) 114.5 CH 6.85 (d, 8.4) 6 120.8 CH 6.74 (dd, 1.8, 8.4) 120.8 CH 6.74 (d, 8.4) 120.8 CH 6.75 (d, 8.4) 7 43.5 CH2 4.33 (d, 5.4) 43.6 CH2 4.33 (d, 5.4) 43.6 CH2 4.34 (d, 5.4) 8 5.90 (br s) 5.93 (br s) 5.81 (br s) 9 173.0 C 173.2 C 173.1 C 10 36.7 CH2 2.20 (t, 7.8) 36.9 CH2 2.19 (t, 7.8) 36.9 CH2 2.19 (t, 7.8) 11 25.3 CH2 1.64 (q, 7.8) 25.9 CH2 1.64 (q, 7.2) 25.9 CH2 1.64 (q, 7.2) 12 29.3 CH2 1.38 (q, 7.8) 29.4 CH2 1.31 (m) 29.6 CH2 1.31 (m) 13 31.0 CH2 1.98 (q, 7.2) 29.7 CH2 1.29 (m) 27.2 CH2 1.27 (m) 14 126.5 CH 5.35 (m) 27.3 CH2 1.26 (m) 38.9 CH2 1.15 (m) 15 138.1 CH 5.30 (m) 39.0 CH2 1.13 (m) 27.9 CH 1.29 (m) 16 32.2 CH 1.29 (s) 28.0 CH 1.50 (m) 22.7 CH3 0.86 (s) 17 22.7 CH3 0.95 (d, 6.6) 22.7 CH3 0.86 (d, 6.0) 22.7 CH3 0.84 (s) 18 22.7 CH3 0.94 (d, 6.6) 22.7 CH3 0.85 (d, 6.0) OCH3 55.9 CH3 3.85 (s) 55.9 CH3 3.85 (s) 56.0 CH3 3.86 (s) OH 5.86 (br s) 5.89 (br s) 5.80 (br s) Chỉ duy nhất một bước HSCCC, ta thu được 33mg dihydrocapsaicin, 68mg capsaicin, 4mg nordihydrocapsaicin với độ tinh khiết lần lượt là 97.4%, 99% và 94.5%. Sắc kí đồ của quá trình chiết bằng HSCCC Điều kiện của thử nghiệm: cột Shim-pack VP-ODS (250mm x 4.6mm,I.D), nhiệt độ cột: 250C; pha động: methanol-acid phosphoric 0.1% (70:30, v/v); tốc độ dòng 0.8ml/phút; phát hiện: 254nm; thể tích tiêm: 10µl. 3. KẾT LUẬN CHUNG Từ cây ớt Capsicum frutescens (L) Bail: Bằng thực nghiệm capsaicinoid đã được chiết xuất bằng các phương pháp ngâm, Soxhlet, UAE. Kết quả thu được như sau: Phương pháp Thời gian Nhiệt độ (0C) Dược

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docChiết xuất và phân lập Capsaicin từ cây Ớt.doc
Tài liệu liên quan