Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 3 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 3 4. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................... 4 5. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 4 6. Cấu trúc của khóa luận ........................................................................................ 4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 5 1.1. CÂY BỨA ............................................................................................................ 5 1.1.1. Bộ Chè ........................................................................................................ 5 1.1.1.1. Họ Chè (Theaceae) .............................................................................. 5 1.1.1.2. Họ Măng cụt (Clusiaceae) ................................................................... 6 1.1.2. Bứa ............................................................................................................. 6 1.1.2.1. Bứa mủ vàng ........................................................................................ 7 1.1.2.2. Bứa mọi ............................................................................................... 8 1.1.2.3. Bứa nhà ................................................................................................ 9 1.1.2.4. Tai chua .............................................................................................. 10 1.1.2.5. Garcinia cambogia ............................................................................. 11 1.1.2.6. Garcinia indica ................................................................................... 11 1.1.2.7. Garcinia atroViridis ........................................................................... 12 1.2. AXIT HYDROXYCITRIC (HCA) .................................................................... 13 1.2.1. Nguồn gốc ()HCA.................................................................................. 13 1.2.2. Sự khám phá ()HCA .............................................................................. 14 1.2.3. Chiết tách HCA ........................................................................................ 15 1.2.4. Hoá học lập thể của HCA ......................................................................... 16 1.2.5. Tính chất của ()HCA và lacton .............................................................. 16 1.2.6. Định lƣợng ()HCA ................................................................................. 18 1.2.7. Tác dụng của HCA ................................................................................... 19 1.3. MUỐI KÉP CỦA AXIT HYDROXYCITRIC .................................................. 19 1.4. TÁC DỤNG CỦA CÁC MUỐI KIM LOẠI MAGIÊ VÀ KALI CỦA ()HCA ................................................................................................................................... 21 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 23 2.1. NGUYÊN LIỆU ................................................................................................. 23 2.1.1. Cây bứa ..................................................................................................... 23 2.1.2. Thu nguyên liệu ........................................................................................ 23 2.1.3. Xử lí nguyên liệu ...................................................................................... 23 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................... 24 2.2.1. Phƣơng pháp chƣng ninh .......................................................................... 24 2.2.2. Phƣơng pháp chuẩn độ axit – bazơ .......................................................... 24 2.2.3. Phƣơng pháp trọng lƣợng ......................................................................... 25 2.2.3.1. Xác định độ ẩm của nguyên liệu ........................................................ 25 2.2.3.2. Xác định hàm lƣợng tro ..................................................................... 25 2.2.3.3. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS ............................. 26 2.2.4. Các phƣơng pháp phân tích cấu trúc ........................................................ 27 2.2.4.1. Phƣơng pháp sắc kí lỏng cao áp HPLC ............................................. 27 2.2.4.2. Phƣơng pháp phổ hồng ngoại IR ....................................................... 28 2.2.4.3. Phƣơng pháp kiểm tra độ hút ẩm của muối ....................................... 29 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 30 3.1. TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU ........................................................................... 30 3.1.1. Sơ đồ nghiên cứu ...................................................................................... 30 3.1.2. Xác định một số tính chất vật lý ............................................................... 31 3.1.2.1. Độ ẩm ................................................................................................. 31 3.1.2.2 Hàm lƣợng tro ..................................................................................... 31 3.1.3. Chiết tách axit bằng phƣơng pháp chƣng ninh nồi áp suất ...................... 32 3.1.4. Thực nghiệm tổng hợp muối kép KMg hydroxycitrat ............................ 33 3.2. XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA SẢN PHẨM MUỐI ........................................ 34 3.2.1. Kiểm tra sản phẩm muối bằng phổ hồng ngoại IR ................................... 34 3.2.2. Kiểm tra sản phẩm muối bằng phổ HPLC ............................................... 36 3.2.3. Xác định hàm lƣợng ion Mg2+ và K+ trong sản phẩm muối kép bằng phƣơng pháp AAS .............................................................................................. 37 3.2.4. Kiểm tra độ hút ẩm của muối kép Kali Magie hydroxycitrat ................ 38 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 39 1. Kết luận .............................................................................................................. 39 2. Kiến nghị............................................................................................................ 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 40
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA ….… NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Lê Phƣơng Thảo Lớp : 12SHH Tên đề tài: “Tổng hợp xác định cấu trúc muối kép Kali - Magiê hydroxycitrat từ vỏ bứa tai chua – Garcinia cowa” Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị Nguyên liệu: vỏ bứa Hóa chất: cồn 960, cồn tuyệt đối, nƣớc cất, NaOH 0,1N, phenolphthalein, KOH rắn, MgCO3 Dụng cụ thiết bị: - Cốc thủy tinh 250ml, 500ml, 1000ml, 2000ml; - Phễu lọc, bếp điện, bếp cách thủy, tủ sấy, cân phân tích; - Đũa thủy tinh, buret, pipet, bình tam giác, ống đong; - Máy đo HPLC, máy đo IR - Máy đo AAS Nội dung nghiên cứu Điều tra sơ bộ, thu gom xử lí nguyên liệu; Dùng phƣơng pháp chƣng ninh để chiết tách axit; Tổng hợp muối kép K/Mg hydroxycitrat; Xác định số số hóa lý: độ ẩm, hàm lƣợng tro; Xác định cấu trúc muối phổ IR, HPLC Kiểm tra độ hút ẩm muối kép Giáo viên hƣớng dẫn: GS.TS Đào Hùng Cƣờng Ngày giao đề tài: 24/07/2015 Ngày hoàn thành: 25/04/2016 Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hƣớng dẫn PGS.TS Lê Tự Hải GS.TS Đào Hùng Cường Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày… tháng 05 năm 2016 Kết điểm đánh giá: Ngày…… tháng 05 năm 2016 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo GS.TS Đào Hùng Cường tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành đề tài Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo giảng dạy công tác phòng thí nghiệm khoa Hóa, trường đại học Sư phạm; anh Lê Xuân Văn, nghiên cứu sinh khoa Hóa trường đại học Sư phạm - ĐHĐN giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em thực đề tài Đà Nẵng, ngày tháng 05 năm 2016 Sinh viên thực Lê Phương Thảo MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu .3 Phƣơng pháp nghiên cứu .4 Nội dung nghiên cứu Cấu trúc khóa luận CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .5 1.1 CÂY BỨA 1.1.1 Bộ Chè 1.1.1.1 Họ Chè (Theaceae) 1.1.1.2 Họ Măng cụt (Clusiaceae) 1.1.2 Bứa .6 1.1.2.1 Bứa mủ vàng 1.1.2.2 Bứa .8 1.1.2.3 Bứa nhà 1.1.2.4 Tai chua 10 1.1.2.5 Garcinia cambogia .11 1.1.2.6 Garcinia indica 11 1.1.2.7 Garcinia atroViridis 12 1.2 AXIT HYDROXYCITRIC (HCA) 13 1.2.1 Nguồn gốc (-)-HCA 13 1.2.2 Sự khám phá (-)-HCA 14 1.2.3 Chiết tách HCA 15 1.2.4 Hoá học lập thể HCA 16 1.2.5 Tính chất (-)-HCA lacton 16 1.2.6 Định lƣợng (-)-HCA 18 1.2.7 Tác dụng HCA 19 1.3 MUỐI KÉP CỦA AXIT HYDROXYCITRIC 19 1.4 TÁC DỤNG CỦA CÁC MUỐI KIM LOẠI MAGIÊ VÀ KALI CỦA (-)-HCA 21 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 NGUYÊN LIỆU 23 2.1.1 Cây bứa .23 2.1.2 Thu nguyên liệu 23 2.1.3 Xử lí nguyên liệu 23 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.2.1 Phƣơng pháp chƣng ninh 24 2.2.2 Phƣơng pháp chuẩn độ axit – bazơ 24 2.2.3 Phƣơng pháp trọng lƣợng 25 2.2.3.1 Xác định độ ẩm nguyên liệu 25 2.2.3.2 Xác định hàm lƣợng tro .25 2.2.3.3 Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS .26 2.2.4 Các phƣơng pháp phân tích cấu trúc 27 2.2.4.1 Phƣơng pháp sắc kí lỏng cao áp HPLC .27 2.2.4.2 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại IR .28 2.2.4.3 Phƣơng pháp kiểm tra độ hút ẩm muối .29 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU 30 3.1.1 Sơ đồ nghiên cứu 30 3.1.2 Xác định số tính chất vật lý 31 3.1.2.1 Độ ẩm 31 3.1.2.2 Hàm lƣợng tro .31 3.1.3 Chiết tách axit phƣơng pháp chƣng ninh nồi áp suất 32 3.1.4 Thực nghiệm tổng hợp muối kép K/Mg hydroxycitrat 33 3.2 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA SẢN PHẨM MUỐI 34 3.2.1 Kiểm tra sản phẩm muối phổ hồng ngoại IR 34 3.2.2 Kiểm tra sản phẩm muối phổ HPLC .36 3.2.3 Xác định hàm lƣợng ion Mg2+ K+ sản phẩm muối kép phƣơng pháp AAS 37 3.2.4 Kiểm tra độ hút ẩm muối kép Kali- Magie hydroxycitrat 38 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 Kết luận 39 Kiến nghị 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu 1.1 Tên bảng So sánh tính chất vật lý HCA, lacton từ Garcinia Hibiscus Trang 17 1.2 Mô tả đặc điểm HCA 17 3.1 Kết xác định độ ẩm 10 gam vỏ bứa khô 31 3.2 Kết xác định hàm lƣợng tro vỏ bứa khô 32 3.3 Kết chuẩn độ axit phƣơng pháp chuẩn độ axit-bazơ 32 3.4 So sánh kết phổ IR muối kép K/Mg HCA 35 3.5 3.6 Kết xác định hàm lƣợng ion Mg2+ K+ sản phẩm muối kép Kết đo độ hút ẩm muối kép Kali- magie hydroxycitrat 37 38 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên Hình Trang 1.1 Quả, bứa 1.2 Cành, lá, bứa mủ vàng 1.3 Cây, bứa nhà 1.4 Quả bứa tai chua 10 1.5 Quả, Garcinia cambogia 11 1.6 Cây, Garcinia Indica tƣơi khô 12 1.7 Lá, Garcinia atroViridis 13 1.8 Cấu trúc đồng phân axit hydroxycitric 15 1.9 Cấu trúc axit hydroxycitric lacton 15 1.10 Công thức thông thƣờng muối cặp kim loại nhóm IA IIA 20 1.11 Công thức thông thƣờng muối cặp kim loại nhóm IA IIB 20 1.12 Công thức thông thƣờng muối cặp kim loại nhóm II 21 2.1 Cây bứa 23 3.1 Sơ đồ nghiên cứu 30 3.2 Sắc kí đồ HPLC -)-HCA 33 3.3 Muối kép Kali – Magie hydroxycitrat đƣợc lọc sấy khô 34 3.4 Phổ IR muối kép K/Mg hydroxycitrat tinh chế 35 Sắc kí đồ HPLC muối kép K/Mg hydroxycitrat axit 36 3.5 3.6 hóa Cấu trúc dự đoán muối kép K /Mg hydroxycitrat 37 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Bệnh béo phì ngày trở thành đại dịch toàn cầu, vấn đề lớn đe dọa sức khỏe cộng đồng Trên giới năm có thêm hàng triệu ngƣời mắc bệnh béo phì Tổ chức Y tế giới WHO) định nghĩa béo phì tình trạng tích lũy mỡ mức không bình thƣờng số vùng thể hay toàn thân đến mức ảnh hƣởng đến sức khỏe Trong xã hội đại, tình trạng thừa cân, béo phì ngƣời trƣởng thành có xu hƣớng ngày phổ biến trở thành thách thức lớn chƣơng trình chăm sóc sức khỏe quốc gia Béo phì vấn đề nghiêm trọng nƣớc phát triển có mức thu nhập cao Số lƣợng ngƣời mắc bệnh béo phì ngày nhiều, chiếm tỉ trọng lớn dân số Theo Tổ chức Y tế giới (WHO), chi phí cho quản lý điều trị thừa cân, béo phì lên đến 2% - 7% tổng chi phí cho chăm sóc y tế nƣớc phát triển Theo kết nghiên cứu vừa đƣợc công bố tạp chí Lancet ngày 29/4/2014, nghiên cứu 188 quốc gia, Việt Nam nƣớc có tỷ suất thừa cân béo phì nhóm thấp giới, nhƣng tốc độ gia tăng nhanh chóng Tình trạng thừa cân béo phì Việt Nam, thấp so với quốc gia khác, nhƣng lại có tốc độ gia tăng nhanh chóng đáng báo động Nguyên nhân thừa cân, béo phì tình trạng cân lƣợng lƣợng calo đƣa vào thể lƣợng calo đƣợc sử dụng Các nhà dịch tễ học nhận định xu hƣớng gia tăng tỉ lệ thừa cân, béo phì cộng đồng chủ yếu gia tăng tiêu thụ thực phẩm giàu lƣợng, có hàm lƣợng chất béo cao với lối sống hoạt động thể lực, lƣời vận động Việc thay đổi thói quen ăn uống, lƣời vận động hậu thay đổi mặt kinh tế, xã hội môi trƣờng sống Béo phì liên quan đến yếu tố gia đình có đặc điểm lối sống, đƣợc thể qua việc trẻ dễ bị thừa cân có cha mẹ bị thừa cân, béo phì Cục Y tế dự phòng khẳng định: Thừa cân, béo phì yếu tố nguy nhiều bệnh không lây nhiễm Tiêu biểu nhƣ bệnh tim mạch, bao gồm: tăng huyết áp, đột quỵ, xơ vữa tắc mạch vành, nhồi máu tim; nguy bệnh đái tháo đƣờng tuýp số bệnh ung thƣ nhƣ ung thƣ túi mật, ung thƣ vú, ung thƣ đại tràng, ung thƣ tiền liệt tuyến ung thƣ thận… Nguy mắc bệnh nguy tử vong cao số BMI lớn Theo thống kê Tổ chức y tế giới, Năm 2010 bệnh gián tiếp gây 3,4 triệu trƣờng hợp tử vong giới, chủ yếu bệnh tim mạch Các nghiên cứu dự báo không kiểm soát tốt, gia tăng béo phì dẫn đến giảm tuổi thọ ngƣời tƣơng lai Đây không bi kịch ngƣời bệnh mà ảnh hƣởng xấu tới kinh tế đất nƣớc, khoản chi phí khổng lồ ngành y tế Do khắp nơi giới, có nhiều biện pháp đƣợc đề xuất nhằm hạn chế hậu bệnh béo phì gây Một vài biện pháp thông thƣờng đƣợc áp dụng toàn giới nhƣ tuyên truyền, nâng cao ý thức cho ngƣời dân tác hại bệnh béo phì; xây dựng trung tâm hỗ trợ, cung cấp thông tin miễn phí sức khỏe, chế độ dinh dƣỡng cho ngƣời thừa cân, béo phì; tập thể dục thƣờng xuyên; khuyến khích ngƣời dân có chế độ ăn uống hợp lý khoa học với nhiều rau quả, hạn chế đƣờng, tinh bột, chất béo…Bên cạnh biện pháp truyền thống ngày sử dụng thực phẩm giảm cân có nguồn gốc từ thiên nhiên chiếm ƣu thế, đƣợc ngƣời tiêu dùng khắp nơi ƣa chuộng Garcinia Cambogia đƣợc sử dụng phổ biến Ở số nƣớc hay sử dụng Bứa, cho cảm giác no, bớt thèm ăn Do đó, từ xa xƣa, Bứa đƣợc sử dụng nhƣ thảo dƣợc để giảm thèm ăn tăng cƣờng lƣợng Các thực phẩm chức hiệu việc giảm cân nặng, an toàn suốt trình sử dụng, không gây phản ứng phụ tiện dụng Hiện nay, thị trƣờng sản phẩm chức có tác dụng giảm cân phong phú Tuy nhiên, thực phẩm chức có thành phần chủ yếu axit hydroxycitric HCA) nhƣ Hydrotrim, Maximum Protein, Agel SLM, Healtheries Slim, CitriMax…rất đƣợc ƣa dùng toàn giới HCA đƣợc chiết từ vỏ bứa có tác dụng kiềm hãm trình chuyển hóa lƣợng đƣờng dƣ thừa thể thành mỡ Không giúp giảm cân, HCA giảm loại mỡ xấu cho sức khỏe nhƣ triglyceride, LDL cholesterol, cholesterol toàn phần tăng HDL cholesterol loại mỡ có tác dụng bảo vệ thành mạch 26 màu trắng, dạng bột mịn Ngoài ra, có mặt sắt tro có màu đỏ nâu, có mặt đồng mangan có màu xanh nhạt Dùng kẹp dài lấy cốc nung khỏi lò nung cho vào bình hút ẩm cốc nguội hẳn cân cốc cân phân tích tính khối lƣợng Sau 30 phút ta tiến hành lặp lại trình lần khối lƣợng hai lần cân liên tiếp không đổi sai số 0,001 gam dừng trình tro hóa Hàm lƣợng tro vỏ bứa sấy khô đƣợc tính theo công thức sau: H m1 100% m0 Trong đó: m khối lƣợng vỏ khô trƣớc tro hóa (gam); m1 khối lƣợng tro (gam); H hàm lƣợng tro vỏ sấy khô (%) 2.2.3.3 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS Nguyên tắc phƣơng pháp: Trong điều kiện bình thƣờng nguyên tử không thu không phát lƣợng dƣới dạng xạ Lúc nguyên tử tồn trạng thái Đó trạng thái bền vững nghèo lƣợng nguyên tử Nhƣng nguyên tử trạng thái tự do, ta chiếu chùm tia sáng có bƣớc sóng xác định vào đám nguyên tử đó, nguyên tử hấp thu xạ có bƣớc sóng định ứng với tia xạ mà phát đƣợc trình phát xạ Lúc nguyên tử nhận lƣợng tia xạ chiếu vào chuyển lên trạng thái kích thích có lƣợng cao trạng thái Đó tính chất đặc trƣng nguyên tử hóa Quá trình đƣợc gọi trình hấp thu lƣợng nguyên tử tự trạng thái tạo phổ nguyên tử nguyên tử Phổ sinh trình gọi phổ hấp thụ nguyên tử Muốn có phổ hấp thụ nguyên tử trƣớc hết phải tạo đƣợc đám nguyên tử tự do, sau chiếu vào chùm tia sáng có bƣớc sóng định ứng với tia phát xạ nhạy nguyên tố cần nghiên cứu Dựa vào mối quan 27 hệ cƣờng độ vạch phổ hấp thụ nồng độ nguyên tố đám ta xác định đƣợc nồng độ nguyên tố cần phân tích Dựa vào phƣơng trình sở phép đo định lƣợng nguyên tố theo phổ hấp thụ nguyên tử, để xác định nồng độ chất cần phân tích 2.2.4 Các phƣơng pháp phân tích cấu trúc 2.2.4.1 Phương pháp sắc kí lỏng cao áp HPLC Trong phƣơng pháp tách làm chất, phƣơng pháp sắc kí xem hiệu lực cả, cho phép tách đƣợc hỗn hợp phức tạp gồm hàng chục, chí hàng trăm cấu tử Sắc kí phƣơng pháp tách, phân ly, phân tích chất dựa vào phân bố khác chúng hai pha động pha tĩnh - Pha động thƣờng trạng thái lỏng, hợp chất hữu hỗn hợp hợp chất hữu với nƣớc Các chất phải thỏa mãn điều kiện sau: hòa tan đƣợc chất hữu cơ, trơ với pha tĩnh; có độ nhớt thấp tốt; bền theo thời gian; có độ tinh khiết cao; cân động thiết lập nhanh, phù hợp với detector đem sử dụng… - Pha tĩnh thƣờng hạt nhỏ màng mỏng lỏng bám lên bề mặt chất mang trơ Nếu hạt phải có kích thƣớc đồng đều, dƣới dạng hình cầu mảnh Phải đảm bảo độ xốp định, trơ bền vững với điều kiện sắc kí Nếu dạng lỏng phải màng phim mỏng bám lên bề mặt chất mang trơ chất mang trơ SiO2, Al2O3…) Khi tiếp xúc với pha tĩnh, cấu tử hỗn hợp phân bố pha động pha tĩnh tƣơng ứng với tính chất chúng (tính bị hấp phụ, tính tan, …) Trong hệ thống sắc ký có phân tử pha động chuyển động dọc theo hệ sắc ký Các chất khác có lực khác với pha động pha tĩnh Trong trình pha động chuyển động dọc theo hệ sắc ký kết hợp pha tĩnh đến lớp pha tĩnh khác, lặp lặp lại trình hấp phụ, phản hấp phụ Hệ chất có lực lớn với pha tĩnh chuyển động chậm qua hệ thống sắc ký so với chất tƣơng tác yếu với pha Nhờ đặc điểm mà ngƣời ta tách chất phƣơng pháp sắc ký 28 2.2.4.2 Phương pháp phổ hồng ngoại IR Phổ hồng ngoại đƣợc sử dụng rộng rãi kĩ thuật phân tích hiệu ƣu điểm quan trọng phƣơng pháp cung cấp thông tin cấu trúc phân tử nhanh, không đòi hỏi phƣơng pháp tính toán phức tạp Kĩ thuật dựa hiệu ứng đơn giản hợp chất hóa học có khả hấp thụ chọn lọc xạ hồng ngoại Sau hấp thụ xạ hồng ngoại, phân tử hợp chất hóa học dao động với vận tốc dao động khác xuất dải phổ hấp thụ gọi quang phổ hấp thụ xạ hồng ngoại Các đám phổ khác có mặt phổ hồng ngoại tƣơng ứng với nhóm chức đặc trƣng liên kết có phân tử hợp chất Bởi phổ hồng ngoại hợp chất đƣợc xem nhƣ “dấu vân tay”, dựa vào ta nhận dạng đƣợc chúng Nhƣ phƣơng pháp phân tích phổ hồng ngoại cung cấp thông tin quan trọng dao động phân tử, thông tin cấu trúc phân tử Các vùng phổ hồng ngoại thƣờng đƣợc ghi với trục tung biểu diễn T% độ truyền qua), trục hoành biểu diễn số sóng với giá trị giảm dần Theo thói quen ngƣời ta gọi số sóng tần số kí hiệu v (cm-1) Hầu hết nhóm nguyên tử hợp chất hữu hấp thụ vùng 4000-650 cm-1 Vùng phổ từ 4000 – 1500 cm-1 đƣợc gọi vùng nhóm chức chứa hầu hết vân hấp thụ nhóm nhƣ OH, NH, C=O, C=C… Vùng phổ nhóm chức tập trung làm vùng mà vùng tần số đặc trƣng nhóm có giá trị thay đổi phụ thuộc vào cấu tạo phân tử + Vùng 3650 - 2400 cm-1: chứa vân dao động hóa trị X-H (X: O, N, S, P…) + Vùng 2400 – 1900 cm-1: chứa vân dao động hóa trị nhóm mang liên kết ba hai liên kết đôi kề + Vùng 1900 – 1500 cm-1: chứa vân dao động hóa trị nhóm mang liên kết đôi dao động biến dạng liên kết –NH2 Vùng phổ tử 1500 – 700 cm-1 có chứa vân hấp thụ đặc trƣng cho dao động hóa trị liên kết đơn nhƣ C-C, C-O, C-N… vân dao động 29 biến dạng liên kết nhƣ C-C, C-H… nhƣng thƣờng đƣợc dùng để nhận dạng toàn phân tử xác định nhóm chức Do vùng phổ thƣờng đƣợc gọi vùng vân tay Vùng phổ từ 650 – 250 cm-1 cung cấp thông tin có giá trị hợp chất vô phức chất, chứa vân phổ có liên quan đến dao động hóa trị liên kết C-Br, C-I C-M (M kim loại) 2.2.4.3 Phương pháp kiểm tra độ hút ẩm muối Để kiểm tra độ hút ẩm muối kép tạo thành, ta tiến hành để muối kép không khí thời gian khác nhau, sau cân khối lƣợng muối, xác định khối lƣợng muối thay đổi sau khoảng thời gian Độ hút ẩm muối sở để xác định cách thức bảo quản muối Và yếu tố để so sánh ƣu điểm muối kép so với muối đơn 30 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU 3.1.1 Sơ đồ nghiên cứu Xử lí nguyên liệu Nguyên liệu Vỏ bứa - Làm - Sấy khô - Nghiền nhỏ Dịch muối Kali hydroxycitrat KOH Chƣng ninh X/đ độ ẩm X/đ hàm lƣợng tro Dung dịch Dung dịch chiết axit(không màu nâu đỏ) - Loại pectin màu) -Tẩy màu Thêm MgCO3 Dung dịch muối kép K/Mg hydroxycitrat Tẩy màu, cô cạn, xử lý cồn Chất rắn màu trắng Xử lý muối Muối kép K/Mg hydroxycitrat Đo IR Đo AAS Đo HPLC Hình 3.1 Sơ đồ nghiên cứu 31 3.1.2 Xác định số tính chất vật lý 3.1.2.1 Độ ẩm Cân khoảng 10 gam vỏ bứa khô xay mịn vào cốc sứ rửa sạch, sấy khô biết khối lƣợng xác Cho cốc sứ chứa vỏ bứa khô vào tủ sấy sấy nhiệt độ không đổi 800C vòng Sau sấy giờ, ta lấy cốc sứ cho vào bình hút ẩm cốc sứ nguội hẳn tiến hành cân để xác định khối lƣợng cân phân tích Cứ làm khối lƣợng hai lần liên tiếp không đổi chênh lệch khoảng 0,005 gam dừng trình sấy Kết xác định độ ẩm đƣợc thể Bảng 3.1 Bảng 3.1 Kết xác định độ ẩm 10 gam vỏ bứa khô Mẫu trƣớc Mẫu sau sấy Nƣớc sấy (gam) (gam) mẫu (gam) 01 10,218 9,626 0,592 5,79 02 10,183 9,611 0,572 5,62 03 10,205 9,623 0,582 5,71 STT Độ ẩm (%) Trung bình: 5,71 % Nhận xét: Độ ẩm trung bình có vỏ bứa khô khoảng 5,71% Với độ ẩm nhƣ nguyên liệu tƣơng đối ổn định điều kiện thƣờng, dễ dàng bảo quản nguyên liệu khoảng thời gian dài mà không bị nấm mốc, không ảnh hƣởng đến chất lƣợng nguyên liệu 3.1.2.2 Hàm lượng tro Để xác định hàm lƣợng tro vỏ bứa, ta cho vỏ đƣợc sấy khô cho vào cốc sứ đƣợc sấy khô biết xác khối lƣợng Cho cốc sứ có chứa vỏ bứa vào lò nung nung nhiệt độ 8000C tiến hành tro hóa vòng thời gian Sau thời gian tro hóa, ta thấy tro có màu trắng, dạng bột mịn Dùng kẹp dài lấy cốc sứ khỏi lò nung cho vào bình hút ẩm cốc nguội hẳn cân cốc cân phân tích tính khối lƣợng Sau 30 phút ta tiến hành lặp lại trình lần khối lƣợng hai lần cân liên tiếp không đổi sai số 0,001 gam dừng trình tro hóa 32 Kết xác định hàm lƣợng tro đƣợc thể Bảng 3.2 Bảng 3.2 Kết xác định hàm lượng tro vỏ bứa khô Khối STT lƣợng cốc (gam) Cốc + mẫu Khối trƣớc tro hóa (gam) lƣợng mẫu (gam) Cốc + mẫu Khối Tỉ lệ sau tro hóa (gam) lƣợng tro (gam) tro (%) 01 30,921 33,676 2,755 30,951 0,030 1,09 02 29,932 32,851 1,919 29,952 0,020 1,04 01 27,995 31,090 2,095 28,025 0,025 1,19 Trung bình: 1,107 % Nhận xét: Hàm lƣợng tro trung bình vỏ bứa khô thấp, chiếm khoảng 1,107% khối lƣợng Điều dự đoán hàm lƣợng khoáng có vỏ bứa khô đặc biệt vỏ bứa tƣơi thấp 3.1.3 Chiết tách axit phƣơng pháp chƣng ninh nồi áp suất Cân khoảng 10 gam mẫu vỏ bứa khô cho vào túi vải với 200ml nƣớc cất Thực chƣng ninh nồi áp suất nhiệt độ 1270C, áp suất 0,15 MPa thời gian Tiến hành lọc giấy lọc thu dịch chiết, phần xác thực chiết lặp lần để thu hồi toàn lƣợng axit có mẫu Phần xác sau chiết lặp lần không vị chua, thử giấy đo pH cho pH trung tính Dịch chiết có màu nâu đỏ, cô đặc đến thể tích 100ml Trộn lẫn dịch lần chiết với 200ml etanol 960 để kết tủa hết pectin, cô đặc đến 30ml Cho vào 4g than hoạt tính ngâm nƣớc ấm 60 phút, sau lọc phễu Buchne Than hoạt tính đƣợc rửa lại lần, lần với 10ml nƣớc để thu hồi hết axit Dịch chiết sau xử lý than hoạt tính bị màu hoàn toàn lƣu giữ 40C tủ lạnh đến sử dụng để chuẩn độ Kết đƣợc trình bày Hình 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.3 Kết chuẩn độ axit phương pháp chuẩn độ axit-bazơ Thể tích dịch chiết STT chuẩn độ (ml) Thể tích NaOH 0,2 N chuẩn độ (ml) Tổng lƣợng axit (N) 10 38,1 0,762 10 37,6 0,752 10 38,7 0,774 Tổng lƣợng axit trung bình (N) 0,762 33 *Nhận x t Từ kết Bảng 3.1 ta thấy, hàm lƣợng trung bình axit -)-HCA phƣơng pháp chuẩn độ từ dịch chiết thu đƣợc tƣơng đối lớn 0,762N); điều thuận lợi cho trình cho trình tổng hợp muối kép sau Đây kết bƣớc đầu góp phần quan trọng việc tạo muối kép đạt hiệu suất cao Sau định hàm lƣợng -)-HCA, tiếp tục phân tích -)-HCA dịch chiết thu đƣợc theo phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu cao – HPLC, nhằm đƣa kết xác (Hình 3.2) Hình 3.2 Sắc kí đồ H LC -)-HCA * Nhận xét: Quan sát sắc kí đồ Hình 3.2, ta thấy sắc kí đồ tƣơng đối “sạch”, có tín hiệu nhiễu thời gian lƣu R= 6,479 phút, có pic rõ, điều chứng minh pic chiếm diện tích lớn Dựa kết thu đƣợc, tiến hành tổng hợp muối kép K/Mg HCA 3.1.4 Thực nghiệm tổng hợp muối kép K/Mg hydroxycitrat Lấy 100 ml dung dịch axit thu đƣợc phƣơng pháp chƣng ninh Hòa tan KOH nƣớc cho vào dung dịch axit khuấy pH 3-5 34 dùng KOH điều chỉnh) Dung dịch MgCO3 đƣợc thêm từ từ vào dung dịch khuấy pH 9-10 dùng KOH, MgCO3 để điều chỉnh) cho phản ứng xảy hoàn toàn Tiếp tục khuấy pH 8-9 dùng HCA điều chỉnh) giờ, thu đƣợc dịch muối Xử lý dịch muối theo bƣớc: Tẩy màu than hoạt tính Đổ cồn tuyệt đối vào để kết tủa muối Lọc để lấy muối Ngâm rửa muối nhiều lần cồn 960 Ngâm qua đêm cồn tuyệt đối sấy 1000C 48 Ta đƣợc muối kép K/Mg hydroxycitrat Một số hình ảnh thực nghiệm tổng hợp muối kép K/Mg hydroxycitrat Hình 3.3 Muối kép Kali – Magie hydroxycitrat lọc sấy khô 3.2 XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA SẢN PHẨM MUỐI 3.2.1 Kiểm tra sản phẩm muối phổ hồng ngoại IR Để kiểm tra sản phẩm muối kép K/Mg hydroxycitrat đƣợc tạo thành tinh chế, ta thực chụp phổ hồng ngoại IR để so sánh với phổ hồng ngoại IR canxi hydroxycitrat chuẩn, kali hydroxycitrat kết IR thu đƣợc từ tài liệu nƣớc muối kép axit (-)-hydroxycitric Kết chụp phổ hồng ngoại muối kép K/Mg hydroxycitrat tạo thành đƣợc thể hình 3.4 35 Hình 3.4 Phổ IR muối kép K/Mg hydroxycitrat tinh chế So sánh kết phổ IR muối thu đƣợc với liệu phổ IR thu đƣợc kết nhƣ bảng 3.4 Bảng 3.4 So sánh kết phổ IR muối k p K/Mg HCA Số sóng cm-1 Pic đặc trƣng Muối kép axit (-)Muối kép K/Mg HCA hydroxycitric (TLTK) Dao động hóa trị OH 3405,78 3403 1617,24 1599 1401,95 1407 1103,59; 1061,64 1099; 1062 633,2 638 Dao động hóa trị không đối kđđ xứng COO Dao động hóa trị đối xứng COO Dao động hóa trị CO (ancol) Dao động uốn liên kết C -C 36 Nhận xét: Phổ hồng ngoại IR muối kép axit (-)-hydroxycitric chuẩn muối kép K/Mg hydroxycitrat tƣơng tự Nhƣ vậy, bƣớc đầu khẳng định muối kép K/Mg hydroxycitrat đƣợc tạo thành có cấu trúc tƣơng tự với muối kép axit (-)hydroxycitric 3.2.2 Kiểm tra sản phẩm muối phổ HPLC Để kiểm tra độ tinh khiết muối kép tạo thành ta tiến hành kiểm tra phƣơng pháp sắc kí lỏng cao áp (HPLC) Kết kiểm tra HPLC thể hình 3.5 Hình 3.5 Sắc kí đồ HPLC muối kép K/Mg hydroxycitrat axit hóa *Nhận x t Kết phân tích HPLC cho thấy thời gian lƣu muối axit hóa 6,484 phút, có vài tín hiệu nhỏ bên cạnh tạp chất, tín hiệu không ảnh hƣởng nhiều đến giá trị muối kép đƣợc axit hóa sắc kí đồ Bên cạnh đó, giá trị thời gian lƣu muối kép K-Mg hydroxycitrat tổng hợp cho thấy khác biệt lớn so với thời gian lƣu axit hydroxycitric có loài bứa tai chua Garcinia cowa Roxb, đƣợc nghiên cứu từ lâu giới Nhƣng sắc 37 kí đồ xuất pic với hình dạng rõ ràng, chiếm diện tích lớn, hàm lƣợng đƣợc xác định tƣơng đối lớn, tín hiệu pic axit hydroxycitric đƣợc chuyển hóa lại Điều chứng tỏ sản phẩm muối kép tạo thành tinh khiết độ tinh khiết đƣợc xác định khoảng 96,86% 3.2.3 Xác định hàm lƣợng ion Mg2+ K+ sản phẩm muối kép phƣơng pháp AAS Kết xác định hàm lƣợng ion Mg2+ K+ sản phẩm muối kép tạo thành đƣợc thể bảng 3.5 Bảng 3.5 Kết xác định hàm lượng ion Mg2+ K+ sản phẩm muối k p Phƣơng pháp Kết Kết lý thuyết phân tích mẫu (%) (%) Hàm lƣợng Mg2+ AAS 11,38 8,955 Hàm lƣợng K+ AAS 12,74 14,55 TT Tên ion Nhận xét: Hàm lƣợng ion Mg2+ sản phẩm muối kép xác định đƣợc phƣơng pháp AAS 113,8 mg/g (chiếm 11,38%), cao so với hàm lƣợng magie tính toán theo lý thuyết (dựa vào công thức 24/268 =8,955%) Hàm lƣợng ion K+ sản phẩm muối kép xác định đƣợc phƣơng pháp AAS 127,4 mg/g (chiếm 12,74%), thấp so với hàm lƣợng kali tính toán theo lý thuyết (dựa vào công thức 39/268 = 14,55%) Kiểm tra sản phẩm muối phƣơng pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) cho thấy hàm lƣợng Mg2+ K+ lần lƣợt 11,38%, 12,74% kết hợp với nghiên cứu lí thuyết đề nghị công thức cấu tạo muối HCA K-Mg nhƣ sau: H HO C HO C COO Ha C Mg COO COOK Hb Hình 3.6 Cấu trúc dự đoán muối kép K /Mg hydroxycitrat 38 3.2.4 Kiểm tra độ hút ẩm muối kép Kali- Magie hydroxycitrat Để kiểm tra độ hút ẩm muối kép tạo thành, ta tiến hành để muối kép không khí thời gian khác Kết đƣợc trình bày Bảng 3.6 Bảng 3.6 Kết đo độ hút ẩm muối k p Kali- magie hydroxycitrat Thời gian (phút) 30 60 Khối lƣợng muối (gam) 1,52 1,52 1,53 120 1,57 180 1,59 360 1,67 *Nhận xét: Từ kết Bảng 3.6, ta thấy, khối lƣợng muối qua thời gian không thay đổi nhiều, từ ta kết luận độ hút ẩm muối kép Kali- magie hydroxycitrat thấp Đây ƣu điểm lớn muối kép so với muối đơn 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trong trình triển khai nghiên cứu, đề tài đạt đƣợc số kết nhƣ sau: - Đã tiến hành chiết tách HCA từ dịch chiết vỏ bứa phƣơng pháp chƣng ninh với dung môi nƣớc cất nhiệt độ 127oC, áp suất 0,15 MPa, thời gian Hàm lƣợng axit thu đƣợc 0,762N - Đã xây dựng quy trình tổng hợp muối kép Kali-Magie hydroxycitrat từ dịch chiết vỏ bứa tai chua - Kiểm tra hàm lƣợng thành phần muối kép tinh chế đƣợc phƣơng pháp HPLC, AAS; xác định cấu trúc phổ IR kiểm tra độ hút ẩm muối kép Kết kiểm tra tƣơng ứng với công thức cấu tạo đề nghị H HO C COO HO Ha C C Mg COO COOK Hb Kiến nghị (-)-HCA có tính chống béo phì hiệu đƣợc cung cấp chủ yếu dƣới dạng muối Vì vậy, nên tiếp tục nghiên cứu theo hƣớng điều chế ứng dụng muối (-)-HCA dạng muối kép để tăng hiệu sản xuất dƣợc liệu hay thực phẩm chức với mục đích giảm cân 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Võ Văn Chi 1999), Từ điển thuốc Việt Nam, Nhà xuất y học, Hà Nội 2 Đào Hùng Cƣờng (2007), Cơ sở hóa học hữu cơ, Nhà xuất Đà Nẵng 3 Nguyễn Tinh Dung (2000), Hóa học phân tích, Phần III - Các phương pháp phân tích định lượng hóa học, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 4 Nguyễn Minh Hiền (2008), Khóa luận tốt nghiệp cử nhân sƣ phạm 5 Phan Thị Huyền (2011), Khóa luận tốt nghiệp cử nhân sƣ phạm 6 Đỗ Tất Lợi (2005), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất y học, Hà Nội [7] Trần Quốc Sơn, Đặng Văn Liếu (2008), Giáo trình sở Hóa học hữu cơ, Tập 1, Nhà xuất Đại học Sƣ phạm Tiếng Anh 8 Bernard W.Downs, Manashi Bagchi, Gottumukkala V.Subbaraju et al (2005), "Bioefficacy of a novel calcium-potassium salt of (-)-hydroxycitric acid”, ELSEVIER [9] Bhaskaran et al (2009), “Hydroxycitric acid salt composition and method of making”, Patent No US7507421 B2 [...]... ứng dụng của axit HCA, cũng nhƣ những dẫn xuất của nó một cách rộng rãi và hiệu quả Vì vậy, để khắc phục nhƣợc điểm trên chúng tôi tiến hành tổng hợp muối kép của HCA, tôi chọn đề tài: Tổng hợp và xác định cấu trúc của muối kép Kali - Magiê hydroxycitrat từ vỏ quả bứa tai chua – Garcinia cowa 2 Mục tiêu nghiên cứu - Xác định các điều kiện để chiết đƣợc tối đa lƣợng axit có trong vỏ quả bứa khô bằng... trình tổng hợp muối kép K/Mg hydroxycitrat - Kiểm tra cấu trúc muối bằng phổ hồng ngoại IR - Xác định các thành phần có trong muối bằng phƣơng pháp HPLC và AAS - Kiểm tra độ hút ẩm của muối kép 3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng + Muối kép K/Mg hydroxycitrat 3.2 Phạm vi nghiên cứu + Tổng hợp muối kép K/Mg hydroxycitrat từ axit hydroxycitric chiết tách từ vỏ quả bứa tai chua khô 4 + Xác định. .. lƣỡng sắc, và tính toán góc quay của phân tử Glusker và những cộng sự đã báo cáo cấu trúc và cấu hình chính xác của canxi hydroxycitrat và (-)-HCA lacton bằng chụp X-quang tinh thể Stallings và những cộng sự báo cáo cấu trúc tinh thể muối etylene diamine cặp ðồng phân lập thể hydroxycitrat 1.2.5 Tính chất của (-)-HCA và lacton Tính chất vật lý của (-)-HCA và lacton (Hình 1.9) từ Garcinia và Hibiscus... ra hoa vào suốt mùa nắng, và trái chín kéo dài trong mùa mƣa Hạt của Garcinia cambogia chứa 31% dầu béo có thể ăn đƣợc Quả của Garcinia cambogia có nhiều axit có thể ăn sống Nƣớc sắc của vỏ quả có thể chữa bệnh thấp khớp và bệnh đau đƣờng ruột Nó cũng đƣợc sử dụng làm thuốc thú y để rửa các bệnh ở mồm gia xúc Tại Ceylon-Ấn Độ vỏ quả khô của G cambogia đƣợc sử dụng với muối trong muối cá Vỏ quả khô... kho cá Quả này cũng đƣợc sử dụng làm thuốc nhuộm với nhôm trong nhuộm tơ lụa Nƣớc sắc từ quả và rễ đƣợc sử dụng để chữa bệnh đau tai Hình 1.7 Lá, quả và cây Garcinia atroViridis 1.2 AXIT HYDROXYCITRIC (HCA) 1.2.1 Nguồn gốc (-)-HCA (-)-HCA đƣợc tìm thấy trong vỏ quả của một vài loài bứa, bao gồm tai chua (G cowa) , G cambogia, G indica, và G atroViridis Các loài này mọc nhiều tại lục địa Ấn độ và phía... đó sấy khô đến độ ẩm thích hợp Phƣơng pháp thực nghiệm: Sử dụng chiết chƣng ninh để chiết tách HCA; Chuyển hóa HCA thành muối kép K/Mg hydroxycitrat; Phân tích công cụ để xác định hàm lƣợng và cấu trúc của muối kép tạo thành 5 Nội dung nghiên cứu - Tổng quan về cây bứa và axit hydroxycitric (HCA) - Chọn và xử lí nguyên liệu - Chiết tách axit bằng phƣơng pháp chƣng ninh - Xác định hàm lƣợng axit có trong... lần uống trong ngày Ghi chú: Còn loài bứa rừng hay bứa núi - Garcinia oliveri Pierre, mọc khá phổ biến ở miền Nam nƣớc ta, có đọt non và lá dùng nấu canh chua Quả có thịt và vỏ quả trong chua, dùng ăn đƣợc Hình 1.3 Cây, quả bứa nhà 10 1.1.2.4 Tai chua Tên khoa học là Garcinia pedunculata Roxb (G cowa Roxb) Cây nhỏ mọc thẳng, thân thƣờng có nhiều u lồi Cành nhiều và mảnh, thƣờng nằm ngang, đầu hơi rủ... Đƣơng lƣợng của lacton sạch là 69, xác định bằng chuẩn độ 17 kiềm hoặc phân tích bằng muối bạc Phổ IR của etyleste cho thấy este và nhóm hydroxyl lần lƣợc là 5,41-5,76 và 2,74-2,79 μ Cấu trúc của (-)-HCA lacton đã đƣợc chứng minh bằng phổ IR và 1H NMR (-)- HCA lacton thể hiện rõ dải sóng phổ IR tại 3200, 1760, và 1680 cm-1 Bảng 1.1 So sánh tính chất vật lý của HCA, lacton từ Garcinia và Hibiscus Garcinia. .. Jayaprakasha và Sakariah đã phát triển phƣơng pháp sắc ký lỏng cao áp HPLC) để xác định axit hữu cơ trong quả của G cambogia, mẫu chiết thƣơng mại của G cambogia, và lá, vỏ quả của G indica Trong phƣơng pháp HPLC này, dịch chiết pha loãng có thể xác định định lƣợng mà không cần cô đặc, sấy Đây là điểm thuận lợi để có thể định lƣợng (-)-HCA và lacton của nó một cách riêng biệt 19 1.2.7 Tác dụng của HCA... Garcinia (Hình 1.8, I) và một đồng phân nữa đƣợc tìm thấy trong loài cây dâm bụt (Hibiscus) (Hình 1.8, II) Cấu hình chính xác của lacton axit hydroxycitric, axit hibiscus và axit garcinia, đã đƣợc xác định lần lƣợc là axit (2S, 3R)- và (2S, 3S)-2-hydroxycitric-2,5lacton (Hình 1.9) Cấu hình chính xác đƣợc xác định bằng qui luật Hudson’s lacton, chiều quay quang học của ánh sáng phân cực, vòng tròn của