1
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Ngành cử nhân hóa dược
2
M
1.
3
hợp chất trong hạt tiêu đen để đóng góp một phần nhỏ trong việc đánh giá tài
nguyên thiên nhiên và sử dụng chúng một cách có hiệu quả, khoa học hơn.
2.
- Nghiên cứu quy trình chiết tách các hợp chất hóa học có trong hạt tiêu đen.
- Xác định thành phần hóa học, công thức cấu tạo của các hợp chất có trong hạt
tiêu đen.
3.
- Đối tượng: Hạt tiêu đen ở huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu quy trình chiết tách, xác định thành phần và
cấu trúc một số hợp chất trong hạt tiêu đen.
4.
4.1. Nghiên cứu lý thuyết: Tổng quan tài liệu, các tư liệu, sách báo trong và ngoài
nước kết hợp tìm hiểu thực tế về đặc điểm hình thái thực vật, thành phần hoá học,
công dụng của hạt tiêu đen.
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm
- Phương pháp lấy mẫu, thu gom và xử lý mẫu
- Phương pháp phân tích trọng lượng: xác định độ ẩm, hàm lượng tro
- Phương pháp phân hủy mẫu phân tích: tro hóa mẫu
- Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS: xác định hàm lượng kim loại
nặng
- Phương pháp chiết Soxhlet
- Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS: khảo sát các điều kiện chiết
tối ưu
- Phương pháp định tính alkaloid
- Phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ GC-MS: xác định thành phần hóa học
của hạt tiêu đen
- Phương pháp thử hoạt tính sinh học.
5.
thái cộng đồng. Có thể kể đến một số loài như: Piper lolot C. DC. (Lá lốt), Piper
nigrum L. (Hồ tiêu), Piper longum (Hồ tiêu dài), Piper belte (Trầu không), … (Hình
1.1)
Piper lolot C. DC. Piper longum Piper belte
Hình 1.1. Một số loài trong chi Hồ Tiêu
1.2. [3], [5], [7], [16], [17], [19], [20]
1.2.1. Tên gọi
Tên thường gọi : Hồ tiêu (Hình 1.2)
Tên khác : Cổ nguyệt, Hắc cổ nguyệt, Hắc xuyên, Mạy lòi (Tày)
Tên nước ngoài : Black pepper (Anh), Poivrier commun (Pháp)
Tên khoa học : Piper Nigrum L.
6
1.2.2. Phân loại khoa học
Giới : Plantae
Ngành : Magnoliophyta
Lớp : Magnoliopsida
Phân lớp : Magnoliidae
Bộ : Piperales
Họ : Piperaceae
Chi : Piper
Loài : Piper Nigrum L.
1.2.3. Đặc tính sinh thái
1.2.3.1. Nguồn gốc
Hồ tiêu có nguồn gốc ở vùng Tây Ghats, Kerala, Ấn Độ, nơi có nhiều giống
tiêu hoang dại, mọc rất lâu đời. Hồ tiêu đã được tìm thấy cách đây hơn 4000 năm và
được trồng từ 1000 năm trước Công nguyên. Sau đó, tiêu được người Hindu mang
nước và được đánh giá cao vì có độ thơm và vị cay nồng đặc trưng.
1.2.3.3. Điều kiện sống
Cây hồ tiêu thích hợp với khí hậu vùng xích đạo và nhiệt đới. Môi trường sinh
trưởng tự nhiên là rừng xích đạo nóng ẩm quanh năm. Cây ưa lặng gió, che bóng,
nhiệt độ thích hợp trung bình 22-28
0
C. Hồ tiêu yêu cầu lượng mưa cao từ 2000-
3000mm/năm, phân bổ đều trong 7-8 tháng và cần 3-5 tháng không mưa ở cuối giai
đoạn thu hoạch để phân hóa mầm hoa tốt, ra hoa tập trung. Độ ẩm không khí thích
hợp cho sự thụ phấn của hoa tiêu là 75– 90%. Hồ tiêu có thể trồng được trên nhiều
vùng đất nhưng đất thích hợp phải là đất tơi xốp, nhiều mùn, pH 5,5-7, dốc thoải
nhiều màu, thoát nước tốt.
1.2.4. Đặc tính thực vật
Hồ tiêu là một loại dây leo sống nhiều năm.
Dây leo nhờ thân quấn chia thành nhiều đoạn và
gấp khúc ở các mấu, mấu phù to, màu nâu xám,
mang nhiều rễ móc để thân bám vào giá tựa. Thân
dài, nhẵn không mang lông, có nhiều nhánh, tròn,
phân đốt, là loại thân tăng trưởng nhanh. Cấu tạo
thân tiêu gồm nhiều bó mạch libe mộc có kích
thước lớn có khả năng vận chuyển lượng nước và
muối khoáng từ đất lên thân. Khi còn non thân
Hình 1.3. Thân hồ tiêu
8
tiêu màu xanh, nhẵn, khi già thân chuyển thành màu xám, có nốt sần. Toàn cây có
mùi thơm. (Hình 1.3)
Lá đơn, mọc cách, có cuống, phiến lá hình 9
1.2.5. Thu hái và chế biến
Hồ tiêu được thu hoạch mỗi năm một lần. Thu hoạch vào cuối mùa hè. Tùy
theo cách thu hái và chế biến mà ta có các loại tiêu khác nhau.
Tiêu trắng: Hái quả chín có màu đỏ (tốt nhất trên 20% quả chín), loại bỏ lớp
vỏ ngoài rồi phơi khô, thu được hồ tiêu sọ có màu trắng ngà, xám, ít nhăn nheo, ít
thơm nhưng cay hơn. (Hình 1.7)
Tiêu đen: Hái quả còn xanh, vào lúc xuất hiện một số quả chín trên chùm (tốt
nhất có trên 5% quả chín có màu vàng, đỏ) về phơi hoặc sấy khô ở 40-50
0
C; các quả
sau khi phơi vỏ quả sẽ săn lại, ngả màu đen ta có hồ tiêu đen. (Hình 1.8)
Hình 1.7. Tiêu trắng Hình 1.8. Tiêu đen
Tiêu đỏ: Là loại hồ tiêu chín cây hoặc được thu hái khi rất già rồi ủ chín. Màu
đỏ của quả tiêu được giữ lại bằng cách ngâm vào dung dịch nước muối cùng với
chất bảo quản thực phẩm, sau đó được khử nước. (Hình 1.9)
Tiêu xanh: Các quả được hái khi còn xanh, bảo quản trong nước muối, giấm
hoặc axit citric để giữ lại màu xanh tự nhiên và hương vị của hạt tiêu tươi. (Hình
1.9)
Tiêu đỏ Tiêu xanh
Hình 1.9. Tiêu đỏ và tiêu xanh
1.11)
Vỏ quả ngoài: biểu bì cấu tạo bởi một
lớp tế bào hình tam giác đỉnh bầu quay vào
trong, có lớp cutin dày. Vòng mô cứng xếp sát
biểu bì. Tế bào mô cứng hình đa giác, kích
thước không đều, vách dày, ống trao đổi
rõ. (Hình 1.12a)
Vỏ quả giữa: cấu tạo bởi tế bào nhỏ,
hình bầu dục hoặc đa giác, thành mỏng, nhăn
nheo, rải rác có tế bào chứa tinh bột. (Hình
1.12b)
Vỏ quả trong: gồm tế bào mô cứng thành dày ở vách ngoài, dưới là một lớp tế
bào hình chữ nhật đứng có vách cellulose bị ép dẹp, trong cùng là lớp tế bào hình
chữ nhật kích thước không đều, có vách cellulose hơi uốn ở vách bên. Tế bào chứa
tinh dầu có nhiều trong mô mềm vỏ. (Hình 1.12c)
Nhân hạt: gồm lớp tế bào vỏ hạt xếp đều đặn, thành mỏng. Vùng ngoại nhũ rất
rộng, phía trong gồm các tế bào lớn hơn, thành mỏng chứa nhiều tinh bột và tế bào
tiết tinh dầu. Đối diện với cuống quả có vùng nội nhủ rất nhỏ, cây mầm nằm trong
nội nhũ. (Hình 1.12d)
(a) (b) (c) (d)
Hình 1.12. Vi phẫu từng phần của hạt tiêu đen
(a) vỏ quả ngoài; (b) vỏ quả giữa; (c) vỏ quả trong; (d) ngoại nhũ
Hình 1.11. Vi phẫu hạt tiêu đen
12
1.3.3. Một số tiêu chuẩn kỹ thuật đối với hạt tiêu đen
Theo TCVN 7036-2002 của Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đã
β-Caryophyllene
limonene
pinene
eugenol
α-humulene
Có 2 alkaloid chủ yếu trong hồ tiêu là piperine và chavixin.
13
- Piperine (C
17
H
19
O
3
N): + Có trong hạt tiêu từ 5-9%, tinh thể không màu, không mùi, không tan trong
nước sôi, rất tan trong rượu nóng, tính kiềm nhẹ, đồng phân với morphin.
+ Khi đun với rượu kali, cho muối kali của axit piperic C
12
H
10
O
4
và một
O
O
COOH
O
O
CHO
O
O
COOH
O
O
CH
2
OH
H
3
CO
OH
COOH
piperine
piperidine
piperic acid
piperonylic acid
piperonyl alcohol
vanillic acid
piperonal
- Chavixin (C
17
H
Tucuman Nacinal Organic Argentina năm 2009 đã nghiên cứu về tinh dầu và nhựa
dầu của hạt tiêu đen. Tinh dầu hạt tiêu đen được trích xuất với bộ dụng cụ
Clevenger, được phân tích GC-MS cho thấy sự hiện diện của 54 thành phần đại diện
cho khoảng 96,6% của tổng trọng lượng. Caryophyllene (29,9%) đã được tìm thấy
như là thành phần chủ yếu cùng với limonene (13,2%), β-pinen (7-9%), sabinene
(5,9%) và một số nhỏ các thành phần khác. Nhựa dầu được chiết Soxhlet với 2 loại
dung môi etanol và ethyl acetate. Thành phần chính của cả nhựa chiết trong ethanol
và ethyl acetate là piperine (63,9 và 39,0%), với nhiều thành phần khác có hàm
lượng ít hơn.
Và theo như một công bố trên trang web của trung tâm khoa học và công nghệ
cao Italy (International Centre for Science and High Technology - AREA Science
Park -Padriciano 99 - 34012 Trieste - Italy) cho thấy thành phần hóa học của hạt
tiêu đen qua các nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới như sau:
- Piperine, sabinene, limonene, caryophyllene, β-pinene, α-pinene,δ3-carene;
3,4-dihydroxy phenyl ethanol glycosides, l-phyllandrene, pipertipine, pipercitine; β-
sitosterol, (2E,4E,8Z)-N-isobutyleicosatrienamide, pellitorine, guineensine,
piperettine, pipericine, (3,4-methylenedioxyphenyl) cinnamaldehyde, dipiperamides
A (I), B and C, pipnoohine, pipyahyine (Siddiqui et al., 2004; Gruenwald et al.,
2000; Duke and Ayensu, 1985; Thomas Li, 2000; Siddiqui et al., 2002; Tsukamoto
et al., 2002).
- Terpinen–4-ol, caryophyllene oxide, β-caryophyllene, α-phellandrene,
eugenol, α-humulene (Musenga et al, 2007).
- Retrofractamide A, pipercide, piperchabamide D, dehydroretrofractamide C,
dehydropipernonaline (Rho et al, 2007).
- (2E,4Z,8E)-N-[9-(3,4-methylenedioxyphenyl)-2,4,8-nonatrienoyl]piperidine,
Retrofractamide C, pipernonaline, piperrolein B, dehydropipernonaline (Lee, 2006).
- Tricyclo[6.2.1.0(4,11)]undec-5-ene,1,5,9,9-tetramethyl-(isocaryophyllene-II),
β-emelene, 4,11,11-trimethyl-8-methylene-,[1R-(1R*,4E,9S*)]-bicyclo [7.2.0]
undec-4-ene, decahydro-4a-methyl-1-methylene-7-(1-methylethenyl)-,[4aR-(4a α,7
cho hệ tiêu hóa, lại không có cholesterol. Chính vì thế, hạt tiêu là loại gia vị được
dùng phổ biến nhất trên thế giới.
16
Chất dinh dưỡng: Hạt tiêu đen có chứa một số khoáng chất rất quan trọng đối
với cơ thể con người, một trong số đó là crom. Hạt tiêu đen cũng chứa canxi, đồng,
sắt, magie, mangan, photpho và kẽm. Hạt tiêu đen thì không được coi là một thực
phẩm có chứa vitamin, nhưng nó chứa nhiều vitamin và dinh dưỡng thực vật hơn
chúng ta nghĩ. Hạt tiêu đen có hàm lượng vitamin K cao, chứa beta-carotene, beta-
cryptoxanthin, choline, axit folic, lycopene, niacin, pyridoxine, riboflavin, thiamin,
các vitamin A, C, E. Phần lớn các vitamin này có đặc tính chống oxy hóa, giúp
giảm tác hại của các gốc hóa học tự do trên cơ thể và giúp ngăn chặn ung thư làm
thay đổi các tế bào. Theo phân tích của Quỹ Thực phẩm lành mạnh thế giới (Mỹ) đã
chứng minh: Cứ 2 muỗng cà phê hạt tiêu (khoảng 4,28g) sẽ cung cấp khoảng 10,88
calorie, 0,24mg mangan, 6,88mg vitamin K, 1,24mg sắt, 1,12g chất xơ, 0,88mg
vitamin C,
Chất bảo quản: Hạt tiêu được dùng như là một chất bảo quản tự nhiên cho thịt
và các loại thực phẩm dễ bị hư hỏng khác. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng điều này là
do các tính chất chống oxy hóa và chống vi khuẩn hiện diện trong hạt tiêu.
Trong y dược: Do có sự hiện diện của chất piperine, tinh dầu và nhựa có mùi
thơm, vị cay, tính nóng, nên có tác dụng kích thích tiêu hóa. Hạt tiêu kích thích sự
tiết ra một số men tiêu hóa của tuyến tụy như amylase, trypsin, chymotrypsin và
lipase, làm thúc đẩy quá trình tiêu hóa tốt hơn, giúp ăn ngon miệng, tăng cường
chức năng hoạt động của tuyến tụy, giúp ấm bụng, giảm đau, chống nôn; được dùng
chữa cảm hàn, chữa chứng tiêu chảy, giảm tỉ lệ mắc chứng đầy hơi khó tiêu, … Hạt
tiêu cũng có thể làm giảm kích ứng với vết côn trùng cắn, giúp chống lại tình trạng
viêm đường hô hấp như hen suyễn. Bên cạnh đó piperine còn làm tăng sinh khả
dụng của một số chất dinh dưỡng và thuốc.
(có trong nghệ) và piperine (trong tiêu đen) có thể làm giảm số lượng các tế bào gốc
của những tế bào vú được nuôi cấy. Hai hợp chất vừa kể cản trở quá trình tự làm
mới, một đặc tính tiêu biểu ở các tế bào gốc ung thư nhưng không ảnh hưởng đến
quá trình biệt hóa tế bào nên không độc hại với những mô vú bình thường. Các nhà
nghiên cứu dự định thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 1 để xác định liều lượng
curcumin và piperine có thể dung nạp ở người.
1.3.7. Một số bài thuốc y học cổ truyền sử dụng hạt tiêu đen
Từ lâu dân gian đã sử dụng hạt tiêu đen để chữa nhiều bệnh như trộn hạt tiêu
đen với bơ tươi đã diệt khuẩn làm từ sữa bò có thể chữa eczema và ghẻ. Trường hợp
bứu giáp có thể dùng hạt tiêu đen xay cùng với gỗ cây thông làm thành một thứ bột
18
và bôi lên. Hạt tiêu đen xay thật mịn và trộn với dầu vừng rồi đem đun trên lửa thật
nhỏ để làm thành chất kem bôi lên những chỗ bị tác động bởi bệnh liệt. Bôi hạt tiêu
đen vào lợi sẽ làm giảm cơn đau răng. Hạt tiêu đen rang và xay thành bột trộn với
mật ong sẽ làm giảm chứng chảy nước mũi, ho và hen. Hạt tiêu đen còn có thể kiểm
soát cả bệnh lỵ mạn tính. Hạt tiêu đen có thể kích thích đường tiết niệu, và do đó rất
công dụng đối với thận, đồng thời là chất kích thích tình dục và điều hòa kinh
nguyệt.
- Phong thấp: Tiêu, Hồi, Phèn chua, đều bằng nhau. Tán nhỏ xoa bóp vào chỗ
đau.
- Ỉa chảy, thổ tả: Tiêu tán nhỏ, uống với nước cơm.
- Nấc và ợ hơi: Tiêu sao, tán nhỏ, viên với hồ, uống với giấm.
- Ho lâu không khỏi: Tiêu 6 hạt tán nhỏ, quả thận lợn 1 đôi, cắt miếng. Nấu lấy
nước uống.
- Âm hộ sưng ngứa: Tiêu 9 hạt, cho vào nước nấu sôi, để ấm mà rửa.
- Chữa đi lỏng, ăn uống không tiêu: Tiêu, Bán hạ chế, hai vị lượng bằng nhau, tán
nhỏ, làm viên to bằng hạt đậu. Ngày dùng 15-20 viên, dùng nước Gừng chiêu thuốc.
đen sắc và dùng trong 1 tuần.
- Bệnh trĩ và sa trực tràng: Nước sắc hạt tiêu đen với 1,5 lần bột hạt carum (hạt
dùng làm gia vị tăng mùi vị cho bánh mì, bánh ngọt) và 7,5 lần mật ong hòa rồi
uống.
- Tàn nhang hoặc mụn cóc, mụn hạt cơm: Bôi một lớp mỏng hạt tiêu đen sẽ khỏi.
20
:
2.1. [4], [7], [10]
2.1.1. Thu gom nguyên liệu
Nguyên liệu để nghiên cứu là hạt tiêu được thu hái tại xã Nam Yang, huyện
Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai. Thời điểm thu hoạch tốt nhất khi chùm tiêu có trên 5% quả
chín có màu vàng hoặc đỏ thu hoạch từ tháng 2-4. Loại bỏ tạp, rác sau đó đem phơi
khô. (Hình 2.1)
Hình 2.1. Thu hái nguyên liệu hồ tiêu
2.1.2. Xử lí nguyên liệu
Hạt tiêu đen khô loại bỏ hạt lép, tạp bẩn, xay nhỏ thành bột. (Hình 2.2)
Hình 2.2. Hạt tiêu đen và bột xay nhỏ
21
2.1.3. Thiết bị - dụng cụ và hóa chất
2.1.3.1. Thiết bị - dụng cụ
- Bộ chiết soxhlet, máy đo quang UV-VIS, thiết bị cô quay chân không (phòng thí
nghiệm khoa Hoá, trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng).
Xác định thành phần hóa học
( Đo GC-MS)
Dịch chiết
Khảo sát thời gian chiết
Bột nguyên liệu
Nguyên liệu
Chiết Soxhlet
Xác định hàm độ ẩm,
hàm lượng tro
Xác định hàm lượng kim
loại nặng
Thử hoạt tính sinh học
Khảo sát tỉ lệ rắn-lỏng
22
2.3. Ptiêu hóa lý [6], [7], [9]
Dùng phương pháp trọng lượng để xác định các chỉ số hóa lý. Phương pháp
trọng lượng là một phương pháp phân tích định lượng dựa trên sự đo chính xác khối
lượng của một chất tinh khiết hay ở dạng hợp chất có trong mẫu cần phân tích. Do
chất phân tích chiếm một tỉ lệ xác định trong sản phẩm đem cân nên dựa vào khối
lượng của sản phẩm đem cân dễ dàng suy ra lượng chất phân tích trong đối tượng
phân tích.
Quá trình phân tích một chất theo phương pháp trọng lượng gồm: chọn mẫu và
gia công mẫu, tách chất cần xác định hoặc các thành phần của nó khỏi mẫu phân
2
).
Tiến hành sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 100
0
C. Sấy khoảng 3h thì lấy cốc ra để
nguội 15 phút trong bình hút ẩm rồi đem cân. Sau đó đem cho vào sấy, cứ 30 phút
lại đem cân 1 lần. Cứ như vậy đến khi trọng lượng cốc giữa các lần sấy liên tiếp là
không đổi hoặc có sai số khoảng 0,005g thì dừng quá trình sấy. Cân ghi nhận khối
lượng (m
3
).
Độ ẩm của mỗi cốc là hiệu số khối lượng giữa khối lượng mẫu trước và sau
khi sấy. Suy ra độ ẩm trung bình của 5 mẫu.
Công thức:
* Độ ẩm của mỗi mẫu
W(%) =
%100
)(
2
321
m
mmm
( 2.1)
* Độ ẩm trung bình
W
TB
(%) =
n
24
hóa mẫu bằng phương pháp khô – ướt kết hợp.
Ban đầu mẫu được phân hủy sơ bộ bằng các chất có tính oxi hóa cao như
H
2
SO
4
đặc, hỗn hợp H
2
SO
4
+ HNO
3
, HClO
4
, H
2
O
2
, KMnO
4
để tăng nhanh quá
trình phân hủy. Sau đó đốt mẫu trên bếp điện để tránh cháy trong lò nung, rồi tiến
nung đến tro trắng. Trong quá trình nung có các quá trình vật lý và hóa học xảy ra,
tùy theo bản chất mẫu mà có các quá trình sau: bay hơi nước và các chất dễ bay hơi,
kết tinh, đốt cháy các chất mùn, chất hữu cơ, tro còn lại là các chất vô cơ khó bay
hơi. Cân xác định khối lượng tro.
* Cách tiến hành:
Chuẩn bị 5 cốc nung rửa sạch, sấy ở 100
0
mm
( 2.3)
* Hàm lượng tro trung bình
X
TB
(%) =
n
tro
n
1
%
( 2.4)
Trong đó:
m
4
: Khối lượng chén sứ nung (g)
m
2
: Khối lượng bột hạt tiêu đen (g)
m
5
: Khối lượng chén sứ và mẫu sau khi tro hoá (g)
n : Số mẫu xác định hàm lượng tro
X : Hàm lượng tro của mỗi mẫu (%)
25
X
- Thực hiện quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu để tạo ra các đám hơi
nguyên tử - là môi trường hấp thụ và sinh ra phổ hấp thụ nguyên tử. Điều này được
thực hiện ở nhiệt độ cao nhờ nguồn nhiệt là ngọn lửa đèn khí: phun dung dịch chứa
Copyright: Tài liệu đại học ©