MỞ ĐẦU Trà là một loại đồ uống được nhiều quốc gia trên thế giới ưa chuộng và sử dụng, trong đó có Việt Nam. Trong lá chè rất giàu chất chống oxi hóa, đặc biệt là catechin và nhiều khoáng chất cần thiết cho sức khỏe con người như kẽm, mangan, sắt, magiê, đồng, titan, nhôm, brom, natri, kali, niken, crom và phốt pho… Một trong những nguyên tố vi lượng có trong lá chè rất quan trọng với cơ thể con người là mangan. Sự thiếu hụt của mangan trong cơ thể con người có thể dẫn tới sự biến dạng của xương và sụn, sự phá hủy các mô tế bào. Tuy nhiên, mangan có thể là độc tố môi trường, khoảng nồng độ Mn được phép có mặt trong cơ thể người mà không gây độc hại là rất hẹp và tùy thuộc vào dạng tồn tại của Mn.
Nhu cầu mỗi ngày khoảng 30 - 50 mg/kg trọng lượng cơ thể. Nếu hàm lượng lớn có thể gây độc cho cơ thể; gây độc với nguyên sinh chất của tế bào, đặc biệt là tác động lên hệ thần kinh trung ương, gây tổn thương thận, bộ máy tuần hoàn, phổi, ngộ độc nặng gây tử vong… Thành phần dinh dưỡng của mangan phụ thuộc vào dạng hóa học của nó. Trong chè, mangan tồn tại chủ yếu ở các dạng: dạng tự do trong nước, dạng phức yếu, dạng phức flavonoit… Và lợi ích với sức khỏe của các dạng khác nhau là không giống nhau, thường thì mangan ở dạng hữu cơ có ích hơn ở dạng vô cơ. Chính vì vậy, xác định hàm lượng các dạng mangan hữu cơ, vô cơ sẽ góp phần đánh giá chất lượng chè.
Hiện nay, có nhiều kĩ thuật ứng dụng để xác định mangan tổng như phổ quang kế, phép phân tích cực phổ, phân tích kích hoạt nơtron (NAA), AAS, ICP- MS, ICP-AES… Đã có nhiều công trình nghiên cứu xác định các dạng của mangan sử dụng thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), ICP-MS kết hợp với các phương pháp sắc ký, phương pháp chiết như: Sắc ký rây phân tử, sắc ký trao đổi ion, chiết pha rắn… Các hệ đo này cho phép tách và định lượng đồng thời các dạng mangan một cách hiệu quả trên nhiều đối tượng, đặc biệt là đối tượng sinh học. Nhưng chi phí cho quá trình phân tích khá lớn do đòi hỏi trang 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thiết bị, hóa chất đắt tiền nên không phải phòng thí nghiệm nào cũng có thể trang bị được. Thêm vào đó, việc sử dụng các hóa chất độc hại có thể gây ảnh hưởng đến môi trường. Vấn đề đặt ra trong thực tế thí nghiệm Việt Nam hiện nay là cần nghiên cứu một phương pháp có thể sử dụng các thiết bị phổ biến hơn, giá thành hợp lý, hiệu quả chiết cao, thân thiện với môi trường mà vẫn đảm bảo độ chọn lọc, độ chính xác và tin cậy cao để định dạng mangan.
Nhiều năm trước, các ứng dụng của hệ thống Mixen đã được công nhận và khai thác trong các lĩnh vực khác nhau của hóa phân tích; chủ yếu là tập trung cải thiện, đổi mới các phương pháp phân tích đã có; đồng thời, phát triển các phương pháp mới và trong đó có phương pháp chiết điểm mù (CPE). Với nhiều ưu điểm như: đơn giản, giá rẻ, chất lượng cao, hiệu quả và ít độc hại so với việc sử dụng dung môi hữu cơ. Cho đến nay, CPE đã được sử dụng để tách chiết, làm giàu các ion kim loại sau khi hình thành tạo phức, sau đó phức được xác định bằng các phương pháp phổ. Vì vậy, CPE đang trở thành một ứng dụng quan trọng và thiết thực trong hóa phân tích.
Do đó, chúng tôi đã lựa chọn và thực hiện đề tài “Nghiên cứu xác định một số dạng mangan trong chè” với các mục tiêu cụ thể như sau: - Áp dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử định lượng mangan tổng trong mẫu chè khô. - Nghiên cứu, khảo sát và thiết lập các điều kiện tối ưu để xây dựng phương pháp định lượng mangan tổng chiết, mangan ở dạng liên kết flavonoit, mangan dạng tự do và phức yếu trong nước chè bằng phương pháp chiết điểm mù kết hợp với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Giới thiệu chung về cây chè Cây chè cao 1 – 6 m có tên khoa học là Camellia Sinensis.
Lá chè có màu xanh, mọc so le, hình trái xoan, dài 4 – 10 cm, rộng 2 - 2,5 cm, có mũi ở đỉnh, phiến lá lúc non có lông mịn, khi già thì dày, bóng, mép khía răng cưa rất đều. Hoa chè thường có từ 5 - 6 cánh, màu trắng, mọc riêng lẻ ở nách lá, có mùi thơm, nhiều nhụy. Quả chè thường có ba van, chứa một hạt gần tròn, đôi khi nhăn nheo [16]. Cây chè có nguồn gốc từ Bắc Ấn Độ và Nam Trung Quốc.
Sau đó diện tích chè được mở rộng sang các quốc gia khác như Mianma, Thái Lan, Việt Nam,… Ở Việt Nam, chè được coi là cây công nghiệp dài ngày có giá trị kinh tế cao. Vì thế, chè được trồng ở khắp mọi nơi nhưng tập chung chủ yếu nhất vẫn là vùng trung du miền núi phía Bắc và Tây Nguyên. So với các vùng lãnh thổ khác trong nước thì hai vùng trên có nhiều điều kiện tự nhiên thuận lợi, rất thích hợp cho sự phát triển của cây chè. Lá chè vừa hái trên cây, dùng để nấu nước uống thì được gọi là chè tươi.
Còn chè được sản xuất bằng cách sấy khô búp và lá non rồi sao thành chè khô để pha với nước đun sôi thì được gọi là nước chè xanh. Quá trình làm chè đen hay chè mạn thì phức tạp hơn nhiều bởi chúng đều phải trải qua quá trình lên men sau đó mới đến công đoạn phơi và sấy khô. Thành phần hoá học của lá chè tƣơi [1] * Nước: Nước trong lá chè xanh chiếm từ 75-80%. * Tanin: Tanin hay còn gọi là hợp chất phenol trong đó có 90% là dạng catechin.
Catechin chè (“tea catechin”) là một trong những nhóm chất thuộc lớp flavonoit, có nhiều trong lá cây chè xanh. Trong lá chè có chứa đến 20% tanin. Tanin trong chè có tác dụng như một vitamin P, có tác dụng chống khuẩn và chống oxi hoá mạnh. Tanin tồn tại trong cây chè xanh là các hợp chất catechin: epicatechin (EC), hoặc dưới dạng cấu trúc kết hợp với các nhóm axit gallic: (-)- 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com epigallocatechin gallate (EGCG), (-)-epigallocatechin (EGC), (-)-epicatechingallate (ECG), (-)-epicatechin (EC), (-)-gallocatechin gallate (GCG)… Các flavonoit còn có tác dụng chống oxi hóa (antioxidant).
Đây là một trong những cơ sở sinh hóa quan trọng nhất để flavonoit thể hiện được hoạt tính sinh học của chúng. Flavonoit có khả năng kìm hãm các quá trình oxi hóa dây chuyền sinh ra bởi các gốc tự do hoạt động. Tuy nhiên, hoạt tính này thể hiện mạnh hay yếu phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo hóa học của từng chất flavonoit cụ thể. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Do bản chất cấu tạo polyphenol nên flavonoit ở trong tế bào thực vật chịu tác động của các biến đổi oxy hóa – khử, bị oxi hóa từng bước và tồn tại ở các dạng hidroquinon, semiquinon, quinon.
Những flavonoit có các nhóm hydroxy sắp xếp ở vị trí ortho, para, meta dễ dàng bị oxy hóa dưới tác dụng của enzim polyphenoloxydaza và peroxydaza theo các phản ứng sau: O2 + flavonoit (khử) flavonoit (dạng bị oxy hóa) (Hidroquinon) (Semiquinon hoặc Quinon) H2O2 + flavonoit (khử) flavonoit (dạng bị oxy hóa) (Hidroquinon) (Semiquinon hoặc Quinon) * Cafein (Ankaloit) CTCT: Ankaloit chính của chè là Cafein, có tác dụng dược lý, tạo cảm giác hưng phấn cho người uống. Cafein là dẫn xuất của Purine có tên và gọi theo cấu tạo là: 1,3,5- trimethylthine, chiếm khoảng 3 - 4% tổng lượng chất khô trong lá chè tươi. Công dụng của cây chè [1] Chè xanh không những là một nguồn thức uống giải khát tuyệt vời mà nó còn được biết đến bởi khả năng chữa bệnh của nó. Dược tính của chè xanh là: Làm tăng cơ hội sống cho người đau tim và bảo vệ cơ thể khỏi bệnh nhồi máu cơ tim.
Tác dụng này là do chất chống oxi hoá trong chè đem lại. Một tác dụng đặc biệt của chè xanh đó là: làm giảm nguy cơ ung thư buồng trứng. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Australia tiến hành tại Trung Quốc cho thấy phụ nữ uống trà xanh đều đặn hàng ngày giảm được 60% khả năng bị ung 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thư buồng trứng. Kết luận này được các nhà khoa học Đại học Curtin ở Perth (Australia) và các nhà khoa học Trung Quốc đưa ra sau khi nghiên cứu trên 900 phụ nữ.
Chè xanh có tác dụng ngăn ngừa bệnh ung thư do chứa nhiều chất chống oxi hoá, đặc biệt là hợp chất polyphenol có tác dụng ngăn ngừa các gốc tự do phá hoại các DNA, các tế bào làm chậm quá trình phát triển của ung thư. Một số polyphenol có khả năng giết chết các tế bào ung thư mà không đụng đến các tế bào lành. Mới đây các nhà khoa học Anh đã khám phá thêm hai chất chống oxi hoá khác có trong chè xanh để ức chế sự phát triển của căn bệnh ung thư đó là: EGCG (epigallocatchin gallate) và ECG (epicatechin gallate). Hợp chất flavonoit có trong lá chè xanh có thể được xem là một chất dinh dưỡng hữu ích để giúp giảm nguy cơ ung thư nhất định, bệnh tim, và tuổi tác liên quan đến các bệnh thoái hóa.
Một số nghiên cứu cũng chỉ ra flavonoit có thể giúp ngăn ngừa sâu răng và giảm bớt sự xuất hiện của bệnh thông thường như cảm cúm. Lá chè xanh còn có tác dụng chữa bệnh ngoài da như: bị bỏng, bị ong đốt, bệnh đậu mùa, thuỷ đậu, viêm da. Ngoài ra, thành phần cafein và một số hợp chất ankaloit khác có trong chè là những chất có khả năng kích thích hệ thần kinh trung ương làm cho tinh thần minh mẫn, nâng cao khả năng làm việc, giảm bớt mệt nhọc sau những lúc làm việc căng thẳng. Nguyên tố Mangan [7,15] 1.
Vai trò sinh học của mangan Mn là nguyên tố đóng vai trò thiết yếu trong tất cả các dạng sống. Mn là chất có tác dụng kích thích của nhiều loại enzym trong cơ thể, có tác dụng đến sự sản sinh tế bào sinh dục, đến trao đổi chất Ca và P trong cấu tạo xương. Mn có nhiều vai trò quan trọng trong cơ thể như: tác động đến hô hấp tế bào, phát triển xương, chuyển hóa gluxit, hoạt động của não, cảm giác cân bằng. Mn có hàm lượng cao trong ty lạp thể làm chất đồng xúc tác cùng các enzym.
Mn tác động đến sự chuyển hóa tuyến giáp nhờ được hình thành từ một enzym cơ bản.