Luận văn thạc sĩ nghiên cứu phân lập các hợp chất phenolic từ một số thực vật việt nam

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu phân lập các hợp chất phenolic từ một số thực vật việt nam, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện trong lĩnh

• Tác giả: Nguyễn Thị Quỳnh Hoa
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Phân Lập Các Hợp Chất Phenolic Từ Một Số Thực Vật Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Các hợp chất phenolic thực vật
• 1.2. Phân loại các hợp chất phenolic
• 1.3. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phenolic
• 1.4. Phương pháp chiết và phân lập các hợp chất phenolic
• 1.4.1. Phương pháp chiết
• 1.4.2. Chiết bằng dung môi
• 1.4.3. Chiết pha rắn (SPE)
• 1.4.4. Chiết chất lỏng siêu tới hạn (SFE)
• 2. CHƯƠNG 2: NHIỆM VỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nhiệm vụ của Luận văn
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Các phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất
• 2.4. Các phương pháp xác định cấu trúc
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.2. Quy trình chiết các phần chiết từ lá cây Chẹo lá phong
• 3.3. Phân tách phần chiết etyl axetat (EG3)
• 3.4. Phân tách phần chiết nước (EG4)
• 3.5. Cấu trúc các hợp chất được phân lập
• 4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM
• 4.1. Thiết bị và hóa chất
• 4.2. Nguyên liệu thực vật
• 4.3. Điều chế các phần chiết từ cây Chẹo lá phong
• 4.4. Phân tích và phân tách phần chiết etyl axetat (EG3)
• 4.4.1. Phân tích sắc ký lớp mỏng phần chiết etyl axetat (EG3)
• 4.4.2. Phân tách phần chiết etyl axetat (EG3)
• 4.5. Phân tách sắc kí cột phần chiết nước (EG4)
• 4.5.1. Phân tích sắc ký lớp mỏng phần chiết nước (EG4)
• 4.5.2. Phân tách phần chiết nước (EG4)
• 4.6. Hằng số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất được phân lập
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về phân lập hợp chất phenolic từ thực vật Việt Nam

Hợp chất phenolic từ thực vật Việt Nam đang thu hút sự chú ý lớn trong nghiên cứu khoa học. Chúng không chỉ có giá trị dinh dưỡng mà còn mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người. Các hợp chất này có khả năng chống oxy hóa, phòng ngừa ung thư và các bệnh tim mạch. Việc phân lập và chiết xuất các hợp chất phenolic từ thực vật Việt Nam là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng, giúp khai thác tiềm năng dược liệu phong phú của đất nước.

1.1. Giới thiệu về hợp chất phenolic và vai trò của chúng

Hợp chất phenolic là các hợp chất hữu cơ có cấu trúc vòng thơm và nhóm hydroxyl. Chúng có mặt trong nhiều loại thực vật và đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cây khỏi các tác nhân gây hại. Ngoài ra, hợp chất phenolic còn có tác dụng tích cực đối với sức khỏe con người, giúp ngăn ngừa nhiều bệnh lý.

1.2. Tình hình nghiên cứu hợp chất phenolic tại Việt Nam

Nghiên cứu về hợp chất phenolic tại Việt Nam đang ngày càng phát triển. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các loại thực vật bản địa chứa nhiều hợp chất phenolic có hoạt tính sinh học cao. Việc phân lập và xác định cấu trúc của các hợp chất này là cần thiết để phát triển các sản phẩm dược phẩm và thực phẩm chức năng.

II. Thách thức trong việc phân lập hợp chất phenolic từ thực vật Việt Nam

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc phân lập hợp chất phenolic từ thực vật Việt Nam vẫn gặp nhiều thách thức. Các vấn đề như sự đa dạng về cấu trúc, độ tan và tính ổn định của các hợp chất phenolic cần được giải quyết. Ngoài ra, quy trình chiết xuất và phân lập cũng cần được tối ưu hóa để đạt hiệu suất cao nhất.

2.1. Độ phức tạp trong cấu trúc hợp chất phenolic

Cấu trúc của hợp chất phenolic rất đa dạng, từ các axit phenolic đơn giản đến các polyphenol phức tạp. Sự đa dạng này gây khó khăn trong việc phân lập và xác định cấu trúc của chúng. Cần có các phương pháp phân tích hiện đại để giải quyết vấn đề này.

2.2. Tính ổn định và độ tan của hợp chất phenolic

Nhiều hợp chất phenolic có tính ổn định kém và dễ bị phân hủy dưới tác động của nhiệt độ, ánh sáng và oxy. Điều này làm giảm hiệu suất chiết xuất và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Cần nghiên cứu các phương pháp chiết xuất phù hợp để bảo toàn các hợp chất này.

III. Phương pháp chiết xuất hợp chất phenolic hiệu quả từ thực vật

Có nhiều phương pháp chiết xuất hợp chất phenolic từ thực vật, mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất chiết xuất và bảo toàn hoạt tính sinh học của các hợp chất phenolic.

3.1. Phương pháp chiết bằng dung môi

Chiết bằng dung môi là phương pháp phổ biến nhất để thu hồi hợp chất phenolic. Các dung môi như ethanol, methanol và etyl acetat thường được sử dụng. Hiệu suất chiết xuất phụ thuộc vào loại dung môi, thời gian chiết và nhiệt độ.

3.2. Chiết pha rắn SPE và chiết chất lỏng siêu tới hạn SFE

Chiết pha rắn (SPE) và chiết chất lỏng siêu tới hạn (SFE) là những kỹ thuật hiện đại giúp cải thiện hiệu suất chiết xuất. SPE giúp loại bỏ các tạp chất không mong muốn, trong khi SFE cho phép chiết xuất ở nhiệt độ thấp, bảo toàn hoạt tính của hợp chất phenolic.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hợp chất phenolic trong y học và thực phẩm

Hợp chất phenolic có nhiều ứng dụng trong y học và ngành thực phẩm. Chúng được sử dụng như các chất chống oxy hóa, chất bảo quản tự nhiên và thành phần trong các sản phẩm chức năng. Việc nghiên cứu và phát triển các sản phẩm từ hợp chất phenolic sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm.

4.1. Hợp chất phenolic trong phòng ngừa bệnh tật

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng hợp chất phenolic có khả năng ngăn ngừa ung thư và các bệnh tim mạch. Chúng hoạt động như các chất chống oxy hóa, bảo vệ tế bào khỏi sự hư hại do gốc tự do.

4.2. Ứng dụng trong ngành thực phẩm

Hợp chất phenolic được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm như chất bảo quản tự nhiên và cải thiện hương vị. Chúng cũng góp phần tạo nên màu sắc và hương vị đặc trưng cho nhiều loại thực phẩm và đồ uống.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu hợp chất phenolic

Nghiên cứu về hợp chất phenolic từ thực vật Việt Nam đang mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực y học và thực phẩm. Việc phát triển các phương pháp chiết xuất hiệu quả và ứng dụng hợp chất phenolic sẽ góp phần nâng cao giá trị dinh dưỡng và sức khỏe cho cộng đồng.

5.1. Tương lai của nghiên cứu hợp chất phenolic

Nghiên cứu về hợp chất phenolic sẽ tiếp tục phát triển, với nhiều ứng dụng mới trong y học và thực phẩm. Các nhà khoa học cần tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất và xác định cấu trúc của các hợp chất phenolic.

5.2. Khai thác tiềm năng dược liệu từ thực vật Việt Nam

Việt Nam có nguồn thực vật phong phú, chứa nhiều hợp chất phenolic có giá trị. Việc khai thác và nghiên cứu các hợp chất này sẽ giúp phát triển các sản phẩm dược phẩm và thực phẩm chức năng, nâng cao sức khỏe cộng đồng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Các hợp chất phenolic thực vật là nhóm hợp chất đa dạng với hơn 8000 cấu trúc đã được phát hiện, bao gồm các axit phenolic đơn giản đến các polyme phức tạp như tannin. Chúng phân bố rộng rãi trong giới thực vật và đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ cây khỏi bức xạ tia cực tím, ký sinh trùng và động vật ăn thịt, đồng thời góp phần tạo màu sắc và hương vị cho thực phẩm. Theo các nghiên cứu dịch tễ học, việc tiêu thụ các hợp chất phenolic có thể giảm nguy cơ mắc các bệnh tim mạch và ung thư nhờ đặc tính chống oxy hóa mạnh mẽ.

Luận văn tập trung nghiên cứu phân lập các hợp chất phenolic từ lá cây Chẹo lá phong (Engelhardtia spicata Lesch. ex Blume), một loài cây gỗ lớn phổ biến ở Việt Nam, đặc biệt tại vùng Tam Sơn, Phú Thọ. Mục tiêu chính là xây dựng quy trình chiết và phân lập các hợp chất phenolic phân cực từ lá cây, đồng thời xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp phổ hiện đại. Nghiên cứu được thực hiện trên nguyên liệu thu hái năm 2008, với phạm vi tập trung vào các phần chiết etyl axetat và nước từ lá cây.

Ý nghĩa của nghiên cứu nằm ở việc cung cấp quy trình phân lập hiệu quả, có thể ứng dụng trong công nghiệp để khai thác các hợp chất phenolic có hoạt tính sinh học cao, góp phần phát triển nguồn dược liệu tự nhiên tại Việt Nam. Hiệu suất chiết các phần chiết phenolic đạt khoảng 0,5% đối với phần chiết etyl axetat và 0,67% đối với phần chiết nước, cho thấy tiềm năng khai thác hợp chất từ nguyên liệu này.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về hợp chất phenolic thực vật, bao gồm:

• Phân loại hợp chất phenolic: Các hợp chất phenolic được chia thành 10 nhóm chính như axit benzoic, axit cinnamic, flavonoid, lignan, tannin,... với cấu trúc cơ bản đa dạng (C6, C6-C3, C6-C3-C6,...). Flavonoid là nhóm polyphenol phổ biến nhất trong thực phẩm, gồm các phân nhóm như flavon, flavonol, flavanol, isoflavon và anthocyanin.

• Hoạt tính sinh học: Các hợp chất phenolic có tác dụng chống oxy hóa, phòng ngừa ung thư, giảm nguy cơ bệnh tim mạch và các bệnh thoái hóa thần kinh. Ví dụ, astilbin có tác dụng chống oxy hóa và giảm cholesterol gan.

• Phương pháp chiết và phân lập: Chiết dung môi hữu cơ (etanol, metanol, etyl axetat), chiết pha rắn (SPE), chiết siêu tới hạn (SFE), chiết lỏng dưới áp suất nén (PLE), chiết bằng vi sóng (MAE) và siêu âm (UAE) là các kỹ thuật phổ biến để thu nhận hợp chất phenolic. Phân lập thường sử dụng sắc ký cột silica gel, Sephadex LH-20, và các cột pha đảo như Diaion HP-20.

• Phân tích cấu trúc: Sử dụng phổ khối lượng phun bụi điện tử (ESI-MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR), cacbon 13 (13C-NMR) và DEPT để xác định cấu trúc các hợp chất phân lập.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu là lá cây Chẹo lá phong thu hái tại Tam Sơn, Phú Thọ, Việt Nam năm 2008. Lá được phơi khô, sấy ở 45-50°C và nghiền thành bột mịn.

• Phương pháp chiết: Ngâm chiết bột lá trong metanol khan ở nhiệt độ phòng, sau đó phân bố hai pha lỏng với các dung môi n-hexan, điclometan, etyl axetat và nước để thu các phần chiết tương ứng. Hiệu suất chiết lần lượt là 1,6% (n-hexan), 0,37% (điclometan), 0,5% (etyl axetat) và 0,67% (nước).

• Phân tích và phân lập: Sắc ký lớp mỏng (TLC) dùng để định tính và đánh giá khả năng phân tách các phần chiết. Phân lập các hợp chất phenolic thực hiện bằng sắc ký cột thường trên silica gel, sắc ký cột pha đảo Diaion HP-20 và sắc ký cột tinh chế Mini-C. Các hệ dung môi được điều chỉnh theo độ phân cực và pH để tối ưu phân tách.

• Xác định cấu trúc: Các hợp chất phân lập được xác định cấu trúc bằng phổ ESI-MS, 1H-NMR, 13C-NMR và DEPT trên thiết bị hiện đại.

• Timeline nghiên cứu: Thu hái nguyên liệu năm 2008, tiến hành chiết và phân lập trong vòng vài tháng, phân tích cấu trúc và hoàn thiện luận văn trong năm 2012.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu suất chiết các phần chiết phenolic: Phần chiết etyl axetat (EG3) đạt hiệu suất 0,5% và phần chiết nước (EG4) đạt 0,67% so với nguyên liệu khô, cho thấy khả năng thu nhận hợp chất phenolic phân cực từ lá cây Chẹo lá phong.

2. Phân tích sắc ký lớp mỏng (TLC): Phần chiết EG3 có các vệt màu nâu với hệ dung môi n-hexan-etyl axetat-axit fomic, trong khi phần chiết EG4 cho các vệt màu nâu, xanh và tím với hệ dung môi diclometan-metanol, chứng tỏ sự đa dạng các hợp chất phenolic trong từng phần chiết.

3. Phân lập thành công 4 hợp chất phenolic chính: Bao gồm 3,5,7-trihydroxychromon (I), aromadendrin (II), 3,5,7-trihydroxychromon 3-O-α-L-rhamnopyanosid (eucryphin) (III) và taxifolin 3-O-α-L-rhamnopyranosid (astilbin) (IV). Các hợp chất này được xác định cấu trúc chính xác bằng phổ ESI-MS, 1H-NMR, 13C-NMR và DEPT.

4. Đặc điểm vật lý và hóa học: Hợp chất IV (astilbin) được phân lập dưới dạng tinh thể vàng, có nhiệt độ nóng chảy 179-180°C, phát quang tử ngoại màu vàng và hiện màu nâu với thuốc thử FeCl3, phù hợp với đặc tính flavonoid glycosid.

Thảo luận kết quả

Hiệu suất chiết phần chiết nước và etyl axetat tương đối cao so với các nghiên cứu tương tự trên các loài thực vật khác, cho thấy lá cây Chẹo lá phong là nguồn tiềm năng để khai thác hợp chất phenolic. Sự đa dạng các vệt trên sắc ký lớp mỏng phản ánh sự phong phú về cấu trúc và độ phân cực của các hợp chất phenolic trong nguyên liệu.

Việc phân lập thành công 4 hợp chất phenolic chính, trong đó có astilbin với các tác dụng sinh học đã được chứng minh như chống oxy hóa và giảm cholesterol, mở ra hướng nghiên cứu ứng dụng dược liệu từ cây Chẹo lá phong. So sánh với các nghiên cứu trước đây về chi Engelhardtia, các hợp chất phenolic phân lập được bổ sung thêm kiến thức về thành phần hóa học của loài này tại Việt Nam.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ hiệu suất chiết các phần chiết và bảng tổng hợp dữ liệu phổ xác định cấu trúc, giúp minh họa rõ ràng quá trình phân lập và đặc điểm các hợp chất.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển quy trình chiết quy mô công nghiệp: Áp dụng quy trình chiết metanol và phân bố dung môi etyl axetat, nước để thu nhận hợp chất phenolic với mục tiêu tăng hiệu suất chiết lên 1-2% trong vòng 1-2 năm, do các công ty dược liệu và thực phẩm chức năng thực hiện.

2. Nghiên cứu hoạt tính sinh học chuyên sâu: Thử nghiệm tác dụng chống oxy hóa, chống ung thư và giảm cholesterol của các hợp chất phân lập, đặc biệt là astilbin, trong vòng 2-3 năm, do các viện nghiên cứu dược liệu và trường đại học đảm nhiệm.

3. Ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng: Phát triển sản phẩm bổ sung phenolic từ lá cây Chẹo lá phong nhằm nâng cao sức khỏe tim mạch, dự kiến hoàn thành trong 3-4 năm, phối hợp giữa doanh nghiệp và viện nghiên cứu.

4. Bảo tồn và phát triển nguồn nguyên liệu: Khuyến khích trồng và bảo vệ cây Chẹo lá phong tại các vùng núi cao Việt Nam để đảm bảo nguồn nguyên liệu bền vững, thực hiện trong 5 năm, do các cơ quan quản lý nông lâm nghiệp phối hợp với địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu dược liệu và hóa học tự nhiên: Có thể sử dụng quy trình chiết và phân lập để nghiên cứu các hợp chất phenolic từ các loài thực vật khác, mở rộng kho dữ liệu hợp chất thiên nhiên.

2. Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và thực phẩm chức năng: Áp dụng quy trình chiết và phân lập để phát triển nguyên liệu đầu vào cho sản phẩm chống oxy hóa, hỗ trợ sức khỏe tim mạch và phòng ngừa ung thư.

3. Giảng viên và sinh viên ngành hóa học, công nghệ sinh học: Tham khảo phương pháp nghiên cứu sắc ký và phổ hiện đại trong phân tích hợp chất thiên nhiên, phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học.

4. Cơ quan quản lý và phát triển nông lâm nghiệp: Sử dụng thông tin về nguồn nguyên liệu và tiềm năng ứng dụng để xây dựng chính sách bảo tồn và phát triển cây dược liệu bản địa.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao chọn lá cây Chẹo lá phong để nghiên cứu hợp chất phenolic?
   Lá cây Chẹo lá phong chứa nhiều hợp chất phenolic phân cực, chưa được nghiên cứu sâu tại Việt Nam, có tiềm năng sinh học cao và nguồn nguyên liệu sẵn có tại vùng núi phía Bắc.

2. Phương pháp chiết nào hiệu quả nhất trong nghiên cứu này?
   Chiết metanol kết hợp phân bố dung môi etyl axetat và nước cho hiệu suất chiết phenolic cao, đồng thời giữ được cấu trúc và hoạt tính sinh học của hợp chất.

3. Các hợp chất phenolic phân lập có tác dụng sinh học gì?
   Astilbin được chứng minh có tác dụng chống oxy hóa, giảm cholesterol và lipid gan; các hợp chất khác như aromadendrin cũng có tiềm năng chống viêm và bảo vệ tế bào.

4. Phương pháp xác định cấu trúc hợp chất được sử dụng là gì?
   Sử dụng phổ khối lượng phun bụi điện tử (ESI-MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR), cacbon 13 (13C-NMR) và DEPT để xác định cấu trúc chính xác các hợp chất phenolic.

5. Có thể ứng dụng quy trình này cho các loại thực vật khác không?
   Có, quy trình chiết và phân lập có thể điều chỉnh phù hợp với đặc tính hóa học của các loại thực vật khác để thu nhận hợp chất phenolic hiệu quả.

Kết luận

• Đã xây dựng thành công quy trình chiết và phân lập các hợp chất phenolic phân cực từ lá cây Chẹo lá phong với hiệu suất chiết phần etyl axetat đạt 0,5% và phần chiết nước 0,67%.
• Phân tích sắc ký lớp mỏng xác định được điều kiện sắc ký phù hợp cho phân tách các phần chiết phenolic.
• Phân lập và xác định cấu trúc 4 hợp chất phenolic chính gồm 3,5,7-trihydroxychromon, aromadendrin, eucryphin và astilbin bằng các phương pháp phổ hiện đại.
• Astilbin được xác nhận là hợp chất có hoạt tính sinh học quan trọng, mở ra hướng ứng dụng trong y học và thực phẩm chức năng.
• Đề xuất phát triển quy trình chiết quy mô công nghiệp và nghiên cứu sâu về hoạt tính sinh học để khai thác tiềm năng của nguồn nguyên liệu bản địa.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các tổ chức nghiên cứu và doanh nghiệp phối hợp triển khai ứng dụng quy trình chiết và phân lập, đồng thời mở rộng nghiên cứu hoạt tính sinh học và phát triển sản phẩm từ các hợp chất phenolic phân lập được.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Các hợp chất phenolic thực vật 1.1 Giới thiệu về các hợp chất phenolic thực vật [6] Các hợp chất phenolic là các hợp chất có một hoặc nhiều vòng thơm với một hoặc nhiều nhóm hydroxy. Chúng được phân bố rộng rãi trong giới thực vật và là các sản phẩm trao đổi chất phong phú của thực vật.000 cấu trúc phenolic đã được tìm thấy, từ các phân tử đơn giản như các axit phenolic đến các chất polyme như tannin. Các hợp chất phenolic thực vật có tác dụng chống lại bức xạ tia cực tím hoặc ngăn chặn các tác nhân gây bệnh, ký sinh trùng và động vật ăn thịt, cũng như làm tăng các màu sắc của thực vật. Chúng có ở khắp các bộ phận của cây và vì vậy, chúng cũng là một phần không thể thiếu trong chế độ ăn uống của con người.

Các hợp chất phenolic là thành phần phổ biến của thức ăn thực vật (trái cây, rau, ngũ cốc, ô liu, các loại đậu, sô-cô-la, vv) và đồ uống (trà, cà phê, bia, rượu, vv), và góp phần tạo nên các đặc tính cảm quan chung của thức ăn thực vật. Ví dụ, các hợp chất phenolic làm tăng vị đắng, sự se của trái cây và nước trái cây, bởi vì sự tương tác giữa các hợp chất phenolic, chủ yếu là các procyanidin và glycoprotein trong nước bọt. Các anthocyanin, một trong sáu phân nhóm của một nhóm polyphenol thực vật lớn được gọi là các flavonoid, tạo màu da cam, đỏ, xanh và màu tím của nhiều loại trái cây và rau quả như táo, quả, củ cải và hành tây. Các hợp chất phenolic được biết đến như là những hợp chất quan trọng nhất ảnh hưởng đến hương vị và sự khác biệt màu sắc giữa các loại rượu vang trắng, hồng và đỏ, các hợp chất này phản ứng với oxy và có ảnh hưởng đến việc bảo quản, lên men và cất giữu rượu vang.2 Phân loại các hợp chất phenolic [6, 10] 8 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Luận văn thạc sĩ khoa học Các hợp chất phenolic có cấu trúc rất đa dạng và có thể được chia thành 10 nhóm chính được đưa ra trong Bảng 1.1: Phân loại các hợp chất phenolic thiên nhiên Số nguyên Nguồn gốc Nhóm Cấu trúc cơ bản tử cacbon thực vật C6 Phenol đơn giản OH Benzoquinon O O C6-C1 Axit benzoic Cranberry, COOH ngũ cốc CH3 Táo, mơ, C6-C2 Acetophenon O chuối, súp lơ Axit phenylaxetic COOH C6-C3 Axit cinnamic COOH Cà rốt, cam, quýt,cà chua, rau bina, đào, ngũ cốc, CH2 lê, cà tím Phenylpropen Cà rốt, cần tây, cam chanh, rau mùi tây O O Coumarin 9 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Luận văn thạc sĩ khoa học Số nguyên Nhóm Cấu trúc cơ bản Nguồn gốc tử Cacbon thực vật O C6-C3 Chromon O O C6-C4 Naphthoquinon Các loại hạt O C6-C1-C6 Xanthon O Xoài, măng cụt O C6-C2-C6 Stilben Nho O Anthraquinon O C6-C3-C6 Flavonoid Phân bố rộng O (C6-C3)2 Lignan, Neolignan Mè, lúa mạch đen, lúa mì, lanh 10 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Luận văn thạc sĩ khoa học Số nguyên Nhóm Cấu trúc cơ bản Nguồn gốc tử Cacbon thực vật (C6-C1)n Tannin thủy phân Polyme không đồng nhất được Lựu, quả tạo thành từ các axit phenolic mâm xôi và đường đơn (C6-C3)n Lignin Các polime thơm liên kết Các hợp chất phenolic thực vật bao gồm các stilben, các lignan (Hình 1.1), các axit phenolic, các flavonoid và các tannin (Hình 1.1: Cấu trúc minh họa của stilben và lignan 11 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Luận văn thạc sĩ khoa học H×nh 1.2: Cấu trúc minh häa của flavonoid, axit phenolic và tannin 7 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Luận văn thạc sĩ khoa học Các flavonoid là các polyphenol có nhiều nhất trong thức ăn của chúng ta.

Một cấu trúc flavonoid cơ bản là nhân flavan, chứa 15 nguyên tử cacbon được sắp xếp theo ba vòng (C6-C3-C6), được kí hiệu là A, B và C. Các flavonoid được chia thành sáu phân nhóm: flavon, flavonol, flavanol, falavanon, isoflavon và anthocyanin theo trạng thái oxy hóa của vòng C trung tâm. Sự thay đổi cấu trúc của chúng trong mỗi nhóm một phần là do mức độ và mô hình hydroxyl hóa, methoxyl hóa, prenyl hóa, hoặc glycosyl hóa. Một số chất flavonoid phổ biến nhất bao gồm quercetin, một flavonol có rất nhiều trong hành tây, bông cải xanh, táo; catechin, một flavonol được tìm thấy trong trà và một số loại trái cây; naringenin, một flavonol có trong quả bưởi; các cyaniding glycoside, anthocyanin có nhiều trong các loại trái cây mọng (nho đen, mâm xôi, blackberry, …) và daidzein, genistein và glycitein, các isoflavon trong đậu tương.

Các axit phenolic có thể được chia thành hai nhóm: nhóm các dẫn xuất của axit benzoic chẳng hạn như axit gallic và nhóm các dẫn xuất của axit cinnamic như axit coumaric, axit caffeic và axit ferulic. Axit caffeic là một axit phenolic phổ biến nhất, chứa trong nhiều loại trái cây và rau quả, thường được este hóa với axit quinic trong axit chlorogenic, là một hợp chất phenolic chủ yếu trong cà phê. Một axit phenolic phổ biến khác là axit ferulic, đó là chất có trong ngũ cốc và được este hóa tạo thành các hemicelluose có trong thành tế bào. Các tannin là một nhóm lớn các polyphenol trong khẩu phần ăn của chúng ta và thường được chia thành hai nhóm: nhóm các tannin thủy phân và nhóm các tannin ngưng tụ.

Các tannin thủy phân là các hợp chất có chứa nhân của glucose hoặc polyol khác, được este hóa với axit galic tạo thành các gallotannin, hoặc với axit hexahydroxydiphenic tạo thành các gellagitannin. Sự đa dạng trong cấu trúc của các hợp chất này là do khả năng hình thành các liên kết oxy. Phản ứng oxy hóa giữa các phân tử tạo thành nhiều hợp chất oligomeric có khối lượng phân tử khoảng 2. Các tannin ngưng tụ là các oligome hoặc polymer của flavan-3-ol liên kết 35 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Luận văn thạc sĩ khoa học với nhau bằng một liên kết cacbon giữa các flavan.

Chúng cũng được coi là các proanthocyanidin bởi vì chúng bị phân hủy thành các anthocyanidin thông qua phản ứng oxy hóa, trong điều kiện xúc tác axit, nhiệt độ với các dung dịch rượu. Sự đa dạng cấu trúc các tannin là một kết quả của sự biến đổi trong mô hình thủy phân, lập thể tại ba trung tâm lập thể, vị trí và loại liên kết giữa các flavan, cũng như mức độ và mô hình của sự glycosyl hóa, methoxyl hóa và galloyl hóa.3 Hoạt tính sinh học của các hợp chất phenolic Do sự phân bố rộng rãi, các polyphenol có vai trò đối với sức khỏe của con người nên chế độ ăn uống dinh dưỡng được chú ý trong những năm gần đây. Các nhà nghiên cứu và các nhà sản xuất thực phẩm đã tập trung vào các polyphenol có đặc tính chống oxy hóa mạnh trong chế độ ăn uống, các hiệu ứng đáng tin cậy của chúng trong việc phòng ngừa những chứng bệnh căng thẳng oxy hóa liên quan.Theo các nghiên cứu dịch tễ học, hấp thụ các hợp chất phenolic sẽ giảm được nguy cơ mắc các bệnh tim mạch ngăn ngừa được bệnh ung thư. Hơn nữa các polyphenol còn có các tác dụng sinh lý học cụ thể trong việc ngăn ngừa và điều trị bệnh [6].

Các catechin được tìm thấy nhiều trong hạt nho, trà, ca cao, có tác dụng chống oxy hóa và có hiệu quả ngăn ngừa ung thư [30]. Các tannin có nhiều trong rượu vang đỏ, trà và các loại hạt làm phát huy các tác dụng sinh lý, chúng có thể làm giảm áp lực máu, thúc đẩy đông máu, giảm nồng độ lipit trong huyết thanh, điều chỉnh sự đáp ứng miễn dịch và ngăn ngừa hoại tử gan [10, 30]. Các isoflavon, genistein và daidzein (được tìm thấy trong đậu nành và có ảnh hưởng tốt đến xương ở phụ nữ mãn kinh, cùng với một số tác dụng nội tiết tốt [30]. Các procyanidin có nồng độ cao trong rượu vang đỏ, nho và hạt nho, ca cao, nam việt quất, táo, có tác dụng chống viêm và có ảnh hưởng rất tốt đến hệ thống mạch máu.

Chất này cũng được sử dụng làm chất phụ gia thực phẩm để ngăn chặn quá trình oxy hóa của các thành phần trong thực phẩm [30]. 35 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Luận văn thạc sĩ khoa học Một stilben, resveratrol là một polyphenol đặc biệt, có tiềm năng chống ung thư và chống lão hóa [30].4 Phƣơng pháp chiết và phân lập các hợp chất phenolic 1.1 Phƣơng pháp chiết Chiết là một trong những bước quan trọng nhất trong tiền xử lý mẫu nghiên cứu, là các quy trình được sử dụng nhiều nhất do sự dễ sử dụng, hiệu quả và khả năng áp dụng rộng [8]. Nói chung, hiệu suất chiết phụ thuộc vào dạng dung môi với các độ phân cực khác nhau, thời gian chiết và nhiệt độ, tỷ lệ mẫu và dung môi cũng như thành phần hóa học và các đặc tính vật lý của các mẫu. Độ tan của các phenolic được quyết định bởi bản chất hóa học của mẫu thực vật, cũng như độ phân cực của các dung môi được sử dụng.

Các nguyên liệu thực vật có thể chứa các hợp chất phenolic từ các hợp chất đơn giản (ví dụ: các axit phenolic, các anthocyanin) đến các chất được polymer hóa cao (ví dụ: các tannin ở các lượng khác nhau). Hơn thế nữa các hợp chất phenolic cũng có thể liên kết với các thành phần thực vật khác như cacbohydrat và các protein. Do đó phụ thuộc vào hệ dung môi được sử dụng trong khi chiết, một hỗn hợp các hợp chất phenolic tan trong dung môi sẽ được chiết khỏi nguyên liệu thực vật. Hỗn hợp này có thể chứa các chất phi phenolic như: đường, các tecpen, các chlorophyll, các axit hữu cơ và các chất béo [11, 25].1 Chiết bằng dung môi Các phương pháp chiết các hợp chất phenolic đơn giản (axit benzoic, andehit bezoic, axit cinnamic và catechin) từ các nguyên liệu rắn chủ yếu được ngâm chiết với các dung môi hữu cơ.

Hiệu suất chiết phụ thuộc vào dạng dung môi với các độ phân cực khác nhau, thời gian chiết và các đặc trưng vật lý của mẫu chiết. Ánh sáng, không khí và nhiệt độ là các yếu tố thúc đẩy các phản ứng thoái biến. 35 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Luận văn thạc sĩ khoa học Các dung môi như: etanol, metanol, propanol, aceton, etyl acetat, và sự kết hợp của các dung môi này với tỷ lệ khác nhau của nước cũng được sử dụng để chiết các hợp chất phenolic. Nói chung, chiết dung môi được sử dụng ở độ phòng để tránh sự thoái biến của các hợp chất phenolic; nhiều nghiên cứu sử dụng nhiệt độ khoảng 20- 40oC.

Các hợp chất phenolic bị thủy phân ở nhiệt độ 80-95ºC (sự thủy phân axit) hoặc 45ºC (sự thủy phân bazơ).