Luận văn Nghiên cứu tách chiết và nâng cao hàm lượng hoạt chất 6-Shogaol trong cao gừng (Zingiber Officinale), Fucoidan trong cao rong nâu (Sargassum Mcclurei) và Apigenin trong Cao Cần Tây (Apium Graveolens)

Nội dung tài liệu: Luận văn Nghiên cứu tách chiết và nâng cao hàm lượng hoạt chất 6-Shogaol trong cao gừng (Zingiber Officinale), Fucoidan trong cao rong nâu (Sargassum Mcclurei) và Apigenin trong Cao Cần Tây (Apium Graveolens)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Lê Nguyễn Tường Vi NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ NÂNG CAO HÀM LƯỢNG HOẠT CHẤT 6-SHOGAOL TRONG CAO GỪNG (Zingiber officinale), FUCOIDAN TRONG CAO RONG NÂU (Sargassum mcclurei) VÀ APIGENIN TRONG CAO CẦN TÂY (Apium graveolens) LUẬN VĂN THẠC SĨ: HÓA HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2021
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Lê Nguyễn Tường Vi NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ NÂNG CAO HÀM LƯỢNG HOẠT CHẤT 6-SHOGAOL TRONG CAO GỪNG (Zingiber officinale), FUCOIDAN TRONG CAO RONG NÂU (Sargassum mcclurei) VÀ APIGENIN TRONG CAO CẦN TÂY (Apium graveolens) Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 8440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ: HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS. Nguyễn Cửu Khoa Thành phố Hồ Chí Minh – 04/2021
3. i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn thạc sĩ ngành Hóa hữu cơ với đề tài “Nghiên cứu tách chiết và nâng cao hàm lượng hoạt chất [6]-shogaol trong cao gừng (Zingiber officinale), fucoidan trong cao rong nâu (Sargassum mcclurei) và apigenin trong cao cần tây (Apium graveolens)” là công trình khoa học do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của GS. TS. Nguyễn Cửu Khoa. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Nếu có bất kỳ sự gian dối nào, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Học viên cao học Lê Nguyễn Tường Vi
4. ii LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ này được thực hiện và hoàn thành tại Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam dưới sự hướng dẫn của GS. TS. Nguyễn Cửu Khoa. Trong thời gian học tập chương trình đào tạo thạc sĩ tại Học viện Khoa học và Công nghệ, tôi nhận được rất nhiều kiến thức bổ ích từ tập thể Giảng viên khoa Hóa học – Học viện Khoa học và Công nghệ. Những kiến thức này giúp tôi có thể phát triển được kĩ năng và tri thức, áp dụng vào đơn vị tôi đang công tác cũng như hoàn thành được luận văn tốt nghiệp này. Để hoàn thành được luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS. TS. Nguyễn Cửu Khoa đã hết lòng hướng dẫn, định hướng và tạo điều kiện cho tôi thực hiện luận văn một cách tốt nhất. Bên cạnh đó, tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô thuộc khoa Hóa học đã luôn sẵn sàng hỗ trợ tôi về kiến thức và tạo điều kiện về trang thiết bị, máy móc có liên quan đến luận văn. Cảm ơn các cán bộ của Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng đã trực tiếp hỗ trợ và giải đáp thắc mắc trong suốt quá trình tôi thưc hiện. Cảm ơn gia đình và tập thể lớp cao học khóa 2018B đã luôn động viên tôi khi thực hiện luận văn tốt nghiệp. Kính chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp khoa học. Chúc các bạn học viên khóa 2018B thành công. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 06 năm 2021 Học viên cao học Lê Nguyễn Tường Vi
5. iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ đầy đủ Nghĩa tiếng Việt MeCN Acetonitrile Homonuclear Correlated Phổ tương tác proton của các COSY Spectroscopy carbon kế cận nhau CTPT Công thức phân tử brs Mũi đơn rộng d doublet Mũi đôi Distortionles Enhancement DEPT Phổ DEPT by Polarization Transfer D2O Deuterated oxide EtOAc Ethyl acetate EtOH Ethanol EtOH abs EtOH absolute Cồn tuyệt đối Heteronuclear Multiple Bond Phổ tương tác dị hạt nhân qua HMBC Correlation nhiều liên kết High Performance Liquid HPLC Sắc kí lỏng hiệu năng cao Chromatography Heteronuclear Single Phổ tương tác dị hạt nhân qua HSQC Quantum Coherence một liên kết LOD Limit of Detection Giới hạn phát hiện LOQ Limit of Quantitation Giới hạn định lượng m multiplet Mũi đa MeOH Methanol MeOD Deuterated methanol NMR Nuclear Magnetic Resonance Cộng hưởng từ hạt nhân ppm Part per million Một phần triệu q quartet Mũi bốn s singlet Mũi đơn SD Standard Deviation Độ lệch chuẩn RSD Relative Standard Deviation Độ lệch chuẩn tương đối
6. iv SKĐ Sắc kí đồ t triplet Mũi ba TLC Thin Layer Chromatography Sắc kí lớp mỏng TMS Tetramethylsilane Ultraviolet-visible UV-Vis Phổ tử ngoại-khả kiến spectroscopy Độ chuyển dịch hóa học của δH, δC proton và carbon
7. v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Danh mục nguyên liệu và hóa chất ................................................. 18 Bảng 2.2. Danh mục thiết bị và dụng cụ ......................................................... 20 Bảng 2.3. Dung dịch chuẩn khảo sát khoảng tuyến tính [6]-shogaol ............. 30 Bảng 2.4. Dung dịch chuẩn khảo sát tính tuyến tính của apigenin ................. 33 Bảng 2.5. Dung dịch chuẩn khảo sát tính tuyến tính fucoidan ....................... 37 Bảng 3.2. Ảnh hưởng thời gian đến khả năng trích ly cao gừng .................... 40 Bảng 3.3. Ảnh hưởng thể tích dung môi đến khả năng trích ly cao gừng ...... 41 Bảng 3.4. Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến khả năng trích ly cao gừng ..... 42 Bảng 3.5. Dữ liệu NMR của hợp chất phân lập được từ gừng so với TLTK . 45 Bảng 3.6. Kết quả định lượng [6]-shogaol trong nguyên liệu gừng ............... 46 Bảng 3.7. Kết quả định lượng [6]-shogaol trong mẫu gừng thị trường .......... 47 Bảng 3.8. Kết quả định lượng [6]-shogaol trong mẫu sản phẩm chiết tách ... 47 Bảng 3.9. Kết quả tính tương thích hệ thống [6]-shogaol ............................... 49 Bảng 3.10. Độ đặc hiệu của [6]-shogaol ......................................................... 50 Bảng 3.11. Đường chuẩn [6]-shogaol bằng phương pháp HPLC ................... 51 Bảng 3.12. Độ lặp lại của quy trình định lượng [6]-shogaol bằng HPLC ...... 52 Bảng 3.13. Độ đúng của quy trình thẩm định [6]-shogaol ............................. 52 Bảng 3.14. Ảnh hưởng thời gian đến khả năng trích ly cao cần tây ............... 54 Bảng 3.15. Ảnh hưởng thể tích dung môi đến khả năng trích ly cao cần tây . 55 Bảng 3.16. Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến khả năng trích ly cao cần tây 56 Bảng 3.17. Kết quả NMR hợp chất phân lập từ cần tây so với TLTK ........... 59 Bảng 3.18. Kết quả định lượng apigenin trong nguyên liệu cần tây .............. 61 Bảng 3.19. Kết quả định lượng apigenin trong cao cần tây thị trường ........... 62 Bảng 3.20. Kết quả định lượng apigenin trong sản phẩm chiết tách .............. 63 Bảng 3.21. Kết quả tính tương thích hệ thống apigenin ................................. 64 Bảng 3.22. Độ đặc hiệu của quy trình thẩm định apigenin ............................. 65 Bảng 3.23. Độ lặp lại của quy trình thẩm định apigenin bằng HPLC ............ 66
8. vi Bảng 3.24. Đường chuẩn apigenin bằng phương pháp HPLC-PDA .............. 66 Bảng 3.25. Độ đúng của quy trình thẩm định apigenin .................................. 68 Bảng 3.26. Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả năng trích ly rong nâu .................... 69 Bảng 3.27. Ảnh hưởng thời gian đến khả năng trích ly rong nâu ................... 70 Bảng 3.28. Ảnh hưởng thể tích dung môi đến khả năng trích ly rong nâu ..... 71 Bảng 3.29. Kết quả định lượng fucoidan bằng HPLC .................................... 75 Bảng 3.30. Kết quả định lượng fucoidan bằng UV-Vis .................................. 76 Bảng 3.31. Tính tương thích hệ thống fucoidan bằng phương pháp UV-Vis. 76 Bảng 3.32. Độ đặc hiệu của fucoidan dùng phương pháp UV-Vis ................ 77 Bảng 3.33. Khoảng tuyến tính của fucoidan sử dụng phương pháp UV-Vis . 78 Bảng 3.34. Độ lặp lại của quy trình định lượng fucoidan bằng UV-Vis ........ 79 Bảng 3.35. Độ đúng của phương pháp định lượng fucoidan bằng UV-Vis ... 79
9. vii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Củ gừng (Zingiber officinale). .......................................................... 6 Hình 1.2. Một số hợp chất có trong gừng. ........................................................ 8 Hình 1.3. Cấu trúc hợp chất [6]-shogaol. .......................................................... 9 Hình 1.4. Cần tây (Apium graveolens L.). ...................................................... 10 Hình 1.5. Một số hợp chất trong cần tây. ........................................................ 11 Hình 1.6. Cấu trúc hợp chất apigenin. ............................................................ 13 Hình 1.7. Rong nâu (Sargassum mcclurei). .................................................... 14 Hình 1.8. Một số hợp chất có trong rong nâu. ................................................ 15 Hình 1.9. Cấu trúc hợp chất fucoidan. ............................................................ 17 Sử dụng dung môi chiết ban đầu là ethanol đối với gừng. ............................. 39 Hình 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly cao gừng. .............. 39 Hình 3.2. Ảnh hưởng thời gian đến khả năng trích ly cao gừng..................... 40 Hình 3.3. Ảnh hưởng thể tích dung môi đến khả năng trích ly gừng. ............ 41 Hình 3.4. Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến quá trình trích ly gừng. ........... 42 Hình 3.5. Quy trình chiết xuất [6]-shogaol trong cao gừng ............................ 43 Hình 3.6. TLC các phân đoạn cao gừng và so chuẩn. .................................... 45 Hình 3.7. Cấu trúc hợp chất phân lập từ củ gừng. .......................................... 46 Hình 3.8. Sắc ký đồ mẫu nguyên liệu gừng. ................................................... 47 Hình 3.9. Sắc ký đồ mẫu gừng thị trường. ...................................................... 47 Hình 3.10. Sắc ký đồ mẫu sản phẩm cao gừng chiết tách. ............................. 48 Hình 3.11. Sắc ký đồ mẫu thẩm định tính tương thích hệ thống [6]-shogaol. 49 Hình 3.12. SKĐ độ đặc hiệu của [6]-shogaol ................................................. 50 Hình 3.13. Đồ thị đường chuẩn [6]-shogaol bằng phương pháp HPLC. ........ 51 Hình 3.14. SKĐ khoảng tuyến tính [6]-shogaol bằng phương pháp HPLC. .. 51 Hình 3.15. Ảnh hưởng thời gian đến khả năng trích ly cao cần tây. .............. 54 Hình 3.16. Ảnh hưởng thể tích dung môi đến khả năng trích ly cao cần tây. 55 Hình 3.17. Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến khả năng trích ly cao cần tây. 56
10. viii Hình 3.18. Quy trình chiết xuất apigenin từ cần tây. ...................................... 59 Hình 3.19. TLC cao cần tây (a) và apigenin (b) soi dưới đèn UV. ................. 59 Hình 3.20. Cấu trúc hợp chất phân lập được từ cần tây. ................................. 61 Hình 3.21. Sắc ký đồ mẫu apigenin chuẩn 5 ppm. ......................................... 61 Hình 3.22. Sắc ký đồ mẫu nguyên liệu cần tây. .............................................. 62 Hình 3.23. Sắc ký đồ apigenin trong cao cần tây thị trường........................... 62 Hình 3.24. Sắc ký đồ mẫu apigenin của sản phẩm chiết tách. ........................ 63 Hình 3.25. Sắc ký đồ thẩm định tính tương thích hệ thống apigenin. ............ 64 Hình 3.26. Độ đặc hiệu mẫu trắng (a); apigenin chuẩn (b); mẫu thử 10 ppm (c). ......................................................................................................................... 65 Hình 3.27. Đồ thị đường chuẩn apigenin bằng phương pháp HPLC-PDA .... 67 Hình 3.28. SKĐ đường chuẩn apigenin bằng phương pháp HPLC. ............... 67 Hình 3.29. Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả năng trích ly rong nâu. ................... 69 Hình 3.31. Ảnh hưởng thể tích dung môi đến khả năng trích ly rong nâu. .... 72 Hình 3.32. Cấu trúc hợp chất phân lập từ rong nâu. ....................................... 73 Hình 3.33. Quy trình chiết xuất fucoidan từ rong nâu. ................................... 74 Hình 3.34. Sắc ký đồ mẫu fucoidan chuẩn (a), mẫu nguyên liệu (b), mẫu sản phẩm thị trường (c), mẫu sản phẩm chiết (d). ................................................. 76 Hình 3.35. Phổ đồ của mẫu chuẩn và mẫu thử fucoidan 50 ppm. .................. 77 Hình 3.36. Đồ thị đường chuẩn fucoidan bằng phương pháp UV-Vis. .......... 78