Tài liệu Nghiên cứu, xác định hàm lượng vitamin c trong lá cây chùm ngây bằng phương pháp von ampe hòa ta

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM CHU THỊ OANH NGHIÊN CỨU, XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG VITAMIN C TRONG LÁ CÂY CHÙM NGÂY BẰNG PHƢƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT THÁI NGUYÊN - 2014 ĐẠI HỌC HỌC THÁI THÁI NGUYÊN ĐẠI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM VƢƠNG KHÁNH LY CHU THỊ OANH Nghiªn cøu sù t¹o phøc ®¬n phèi tö, ®a phèi tö NGHIÊN CỨU, XÁC HÀM(Pr, LƢỢNG C trong hÖ nguyªn tèĐỊNH ®Êt hiÕm Nd, Sm),VITAMIN amino axit TRONG LÁ CÂY CHÙM NGÂY vµ BẰNG PHƢƠNG PHÁP (Alanin, Serin, Glutamin) axetyl axeton VON-AMPE HÒAph¸p TAN chuÈn ®é ®o pH trong dung dÞch b»ng ph-¬ng Chuyên nghành : Hóa phân tích Mã số:60.44.01.18 Chuyên ngành: HOÁ PHÂN TÍCH Mã số: 60. 44. 01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Dƣơng Thị Tú Anh Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ HỮU THIỀNG THÁI NGUYÊN - 2014 THÁI NGUYÊN - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu, xác định hàm lƣợng vitamin C trong lá cây chùm ngây bằng phƣơng pháp Von-Ampe hòa tan” là do bản thân tôi thực hiện. Các số liệu, kết quả trong đề tài là trung thực. Nếu sai sự thật tôi xin chịu trách nhiệm. Thái nguyên, tháng 8 năm 2014 Tác giả luận văn Chu Thị Oanh XÁC NHẬN CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS. Dƣơng Thị Tú Anh i Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Cô giáo: TS. Dương Thị Tú Anh người đã tận tụy dành nhiều công sức, thời gian hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn“Nghiên cứu, xác định hàm lượng vitamin C trong lá cây chùm ngây bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan” Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, tạo điều kiện của các Thầy Cô giáo trong khoa Hóa học -Trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên, sự ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình của các anh chị và các bạn trong quá trình thực hiện luận văn. Do thời gian có hạn và các yếu tố khách quan khác, bản luận văn của em sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các Thầy Cô và các bạn để bản luận văn của em được hoàn thiện hơn. Thái Nguyên, tháng 8 năm 2014 Học viên Chu Thị Oanh ii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỤC LỤC Trang Lời cam đoan .................................................................................................................. i Lời cảm ơn ..................................................................................................................... ii Mục lục ......................................................................................................................... iii Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ........................................................................ iv Danh mục các bảng. ....................................................................................................... v Danh mục các hình ....................................................................................................... vi MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................... 3 1.1. Tổng quan về cây chùm ngây .............................................................................. 3 1.1.1. Phân loại .......................................................................................................... 3 1.1.2. Đặc điểm hình thái của cây chùm ngây .......................................................... 3 1.3. Giới thiệu phương pháp Von-Ampe hòa tan ...................................................... 16 1.3.1. Nguyên tắc của phương pháp Von-Ampe hòa tan ........................................ 16 1.3.2. Ưu điểm của phương pháp Von-Ampe hòa tan ............................................ 19 1.3.3. Nhược điểm của phương pháp Von-Ampe hòa tan ...................................... 20 1.3.4. Giới thiệu về điện cực giọt thủy ngân treo .................................................... 20 1.4. Giới thiệu phương pháp chiết tách các hợp chất thiên nhiên ............................. 21 1.4.1. Phương pháp chiết tách ................................................................................. 21 1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất các hợp chất thiên nhiên..... 24 1.5. Tình hình nghiên cứu về cây chùm ngây ở trong nước và trên thế giới ............ 26 1.5.1.Trên thế giới ................................................................................................... 26 1.5.2. Tại Việt Nam ................................................................................................. 27 Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM – PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 29 2.1. Nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị và hóa chất ......................................................... 29 2.1.1.Nguyên liệu .................................................................................................... 29 2.1.2. Thiết bị .......................................................................................................... 29 2.1.3. Dụng cụ ......................................................................................................... 30 2.1.4. Hóa chất......................................................................................................... 30 2.2. Nội dung – phương pháp nghiên cứu ................................................................. 30 iii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2.2.1. Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện tối ưu cho phép xác định vitamin C bằng phương pháp Von-Ampe hoà tan ................................................................... 30 2.2.2. Đánh giá độ đúng, độ chụm của phép đo và giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của phương pháp ................................................................................... 33 2.2.3. Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện chiết tách vitamin C .............................. 36 2.3. Xử lý kết quả thực nghiệm ................................................................................. 40 Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 41 3.1. Nghiên cứu điều kiện tối ưu xác định vitamin C bằng phương pháp ASV ........ 41 3.1.1. Nghiên cứu lựa chọn nền điện li tối ưu ......................................................... 41 3.1.2. Thí nghiệm trắng ........................................................................................... 43 3.1.3. Nghiên cứu lựa chọn pH tối ưu ..................................................................... 43 3.1.5. Nghiên cứu lựa chọn thời gian sục khí.......................................................... 47 3.1.6. Nghiên cứu lựa chọn thời gian điện phân làm giàu ...................................... 49 3.1.7. Nghiên cứu ảnh hưởng của kích cỡ giọt thủy ngân ...................................... 51 3.1.8. Nghiên cứu ảnh hưởng của thế điện phân làm giàu ...................................... 53 3.1.9. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ khuấy dung dịch ..................................... 55 3.1.10. Kết kuận về các điều kiện tối ưu xác định vitamin C bằng phương pháp ASV . 57 3.2. Độ chính xác, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng của phép đo .................. 58 3.2.1. Độ chính xác.................................................................................................. 58 3.2.2. Giới hạn phát hiện (LOD) ............................................................................. 60 3.2.3. Giới hạn định lượng: ..................................................................................... 60 3.3. Nghiên cứu các điều kiện tối ưu chiết tách vitamin C ........................................ 60 3.3.1. Quá trình chiết tách và ghi đo đường ASV của vitamin C trong dịch chiết . 60 3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ dung môi đến quá trình chiết ....................... 61 3.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến quá trình chiết vitamin C ... 62 3.3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng mẫu (g) : thể tích dung môi chiết (mL) ............................................................................................................... 64 3.3.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm chiết ........................................ 66 3.3.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích dịch chiết metanol:thể tích dung môi n-hexan đến quá trình chiết vitamin C ............................................................. 68 iv Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3.3.7. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích dịch chiết trong HCl : thể tích dung môi etylaxetat đến quá trình chiết .................................................................. 69 3.3.8. Kết kuận về các điều kiện tối ưu chiết tách vitamin C từ lá cây chùm ngây ....... 71 3.4. Xác định hàm lượng vitamin C trong các mẫu phân tích ................................... 72 3.4.1. Vị trí lấy mẫu và vùng lấy mẫu ..................................................................... 72 3.4.2. Kết quả phân tích........................................................................................... 73 KẾT LUẬN ................................................................................................................. 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 80 PHỤ LỤC v Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Số Tiếng Việt TT Tiếng Anh Viết tắt, ký hiệu 1 Biên độ xung Pulse Amplitude 2 Cây chùm ngây Moringa Oleifera Lam 3 Dòng pic (Dòng đỉnh hòa tan) Pic Current 4 Điện cực giọt thuỷ ngân treo Hanging Mercury Drop Electrode HMDE 5 Điện cực giọt thuỷ ngân tĩnh Stationary Mercury Drop Electrode SMDE 6 Điện cực giọt thuỷ ngân rơi Drop Mercury Electrode DME 7 Điện cực màng thuỷ ngân Mercury Film Electrode MFE 8 Điện cực làm việc Working Electrode WE 9 Độ lệch chuẩn tương đối Relative Standard Deviation RSD 10 Độ thu hồi Recovery Rev 11 Giới hạn định lượng Limit of Quantification LOQ 12 Giới hạn phát hiện Limit of Detection LOD 13 Nồng độ phần triệu Part per Million ppm 14 Nồng độ phần tỷ Part per Billion ppb 15 Oxy hòa tan Dissolve Oxygen DO E MOL Ip 16 Quang phổ hấp thụ nguyên tử Atomic Absorption Spectrometry AAS 17 Quang phổ phát xạ nguyên tử Atomic Emission Spectrometry AES 18 Plassma cao tần cảm ứng ICP 19 Sắc ký lỏng hiệu năng cao I nductively Coupled Plasma High Performance Liquid Chromatography HPLC 20 Sai số tương đối Relative Error Re 21 Thế đỉnh pic Pic Potential Ep 22 Thế điện phân Deposition Potential Eđp 23 Thời gian Time iv Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên t http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 24 Thời gian điện phân Deposition Time tđp 25 Thời gian nghỉ Rest Time trest 26 Tia tử ngoại Ultra Violet UV 27 Tốc độ quay điện cực The Rotating Speed of Electrode 28 Tốc độ quét thế Sweep Rate 29 Von-Ampe hòa tan Stripping Voltammetry 30 Von-Ampe hòa tan anot Anodic Stripping Voltammetry ASV 31 Von-Ampe hòa tan catot Cathodic Stripping Voltammetry CSV 32 Xung vi phân Differential Pulse 33 Tổ chức y tế thế giới World Health Organization WHO Food and Agriculture Organization FAO Acid ascorbic Vit. C 34 Tổ chức lương thực và nông nghiệp 35 Vitamin C v Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên V SV DP http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1. Kết quả khảo sát đường ASV của vitamin C trong các nền điện li khác nhau......... 42 Bảng 3.2. Các giá trị Ip của vitamin C tương ứng với pH khác nhau của dung dich đệm axetat ............................................................................................................... 44 Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của Ip vào thể tích dung dịch đệm axetat........................................ 46 Bảng 3.4. Các giá trị Ip của vitamin C tương ứng với thời gian sục khí (tsk) khác nhau ..... 48 Bảng 3.5. Các giá trị Ip của vitamin C ở các thời gian điện phân làm giàu khác nhau........ 50 Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của kích cỡ giọt thủy ngân ( θ ) đến dòng đỉnh hòa tan của vitamin C............................................................................................. 52 Bảng 3.7. Giá trị Ip của vitamin C ở các giá trị thế điện phân (Eđf) khác nhau .................... 54 Bảng 3.8. Các giá trị Ip của vitamin C ở các giá trị tốc độ khuấy dung dịch ( ) khác nhau...... 56 Bảng 3.9. Các điều kiện thí nghiệm thích hợp cho phép ghi đo xác định vitamin C bằng phương pháp ASV......................................................................................... 57 Bảng 3.10. Kết quả xác định hàm lượng vitamin C trong mẫu chuẩn .................................. 58 Bảng 3.11. Các giá trị Ip của vitamin C trong 10 lần đo lặp lại ............................................. 59 Bảng 3.12. Các giá trị Ip của vitamin C trong các dung môi chiết khác nhau ...................... 62 Bảng 3.13. Bảng giá trị Ip của vitamin C ứng với tỷ lệ nước: metanol khác nhau ............... 63 Bảng 3.14. Bảng giá trị Ip của vitamin C ứng với các tỷ lệ khối lượng mẫu nghiên cứu (g) : thể tích (mL) hệ dung môi khác nhau ........................................................... 65 Bảng 3.15. Bảng giá trị Ip của vitamin C ứng với thời gian ngâm chiết khác nhau ............. 67 Bảng 3.16. Bảng giá trị Ip của vitamin C theo tỷ lệ VDC2 :Vn-hexan khác nhau ....................... 68 Bảng 3.17. Bảng giá trị Ip của vitamin C với tỷ lệ VDC4: Vetylaxetat khác nhau ....................... 70 Bảng 3.18. Các điều kiện thích hợp cho việc chiết tách Vitamin C từ lá cây chùm ngây ... 72 Bảng 3.19. Địa điểm và thời gian lấy mẫu .............................................................................. 72 Bảng 3.20. Kết quả phân tích các mẫu .................................................................................... 74 v Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1. Cây, hoa và quả chùm ngây ..................................................................................... 4 Hình 1.2: Nước giải khát từ lá cây chùm ngây Trà túi lọc từ cây chùm ngây ........................ 6 Hình 1.3. Sản phẩm thuốc viên nang từ cây chùm .................................................................. 7 Hình 2.1. Sơ đồ chiết tách vitamin C trong lá cây chùm ngây ............................................. 38 Hình 3.1. Đường ASV của vitamin C trong các nền điện li khác nhau................................ 41 Hình 3.2. Đường ASV của mẫu trắng .................................................................................. 43 Hình 3.3. Các đường ASV của vitamin C trong dung dịch đệm axetat với các giá trị pH khác nhau ........................................................................................................ 44 Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào giá trị pH dung dịch đệm ................... 45 Hình 3.5. Các đường ASV của vitamin C ở các thể tích khác nhau của dung dịch đệm axetat pH 4,6 ......................................................................................................... 46 Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào thể tích dung dịch đệm ..................... 47 Hình 3.7. Các đường ASV của Vitamin C ở các thời gian sục khí khác nhau ..................... 48 Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào thời gian sục khí .................................. 49 Hình 3.9. Các đường ASV của vitamin C ở các thời gian điện phân làm giàu khác nhau ....................................................................................................................... 50 Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào thời gian điện phân ............................ 51 Hình 3.11. Các đường ASV của vitamin C ứng với kích cỡ giọt thủy ngân khác nhau ...... 52 Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào kích cỡ giọt Hg .................................. 53 Hình 3.13. Các đường ASV của vitamin C ở các thế điện phân làm giàu khác nhau.......... 54 Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào thế điện phân...................................... 55 Hình 3.15. Các đường ASV khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy dung dịch đến dòng đỉnh hòa tan Ip của vitamin C ............................................................................... 56 Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ip vào tốc độ khuấy dung dịch ..................... 57 Hình 3.17. Các đường ASV phân tích mẫu chuẩn vitamin C ............................................. 58 Hình 3.18. Các đường ASV của Vitamin C trong 10 lần đo lặp lại .................................... 59 Hình 3.19. Các đường ASV của vitamin C trong các hệ dung môi khác nhau ................... 61 Hình 3.20. Các đường ASV của vitamin C với các tỷ lệ hệ dung môi khác nhau .............. 63 vi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 3.21. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước: metanol đến kết quả chiết Vit.C............................. 63 Hình 3.22. Các đường ASV của vitamin C với các tỷ lệ khối lượng mẫu nghiên cứu : thể tích hệ dung môi khác nhau ............................................................................ 64 Hình 3.23. Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lương mẫu: thể tích dung môi đến kết quả chiết vitamin C ............................................................................................................... 65 Hình 3.24. Các đường ASV của vitamin C với thời gian ngâm chiết khác nhau ............... 66 Hình 3.25. Ảnh hưởng của thời gian ngâm chiết đến kết qủa chiết vitamin C .................... 67 Hình 3.26. Các đường ASV của vitamin C trong các tỷ lệ VDC2 :Vn-hexan (mL:mL) khác nhau .............................................................................................................. 68 Hình 3.27. Ảnh hưởng của tỷ lệ VDC2 :Vn-hexan đến kết quả chiết vitamin C ....................... 69 Hình 3.28. Các đường ASV của vitamin C với tỷ lệ VDC4: Vetylaxetat khác nhau................... 70 Hình 3.29. Ảnh hưởng của tỷ lệ VDC4 : Vetylaxetat đến quá trình chiết vitamin C ................... 71 Hình 3.30. Đồ thị biểu diễn hàm lượng vitamin C trong các mẫu lấy ở Bắc Giang ............ 75 Hình 3.31. Đồ thị biểu diễn hàm lượng vitamin C trong các mẫu lấy ở Thái Nguyên ........ 75 Hình 3.32. Đồ thị biểu diễn hàm lượng vitamin C trong các mẫu lấy ở Hà Nội.................. 75 Hình 3.33. Đồ thị biểu diễn hàm lượng vitamin C trong mẫu lấy đợt I................................ 76 Hình 3.34. Đồ thị biểu diễn hàm lượng vitamin C trong mẫu lấy đợt II .............................. 76 Hình 3.35. Đồ thị biểu diễn hàm lượng vitamin C trong mẫu lấy đợt III ............................. 76 Hình 3.36. Đồ thị biểu diễn hàm lượng vitamin C trong mẫu lấy đợt IV............................. 77 Hình 3.37. Đồ thị biểu diễn hàm lượng vitamin C trong các mẫu ở các thời điểm khác nhau...... 77 vii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU Việt Nam nhờ có điều kiện sinh thái thích hợp nên có nguồn tài nguyên cây cỏ phong phú với hơn 10.000 loài, trong đó có hơn 3000 nghìn loại được sử dụng làm thuốc. Một trong số các loại cây có dược tính sinh học cao là cây chùm ngây (Moringa Oleifera). Cây chùm ngây hiện được hơn 80 quốc gia trên thế giới sử dụng, các nước phát triển sử dụng rộng rãi và đa dạng trong công nghệ dược phẩm, mỹ phẩm, nước giải khát, dinh dưỡng và thực phẩm chức năng. Các quốc gia đang phát triển sử dụng Moringa Oleifera như dược liệu kỳ diệu kết hợp chữa những bệnh thông thường, bệnh hiểm nghèo và thực phẩm dinh dưỡng. Các bộ phận của cây chùm ngây chứa nhiều khoáng chất quan trọng, và là một nguồn cung cấp chất đạm, các loại vitamin, β-carotene, axít amin và nhiều hợp chất phenolics. Cây chùm ngây cung cấp một hỗn hợp pha trộn nhiều hợp chất như zeatin, quercetin, axít β-sitosterol caffeoylquinic và kaempferol, rất hiếm gặp tại các loài cây khác. Lá cây chùm ngây giàu dinh dưỡng hiện được hai tổ chức thế giới WHO và FAO xem như là giải pháp ưu việt cho các bà mẹ thiếu sữa, trẻ em suy dinh dưỡng và là giải pháp lương thực cho các nước kém phát triển [29]. Các tài liệu tham khảo [1], [2], [3], [4], [7], [8], [9] cho thấy nhiều nhà khoa học thuộc các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu về công dụng đa dạng của cây chùm ngây, đặc biệt là dược tính của nó. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng trong lá cây chùm ngây, hàm lượng vitamin C khá cao so với các chất khác. Bằng các phương pháp khác nhau có thể định lượng được hàm lượng vitamin C trong lá cây chùm ngây như: phương pháp chuẩn độ thể tích, phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, phương pháp cực phổ, phương pháp Von-Ampe hòa tan, phương pháp HPLC, các phương pháp sắc ký …Trong các phương pháp đó, phương pháp Von-Ampe hòa tan với nhiều ưu điểm nổi bật: có độ nhạy, độ chọn lọc, độ chính xác cao, giới hạn phát hiện thấp, kỹ thuật phân tích không quá phức tạp … đã được áp dụng khá rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. 1 Xuất phát từ những lý do đó, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu, xác định hàm lượng vitamin C trong lá cây chùm ngây bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan”. Trong luận văn này chúng tôi tập trung nghiên cứu các nội dung sau: 1. Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện tối ưu cho phép xác định hàm lượng vitamin C bằng phương pháp Von-Ampe hoà tan, cụ thể: - Nghiên cứu lựa chọn chất điện li nền; - Tiến hành thí nghiệm trắng để kiểm tra độ tinh khiết của hệ thống phân tích; - Nghiên cứu lựa chọn thể tích dung dịch đệm tối ưu; - Nghiên cứu lựa chọn pH tối ưu; - Nghiên cứu lựa chọn thời gian sục khí; - Nghiên cứu lựa chọn thời gian điện phân làm giàu; - Nghiên cứu ảnh hưởng của kích cỡ giọt thủy ngân; - Nghiên cứu ảnh hưởng của thế điện phân làm giàu; - Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ khuấy dung dịch. 2. Đánh giá độ đúng, độ chụm, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp thông qua mẫu chuẩn. 3. Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện chiết tách vitamin C, cụ thể: - Nghiên cứu ảnh hưởng dung môi chiết tách vitamin C; - Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ hệ dung môi hữu cơ : nước; - Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ khối lượng mẫu (g) : thể tích hệ dung môi (mL); - Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm chiết; - Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ thể tích dịch chiết trong dung môi hữu cơ : thể tích n-hexan (Vhữu cơ : Vn-hexan); - Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ thể tích dịch chiết trong nước: thể tích etylaxetat. 4. Áp dụng các điều kiện tối ưu đã khảo sát và nghiên cứu được vào việc xác định hàm lượng vitamin C trong lá cây chùm ngây tại ba khu vực: Long Biên –Hà Nội , Đồng Hỷ -Thái Nguyên, Việt Yên- Bắc Giang ở những thời gian khác nhau. 2 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về cây chùm ngây Cây chùm ngây được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau như: Cây thần diệu, cây kỳ quan, cây độ sinh (Ấn Độ), cây cải ngựa, cây dùi trống, cây dầu bel… Tên khoa học là Moringa oleifera lam [3]. 1.1.1. Phân loại Một trong những cách phân loại phổ biến nhất là phân loại theo khoa học, cụ thể là [37]: Giới Thực vật: Plantae Ngành ngọc lan: Magnoliophyta Lớp ngọc lan: Magnoliopsida Bộ nải: Brassicales Họ nhùm ngây: Moringaceae Chi: Moringa Loài: Moringa oleifera lam. 1.1.2. Đặc điểm hình thái của cây chùm ngây Cây chùm ngây là cây thân gỗ nhỏ, cao từ 5 - 10m, phân cành nhiều. Lá kép thường là 3 lần lông chim, có 6 - 9 đôi lá chét hình trứng, mọc đối. Hoa trắng có cuống, hơi giống hoa đậu, mọc thành chùy ở nách lá [9]. Quả nang treo, có 3 cạnh, dài 25 - 30cm, hơi gồ lên ở chỗ có hạt, khía rãnh dọc [1]. Hạt màu đen, to bằng hạt đậu Hà Lan, hình tròn có 3 cạnh và 3 cánh màu trắng dạng màng. Thân có vỏ màu trắng xám, dày, mềm, sần sùi nứt nẻ, gỗ mềm và nhẹ [36]. Cây chùm ngây được trồng ở những vùng đất khô, nhiệt đới hoặc bán nhiệt đới. Cây này ưa đất ráo nước, nhiều cát, dù là đất xấu cũng dễ mọc, chịu được hạn hán. Ở Việt Nam cây chùm ngây được trồng nhiều ở tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận nhưng cũng có mặt ở nững tỉnh khác như Thanh Hóa và đang được mở rộng ở khắp cả nước. Có thể nói chùm ngây là một loài cây đa dụng, mỗi bộ phận của cây đều có thể dùng được với những công dụng khác nhau. 3 Hình 1.1. Cây, hoa và quả chùm ngây 1.1.3. Thành phần hóa học của cây chùm ngây 1.1.3.1. Rễ cây chùm ngây Các chất Glucosinolates có trong rễ cây chùm ngây như 4-(alpha-Lrhamnosyloxy) benzyl glucosinolate (chừng 1%) sau khi chịu tác động của myrosinase, sẽ cho 4-(alpha-L-rhamnosyloxy) benzyl isothiocyanate. Glucotropaeolin (chừng 0,05%) sẽ cho benzyl isothiocyanate [23]. 1.1.3.2. Hạt cây chùm ngây Trong hạt chùm ngây có chứa glucosinolate như trong rễ, có thể lên đến 9% sau khi hạt đã được khử chất béo, các axit loại phenol cacboxylic như 1-beta - D – glucosyl- 2, 6-dimethylbenzoate. Ngoài ra hạt còn chứa chất béo 33-38% được dùng trong dầu ăn và kỹ nghệ hương liệu, thành phần chính gồm các axit béo như axit oleic (60-70%), axit palmitic (3-12%), axit stearic ( 3-12%) và các axit béo khác như axit eicosanoic và lignoceric [34]. 1.1.3.3. Lá và hoa cây chùm ngây Trong lá cây chùm ngây có chứa các hợp chất thuộc nhóm flavonoids và phenolic như kaempferol 3-O-alpha-rhamnoside, kaempferol, axit ascorbic, axit syringic, axit gallic, rutin, quercetin 3-O-beta-glucoside… Các flavonol glycosides được xác định đều thuộc nhóm kaempferide nối kết với các hamnoside hay glucoside [31]. Các flavonoid glycosid thường dễ tan trong các dung môi phân cực, các flavonoid aglycon dễ tan trong dung môi kém phân cực. 4 Hoa cây chùm ngây chứa polysaccharide được dùng làm chất phụ gia trong kỹ nghệ dược phẩm [34]. 1.1.3.4. Nhựa (gôm) cây chùm ngây Gôm chiết từ vỏ cây có chứa arabinose, galactose, axit glucuronic và vết rhamnose. Từ gôm, chất eucoanthocyanin đã được chiết và xác định là leucodelphinidin, galactopyranosyl, lucopyranosid [7]. 1.1.4. Công dụng của cây chùm ngây Cây chùm ngây (Moringa oleifera Lam) còn được dân gian gọi là "Cây thần diệu", Moringa rất có ý nghĩa trong việc chống suy dinh dưỡng tại các khu vực đói nghèo. Nhiều bộ phận của cây như quả, lá non, hoa các nhánh non đều có thể dùng. Theo các nghiên cứu thì cây chùm ngây không chỉ là nguồn thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao mà còn chứa nhiều khoáng chất và axit amin tốt cho cơ thể [3]. So sánh giá trị dinh dưỡng của nó với một số thực phẩm tự nhiên thường dùng hàng ngày, cho thấy giá trị dinh dưỡng của lá cây chùm ngây cao hơn nhiều. Lượng vitamin C cao hơn gấp 7 lần so với lượng vitamin C có trong quả cam; gấp 4 lần lượng canxi và 2 lần lượng protein của sữa; hơn 4 lần vitamin A của cà rốt và hơn 3 lần potassium của chuối [24]. Phân tích giá trị dinh dưỡng và khoáng chất trong 100g lá của cây chùm ngây được thể hiện ở phần phụ lục 1. 1.1.4.1. Công dụng trong thực phẩm Đọt và lá non: Được dùng làm rau phổ biến ở Việt Nam, Campuchia, Philippin, Nam Ấn Độ, Sri Lanka và Châu Phi… Búp hoa: Được làm rau xào hoặc nấu như đậu Hà Lan. Hoa: Có thể ăn được khi nấu chín và có mùi như nấm. Quả và hạt non: Được gọi là "đùi", được dùng làm rau phổ biến ở Châu Á và Châu Phi. Trong vỏ hạt rất giàu vitamin C và vitamin B và các khoáng chất. Quả và hạt non ăn như Đậu Hà Lan. Hoa, lá và cành non, trái non đều luộc ăn được, có tính kích thích tiêu hóa và có tính kháng sinh (nhờ chất lacton: ptyrigospermin). Lá cây chùm ngây được xem là phần bổ dưỡng nhất của của cây, là một nguồn quan trọng của vitamin B6, vitamin C, tiền vitamin A, chất đạm, vitamins, β- 5 carotene, axit amin và nhiều hợp chất khó gặp tại các cây khác như zeatin, nhóm hợp chất flavonoid (quercetin, rutin, ß-sistosterol, axitcaffeoylquinic và kaempferol …). Vì vậy được ứng dụng rất nhiều trong thực phẩm, như làm trà túi lọc moringa, nước uống Zija [29]. Hình 1.2: Nƣớc giải khát từ lá cây chùm ngây Trà túi lọc từ cây chùm ngây 1.1.4.2. Công dụng trong xử lý nước Những nghiên cứu về hoạt chất ngưng kết, làm trong nước và diệt khuẩn có trong hạt chùm ngây, đồng thời thử nghiệm qui trình lọc nước của hạt của cây chùm ngây đã được nhiều người quan tâm. Tác dụng lắng lọc, diệt khuẩn gây bệnh đường ruột trong việc xử lý nước bẩn có thể áp dụng cho các vùng lũ ở Việt Nam. Nhiều nơi trên thế giới dùng bột nghiền từ hạt để khử trùng nước sông, nước sông trong mùa lũ có tổng số trực trùng Escherichia coli lên tới 1.600 18.000/100 mL, được xử lý bằng bột hạt chùm ngây trong vài giờ đồng hồ đã giảm xuống còn 1 - 200/100 mL [30]. Hạt Chùm ngây có chứa một số hợp chất “đa điện giải” (polyelectrolytes) tự nhiên có thể dùng làm chất kết tủa để làm trong nước [17], [22]. 1.1.4.3. Công dụng trong y dược học Theo Y học cổ truyền nước ngoài thì các bộ phận của cây chùm ngây như lá, rễ, hạt, vỏ cây, quả và hoa… có những hoạt tính như kích thích hoạt động của tim và hệ tuần hoàn, hoạt tính chống u-bướu, hạ nhiệt, chống kinh phong, chống sưng viêm, trị ung loét, chống co giật, lợi tiểu, hạ huyết áp, hạ cholesterol, chống oxy- 6 hóa, trị tiểu đường, bảo vệ gan, kháng sinh và chống nấm. Cây đã được dùng để trị nhiều bệnh trong Y-học dân gian tại nhiều nước trong vùng Nam Á. Hạt cây chùm ngây được dùng trị đau bụng, ăn không tiêu, nóng sốt, sưng tấy ngoài da, tiểu đường và đau thắt ngang hông [29]. Dịch chiết từ lá có tác dụng chống nhiễm trùng da. Nó cũng được dùng để điều khiển lượng đường trong máu khi bị bệnh tiểu đường. Dịch chiết từ lá có thêm nước cà-rốt là một thức uống lợi tiểu [9], [31]. Hoa dùng làm thuốc bổ, lợi tiểu, quả giã kỹ với gừng và lá Justiciagendarussa để làm thuốc đắp trị gãy xương, lá trị ốm còi, gây nôn và đau bụng khi có kinh, dầu từ hạt để trị phong thấp . Rễ tươi của cây non dùng trị nóng sốt, phong thấp, gout, sưng gan và lá lách. Nhựa từ chồi non dùng chung với sữa trị nhức đầu, sưng răng [33]. Hình 1.3. Sản phẩm thuốc viên nang từ cây chùm Theo Y học cổ truyền Việt Nam thì cành lá cây chùm ngây luộc ăn hay sắc uống kích thích tiêu hóa, trị tiêu chảy, kiết lỵ, viêm phổi. Rễ Chùm ngây sắc uống, có tác dụng kiện vị, giã đắp làm sung huyết (tụ máu) thay cải Mù tạc trị thấp khớp. Rễ cây chùm ngây được cho là có tính kích thích, giúp lưu thông máu huyết, làm dễ tiêu hóa, tác dụng trên hệ thần kinh, làm dịu đau. Hoa có tính kích dục. Hạt làm giảm đau. Nhựa từ thân có tác dụng làm dịu đau [38]. 1.1.4.4. Công dụng chống suy giảm dinh dưỡng Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và tổ chức Nông nghiệp và lương thực Thế giới (FAO) đều đề cao cây chùm ngây, coi nó là cứu tinh cho người nghèo. Lá non có thể dùng làm rau ăn hành ngày, tăng thành phần dinh dưỡng và giúp phát triển kinh tế tự túc ở nông thôn, đặc biệt nhất là ở những quốc gia đang 7 phát triển. FAO đã khuyến cáo các nước nên trồng và phát triển rộng diện tích trồng cây chùm ngây. Theo FAO, bằng cách trồng cây chùm ngây, nhà nông có thể tận dụng đất xấu, hơn nữa cây lại cho nhiều bộ phận giàu dinh dưỡng và được thu hoạch như một loại rau . Cây chùm ngây đã được sử dụng để chống suy dinh dưỡng, đặc biệt là trẻ sơ sinh và bà mẹ đang cho con bú. + Đối với trẻ em từ 1-3 tuổi, ăn 20g lá chùm ngây tươi là cung ứng 90% canxi, 100% vitamin C, vitamin A, 15% chất sắt, 10% chất đạm cần thiết và hàm luợng potassium, đồng…và vitamin B bổ sung cần thiết cho trẻ. + Đối với các bà mẹ đang mang thai và cho con bú, chi cần dùng 100g lá tươi mỗi ngày là đủ bổ sung canxi, vitamin C, vitamin A, sắt, đồng, magiê, sulfur, các vitamin B cần thiết trong ngày [38]. Bốn Tổ chức phi chính phủ: Trees for Life International, Church World Service, Educational Concerns for Hunger Organization và Volunteer Partnerships for West Africa . Các Tổ chức này cho rằng: “ Cây chùm ngây đặc biệt hứa hẹn như là một nguồn thực phẩm ở vùng nhiệt đới bởi vì cây lá mọc đầy đủ vào cuối mùa khô khi các loại thực phẩm khác thường khan hiếm” và “ cây chùm ngây chính là nguồn dinh dưỡng tự nhiên cho vùng nhiệt đới"[38]. 1.2. Tổng quan về vitamin C 1.2.1. Cấu tạo 1.2.1.1.Tên gọi Vitamin C là tên gọi thông dụng của axit ascorbic Tên theo IUPAC: 2-oxo-L-threo-hexono-1,4-lactone-2,3enediol hoặc (R)-3,4-dyhdroxy-5-((S)-1,2-dihydroxylethyl)furan-2(5H)-one. Tên gọi khác: L-ascorbate [35], [39]. 1.2.1.2.Công thức hóa học: Công thức phân tử: C6H8O6 Khối lượng phân tử: 176,13g/mol; 8