Thực phẩm chức năng functional foods

366 trang vanle 2470

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Thực phẩm chức năng functional foods", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

thuc_pham_chuc_nang_functional_foods.pdf

Nội dung text: Thực phẩm chức năng functional foods

MÔN HỌC THỰC PHẨM CHỨC NĂNG FUNCTIONAL FOODS NGÔ XUÂN DŨNG BỘMÔN THỰC PHẨM DINH DƢỠNG KHOA CÔNG NGHỆTH ỰC PHẨM HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Email: nxdung@vnua.edu.vn
BỐ CỤC CHƢƠNG TRÌNH 1. LÝ THUYẾT: 18 TIẾT 2. SEMINA KHOA HỌC: 4 TIẾT 3. THỰC HÀNH: 8 TIẾT
BỐ CỤC CHƢƠNG TRÌNH 1. LÝ THUYẾT 18 TIẾT 1.1. BÀI MỞ ĐẦU 1.2. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ TPCN 1.3. CÁC HỢP CHẤT CHỨC NĂNG TRONG THỰC PHẨM 1.4. THỰC PHẨM CHỨC NĂNG VÀ SỨC KHỎE 1.5. PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
BỐ CỤC CHƢƠNG TRÌNH 2. SEMINA KHOA HỌC: 4 TIẾT - NHÓM 10 NGƢỜI - ĐỀ TÀI: ĐƢỢC GIAO TRONG QUÁ TRÌNH HỌC - BÁO CÁO: DẠNG WORD 10 – 15 tr - TRÌNH BÀY: POWERPOINT 10 – 15 SLIDE
BỐ CỤC CHƢƠNG TRÌNH 3. THỰC HÀNH 8 TIẾT Thực hành sản xuất 1 sản phẩm thực phẩm chức năng nhƣ: + Sữa chua có bổ sung probiotic + Nƣớc quả lên men có bổ sung probiotic + Sản xuất xơ hòa tan từ bã dứa, từ cám gạo + Sản xuất đƣờng FOS BÁO CÁO THỰC HÀNH THEO NHÓM 5 NGƢỜI
ĐÁNH GIÁ HẾT MÔN HỌC 1. THI HẾT MÔN: (60%) 2. BÁO CÁO THỰC HÀNH: (20%) 3. SEMINA KHOA HỌC: (10%) 4. CHUYÊN CẦN: (10%)
TÀI LIỆU THAM KHẢO • Bùi Minh Đức, Nguyễn Công Khẩn , Bùi Minh Thu, Lê Quang Hải , Phan Thị Kim. 2004 Dinh dƣỡng cận đại, độc học, an toàn thực phẩm v à sức khỏe bền vững. Nhà xuất bản y học-2004 • Phan thị Kim, Bùi Minh Đức. 2002. Thực phẩm, Thực phẩm chức năng- An toàn và sức khoẻ bền vững. NXB Y học. • Nguyễn Thiện Luân, Lê Doãn Diên, Phan Quốc Kinh. 1997. Thực phẩm thuốc- Thực phẩm chức năng. NXB Nông nghiệp. • R. Chadwick et al . 2004. Functional Foods. Springer 1st ed. • Gibson R and Christine M. Williams. 2000. Functional food. Concept to product.CRC Press. Woodhead publishing limited. • J. Shi, Mazza G. and LeMaguer. 2002. Functional Foods: biochemical and processing aspects. Volume 1,2. CRC- Series in Modem Nutrition. Woodhead publishing limited • J. Shi , 2005 Functional Foods and Nutraceuticals. Volume 1,2,3. CRC- Series in Modem Nutrition. .
LỜI GIỚI THIỆU - Thực phẩm là gì? Nó có vai trò nhƣ thế nào? - Sự phát triển của dinh dƣỡng học (việc xây dựng chế độ ăn kiêng ít năng lƣợng, chế độ dinh dƣỡng tiêu chuẩn, chế độ dinh dƣỡng phòng chống các bệnh mãn tính.
Khoa học dinh dƣỡng Ngành khoa học của thế kỷ 21 - Ứng dụng các nghiên cứu mới trong dinh dƣỡng học - Phát triển thêm các nghiên cứu liên quan đến mối liên hệ giữa chế độ ăn và phòng chống bệnh tật - Gia tăng không ngừng về lợi ích bảo vệ sức khỏe từ ăn uống - Gia tăng tuổi thọ con ngƣời - Phát triển nhận thức của ngƣời tiêu dùng về mối liên hệ giữa dinh dƣỡng và sức khỏe (theo J.Shi, Mazza G. and LeMaguer. 2002. Functional Foods: biochemical and processing aspects)
BÀI MỞ ĐẦU 1.1. Khái niệm thực phẩm chức năng theo quốc tế Khái niệm thực phẩm chức năng (Functional foods) đƣợc ngƣời Nhật sử dụng đầu tiên trong những năm 1980 để chỉ những thực phẩm chế biến có chứa những thành phần tuy không có giá trị dinh dƣỡng nhƣng giúp nâng cao sức khoẻ cho ngƣời sử dụng. Theo Viện Khoa học và Đời sống quốc tế (International Life Science Institute - ILSI) thì "thực phẩm chức năng là thực phẩm có lợi cho một hay nhiều hoạt động của cơ thể nhƣ cải thiện tình trạng sức khoẻ và làm giảm nguy cơ mắc bệnh hơn là so với giá trị dinh dƣỡng mà nó mang lại".
BÀI MỞ ĐẦU 1.1. Khái niệm thực phẩm chức năng theo quốc tế Theo IFIC (the International Food Information Council Foundation), thực phẩm chức năng là những thực phẩm hay thành phần của chế độ ăn có thể đem lại lợi ích cho sức khoẻ nhiều hơn giá trị dinh dƣỡng cơ bản. Thực phẩm chức năng có thể là sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên hoặc là thực phẩm trong quá trình chế biến đƣợc bổ sung thêm các chất "chức năng". Cũng nhƣ thực phẩm thuốc, thực phẩm chức năng nằm ở nơi giao thoa giữa thực phẩm và thuốc và ngƣời ta cũng gọi thực phẩm chức năng là thực phẩm - thuốc.
BÀI MỞ ĐẦU 1.2. Khái niệm thực phẩm chức năng theo Bộ Y tế Việt Nam Theo thông tƣ tháng 8 năm 2004: Bộ Y tế Việt Nam định nghĩa thực phẩm chức năng: là thực phẩm dùng để hỗ trợ chức năng của các bộ phận trong cơ thể ngƣời, có tác dụng dinh dƣỡng, tạo cho cơ thể tình trạng thoải mái, tăng sức đề kháng và giảm bớt nguy cơ gây bệnh. Tuỳ theo công thức, hàm lƣợng vi chất và hƣớng dẫn sử dụng, thực phẩm chức năng còn có các tên gọi sau: thực phẩm bổ sung vi chất dinh dƣỡng, thực phẩm bổ sung, thực phẩm bảo vệ sức khoẻ, sản phẩm dinh dƣỡng y học
BÀI MỞ ĐẦU 1.3. Phân biệt thực phẩm chức năng (Functional Food) với thực phẩm (Food) và thuốc (Drug) Thực phẩm chức năng (Functional Food) khác với thực phẩm (Food) ở chỗ: • Đƣợc sản xuất, chế biến theo công thức: bổ sung một số thành phần có lợi hoặc loại bớt một số thành phần bất lợi (để kiêng). Việc bổ sung hay loại bớt phải đƣợc chứng minh và cân nhắc một cách khoa học và đƣợc cơ quan nhà nƣớc có thẩm quyền cho phép (thƣờng là phải theo tiêu chuẩn). • Có tác dụng với sức khỏe (một số chức năng sinh lý của cơ thể) nhiều hơn là các chất dinh dƣỡng thông thƣờng. Nghĩa là, thực phẩm chức năng ít tạo ra năng lƣợng (calorie) cho cơ thể nhƣ các loại thực phẩm, ví dụ, gạo, thịt, cá • Liều sử dụng thƣờng nhỏ, thậm chí tính bằng miligram, gram nhƣ là thuốc. • Đối tƣợng sử dụng có chỉ định rõ rệt nhƣ ngƣời già, trẻ em, phụ nữ tuổi mãn kinh, ngƣời có hội chứng thiếu vi chất, rối loạn chức năng sinh lý nào đó
BÀI MỞ ĐẦU 1.3. Phân biệt thực phẩm chức năng (Functional Food) với thực phẩm (Food) và thuốc (Drug) Thực phẩm chức năng (Functional Food) khác với thuốc (Drug) ở chỗ: • Đối với thực phẩm chức năng, nhà sản xuất công bố trên nhãn sản phẩm là thực phẩm, đảm bảo chất lƣợng vệ sinh an toàn sức khỏe, phù hợp với các quy định về thực phẩm. Đối với thuốc, nhà sản xuất công bố trên nhãn là sản phẩm thuốc, có tác dụng chữa bệnh, phòng bệnh với công dụng, chỉ định, liều dùng, chống chỉ định. Thuốc là những sản phẩm để điều trị và phòng bệnh, đƣợc chỉ định để nhằm tái lập, điều chỉnh hoặc sửa đổi chức năng sinh lý của cơ thể. • Có thể sử dụng thƣờng xuyên, lâu dài nhằm nuôi dƣỡng (thức ăn qua sonde), bổ dƣỡng hoặc phòng ngừa các nguy cơ gây bệnh mà vẫn an toàn, không có độc hại, không có phản ứng phụ. • Ngƣời tiêu dùng có thể tự sử dụng theo “hƣớng dẫn cách sử dụng” của nhà sản xuất mà không cần khám bệnh, hoặc thầy thuốc phải kê đơn
BÀI MỞ ĐẦU 1. Một số khái niệm chung 1.4. Phân loại thực phẩm chức năng A. Các loại thực phẩm thiên nhiên chƣa qua chế biến • Đậu nành • Cà chua • Tỏi • Bông cải và các loại rau họ cải • Cam, quýt, chanh, bƣởi • Trà • Rau lá xanh giàu Lutein • Cá • Sữa và các chế phẩm từ sữa
BÀI MỞ ĐẦU 1. Một số khái niệm chung 1.4. Phân loại thực phẩm chức năng B. Thực phẩm chế biến • Nhóm bổ sung vitamin và khoáng chất • Nhóm bổ sung chất xơ • Thực phẩm giúp cân bằng hệ vi khuẩn đƣờng tiêu hóa • Bổ sung các chất dinh dƣỡng đặc biệt khác • Thực phẩm loại bỏ bớt một số thành phần • Các thực phẩm cho nhu cầu dinh dƣỡng đặc biệt
BÀI MỞ ĐẦU 1. Một số khái niệm chung 1.4. Phân loại thực phẩm chức năng Hoặc có thể chia thành bảy loại: - TPCN bổ sung vitamin và khoáng chất (nhƣ bổ sung Iod vào muối, vitamin A vào đƣờng, sữa ); - TPCN dạng viên (viên tăng lực, viên calcium đề phòng loãng xƣơng, viên phòng ngừa, hỗ trợ điều trị các bệnh cao huyết áp, tim mạch, tiểu đƣờng, ung thƣ ); - TPCN "không béo", "không đƣờng", "giảm năng lƣợng" (trà thảo dƣợc ); - Nhóm các loại nƣớc giải khát, tăng lực (bổ sung năng lƣợng, vitamin và khoáng chất cho cơ thể khi vận động thể lực, thể thao ); - Nhóm giàu chất xơ tiêu hóa (làm nhuận trƣờng, phòng ngừa sỏi mật ); - Nhóm các chất tăng cƣờng chức năng đƣờng ruột - TPCN đặc biệt (dành cho phụ nữ có thai, ngƣời cao tuổi, trẻ ăn giặm, ngƣời bị tiểu đƣờng ).
BÀI MỞ ĐẦU 1. Một số khái niệm chung 1.4. Phân loại thực phẩm chức năng Theo cách phân loại của Mỹ: Nhóm đáng tin cậy: - Kẹo cao su không đƣờng hay kẹo cứng làm bằng loại đƣờng có gốc rƣợu (không gây sâu răng) - Những loại làm giảm Cholesterol và nguy cơ tim mạch chế biến từ Yến mạch (giàu chất xơ không tan) và Stanol Ester, thực phẩm có chất xơ Psyllium hòa tan, thực phẩm từ đậu nành, đạm đậu nành có hoạt chất Stanol Ester, Saponin, Isoflavones, bơ thực vật có bổ sung Stanol thực vật hay Sterol Esters.
BÀI MỞ ĐẦU 1. Một số khái niệm chung 1.4. Phân loại thực phẩm chức năng Theo cách phân loại của Mỹ: • Nhóm có bằng chứng đáng tin cậy: - Cá nhiều mỡ chứa Acide béo Omega-3 giảm nguy cơ tim mạch - Tỏi có các hợp chất lƣu huỳnh hữu cơ nhƣ Diallyl Sulfide giảm Cholesterol trong máu -Nƣớc ép trái cây Cranberry có Proanthocyanidins giảm nguy cơ nhiễm trùng đƣờng tiểu -Nhóm có bằng chứng nhưng chưa đủ tin cậy: -Trà xanh chứa Catechin làm giảm nguy cơ mắc bệnh ung thƣ đƣờng tiêu hóa Lycopene trong cà chua và sản phẩm từ cà chua giảm nguy cơ một số bệnh ung thƣ, đặc biệt là ung thƣ tiền liệt tuyến
BÀI MỞ ĐẦU 1. Một số khái niệm chung 1.4. Phân loại thực phẩm chức năng Theo cách phân loại của Mỹ: Nhóm còn gây tranh cãi: - Rau có lá màu xanh đậm, chứa Lutein giảm nguy cơ bệnh thoái hóa võng mạc - Các loại rau họ cải (bông cải xanh, cải bẹ ) chứa hoạt chất Sphoraphane có tác dụng trung hòa các chất gốc tự do (free radicals) làm giảm nguy cơ mắc bệnh ung thƣ. - Probiotic (nhƣ vi khuẩn Lactobacillus) có lợi cho tiêu hóa và chức năng miễn dịch.
BÀI MỞ ĐẦU 1. Một số khái niệm chung 1.5. Các lƣu ý khi sử dụng thực phẩm chức năng • Đối với những thực phẩm ở dạng tự nhiên, việc chọn lựa cần lƣu ý chọn lựa những sản phẩm tƣơi, mới và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm nhƣ dƣ lƣợng thuốc bảo vệ thực vật. Để đạt đƣợc những lợi ích về sức khỏe, cần sử dụng thƣờng xuyên với số lƣợng khuyến nghị. • Những sản phẩm đã qua chế biến, đòi hỏi ngƣời tiêu dùng phải có kỹ năng đọc nhãn bao bì. Thực phẩm chức năng thƣờng đƣợc đóng gói giống nhƣ thực phẩm thông thƣờng. Ngoài các thông tin của một thực phẩm thông thƣờng, thực phẩm chức năng bắt buộc phải ghi rõ tên nhóm sản phẩm nhƣ thực phẩm bổ sung vi chất hay thực phẩm bảo vệ sức khỏe, thực phẩm ăn kiêng, .
BÀI MỞ ĐẦU 1. Một số khái niệm chung 1.5. Các lƣu ý khi sử dụng thực phẩm chức năng Trên bao bì thƣờng cung cấp 2 loại thông tin: • Xác nhận có lợi cho sức khỏe (health claim):Ví dụ nhƣ sản phẩm dành cho ngƣời tiểu đƣờng hoặc sản phẩm dùng để nuôi qua ống thông dạ dày. Những thực phẩm có xác nhận về sức khỏe phải đƣợc cơ quan y tế chứng nhận trƣớc khi đƣa ra thị trƣờng và sản phẩm phải đƣợc chứng minh bằng các nghiên cứu.
BÀI MỞ ĐẦU 1. Một số khái niệm chung 1.5. Các lƣu ý khi sử dụng thực phẩm chức năng • Xác nhận về cấu trúc chức năng (structure / function claims). Những thực phẩm này dùng để chuyển tải những lợi ích tiềm tàng (chứ chƣa chắc chắn) đối với sức khỏe con ngƣời. Ví dụ thực phẩm bổ sung Oligofructose có tác dụng hỗ trợ đƣờng tiêu hóa, sản phẩm có chứa Chondroitin, Glucosamin, Canxi gluconate có tác dụng tăng dịch khớp, phòng ngừa, hỗ trợ điều trị các nguy cơ thoái hóa hệ thống xƣơng khớp, loãng xƣơng[2]. Hoặc các sản phẩm có chứa nhiều loại acid amin và các nguyên tố vi lƣợng: kẽm, iode, sắt đƣợc gọi là nguyên sinh chất men bia tƣơi giúp trẻ tăng chiều cao[3]. Những xác nhận về cấu trúc/chức năng có thể do tác dụng đã đƣợc biết đến của một hay nhiều thành phần có sãn hoặc đƣợc bổ sung vào thực phẩm.
BÀI MỞ ĐẦU 1. Một số khái niệm chung 1.5. Các lƣu ý khi sử dụng thực phẩm chức năng Để chọn lựa đúng những thực phẩm cần thiết, ngƣời tiêu dùng nên đọc kỹ cả phần đối tƣợng sử dụng, liều dùng, công dụng, các lƣu ý đặc biệt xem có phù hợp với mục đích sử dụng. Đừng quên xem tên, địa chỉ của nhà sản xuất để tránh hàng giả, hàng nhái.
CHƢƠNG 1. CÁC HỢP CHẤT CHỨC NĂNG TRONG THỰC PHẨM 1. Vitamin và các tiền vitamin 1.1. Các amine của sự sống: - 1880, bác sỹ ngƣời Nga, Lunin làm thí nghiệm với 2 khẩu phần ăn trên chuột: KP1: sữa tự nhiên; KP2: hỗn hợp các chất chuột ăn khẩu phần 2 không sinh trƣởng, giảm cân và chết. - 1910, nhà hóa sinh ngƣời Balan, Funk chỉ rõ những ngƣời bị tê phù do ăn gạo xát kỹ bị thiếu chất chứa ở vỏ cám, sau quá trình chiết xuất, thu đƣợc tinh thể dễ hòa tan trong nƣớc. Chỉ với liều lƣợng rất nhỏ (1/1000g) cũng có thể chữa bệnh tê phù, sau đó đặt tên là vitamin.
CHƢƠNG 1. CÁC HỢP CHẤT CHỨC NĂNG TRONG THỰC PHẨM 1. Vitamin và các tiền vitamin 1.1. Các amine của sự sống: - Việc chiết xuất và sản xuất các vitamin từ các sản phẩm tự nhiên lúc đầu rất khó khăn, ví dụ 5g B1 đƣợc chiết từ 1 tấn nấm men, 0,5g B2 từ 1 tấn sữa, 11g biothin từ 30.000 quả trứng, 5g C từ 5 vạn quả cam. - Hiện nay, ngƣời ta xác định đƣợc trên 30 loại VTM và hàng trăm hợp chất gần giống VTM, và song song với cách chiết VTM từ các sản phẩm tự nhiên, có thể tổng hợp hóa học.
- Việc ký hiệu VTM vẫn theo các chữ cái và các VTM mới thì đƣợc gọi theo bản chất hóa học. Chia các VTM làm 2 nhóm là tan trong chất béo (A, D, E, K) và tan trong nƣớc (B1, B2, B6, B12, PP ) - VTM có vai trò quan trọng, tham gia trực tiếp vào các quá trình trao đổi chất, tham gia thành phần hơn 100Enzim. - Nếu phân loại theo cấu trúc hóa học: + VTM mạch thẳng, + VTM mạch vòng, + VTM mạch vòng thơm, + VTM dị vòng.
1.2. VTM A và Beta-Carotene - Góp phần phát triển của cơ thể. Nếu thiếu VTM A gây ra tình trạng suy dinh dƣỡng protein ở trẻ, gây ra các bệnh lâm sàng nhƣ Quáng gà (giảm thị lực lúc hoàng hôn) viêm kết mạc, khô mắt, loát giác mạc. Da bị khô và sừng hóa. - Song song với A, còn có VTM A1, A2, A3. - Có thể tìm thấy VTM A trong các sản phẩm động vật nhƣ gan cá biển, gan bò, lòng đỏ trứng, và trong các sản phẩm thực vật (dƣới dạng B-caroten) nhƣ carot, bí ngô.
1.2. VTM A và Beta-Carotene - B-caroten thuộc nhóm carotenoid (gồm B, alpha, gamma, lycopen) là chất có hoạt tính sinh học cao. Khi đi vào cơ thể, sẽ chuyển hóa thành VTMA. - Nhiều nghiên cứu chứng minh rằng, B-caroten cần thiết cho sự sinh sản và phát triển của tế bào, tham gia tạo thành các tổ chức mô, khung xƣơng, làm tăng chức năng hoạt động của màng bảo vệ của niêm mạc và của da. - Việc ứng dụng B-caroten đƣợc ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm dƣợc phẩm, thực phẩm chức năng và mỹ phẩm.
1.3. Các VTM nhóm D – các calciferol - Đầu tk 17, ngƣời ta nghiên cứu bệnh còi xƣơng ở trẻ em tại Anh, và nguyên nhân là do thiếu VTM D. Sau đó các nghiên cứu về bản chất, chức năng đã đƣợc đầu tƣ. - Trong thức ăn có tiền VTM D (các chất sterol) khi chiếu tia tử ngoại VTM D - Ngƣời ta đã tìm thấy các VTM D1, D2, D3, D4, D5, D6 đều có tác dụng chống còi xƣơng và có cấu trúc hóa học gần tƣơng tự nhau. Có thể tìm thấy trong các nguồn thực phẩm nhƣ gan cá, bơ, sữa, trứng.
1.3. Các VTM nhóm D – các calciferol - VTM D có tác dụng điều hòa sự trao đổi Calci, Phospho trong cơ thể, giúp hấp thụ các chất này qua ruột và phân bố đến các tổ chức xƣơng. Giúp tạo biểu bì và tạo hạt ở các vết thƣơng, vết bỏng. VTM đƣợc ứng dụng trong phòng chống bệnh còi xƣơng ở trẻ, dùng trong điều trị gẫy xƣơng chậm lành, trẻ chậm mọc răng, rối loạn chức năng tuyến cận giáp
1.4. VTM E (D-α- Tocopherol) và một số dẫn xuất tocol, tocotrienol - VTM E giữ vai trò quan trọng trong quá trình sản sản và trong đời sống. Nó đƣợc coi là chất chống oxihoa và chống quá trình lão hóa của cơ thể. Các nghiên cứu về vai trò của VTM E đƣợc tiến hành trên các động vật thí nghiệm cho thấy thiếu VTM E gây tinh trùng giảm, ngừng hoàn toàn quá trình sinh sản tinh trùng ở cá thể giống đực, gây ảnh hƣởng đến quá trình rụng trứng và thụ thai, khả năng sảy thai cao. VTM E còn ảnh hƣởng đến 1 số bệnh ở da nhƣ ban đỏ, vảy nến.
1.4. VTM E (D-α- Tocopherol) và một số dẫn xuất tocol, tocotrienol Có thể thu nhận VTM E từ một số các nguồn thực vật Nhƣ trong các hạt ngũ cốc, một số loại đậu (đặc biệt khi nảy mầm), các loại rau quả nhƣ xà lách, cà chua, chuối , táo, lê.
Trong các sản phẩm động vật, VTM E đƣợc tìm thấy trong gan, bơ, lòng đỏ trứng. Nói đến hoạt tính sinh học của VTM E, cần phải chú trọng vào khả năng chống oxy hóa của nó. Nó giúp đảm bảo tính toàn vẹn và bền chắc của màng tế bào, ngăn cản tạo ra các sản phẩm oxyhoa rất độc do các acid béo chƣa no tạo thành. + Ngăn ngừa các hội chứng loạn dƣỡng thoái hóa tế bào, thoái hóa thần kinh dẫn đến teo cơ + Ngăn ngừa các bệnh về sinh sản + Ngăn ngừa hội chứng loạn sự chuyển hóa cơ vân + Ngăn ngừa ảnh hƣởng tổn thƣơng cơ tim + Tăng cƣờng khả năng của hồng cầu
Việc sản xuất VTM E ngày càng phát triển, thƣờng sản xuất dạng viên nang, ví dụ viên nang Geritanin của Bungari, với 30000 UI chứa 70mg VTM E.
1.5. VTM C • Hiện tƣợng bệnh hoại huyết đƣợc nghiên cứu từ rất lâu và ngƣời ta biết cách dùng các hoa quả nhƣ chanh, rau để hạn chế. • 1912, ngƣời ta thí nghiệm trên chuột và thấy rằng, rau tƣơi giúp điều trị bệnh hoại huyết ở chuột. 1919, đặt tên hợp chất đó là VTM C và từ năm 1928 thì bắt đầu điều chế. Trong tự nhiên có thể tìm thấy VTM C trong nhiều loại rau quả, còn trong các sản phẩm động vật thì tập trung chủ yếu ở gan và thận. • Công nghệ sinh học phát triển giúp thu nhận VTM C từ nuôi cấy VSV hoặc tổng hợp hóa học.
• 2 tính chất rất quan trọng của VTM C là tính acid và tính khử giúp dễ dàng hòa tan trong nƣớc, các dung dịch kiềm và có khả năng chống oxyhoa. • Trong cơ thể, VTM C tham gia vào quá trình vận chuyển hydro, xúc tác cho quá trình oxyhoa khử khác nhau trong cơ thể, tham gia quá trình chuyển hóa glucid, protein và lipid.
• Tham gia vào việc chuyển hóa sắt, tạo các hormon steroid (các hormon ở vỏ thận) và tham gia tạo chất keo và ảnh hƣởng đến sự thẩm thấu của mao mạch và quá trình đông máu. • Có tác dụng làm giảm độ độc của nhiều chất độc • Tăng sức đề kháng của cơ thể đối với các bệnh nhiễm khuẩn
1.6. VTM nhóm P – Bioflavonoid Qua nghiên cứu thấy hơn 100 chất có trong thực vật có hoạt tính VTM P, thuộc loại hợp chất màu flavon nên tất cả đều đƣợc gọi là bioflavonoid. Phổ biến nhất là hesperidin trong cam, chanh, rutin trong một số loại hoa, catechin trong chè, antocyan trong nho Việc ứng dụng rộng rãi nhất hiện này là rutin đƣợc dùng trong y học và sản xuất thực phẩm chức năng.
1.6. VTM nhóm P – Bioflavonoid - Rutin có nhiều nhóm OH nên có tính khử mạnh, dễ bị oxyhoa. Khi tác dụng với VTM C, làm tăng độ bền vững của thành mao mạch, giảm độ thấm của mạch máu. Tham gia vào quá trình trao đổi chất, làm bình thƣờng các hoạt động của tuyến giáp, tăng chức năng của VTM C, phục hồi mao mạch - Rutin thƣờng đƣợc bổ sung trong các chế phẩm phục hồi tình trạng tiểu ra máu, chảy màu do loét dạ dày, tá tràng, viêm ruột, viêm thanh quản, viêm chân răng.
1.7. Các vtm nhóm B nhƣ B1 (thiamin) B2 (ribiflavin), B5 (acid pantothenic), B6, VTM PP, VTM nhóm folic acid, VTM B12, B15 cũng đƣợc nghiên cứu và ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm chức năng. • Hƣớng chính hiện nay nghiên cứu của khoa CNTP từ các hợp chất này: Vai trò các chất chống oxy hóa trong thực phẩm 1. Vitamin E 2. Beta caroten và Vitamin A 3. Vitamin C 4. Các flavonoid
2. PHENOL-AXIT PHENOL VÀ DẪN XUẤT 2.1.Phenol và axit phenol 2.2.Phenylpropanoit 2.3.Coumarin 2.4.Quinon
2.1 PHENOL VÀ AXIT PHENOL Các phenol và axit phenol thường được nghiên cứu chung vì chúng thường song song tồn tại với nhau ở trong cây. OH OH HO OH R OH OH R hydroquinon R= H Resoxinol R= H : catechol R=OH Pyrogalol R= CH3:ocxinol R=OH Florogluxinol R HO HO COOH CH3O COOH R= H axit.p-hydroxibenzoic axit isovanilic R= OH: axit protocatechic R= OCH3 axit vanilic
2.1.1 SỰ PHÂN BỐ • Các axit phenol tồn tại ở dạng kết hợp với lignin tạo thành este hoặc với các oza dưới dạng glycozit. Các axit phenol thường gặp là: axit p-hydroxibenzoic, axit pyrocatechic, axit vanilic, axit syringic, các axit ít gặp là axit salixylic, axit o-protocatechic (axit 2,3-dihidroxibenzoic),. • Ngược với axit phenolic, các phenol tự do rất hiếm thấy trong cây. Hydroquinon là chất thường gặp hơn cả, tiếp đến là catechol, ocxinol, phlorogluxinol, pyrogalol
2.1.2PHÂN TÍCH PHENOL VÀ AXIT PHENOL • Việc tách phenol tốt nhất bằng sắc lý lớp mỏng. • Thông thường nguyên liệu tươi hoặc khô được nghiền nhỏ,thủy phân với kiềm hoặc axit trong cồn loãng 600 + Thủy phân axit: dùng axit HCl 2M trong 30 phút, sau khi để nguội, lọc, chiết bằng ete. Gạn lớp ete, rữa bằng nước vài lần, làm khan, bốc hơi đến khô. Hòa cắn khô với metanol làm dung dịch chấm sắc ký + Nếu thủy phân bằng kiềm: NaOH 2M, thủy phân trong 4 giờ ở nhiệt độ thường. Dịch thủy phân đem axit hóa rồi chiết bằng ete như trên. Sau đó chấm trên SKLM silicagel, xenlulo với các hệ dung môi khác nhau và hiện màu các hợp chất khác nhau cho các giá trị Rf và màu khác nhau
Chất hấp phụ là silicagel G với các hệ dung môi có độ phân cực trung bình. Các hệ dung môi thường được dùng là : • A: Axit axetic : clorofoc (1 : 9) (Chất hấp phụ là silicagel G) • B: Etyl axetat: Benzen (9:11) ( Chất hấp phụ là silicagel G) • C: Benzen: metanol: axit axetic (45: 8: 6) (Chất hấp phụ xenlulo MN 300) • D: Axit axetic : nước ( 6 : 94) (Chất hấp phụ xenlulo MN 300) • Chất hiện màu : Vanilin + HCl
2.2. PHENYL PROPANOIT • Phenyl propanoit là nhóm hợp chất phenolic tự nhiên gồm một mạch nhánh 3 nguyên tử cacbon gắn vào nhân thơm • Về mặt sinh tổng hợp chúng là dẫn xuất của axit amin thơm phenylalanin • .
2.2.1 CÁC HỢP CHẤT THƢỜNG GẶP • Hợp chất phổ biến nhất là các axit hydroxyxinamic. Trong đó có bốn axit phổ biến nhất là axit ferulic, axit sinapic, axit cafeic và axit p-coumaric. Cả bốn axit trên vì có khả năng phát quang màu xanh hoặc lục dưới đèn tử ngoại, vì vậy dễ dàng phát hiện trên SKG hoặc SKLM R H3C-O HO CH=CH-COOH HO CH=CH-COOH OH R OH R= H: axit p-cumaric R= H : axit ferulic R= OH: axit cafeic R= OCH3: axit sinapic
2.2.2. PHÂN BỐ • Các axit hidroxixynamic tồn tại trong cây chủ yếu ở dạng este, dễ bị thủy phân bằng kiềm cho axit tự do. • Axit cafeic thƣờng tồn tại ở dạng este với axit quinic, gọi là axit clorogenic
2.2.3 CHIẾT XUẤT VÀ PHÂN TÍCH • Axit hydroxixynamic thƣờng đƣợc phân tích đồng thời với các phenol và các axit phenol sau khi thủy phân dịch chiết thực vật bằng kiềm và chiết láy phenol bằng ete hoặc etyl axetat. • Cặn sau khi bốc hơi, hòa tan trong metanol, chấm trên SKG hoặc SKLM xenluloz. Hiện vết bằng soi UV hoặc UV + NH3. • Dung môi: • BAW: n-BuOH- HOAc - H2O (4: 1:5) lớp trên • BN: n-BuOH -NH4OH 2M (1: 1) lớp trên • BEW: n-BuOH – EtOH- H2O (4: 1: 2,2)
2.2.4 CÁC POLYPHENOL • Có hai loại hợp chất thƣờng gặp là lignin và lignan( xem tài liệu)
2.3 COUMARIN 2.3.1 ĐẠI CƢƠNG • Coumarin là nhóm hợp chất thiên nhiên đƣợc xem là dẫn xuất lăcton của axit orto- hydroxixynamic (I). Hầu hết các coumarin đã biết hiện nay (khoảng 600 chất) tồn tại chủ yếu dƣới dạng tự do, một số ít tồn tại ở dạng glycozit nhƣ các glycozit của psonolen (II). Coumarin phổ biến nhất trong cây là chất umbeliferin (III) o o o o o HO o o (I) (II) (III)
• Về cấu trúc có thể có các loại khung isopren nhƣ suberosin (IV), colombianetin (V) CH3O o o o o o (IV) (V)
• Về phân bố: Coumarin có trong nhiều họ thực vật: Leguminosen, Umbeliferae, Ochidaceae, Rutaceae. Chúng có mặt trong hầu hết các bộ phận của cây: rễ, lá, hoa, quả. • Đặc tính vật lý Coumarin là chất phát quang mạnh và rất nhạy với ánh sáng. Ngƣời ta lợi dụng tính chất này để tách các hợp chất coumarin
Về tác dụng dƣợc lý • coumarin và dicoumarin dùng làm thuốc chống đông máu. Tính chất này có liên quan đến nhóm OH ở vị trí C4 trong cấu trúc. Tính chất chống đông máu biến mất hoặc giảm khi nhóm OH ở vị trí này bị biến mất hoặc bị thay thế bởi nhóm khác. • Ngoài ra một số coumarin có tác dụng làm giản động mạch vành và mạch ngoại vi, có tác dụng chống co thắt. • Một số coumarin có tác dụng làm tăng cholesterol trong máu. • Một số chất có tác dụng ức chế sinh trƣởng thực vật, tác dụng kháng khuẩn, diệt nấm và chống viêm.
2.3.2 CHIẾT XUẤT • Có thể dùng phƣơng pháp chiết phân đoạn coumarin bằng dãy các dung môi có độ phân cực tăng dần. • Đa số tan trong ete dầu hỏa hoặc ete etylic. Nhiều trƣờng hợp có thể thu đƣợc coumarin tinh thể ngay trong dung dịch ete hoặc ete dầu hỏa khi chiết soxhlet. • Do có mặt của nhóm lăcton, một số coumarin còn có nhóm OH phenol nên chúng tan đƣợc trong kiềm nóng. Vì vậy có thể chiết chúng bằng kiềm loãng nóng , dịch kiềm đem axit hóa thu đƣợc kết tủa coumarin. • Các glycozit của coumarin có thể đƣợc chiết bằng dung dịch metanol loãng hoặc etanol loãng (60-80%). Nguyên liệu đƣợc loại tạp chất béo bằng ete dầu hoả sau đó chiết bằng cồn. Dịch chiết cồn sau khi đã lọai tạp có thể cho tinh thể coumarin khi làm bay hơi dung môi
• Có thể loại tạp bằng dung dịch chì axetat. Các glycozit coumarin có thể thủy phân bằng dung dịch axit hoặc bằng enzym. Việc xác định phần đƣờng có thể dùng sắc ký giấy. • Để phân lập các coumarin có thể dùng sắc ký cột polyamit, silicagel hoặc sắc ký lớp mỏng. • Có thể tinh chế coumarin bằng phƣơng pháp thăng hoa (nhƣng chỉ áp dụng với các coumarin bền với nhiệt độ) • Nhờ đặc tính phát quang mạnh của coumarin dƣới đèn tử ngoại nên việc theo dõi, phát hiện chúng trong quá trình chiết xuất đƣợc dễ dàng
2.3.3 PHÂN TÍCH COMARIN 2.3.3.1. Định tính • Hầu hết có tính phát quang mạnh dƣới đèn tử ngoại. Các coumarin có Oxi ở vị trí số 7 có thể phát quang ở ánh sáng thƣờng nhất là khi có axit sunfuric. • Coumarin còn cho phản ứng màu với thuốc thử Emerson ( 0,5% Na2CO3, 0,9% 4-aminoantipyrin, 5,4 % feroxianua trong nƣớc). • Do có mặt nhóm lacton, coumarin tan đƣợc trong dung dịch kiềm và làm dung dịch có màu vàng, màu này biến mất khi thêm axit. • Có thể kiểm tra thêm coumarin bằng phản ứng đặc trƣng của vòng lacton. Để xác định vòng furan trong furanocoumarin bằng phản ứng Erhlich (dung dịch 0,5% p-dimetylaminobenzandehit trong etanol, sau đó cho tác dụng với khí HCl) tạo màu vàng cam.
2.3.3.2 Sắc ký giấy và sắc ký lớp mỏng + Sắc ký giấy: • Các hệ dung môi thƣờng dùng là : Axit axetic: Nƣớc (98:2) Dimetyl focmamit : Etanol (4:6) • Phát hiện vết: bằng đèn UV, bằng dd KI + I2 hoặc bằng các thuốc thử màu.
+ Sắc ký lớp mỏng: • Chất hấp phụ thƣờng đƣợc dùng là silicagel • Các hệ dung môi thƣờng đƣợc dùng là: Ete dầu hỏa : etylaxetat (100: 3) Toluen : etyl focmiat : axit focmic (5 : 4 :1) CHCl3: CH3OH ( 9 : 1) CHCl3 : etyl axetat (1 :1) Hexan : etyl axetat (3:1) Benzen : axeton (9:1) Benzen : etyl axetat (9 : 1)
2.4 QUINON • Quinon là những dixeton chƣa no, khi khử chúng tạo thành poliphenol. Các poliphenol này dễ bị oxi hóa tạo lại quinon • Quinon là những hợp chất có màu, chúng góp phần tạo màu sắc của cây và động vật. • Nhiều hợp chất của quinon nhƣ vitamin K tham gia vào quá trình hô hấp, vào sự vận chuyển electron trong các tổ chức thực vật • Về mặt phân bố, chúng có rải rác ở thực vật đơn bào, ở nấm , nhƣng ít gặp trong cây một lá mầm
2.4.1 CẤU TRÚC- PHÂN LOẠI • Dựa vào sản phẩm khử hóa của quinon có thể chia chúng thành các nhóm: - Benzoquinon - Naphtaquinon - Antraquinon - Phenantraquinon • Nếu 2 nhóm xeton cạnh nhau ta có octo quinon, còn nếu nó cách nhau 1 nhóm vinyl ta có para quinon O O O O octo-benzoquinon para benzoquinon
2.4.1.1 Benzoquinon • Benzoquinon có trong nhiều loại nấm và trong thực vật bậc cao • Thƣờng gặp chúng trong rễ của một số loài họ cúc và một số loài khác . • Ví dụ HOOC O O HO CH3 CH3O OH CH2CH2CH2CH2COOH O O COOH Spinusolin muscafurin
2.4.1.2. Naphtoquinon • Các naphtoquinon có từ màu vàng đến đỏ. • Chất quan trọng nhất là vitamin K O CH3 CH2CH=C(CH3)-CH2-[CH2-CH2-CH(CH3)-CH3]3 O Vitamin K
2.4.1.3. Anthraquinon • Phần lớn các anthraquinon có nhóm OH ở C1 và C8 và tồn tại ở dạng glycozit. Các glycozit này dễ bị thủy phân trong quá trình chiết xuất. • Công thức của một số anthraquinon OH O OH OH O OH R1 R2 HO R O O Emodin R=CH3 Aloe-emodin R1=H; R2=CH2OH Axit emodic R=COOH Phiscion R1= OCH3, R2 = CH3
• Đôi khi các glycozit là các chất khử, kết hợp với một oza hoặc hai quinon kết hợp với nhau qua nhóm xeton OH O OH O- O OH R1 COOH CH2OH H H O OH COOH H OH O- O OH bacbaloin senozit
2.4.1.4. Phenantraquinon • Nhóm này ít thấy ở trong tự nhiên, chỉ gặp một số hợp chất . • Ví dụ: OH HOOC O CH3 O O HO O O OH CH=CH-CH=CH-COOH CH3 axit teleporic tashinon
2.4.2 CHIẾT XUẤT • Do benzoquinon và naphtaquinon là những chất không phân cực nên rất dễ tan trong dầu béo và các dung môi không phân cực (ete , benzen ). • Các anthraquinon do có nhiều nhóm OH nên nói chung là những nhóm phân cực mạnh, chúng tan đƣợc trong nƣớc nóng, trong cồn và các dung dịch kiềm và dung dịch cacbonat kiềm. Các anthraquinon có thể chiết bằng cồn. Dịch chiết cồn đem bốc hơi cồn và kết tinh lại trong hỗn hợp axeton-nƣớc sẽ thu đƣợc glycozit anthranon toàn phần.
• Để thủy phân các glycozit có thể dùng axit axetic hoặc HCl 5% trong cồn ở 700C trong 1 giờ. Các aglycon sau khi thủy phân đƣợc chiết bằng benzen. Bốc hơi benzen và tinh chế lại thu đƣợc anthranon tinh khiết. • Để tách hỗn hợp các quinon có thể bằng sắc ký cột với chất hấp phụ là polyamit, silicagel, MgO hoặc canxi photphat.
3. Các chất steroid Là các chất có hoạt tính sinh học cao trong tự nhiên và có trong hầu hết các tế bào sống Đại diện cho nhóm là Cholesterol. Trong cơ thể ngƣời có khoảng 250g, tác dụng nhiều yếu tố sinh học đa dạng của cơ thể nhƣ nhận VTM D3, các acid mật, hormon sinh dục, hormon vỏ tuyến thận. - Cholesterol có thể đƣợc đƣa vào cơ thể qua các thực phẩm có nguồn gốc động vật nhƣ não, tủy, lòng đỏ trứng, gan Thiếu hay thừa cholesterol gây ra các dạng bệnh lý khác nhau nhƣ sỏi mật, sỏi gan, sơ vữa động mạch và bệnh tim.
- Các quan điểm y học của châu Á cho rằng ăn các sản phẩm bộ phận động vật thì sẽ có tác dụng tốt tƣơng ứng. Lúc đầu quan điểm này bị bác bỏ nhƣng sau khi ngành hóa học phân tích phát triển, ngƣời ta chứng minh đƣợc rằng quan điểm này hoàn toàn có cơ sở.
- Ngoài ra cũng có thể thấy việc sử dụng não bò, não lợn, não khỉ để chữa trị các bệnh nhức đầu, chóng mặt Ăn tinh hoàn và thận giúp hỗ trợ những ngƣời liệt dƣơng, yếu sinh dục do các hợp chất nhƣ testosteron và dihydrotestosteron là hai nội tiết tố sinh dục nam. Từ buồng trứng thì chết đƣợc estradiol là nội tiết tố sinh dục nữ - Vỏ tuyến thƣợng thận cũng chứa nhiều hợp chất steroid quan trọng nhƣ cortison, hydrocortison giúp chống viêm, chống dị ứng. Ngoài ra còn có Progesterol và Pregnenolon đều là những nọi tiết tố cực kỳ quan trọng cho vấn để thụ tinh, phát triển bào thai, sinh đẻ, chống oxy hóa và lão hóa ở phụ nữ. Đặc biệt có chứa DHEA là tiền hormon quan trọng và hiện nay đƣợc chiết xuất nhiều, bổ sung vào thực phẩm hàng ngày chống oxyhoa và lão hóa cho phụ nữ.
Steroit??? • Steroit là những hợp chất dẫn xuất của xiclopentenophenantren. Chúng gồm nhiều hợp chất thiên nhiên trong đó có sterol, axit mật, hocmon giới tính, vitamin D • Nhiều steroit có nhiều tính chất quan trọng đƣợc dùng trong điều trị bệnh (điều hòa hệ thống nội tiết, chữa viêm khớp ). Hiện nay steroit còn dùng điều chế thuốc tránh thai. Nhiều ứng dụng của steroit trong chăn nuôi và nông nghiệp
3.1 CẤU TRÚC VÀ CÁCH GỌI TÊN • 3.1.1 CẤU TRÚC • Steroit là những chất do hidro một phần hay hoàn toàn 1,2- R xiclopentenophenantren. Để thuận lợi, các vòng của hệ thống người R' ta đánh số theo thứ tự chữ số R'' latinh A, B, C, D. Trong các chất C D này R‟ và R‟‟ là những nhóm metyl hay dẫn xuất oxi hóa của A B chúng, cũng có khi các nhóm đó không tồn tại. Còn nhóm R là những gốc ankyl khác nhau. Còn KHUNG STEROIT nhóm R là những gốc ankyl khác nhau
3.1.2.CÁCH GỌI TÊN • Tên của steroit được dựa vào một số cấu trúc cơ bản 21 22 thường là tên của các 20 23 hidrocacbon tương ứng 18 24 (hidrua nền).sau đó thêm tiếp 12 17 25 26 đầu ngữ và tiếp vị ngữ chỉ rõ 11 16 19 13 bản chất của nhóm thế. Vị trí C D 27 của nhóm thế được chỉ định 1 9 14 15 2 10 bỡi chỉ số của nguyên tử A 8 cacbon mà nó liên kết. Việc 3 5 B 7 đánh khung sườn cacbon của 4 6 steroit như sau:
3.1.2.1 Cấu hình α và β • Sự định hướng trong không gian của các nhóm thế được kỳ hiệu bằng chữ α và β. • β ( nằm trên mặt phẳng vòng: nét đậm. • α (nằm dưới mặt phẳng vòng): nét đứt đoạn • ký hiệu là ξ (xi) chưa xác định được cấu hình: hình ngoằn ngoèo Dƣới đây là một số hidrua nền quan trọng
• Ví dụ CH3 CH3 CH3 CH3 H H CH3 H CH3 H H H H H H H H H H H Estran Androstan Pregnan
21 22 CH 21 23 3 22 .20 H C 24 3 20 23 CH3 CH3 24 26 H H 25 CH3 CH3 27 H H H H H H Cholan Cholestan
3.1.2.2 Đồng phân lập thể: C2H5 • Luôn chỉ định đồng phân CH3 H lập thể ở C5 bởi tiếp đầu ngữ H 5α và 5β, trừ phi nó là liên CH3 kết đôi. Nếu một nguyên tử cacbon chung cho 2 vòng H khác với C5 và có cấu hình bất thường sẽ được chỉ định HO H bởi tiếp đầu ngữ thích hợp. .3β, 5α-pregnan
• 3.2 STEROL • 3.2.1 CẤU TẠO • Ngoài cholesterol, các sterol thƣờng gặp là stigmaterol, β-sitosterol, ergosterol
3.2.3 PHÂN BỐ • Sterol phân bố rộng, nó thường có mặt cùng với ankaloit hoặc saponin steroit. Chúng có mặt trong tất cả các bộ phận của cây, nhưng chủ yếu là các hạt có dầu ở dạng tự do hoặc este, một số ở dạng glycozit.
3.2.4 CHIẾT XUẤT • Do sterol là hợp chất hầu như không phân cực, rất ít tan trong nước , tan nhiều trong dung môi kém phân cực hoặc không phân cực, nên dùng các dung môi này (ete dầu, ete, benzen, CHCl3 ) để chiết xuất. Muốn chiết xuất dạng glycozit có thể dùng cồn. • Sản phẩm chiết thông thường là hỗn hợp các este của sterol với lipit, caroten nên phải xà phòng hóa sau đó mới chiết sterol bằng các dung môi hữu cơ. Tinh chế bằng kết tinh phân đoạn
3.2.5 PHÂN TÍCH STEROL 3.2.5 1. SẮC KÝ LỚP MỎNG • Thông thường dùng sắc ký lớp mỏng với chất hấp phụ là silicagel G hay oxit nhôm. • Các hệ dung môi thường dùng là + Benzen : etyl axetat ( 4:1) + Benzen : cloroform (9 :1) • Hiện màu bằng dung dịch SbCl3 trong CHCl3, H2SO4 20% trong cồn hoặc H2SO4 –nước (1:1) và hơ nóng • Một số sterol có thể phát hiện vết bằng cách soi trên đèn tử ngoại
4. TINH DẦU-HỢP CHẤT LACTON TECPENOIT - Các hợp chất hydrocarbon có trong thực vật có cấu tạo isoprenoid đƣợc gọi là các hợp chất terpen. Nó có thể chứa từ 2 đến nhiều đơn vị isopren. Một đơn vị isopren là C5H8. Có thể có monoterpen, Diterpen, Triterpen, Polyterpen. Các nhóm terpen có chứa oxy sẽ chuyển sang bản chất rƣợu, hay aldehyde, cetone, acid - Monoterpen và sesquiterpen có chứa trong thành phần các loại tinh dầu rau thơm, ví dụ nhƣ eugenol, thymol, anethol, menthol, cineol thƣờng đƣợc tìm thấy trong rau húng, bạc hà, diếp cá, lá lốt, xƣơng sông, xả có tác dụng kích thích ăn ngon miệng, kháng khuẩn, giảm đau, chống viêm.
- Diterpen và triterpen đƣợc tìm thấy tróng trong các loại rau má, cam thảo, tam thất, nhân sâm là những thành phần thanh nhiệt, giải độc và bổ dƣỡng giúp bồi bổ cơ thể: + Rau má: có hợp chất asiaticosid, khi thủy phân sẽ thu đƣợc acid asiatic và đƣờng glucose , có tác dụng thanh nhiệt và giải độc. + Cam thảo: có hợp chất glycirhizin là muối của acid glycirhizic cũng có tác dụng chống viêm, giải nhiệt và giải độc. + Nhân sâm có hoạt chất panaxosid dùng bồi bổ cơ thể, chống ốm yếu, suy nhƣợc, tăng cƣờng sức lực, bổ thận tráng dƣơng. + Tam thất dùng để phục hồi sức khỏe, tăng tiết sữa cho phụ nữ sau khi sinh. - Các hợp chất terpen có chứa hợp chất nito và lƣu huỳnh đƣợc biết đến là allixin, alliin có trong tỏi
4.1 ĐẠI CƢƠNG VỀ TINH DẦU • Tinh dầu (còn có tên khác là chất thơm, hương thơm, tinh du ) là hỗn hợp của nhiều chất bay hơi, có mùi đặc biệt có nguồn gốc chủ yếu từ thực vật, thu được bằng cách chưng cất hoặc chiết bằng dung môi hữu cơ • Nó ít tan trong nước, dễ tan trong ete, dầu béo, dễ bay hơi, • Về phân bố: Cây chứa tinh dầu phân bố khá rộng trong nhiều họ thực vật. Trong cây, tinh dầu có thể khu trú tại lá, hoa, quả, rễ,vỏ, thân gổ • Thành phần tinh dầu của mỗi bộ phận của cây có thể giống hoặc khác nhau
4.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC • Nó là hỗn hợp của nhiều hợp chất khác nhau: các hydrocacbon béo hoặc thơm, các dẫn xuất của chúng như ancol, andehit, xeton, este , ete • Nhưng chung qui lại chúng có hai nhóm chính là tecpenoit và các dẫn xuất của phenol. Nhóm tecpenoit chủ yếu là monotecpen và sesquitecpen
4.2.1 TECPENOIT 4.2.1.1. Monotecpen (C10) : Dựa vào đặc điểm cấu trúc, có thể chia thành 3 nhóm chính là: • Loại không vòng ( như geraniol), • Loại 1 vòng (như limonen) và • Loại 2 vòng (như pinen). Trong mỗi nhóm có thể là loại không nhóm chức hoặc có thể là nhóm chức (ancol, andehit, xeton )
• Loại không vòng OH OH Geraniol linalol myrxen
• Loại một vòng O OH -tecpineol limonen tecpinolen 1,8- xineol O OH O menthol menthon carvon
• Loại 2 vòng O O O pinen thujon camphor fenchon
4.2.1.2 Sesquitecpen (C15) • Sesquitecpen luôn có mặt cùng với monotecpen trong tinh dầu. • Sesquitepen trong tinh dầu có nhiệt độ sôi trên 200oC, do đó khi chưng cất thì chúng có hàm lượng không cao.
• Một số sesquitecpen thường gặp Cadinen Humulen  Selinen Caryophyllen
Đặc điểm cấu tạo của tecpenoit • Ngườ i ta coi tecpenoit là sản phẩm của sự kết hợp các phân tử isopren với nhau. Đó là „‟ qui tắc isopren ‟‟ của tecpenoit • Cách xác định cấu trúc của tecpen. Dựa vào các phản ứng đặc trưng và qui tắc isopren + XĐ sự có mặt liên kết đôi: + Xác định sự có mặt H linh động + Xác định sự có mặt -CHO + Xác định vị trí liên kết đôi: OXH, Ozon phân + Qui tắc isopren: kết hợp đầu với đuôi
4.2.2 DẪN XUẤT PHENOL • Nhóm này là thành phần chủ yếu của tinh dầu của một số cây trong họ Umbeliferae, tiêu hồi, mùi, thìa là • Đa số hợp chất của nhóm này là loại phenyl propanoit có cấu trúc C6-C3 có một hay nhiều nhóm OH tự do hay bị thay thế H của OH. Vì vậy về bản chất chúng là hợp chất phenol
• Một số hợp chất thường gặp CH=CH-CH3 CH2-CH=CH2 CH2-CO-CHO CH2-CH=CH2 OCH3 OCH3 OCH3 OCH3 OH Anetol Estragol Anison Eugenol CH=CH-CH3 CH2-CH=CH2 CHO CHO OCH 3 OCH3 OCH3 O O OH OCH3 OH Isoeugenol Mirislixin Anisandehit Vanilin
• Thành phần của tinh dầu tuy khác nhau nhưng thường có nguồn gốc sinh tổng hợp từ một số tiền chất nhất định. Vì vậy mỗi loại tinh dầu đều có một thành phần chủ yếu và một số thành phần phụ có cấu trúc tương tự. • Ví dụ + Tinh dầu bạc hà có 50-70% menthol, ngoài ra có menthon, limonene, -pinen, cadinen . + Tinh dầu tiểu hồi có 70-90% anetol, ngoài ra có các thành phần khác tương tự
4.3 CHIẾT XUẤT • Tinh dầu khu trú trong nhiều bộ phận khác nhau của cây: lá, hoa , thân, vỏ thân, rễ, quả Do đó tùy theo hàm lượng, thành phần hóa học mà ta có thể tách toàn bộ cây hay từng bộ phận của cây • Nguyên liệu chiết tinh dầu có thể khô hoặc tươi, nhưng nếu có điều kiện thì dùng tươi tốt hơn vì thành phần không bị hao hụt và phân hủy trong quá trình làm khô. • Tùy thuộc vào các dạng tinh dầu có trong nguyên liệu trạng thái tự do, hay hết hợp glycozit mà người ta dùng các phương pháp khác nhau để tách chúng.
• Nhìn chung các phƣơng pháp đƣợc dùng để tách tinh dầu phải đạt yêu cầu cơ bản nhƣ sau : - Giữ cho sản phẩm tinh dầu có mùi tự nhiên nhƣ nguyên liệu - Qui trình kỹ thuật khai thác phù hợp, thuận tiện, nhanh chóng - Phƣơng pháp tách tinh dầu tƣơng đối triệt để khai thác hết tinh dầu trong nguyên liệu mà có đầu tƣ ít tốn nhất • Trong thực tế ngƣời ta thƣờng sử dụng các phƣơng pháp sau:
4.3.1 PHƢƠNG PHÁP CƠ HỌC • Phương pháp này thường dùng để tách tinh dầu nằm ở vỏ (quýt, cam, bưởi). Khi tác dụng một lực lên các tế bào chứa tinh dầu vở, tinh dầu chảy ra. • Phương pháp này có ưu điểm nhanh, tinh dầu giữ được mùi tự nhiên. • Tuy nhiên phương pháp này không sử dụng được cho nhiều nguyên liệu chứa tinh dầu hoặc hàm lượng tinh dầu trong nguyên liệu thấp
4.3.2 PHƢƠNG PHÁP CHƢNG CẤT • Đây là thường dùng nhất vì thiết bị không phức tạp lắm mà có khả năng lấy kiệt được tinh dầu trong nguyên liệu và dựa vào nhiệt độ sôi các chất khác nhau có thể lấy được các phân đoạn với thành phần chủ yếu là một số chất nào đó. • Tuy nhiên có những nhược điểm là: Các tinh dầu có thành phần khó bay hơi, hay một số tinh dầu có thành phần không bền vững dễ thay đổi ở nhiệt độ cao thì không áp dụng được
4.3.3 PHƢƠNG PHÁP TRÍCH LY (ngâm chiết) • Phương pháp này áp dụng cho các nguyên liệu tinh dầu mà thành phần hóa học của nó không bền dễ thay đổi thành phần và mùi vị ở nhiệt độ cao. Ngoài ra các nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu quá ít • Phương pháp trích ly người ta thường dùng các dung môi hữu cơ dễ bay hơi như ete dầu hỏa, ete, ancol, axeton hoặc các dung môi khó bay hơi như mỡ động vật, vazơlin. Gần đây người ta dùng CO2 lỏng để trích ly tinh dầu.
4.3.4 PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ • Đối với một số nguyên liệu, nhất là các loại hoa, có thể kéo dài thêm thời gian tạo hương sau khi hái rời khỏi cây, người ta dùng PP hấp phụ • Trước đây người ta dùng mở động vật để hấp thụ. Nhưng phương pháp này mất nhiều thời gian, thao tác thủ công, không áp dụng được ở qui mô công nghiệp, giá thành đắt. • Hiện nay người ta dùng than hoạt tính làm chất hấp phụ, bằng cách cho luồng khí ẩm đi qua lớp hoa tươi, nhằm kéo dài thời gian sống của hoa. Luồng khí ẩm khi đó cho qua lớp hoa tươi lôi cuốn theo chất thơm đi vào thiết bị hấp phụ Chất hấp phụ than hoạt sẽ giữ các chất thơm => sau đó trích ly => thu tinh dầu.
4.3.5 PHƢƠNG PHÁP LÊN MEN • Phương pháp này dùng cho các loại tinh dầu ở dạng quả và các dạng mà tinh dầu không ở trạng thái tự do mà các dạng kết hợp khác (ở dạng glycozit là chủ yếu). • Trước khi đưa sử dụng phương pháp tách tinh dầu thông thường, người ta phải dùng men, enzym xử lý sơ bộ trước để tạo tinh dầu ở dạng tự do
4.4 TÍNH CHẤT CỦA TINH DẦU 4.4.1 TÍNH CHẤT VẬT LÝ • Ở nhiệt độ thường , tinh dầu chủ yếu ở thể lỏng, trừ một số trường hợp đặc biệt ở thể rắn • Tinh dầu có tính dễ bay hơi, có thể cất kéo bằng hơi nước rất ít tan trong nước, tan trong cồn, các dung môi hữu cơ,các dầu mỡ. • Tùy theo thành phần, tinh dầu tan trong cồn với nồng độ khác nhau, có thể tan một phần trong dung dịch kiềm (phenol), dung dịch NaHSO3 (andehyt) .
• Tinh dầu không có màu hay có màu hơi vàng, có loại tinh dầu có màu xanh hay màu đỏ hoặc màu nâu thẩm • Tinh dầu có vị hơi cay và hắc. • Tỷ trọng : nằm trong khoảng 0,850- 0,950. Một số nặng hơn nước (tinh dầu quế, đỉnh hương ). Tỉ trọng của tinh dầu phụ thuộc vào thành phần của tinh dầu + Nếu tỷ lệ các hidrocacbon tecpenoit cao thì tỷ trọng thấp (<0.9). +Nếu tỷ trọng cao hơn 0,9 thì thường chứa nhiều hợp chất chứa oxi (este, ancol, andehit, xeton). +Nếu tỉ trọng lớn hơn 1 thường chứa nhiều thành phần chứa nhân thơm (eugenol, andehit xinamic )
• Nó thường có năng suất quay cực : có thể quay phải (+) như tinh dầu long não hay trái quay trái (-) như tinh dầu bạc hà • Chỉ số khúc xạ 1,450-1,560: chỉ số khúc xạ của tinh dầu phụ thuộc vào thành phần hóa học của tinh dầu. Nếu tinh dầu có chứa nhiều nhân thơm hoặc vòng có nhiều nhóm chứa oxi thì tỷ trọng và chỉ số khúc xạ đều cao. • Điểm sôi : tinh dầu có đặc điểm sôi cao 150-180oC nếu thành phần là các tecpen 250-280oC nếu là sesquitecpen; và trên 300 oC nếu thành phần là là politecpen . Một số tinh dầu có thể phát quang dưới đèn tử ngoại (eugenol, andehyt ximamic)
4.4.2. TÍNH CHẤT HÓA HỌC • Dưới tác dụng của nhiệt độ, ánh sáng, không khí, nước . tinh dầu dễ bị oxi hóa và một phần biến thành nhựa. • Khi bị oxi hóa, thành phần của tinh dầu bị thay đổi: ancol chuyển thành andehit, axit , andehit chuyển thành axit • Nhiều thành phần có nhóm chức khác nhau (ancol, andehit, phenol ) các nhóm này giúp cho việc kiểm nghiệm, chiết xuất tinh dầu
4.5 TÁCH CÁC THÀNH PHẦN TRONG TINH DẦU • Đối với chất rắn ở nhiệt độ thường: để lạnh, lọc ly tâm (mentol của bạc hà) • Tách axit tự do ra khỏi tinh dầu: nếu không có phenol hay nhóm cacbonyl thì lắc với kiềm loãng, rửa tinh dầu bằng nước, làm khô bằng Na2SO4 • Phương pháp tách cổ điển là chưng cất phân đoạn ở áp suất thường hay áp suất thấp. • Sắc ký cột: Các phân đọan thu được có thể tiếp tục tách hoặc tinh chế bằng sắc ký .
4.6 HỢP CHẤT LACTON TECPENOIT • Các hợp chất lacton của tecpenoit có nhiều ứng dụng quan trọng trong y học và nông nghiệp. Đặc biệt là sesquitecpen lacton, chúng có tác dụng được tế bào, kháng ung thư, kháng vi trùng, diệt côn trùng, diệt nấm mốc • Đa số các lacton tecpenoit đều có vị đắng, một số chất có mùi vị khó chịu. Đặc tính đó có thể là một trong các chức năng của lacton là bảo vệ thực vật • Vòng laton không no trong cấu trúc có quan hệ đến vị đắng và các tác dụng độc và kháng trùng. Các liên kết không no trong vòng lacton dễ dàng tác dụng với nhóm OH SH ,NH của các axit amin và protein trong vi khuẩn, biến thành chất độc và làm rối loạn các quá trình sống của vi khuẩn.
4.6.1 SESQUITECPEN LACTON 4.6.1.1.ĐẠI CƢƠNG • Sesquitecpen lacton có bộ khung cơ bản 15C (C15) :Về lý thuyết chúng gồm ba đơn vị isopren, một phần của bộ khung là một metyl butenoit • Sesquitecpen lacton phân bố chủ yếu ở dạng cây thảo và cây bụi. Đặc biệt tập trung nhiều trong họ cúc (Asteraceae). Trong cây cây chúng tập trung chủ yếu trong lá, hoa và nói chung là các bộ phận trên mặt đất.
• Phân loại : Sesquitecpen lacton được sắp sếp theo cầu trúc của bộ khung cơ bản của sesquitecpen. • Chúng có khoảng 20 dạng cấu trúc của sesquitecpen lacton khác nhau: • Các dạng thường gặp nhất là : eudesmanolit (I), guianolit (II), pseudoguianolit (III) germacranolit (IV), eremophilanolit (V), eudesmanolit (như Santonin (VI))
• eudesmanolit (I), guianolit (II), pseudoguianolit (III) 14 14 9 1 9 2 10 3 2 10 1 8 8 4 5 3 7 6 7 4 6 13 5 11 15 11 13 O 12 O 12 15 O O O O (I) (II) (III) germacranolit (IV), eremophilanolit (V),Santonin (VI) , 14 1 9 2 10 8 3 7 4 13 5 6 11 12 15 O O O O O O (IV) (V) (VI)
• artemisinin (VII) là một loại sesquitecpen lacton có mặt trong lá cây thanh cao hoa vàng (Artemisia annua L. ) mọc ở nhiều nơi ở miền Bắc Việt Nam và nhiều nước trên thế giới có tác dụng chống vi trùng sốt rét . 14 CH3 2 1 H 7 3 6 8 H3C O-O 9 15 5 10 O 4 H 11 H H O 12 CH3 O 13 (VII) Artemisinin
4.6.1.2 CHIẾT XUẤT • Nói chung sesquitecpen lacton là chất phân cực trung bình, nó rất ít tan trong dung môi không phân cực như ete dầu và trong nước, • Chúng tan nhiều trong CHCl3, ete etylic, ít tan trong metanol và etanol ở nguội, nhưng tan nhiều khi nóng.
a. Chiết bằng CHCl3 • Bột nguyên liệu có thể loại chất béo bằng ete dầu, sau đó chiết CHCl3 từ 6-12 giờ. Cất thu hồi CHCl3. Cắn hòa tan vào C2H5OH nóng. Sau đó cho thêm 1 lượng tương đương Pb(CH3COO)2 5% và vài giọt HCl (để dung dịch có môi trường axit yếu). • Để yên 1 ngày, lọc bỏ kết tủa. Thu hồi cồn (còn lại nước), chiết nước này bằng CHCl3. Lấy lớp CHCl3 , rửa bằng nước, làm khan dịch CHCl3 bằng Na2SO4. Cất thu hồi dung môi thu được cắn sesquitecpen. Tinh chế bằng sắc ký cột oxit nhôm
b. Chiết bằng cồn (metanol hoặc etanol) • Bột nguyên liệu được chiết bằng cồn nóng. Thu hồi cồn còn lại ¼ thể tích. Thêm lượng tương đương nước. Dùng ete dầu để chiết loại chất béo. Sau đó chiết sesquitecpen lacton bằng CHCl3. Dịch chiết CHCl3 rữa nhiều lần bằng nước, làm khan bằng Na2SO4 . Thu hồi CHCl3 . Tinh chế như trên thu được sản phẩm
c. Chiết bằng cồn - nƣớc. • Chiết nguyên liệu bằng cồn (ngâm kiệt ) . Bã còn lại cho vào nước đun sôi 1-2 giờ. Dịch chiết cồn thu hồi cồn. Cắn còn lại hòa vào dịch chiết nước • Dịch nước được chiết bằng CHCl3 hoặc butanol, thu hồi dung môi thu được cắn. Đun cặn này với benzen, lọc nóng, sau đó để lạnh, sesquitecpen sẽ kết tủa. Lọc lấy tủa. Tinh chế bằng cột oxit nhôm
d. Chiết bằng dung dịch kiềm nóng • Vòng lăcton trong môi trường kiềm đun nóng sẽ mở ra tạo thành muối tan được trong nước. Dung dịch này nếu trong dung dịch axit sẽ đóng vòng trở lại và và kết tủa trong nước. • Phản ứng: OH O + NaOH O COONa OH O + HCl + NaCl + H2O COONa O
4.6.1.3. PHẢN ỨNG ĐỊNH TÍNH Phản ứng định tính của sesquitecpen lacton dựa vào sự có mặt của nhóm lacton. Ngoài ra có thể áp dụng các phản ứng của tecpenoit. - Phản ứng với hidroxymat feric: Cho màu mận chín. - Các hợp chất có vòng lacton α,β không no cho phản ứng với các thuốc thử: + Legan (natri nitroprusinat = natri nitroxianua): màu hồng + Baljet (axit picric): Màu vàng da cam + Kedde ( axit 3,5-dinitrobenzoic trong metanol): màu hồng
- Các hợp chất lacton không no (α,β và β,) đều khử dung dịch Tollen, trong đó các hợp chất lacton β, cho phản ứng mạnh hơn do đó có thể khử dung dịch AgNO3 trong môi trường trung tính. Người ta có thể dùng phản ứng với thuốc thử Tollen để phân biệt lacton no và không no - Ngoài ra sesquitecpen lacton cho phản ứng dương tính với thuốc thử Libermann Burchat (1 ml anhidrit axetic + 1mlCHCl3 + 1 giọt H2SO4)dung dịch SbCl3, Vanilin photphoric.
4.6.2. IRIDOIT 4.7.2.1. ĐẠI CƢƠNG • Iridoit là nhóm hợp chất thiên nhiên có cấu trúc monotecpen với một vòng xiclopentan và một vòng δ-lacton ( hoặc dẫn xuất) thường là không no o o
4.6.2.2.CHIẾT XUẤT • Có thể chiết glycozit iridoit bằng cồn họặc bằng nước nóng. • Dịch chiết cho bay hơi dung môi, cặn thu được hòa tan vào ít nước, để lắng, lọc bỏ cặn. Dịch lọc loại tạp bằng cách lắc vài lần bằng benzen hoặc etyl axetat (hoặc có thể loại tạp bằng chì axetat như đối với sesquitecpen lacton)
4.6.2.3 PHẢN ỨNG ĐỊNH TÍNH VÀ PHÂN TÍCH HỢP CHẤT IRIDOIT a. Phản ứng định tính • Phản ứng đặc trưng là phản ứng Trim-Hill (10 ml CH3COOH+ 10ml dung dịch CuSO4 0,2% và 0,5 ml HCl đặc) nếu có iridoit thì sẽ xuất hiện màu xanh • Ngoài ra iridoit có các phản ứng màu với một số thuốc thử tecpenoit (Liebermann Burchat; SbCl3 trong CHCl3) và với dung dịch anisandedit trong H2SO4
b. Phân tích Có thể phân tích bằng sắc ký giấy, lớp mỏng • Sắc ký lớp mỏng với chất hấp phụ là silicagel G với các hệ dung môi là + CHCl3 : CH3OH : H2O (6 :4 :1) + Xiclohexan : etyl axetat (3: 7) + n-butanol : axit axetic : nước ( 4: 1: 5) • Sắc ký giấy với hệ dung môi là + n-butanol : axit axetic : nước +isopropanol bảo hòa trong nước. Chất hiện màu anisandehit trong axit sunfuric hoặc SbCl3 trong CHCl3 hoặc có thể dùng thuốc thử Trim Hill
5. FLAVONOIT 5.1 ĐẠI CƢƠNG 5.2 CHIẾT XUẤT 5.3 TÁCH RIÊNG – TINH CHẾ 5.4. PHÂN TÍCH FLAVONOIT
5.1 ĐẠI CƢƠNG 5.1.1 ĐỊNH NGHĨA : Flavonoit là những chất màu thực vật có cấu trúc cơ bản như sau: 2' 3' 8 1 O 2 7 4' 3 5' 6 6' 4 5 O Tại các vòng có liên kết với một hay một vài nhóm hydroxyl tự do hay đã thay thế một phần. Vì vậy về bản chất chúng là những poliphenol có tính axit.
5.1.2 PHÂN LOẠI • Dựa vào sự oxy hóa của vòng pyran trung tâm, người ta phân flavonoit thành các loại khác nhau 5.1.2.1 Flavon : 2' 3' 8 1 O 2 7 B 4' A C 3 5' 6 6' 4 5 O Khung cấu trúc chung của flavon
.Ví dụ 2' 2' 3' 8 3' OH 8 1 HO 1 HO O 2 O 2 7 OH 7 4' OH 3 5' 3 5' 6 6' 6 6' 4 4 5 OH O OH O Apigenin Luteolin
5.1.2.2. Flavanon khác flavon là không có liên kết đôi ở C2-C3 • Chúng đều có OH ở vòng A hay vòng B. Trong tự nhiên nó thường có mặt đồng thời với flavon tương ứng.
• Các chất thường gặp: 2' 2' 3' 8 3' OH 8 1 Rh-Glu-O 1 Glu-O 2 O 2 O 7 4' 7 OCH3 3 5' 3 5' 6 6' 6 6' 4 4 5 OH O OH O prunnin hesperidin
5.1.2.3. Flavonol khác với Flavonon là có nhóm OH ở C3 • Nó là loại hợp chất phổ biến trong tự nhiên, đặc biệt là trong cây hạt kín
• Trong cây hạt kín có chứa nhiều chất sau: kaempferol, quecxetin và mirixetin 2' OH 2' 3' 8 3' OH 8 1 HO 1 HO O 2 O 2 7 OH 7 4' OH 3 5' 3 5' 6 6' 6 6' 4 4 OH OH OH 5 O O quecxetin mirixetin
5.1.2.4. Dihydroflavonol : Tương tự như flavonol nhưng không có nối đôi C2-C3 Chất phổ biến nhất là 7-hydroxidihydroflavonol 2' 2' 8 3' 3' 1 8 1 O 2 HO O 2 7 4' 7 4' 3 5' 3 5' 6 6' 6 6' 4 4 OH 5 OH 5 O O (khung dihydroflavonol) 7-hydroxidihydroflavonol
5.1.2.5.Chalcon • Là loại flavonoit vòng mở, hai nhân thơm liên kết với nhau qua mạch ba cacbon α, β không no. Phổ biến nhất là butein 3' 2 3 OH 3' 2 3 4' 2' 4  HO4' 2'  4OH 5' 6 5 5' 6 5 6' 6' O OH O Khung Chalcon Butein
5.1.2.6. Isoflavon • là nhóm isoflavonoit phổ biến nhất có nhiều tác dụng chữa bệnh • Ví dụ daidzein có trong cát căn, hoặc fomonometin có trong cam thảo 8 1 O 2 R1O O 7 7 3 6 4 5 OR2 O O (khung isoflavon) daidzein R1 = R2 = H formonometin R1 = H, R2 = CH3 Ngoài ra còn có nhiều loại khác như auron, rotenoit antoxyanidin, leucoantoxifanidin, neoflavonoit, biflavonoit.
5.1.3 PHÂN BỐ Nó là loại hợp chất phân bố rộng nhất ở trong thiên nhiên ( lớn hơn 2000 chất) • Nói chung nó không có mặt trong tảo và nấm. • Các loại thực vật bậc cao đều có mặt flavonoit, và nó có mặt liên kết các bộ phận của cây : thân, lá, rể, gỗ và khu trú ở thành tế bào. • Flavonoit tham gia vào sự tạo thành màu sắc của cây (đặc biệt là hoa) đó là một trong những chức năng cơ bản của flavonoit đối với cây.
5.1.4 VAI TRÒ CỦA FLAVONOIT TRONG CÂY 5.1.4.1 Các phản ứng sinh hóa • Các nhóm OH phenol của flavonit có vai trò trong sự hòa tan các chất và di chuyển dể dàng qua các màng sinh lý • Một số flavonoit có tác dụng như là chất chống oxi hóa, bảo vệ axit ascorbic trong cây • Một số có tác dụng ức chế các enzym và các chất độc của cây
5.1.4.2 Vai trò ức chế và kích thích sinh trƣởng của cây • Các nhóm OH có vai trò quyết định vai trò ức chế và kích thích sinh trưởng của cây • Ví dụ trong cây ổi các flavonoit có các nhóm OH ở vị trí 4‟ làm tăng cường hoạt tính của enzim làm kích thích sinh trưởng, còn khi OH ở vị trí 3‟và 4‟ lại ức chế • Flavonoit còn tham gia vào quá trình hô hấp quang hợp
5.1.4.3 Vai trò tạo màu sắc • Tạo ra sức hấp dẫn để dụ ong bướm đến thụ phấn góp phần cho cây tồn tại & phát triển. • Trong việc tạo màu các flavonon, flavonol,chalcon cho màu vàng trong khi các autoxyanin cho các màu hồng , đỏ, tím hoặc xanh thẩm 5.1.4.4 Vai trò bảo vệ cây • Tạo vị đắng để động vật ăn cỏ không thích ăn cây
5.1.5 VAI TRÒ CỦA FLAVONOIT TRONG Y HỌC • Nhiều flavonoit có tác dụng ức chế hô hấp và sự tái sinh sản đối với nhiều chủng vi khuẩn • Nhiều flavonoit có tác dụng đối với một số dạng ung thư (ung thư vòm họng ) • Nhiều flavonoit có tác dụng nâng cao tính bền của thành mạch máu đặc biệt là các flavonoit có nhóm OH ở các vị trí 3‟, 4‟. Rutin là chất tiêu biểu của tác dụng này • Tác dụng estrogen: Một số flavonoit có tác dụng gây sẩy thai ở động vật • Nhiều flavonoit có tác dụng chống dị ứng, chống co giật, giảm đau
5.2 CHIẾT XUẤT Không có phương pháp chung về chiết xuất.Tuy nhiên có thể nêu nguyên tắc chung như sau : • Do flavonoit có hầu hết các bộ phận của cây (rễ, gổ, lá, hoa, quả, hạt, sáp), trường hợp chiết lớp sáp ở ngoài lá thì phải dùng ete để rửa lấy sáp, các bộ phận khác nói chung sấy khô, tán bột để chiết. • Nói chung các glycozit của flavonoit có độ phân cực mạnh hơn aglycon tương ứng. Đối với aglycon mà có ít nhóm OH , nó phân cực yếu thì dùng các dung môi phân cực yếu như benzen, cloroform, etyl axetat để chiết.
• Các flavonoit nhiều nhóm OH như flavonol các glycozit là những chất phân cực mạnh, nên có thể chiết chúng bằng cồn, nước hoặc là hỗn hợp của chúng - Dung môi có thể áp dụng cho hầu hết flavonoit là cồn 80%,60% ( có thể là C2H5OH,CH3OH 60%,80%) - Chiết các glycozit : có thể dùng nước nóng - Do có OH phenol nên có thể dùng dung dịch kiềm loãng để chiết
5.3 TÁCH RIÊNG – TINH CHẾ 5.3.1.TÁCH SƠ BỘ: Nhằm mục đích loại tạp và tách phân đoạn đối với hỗn hợp các flavonoit . Có thể áp dụng các cách sau : 1. Dùng hỗn hợp các dung môi • Có thể dung hỗn hợp các dung môi có độ phân cực khác nhau, không tan với nhau để phân đoạn : Ví dụ : hỗn hợp aglycon và glycozit : CHCl3-H2O, H2O – etyl axetat , Butanol-ete dầu hỏa
2. Phƣơng pháp cổ điển: Dùng chì axetat để tủa flavonoit (phenol nói chung) • Hòa tan cao hỗn hợp vào cồn loãng,cho dung dịch chì axetat vào để tủa flavonoit. Lọc, lại cho tủa này tan trong cồn loãng khuấy đều thành dung dịch đồng nhất. Sau đó cho 1 trong các dung dịch sau đây : Na3PO4;Na2S để kết tủa chì. (Dùng photphat hoặc sunfat tốt hơn sunfua vì các tủa này hấp phụ flavonoit ít hơn sunfua chì )
3. Dùng than hoạt tính Cho vào dung dịch cao để hấp phụ flavonoit sau đó dùng dung môi rửa than để lấy lại flavonoit • Khi rửa dung môi từ không phân cực => phân cực ít => phân cực mạnh Ví dụ : ete => methanol => nƣớc nóng
4. Tách phân đoạn bằng các dung dịch có độ kiềm khác nhau • Ví dụ : đầu tiên dùng dung môi hữu cơ CHCl3, etyl axetat; sau đó lần lƣợt chiết dung dịch trên với dung dịch natriborat Na3BO3, NaHCO3 và Na2CO3 10% • Axit hóa các dung dịch kiềm, flavonoit sẽ kết tủa, lọc thu kết tủa hoặc chiết lấy flavonoit bằng dung môi hữu cơ (CHCl3, etyl axetat )
5.3.2.SẮC KÝ CỘT Là phƣơng pháp tốt nhất để tách riêng flavonoit. - Các chất hấp thụ thƣờng dùng là poliamit, silicagel, xenluloza - Dung môi dùng rửa là : ete dầu, Benzen, CHCl3, ete, etyl axetat, axeton, rƣợu etylic, rƣợu metylic, H2O, áp dụng cho hầu hết Flavonoit
5.3.3 TINH CHẾ • Phƣơng pháp tốt nhất là lọc qua cột chất hấp thụ ( poliamit, silicagel, bột xenlulo), hạn chế dùng than hoạt vì than hoạt hấp thụ rất mạnh flavonoit • Kết tinh flavonoit trong etanol , metanol hoặc cồn – axeton, cồn-etyt axetat.
5.3.4 THỦY PHÂN GLYCOZIT FLAVONOIT • Có thể dùng axit hay enzym • Đối với enzym thƣờng dùng là -glycosidaza vì hầu hết cac glycozit flavonoit là -glycosit • Cách thủy phân bằng axit: Có thể dùng các loại axit khác nhau (HCl, HCOOH, CH3COOH ) với nồng độ thích hợp, thêm một ít cồn để hòa tan glycozit, đun sôi cách thủy từ vài phút đến 1 giờ hoặc có thể lâu hơn tùy theo từng loại hợp chất và điều kiện tiến hành phản ứng. Để nguội. Chiết dung dịch thu đƣợc bằng ete để láy phần aglycon. Phần dịch nƣớc chứa các đƣờng, có thể phân tích hỗn hợp này bằng sắc ký giấy
5.4. PHÂN TÍCH FLAVONOIT 5. 4.1 PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH 5. 4.1 .1 Các phản ứng màu flavonoit a/ Amoniac ( NH3): Khi có mặt của hơi NH3, nhiều flavonoit thay đổi màu, có thể quan sát sự thay đổi màu bằng mắt thƣờng hoặc dƣới đèn tử ngoại • Cánh hoa màu trắng + hơi NH3 cho màu vàng là flavon hoặc flavonol • Cánh hoa màu vàng + NH3 cho màu vàng cam hoặc hồng là Chalcon, auron • Cánh hoa màu bất kỳ ( vàng , đỏ, tím ) +NH3 cho màu đỏ thẩm là autoxyanidin
b/ Phản ứng xianidin của Wilstater  -Benzopyron trong đa số flavonoit có phản ứng với HCl +Mg bột Trong 3 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 1-2 ml dung dịch thuốc thử • Ống 1: làm đối chứng • Ống 2: thêm 0,5 ml HCl đặc + 3-5 hạt Mg. Quan sát, nếu sau 10‟ nó từ màu vàng, đỏ, đến xanh là có flavonoit. Có thể nhận định thêm - Vàng cam-đỏ là flavon - Đỏ thẩm là flavonol, flavanon - Màu đỏ ngay sau khi cho HCl là chalcon, auron • Ống 3: Thêm 0,5 ml HCl đặc đun cách thủy 5 phút, nếu có màu đỏ tím là leucoantoxyanidin
c/ Thuốc thử FeCl3 trong cồn hoặc nƣớc => cho màu của phenol và flavon d/ Thuốc thử SbCl5 1% trong tetraclorua cacbon => có tủa màu đỏ hoặc tím là của Chalcon, màu vàng hay da cam => flavon ( phản ứng Marini – Bettolo ) e/ Thuốc thử axit boric trong anhydrit axetic • Các hợp chất 5- hydroxi flavonon cho màu cam hay đỏ
g/ H2SO4 Hòa tan một ít cao của dịch chiết flavon vào axit sunfuric đặc, nếu cho màu: + vàng tƣơi : flavon, flavonol + màu cam : flavonon + đỏ hoạc tím : chalcon, auron h/ Kiềm : Dịch chiết flavonoit, nếu trong dung dịch kiềm. Nếu có: + Màu vàng :flavon, flavonol, + Màu cam, đỏ: flavon, isoflavonon + Màu tím : Chalcon + Màu cà phê: flavonol + Màu xanh: autoxyanin
5. 4.1.2 Sắc ký giấy và sắc ký lớp mỏng • Nếu dùng hệ dung môi thích hợp ta có thể tách đƣợc các flavonoit khác nhau có Rf khác nhau 5.4.2 PHÂN TÍCH CẤU TRÚC BẮNG PHƢƠNG PHÁP QUANG PHỔ
6. SAPONIN 6.1 KHÁI NIỆM • Saponin là thuật ngữ để chỉ một nhóm glucozit có đặc điểm chung là khi hoà tan trong nước sẽ có tác dụng giảm sức căng bề mặt của dung dịch và tạo nhiều bọt. • Dưới tác dụng của enzym thực vật hay vi khuẩn, axit loãng saponin bị thuỷ phân tạo thành genin (gọi là sapogenin) và phần đường. • Phần đường có thể gồm một hay một số phân tử monosaccarit:phổ biến nhất là D-Glucoza,D-Galactoza, L- Arabioza, L-Rammoza
• Phần sapogenin Dựa vào cấu trúc của sapogenin người ta chia thành 2 nhóm lớn + sapogenin tritecpen + sapogenin steroid. • Về phân bố: Saponin phân bố rất rộng, đà tìm thấy ở trên 80 họ thực vật. Saponin steroit tập trung chủ yếu ở cây một lá mầm trong khi saponin tritecpen có nhiều ở cây hai lá mầm.
6.2 SAPONIN TRITECPEN • Cấu trúc của Saponin tritecpen rất đa dạng, dựa vào cấu trúc của genin người ta chia thành 4 nhóm chính: -Dẫn xuất β-amyrin - Dẫn xuất α- amyrin - Dẫn xuất lupeol - Tritecpen: 4 vòng, 5 vòng. • Dưới đây là một số khung cơ bản
Dẫn xuất amyrin 25 26 16 28 1 2 27 HO 23 -amyrin
Dẫn xuất lupeol và tritecpen
6.3 SAPONIN STEROIT 6.3.1 CẤU TRÚC 6.3.1.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC • Trừ hợp chất Criptogenin (có cấu trúc 4 vòng) tất cả các saponin steroit đều có đặc điểm chung về cấu trúc là hệ thống vòng spiroxetal (vòng E và F) nối nhau qua C22. • Các hợp chất này chỉ khác nhau 3 điểm: -Ở C5 vòng A/B:Hidro có thể có cấu hình α và β hoặc dây nối đôi giữa C5- C6 -Tuỳ theo cấu trúc của R1 và R2 (thường là H hoặc CH3) mà chúng có thể là đồng phân iso (cấu hình C25 là R) hoặc đồng phân neo (C25 có cấu hình S). -Về số nhóm thế: tất cả các saponin streroit đều có nhóm OH ở C3; một số ít còn có OH ở C2 hay C6 (hoặc cả hai). Vài sapogenin còn có thêm C=O ở C12.
• Ví dụ R O 21 O 1 22 F 25 CH2OH 18 E R O 2 19 C D 16 1 2 14 A B 5 HO HO 5 criptogenin Khung sapogenin steroit
6.3.1.2 CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ SAPOGENIN STEROIT O R1 25 R O 2 sarsapogenin : C25:neo, R1=CH3; R2=H smilagenin : C25:iso, R1=H R2= CH3; 5 HO H
. O R1 25 R O 2 Neotigogenin: C25:neo, R1=CH3; R2=H Tigogenin :: C25:iso, R1=H R2= CH3; 5 HO H O R1 25 R O 2 Yamogenin : C25:neo, R1=CH3; R2=H Dioagenin :: C25:iso, R1=H R2= CH3; 5 HO
. O R1 O 25 R O 2 Hecogenin : C25:neo, R1=CH3; R2=H ,5 H Willaagenin : C: 25:iso, R1=H R2= CH3; 5 H 5 HO H
• Trong hàng trăm hợp chất saponin streroit đã được biết cho đến nay chỉ khoảng 10 chất có ý nghĩa kinh tế lớn vì: - Có nguồn nguyên liệu dồi dào hoặc trồng dễ cho năng suất cao. - Hệ thống spiroxetal trong cấu trúc dễ dàng bị phá vở để cho hợp chất trung gian là đehydropregnenolon axetat (D.P.A) là khung cơ bản để tổng hợp các thuốc steroit.Trong đó diosgenin được sử dụng nhiều nhất.
• 6.3.2 SƠ ĐỒ THOÁI BIẾN DIOSGENIN THÀNH DEHDRO PREGNENOLON AXETAT (D.P.A)
6.4 PHÂN BỐ- ỨNG DỤNG CỦA SAPONIN 6.4.1 PHÂN BỐ • Saponin tritecpen phân bố chủ yếu ở cây hai lá mầm, đáng chú ý nhất là tập trung ở họ nhân sâm. • Saponin steroit tập trung chủ yếu ở cây một lá mầm trong nhiều họ khác nhau.
6.4.2 ỨNG DỤNG - Tác dụng bồi bổ, tăng cường sinh lực (nhân sâm) - Tác dụng long đờm, dịu ho (cam thảo, cam thảo đất ) - Giảm đau khớp xương (ngưu tất, cỏ xước) - Hạ cholesterol trong máu (ngưu tất, cỏ xước) • Riêng nhóm saponin steroit là nguồn nguyên liệu quan trọng bán tổng hợp các thuốc cocticoit và thuốc hạn chế sinh đẻ
6.5 CHIẾT XUẤT SAPONIN • Do saponin phân cực mạnh → tan tốt trong nước hoặc trong ancol thấp, ít tan trong dung môi hữu cơ ít phân cực hay không phân cực (ete, axeton , benzen ) • Nếu nguyên liệu có nhiều chất béo, sơ bộ loại chúng bằng ete dầu hay benzen, các sapogenin do không còn phần đường gắn vào nên nói chung là phân cực yếu , nên ít tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ (ete dầu, n-hexan, ete,benzen , axeton ,cồn) • Tuỳ thuộc vào yêu cầu nghiên cứu và sản xuất, cần chiết chúng ở dạng saponin hay sapogenin mà chọn cách chiết và dung môi thích hợp.
6.5.1 CHIẾT SAPONIN 6.5.1.1 CHIẾT BẰNG NƢỚC • Nguyên liệu tươi , xay bột ngâm với nước một thời gian (6-12 giờ). Ép, dùng nước để rửa bả. Dịch ép thu được lắc với benzen vài lần để loại chất béo . Dịch nước loại béo xong , chiết saponin bằng n-butanol bão hòa nước. Dịch chiết butanol đem cất thu hồi dung môi. Cắn thu được hòa tan trong một lượng nhỏ etanol. Cho vào dung dịch này một lượng gấp 3-4 lần thể tích dung dịch saponin một hỗn hợp gồm ete-axeton (1:4). Saponin sẽ kết tủa. Để lắng, lọc, thu lấy kết tủa. Dịch lọc cho thêm một lượng ete-axeton khác để tủa hết saponin. • Saponin thô thu được đem tinh chế và kết tinh trong cồn + axeton • Nếu nguyên liệu khô thì làm bột thô, chiết nước nóng và chiết lấy saponin như trên.
6.5.1.2 CHIẾT BẰNG CỒN • Bột nguyên liệu khô chiết nóng hay ngâm kiệt với etanol hay metanol 80%. Dịch chiết cất thu hồi cồn còn nước;lắc hỗn hợp này với benzen để loại chất béo. Sau đó chiết saponin bằng butanol bảo hoà nước. Cất thu hồi butanol. Cắn thu được hoà tan vào một ít etanol và kết tủa dung dịch bằng hỗn hợp ete: axeton (1:4). Sau đó tinh chế cho saponin theo cách ở trên.
• Trong nghiên cứu, có thể kết tủa saponin từ dung dịch nước bằng cholesterol hoặc stearin. Tủa được lọc riêng (thường áp dụng để định lượng saponin) • Các saponin axit có thể kết tủa dưới dạng muối amoni hoặc natri. Có thể áp dụng tách saponin bằng cột trao đổi ion: Dịch chiết saponin cho chảy qua cột anion, sau đó đẩy saponin ra khỏi cột bằng dung dịch anion (Ví dụ: dung dịch HCl, axit axetic), cuối cùng rữa, tách saponin bằng cồn.
6.5.2 CHIẾT SAPOGENIN • Để chiết sapogenin đầu tiên phải có giai đoạn thuỷ phân saponin thành đường và sapogenin. • Nguyên liệu xay nhỏ, ngâm trong nước nóng 35-400C (nếu cần có thể cho thêm enzym thuỷ phân) trong vài ngày. Thời gian thủy phân tùy thuộc vào từng loại saponin, thường là 48- 72 giờ.
• Nếu thuỷ phân trong axit (HCl, H2SO4) cho pH=1-2 (thường từ 5-10%) đun sôi 3- 6 giờ tùy thuộc từng loại saponin., Để nguội, lọc cả bã dược liệu đem sấy khô. Sau đó bã được chiết bằng dung môi hữu cơ nóng (hồi lưu, trong thiết bị soxhlet). Dung môi có thể dùng là n-hexan , ete dầu, benzen hoặc cồn. Trong công nghiệp có thể dùng xăng công nghiệp đã tinh chế lại để chiết xuất • Có thể kết hợp cả hai cách trong việc thủy phân saponin; thuỷ phân bằng enzym trước, sau đó thủy phân bằng axit.
6.6 PHÂN TÍCH SAPONIN 6.6.1 TÁC DỤNG PHÁ HUYẾT • Khi cho saponin vào máu sẽ làm huỷ vách hồng cầu, làm cho hemoglobin khuyếch tán ra. Lợi dụng tính chất này để định tính saponin 6.6.2 PHẢN ỨNG TẠO BỌT. • Đối với dịch chiết saponin trong nước hoặc cồn có khả năng tạo bọt, nhưng độ bền vững của bọt tùy thuộc vào bản chất của saponin.Trong 2 ống nghiệm , ống thứ nhất cho khoảng 5ml dung dịch NaOH 0,1N (pH=13), ống thứ 2 cho 5ml dung dịch HCl 0,1N (pH=1). Cho vào mỗi ống 5ml dung dịch saponin. Lắc mạnh 2 ống. Nếu có bọt nhiều và bền vững ở ống đựng NaOH ( ống 1) là saponin steroit, còn nếu bọt nhiều và bền vững trong môi trường axit là saponin tritecpen
6.6.3 PHẢN ỨNG TẠO MÀU. - Phản ứng Libermann-Burchard: Hỗn hợp 1ml 0 anhidrrit axetic + 1ml CHCl3 đã làm lạnh ở 0 C, sau đó thêm 1 giọt H2SO4. Chất thử được hòa tan bằng cloroformvaf cho vào hỗn hợp trên. Nếu xuất hiện màu xanh da trời, lục, hồng, cam, đỏ và bền vững trong một thời gian là có phản ứng trung tính - Phản ứng Resenhein: Cho 1-2 giọt axit tricloaxetic 90% vào 1ml dung dịch thưtrong CHCl3 . Các saponin tritecpen cho màu tím, chuyển sang màu xanh lơ sau 20 phút. -Phản ứng Salkowski: 1-2 mg chất thử hòa trong 1ml CHCl3. thêm 1ml H2SO4, có màu vàng đến hồng là có saponin
-Phản ứng Carr-Price: 1ml dung dịch thử + 1-2 giọt dung dịch SbCl3 20% trong CHCl3. Nếu có saponin steroit sẽ cho màu hồng hoặc đỏ ( phản ứng chung của steroi) - Phản ứng Rosenthaler: 1 mml dung dịch thử + 1-2 giọt dung dịch vanilin 1% trong etanol, thêm 1 giọt HCl đặc. Nếu có saponin tritecpen hoăc steroit thì sẽ có màu lục đến tím. - Phản ứng Molish: Các saponin do có phần đường nên có phản ứng với thuốc thử Molish .1-2 mg saponin +1-2 giọt dung dịch -naphtol trong etanol. Nhỏ dọc thành ống nghiệm 1 giọt H2SO4 đặc. Nếu xuất hiện một vòng màu tím là phản ứng dương tính. - Phản ứng Tortelii-Jafe: ( phát hiện liên kết đôi steroit): cho 0,5mg chất thử cho hòa tan trong 0,2ml CHCl3. Cho nhẹ nhàng không hòa lẫn 0,1 ml dung dịch brom 0,2% trong CHCl3. Nếu có steroit có liên kết đôi sẽ có một vòng lục giữ 2 lớp. 6.6.4 PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ GIẤy, LỚP MỎNG VÀ QUANG PHỔ
7. GLYCOZIT TIM VÀ GLYCOZIT XIANOGEN
7.1 GLYCOZIT TIM 7.1.1 ĐẠI CƢƠNG • Glycozit tim là nhóm glycozit có cấu trúc steroit, có tác dụng đặc hiệu đối với tim. Nhưng ở liều cao chúng trở nên gây độc, dẫn đến chết người. • Trong cây glycozit tim tồn tại ở dạng glycozit hòa tan trong dung dịch tế bào. Dưới tác dụng của men hoặc axit loãng, các glycozit bị thủy phân tạo thành genin và các đường. Là glycozit nên chúng dễ tan trong nước và cồn loãng, rất ít tan trong các dung môi không phân cực hoặc phân cực yếu như ete, ete dầu hỏa, benzen Trong dung dịch nước các glycozit tim làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch và tạo bọt khi lắc mạnh. • Glycozit tim tồn tại trong khoảng 10 họ thực vật, đặc biệt là họ Apocynaceae và họ Asclepiadaceae
7.1.2 CẤU TRÚC HÓA HỌC 7.1.2.1. PHẦN GENIN • Phần genin của glycozit tim có cấu trúc 5 vòng A, B, C, D, F. Vòng F là một vòng lacton γ hoặc δ gắn với C17. Dựa vào vòng lacton người ta chia thành hai nhóm chính: - Cacdenolit (I), genin có vòng γ- lacton -α, β -không no ( còn gọi là butenolit) - Butadienolit (II), genin có vòng δ- lacton không no với 2 nối đôi (còn gọi là pentenolit)
• Cấu trúc các genin của glycozit tim có thể khác nhau ở 3 điểm: + Cấu hình ở C3, C5 hoặc C17 (α hoặc β) + Có thể thêm nhóm chức chứa oxi, chủ yếu là nhóm OH Tại C1, C2, C5, C11 ,C12 , C15 , C16 , và C19 + Có thể có các liên kết đôi ở trong khung, thường là ở vòng B
7.1.2.2. PHẦN ĐƢỜNG Phần đường của glycozit tim khá phức tạp. Có 3 loại đường • Đường thông thường ( ví dụ Glucozo, Rhamnozo, Xylozo) • Đường 2-deoxy: là đường không có oxi ở vị trí số 2. Loại này khá phổ biến trong glycozit tim ( ví dụ Digitosozo, Oleandrozo) • Đường đặc biệt
• Trật tự liên kết của glycozit tim như sau: Genin gắn trực tiếp với vài phân tử đường 2-deoxy hoặc đường đặc biệt, tiếp đến là một vài phân tử đường thông thường, nhất là glucozo gắn vào cuối mạch Genin –(đường 2-deoxy hay đường đặc biệt)n -(glucozo)n • Tác dụng chủ yếu của glycozit tim chủ yếu do genin, nhưng phần đường có ảnh hưởng đến độ tan, sự phân bố đặc trưng của thuốc trong cơ thể, sự tích lũy và sự thải trừ thuốc và độc tính.
7.1.2.3. CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ AGLYCON CỦA GLYCOZIT TIM O O O O OH OH OH CH2 OH OH HO HO OH Ouabagenin Digitoxigenin
O O O O OH OH OH OH HO HO Digoxigenin Gitoxigenin
O O O O CHO HO-CH2 OH OH HO HO OH OH Strophantidin Strophantidol
7.1.2.4 Công thức một số đường của glycozit tim CHO CHO CHO CHO CHO CHO HC-OH HC-OH HC-H HC-H HC-H HC-OH HCOH HCOH CH3OCH CH3OCH HC-OCH3 HC-OCH3 H COH H COH HOC-H H COH HCOH HOC-H H COH HO C-H HOCH H COH H COH H COH CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 D-Thevetozo D-Digitalozo L-Oleadrozo L-Digitoxozo D-Cymarozo L-Rhamnozo
7.1.3. CHIẾT XUẤT • Nói chung các sản phẩm có ứng dụng trong điều trị là các glycozit có chứa từ 1 đến 4 phân tử đường. Điều mấu chốt trong kỹ thuật là việc khống chế hoặc dùng men thủy phân với mức độ cần thiết để đạt được sản phẩm mong muốn. • Nếu muốn thu được glycozit nguyên sinh phải diệt men thủy phân trong nguyên liệu bằng cách đun sôi nguyên liệu với cồn 50-90% trong vài phút • Nếu cần lấy glycozit thứ sinh thì dùng men thủy phân trong nguyên liệu hoặc cho men khác thêm vào
• Nếu cần lấy aglycon ( để nghiên cứu) thì thủy phân bằng axit loãng hoặc thủy phân men + thủy phân axit • Nguyên liệu, đặc biệt là hạt phải tiến hành loại chất béo bằng ete dầu trước khi chiết • Tính phân cực của các glycozit phụ thuộc chủ yếu của bản chất và số lượng của các đường trong hợp chất. Nói chung nếu càng nhiều phân tử đường thì độ phân cực càng mạnh. Dung môi thích hợp để chiết glycozit tim là cồn 50- 90%. Để loại tạp (chủ yếu là các hợp chất phenol và tanin) có thể dùng chì axetat và cho chảy qua cột hấp phụ. • Để tách phân đoạn các glycozit có thể dùng các hệ dung môi có độ phân cực khác nhau.
7.1.3.1 CHIẾT AGLYCON (để nghiên cứu) • Nguyên liệu được loại tạp sơ bộ bằng ete dầu hỏa. • Lấy bã nguyên liệu chiết bằng cồn với nồng độ thích hợp bằng soxhlet hoặc chiết hồi lưu 2-3 lần. • Dung dịch thu được, để nguội, cho dung dịch chì axetat vào để loại hợp chất phenol (tủa). • Axit hóa dịch bằng axit sunfuric đến pH= 5-6. Làm bay hơi bớt dung môi và sau đó chiết bằng dung dịch CHCl3-etanol (2:1) cho đến khi hết glycozit. • Cho bay hơi dung môi, hòa tan cặn bằng cồn và thêm một ít axit sunfuric và thủy phân khoảng nửa giờ ở khoảng 500C. • Để nguội, chiết bằng CHCl3, rửa dịch CHCl3 bằng NaHCO3, rửa lại bằng nước , làm khan bằng Na2SO4, cất thu hồi dung môi thu được cắn. Tách bằng sắc ký cột thu được aglycon.
7.1.3.2. CHIẾT GLYCOZIT • Nguyên liệu được chiết bằng dung dịch cồn từ 50-900, sau đó cất loại dung môi ở áp suất thấp và tách riêng theo như phương pháp chung nêu ở trên.
7.1.4 PHÂN TÍCH 7.1.4.1. CÁC PHẢN ỨNG MÀU • Phản ứng Baljet: 1 mg chất thử thêm 3-4 giọt thuốc thử (hỗn hợp thể tích tương đương axit picric 1% trong cồn và dung dịch 10% NaOH trong nước). nếu có màu vàng cam hoặc hồng xỉn là phản ứng dương tính • Phản ứng Kedde: thuốc thử là hỗn hợp đẳng tích của 2 dung dịch: +Dung dịch A: axit 3,5-dinitrobenzoic 2% trong cồn +Dung dịch B: KOH 5,7% trong nước. Cho 12 giọt thuốc thử vào 1mg chất thử, nếu có màu hồng tím là dương tính. Màu này biến đi sau 1-2 giờ
• Phản ứng Raymond: cho 1-2 giọt dung dịch m- dinitrobenzen 1% trong cồn và 2 giọt dung dịch NaOH 20% trong nước vào 1mg chất thử. Nếu có màu tím hoặc xanh là phản ứng dương tính ( các nhóm metylen hoạt động cũng cho phản ứng này) • Phản ứng Tollens: Ống nghiệm chứa 2-3 mg glycozit và 5 giọt pyridin, thêm 4 giọt thuốc thử Tollens, nếu dung dịch có tủa bạc là có mặt của đường khử trong glycozit.
• Phản ứng Keller- Kaliani: (Phản ứng đặc trưng cho đường 2-deoxy) . Trong ống nghiệm chứa 0,1-0,2 mg chất thử, thêm 1ml dung dịch thuốc thử mới pha gồm 1ml feric sunfat Fe2(SO4)3 5% và 99 ml axit axetic băng. Sau đó cho thêm 1-2 giọt axit sunfuric. Nếu có màu xanh xuất hiện trong 1-2 phút là phản ứng dương tính • Phản ứng Xanthidrol: Lấy 1-2 mg chất thử , thêm 3-5 giọt dung dịch xanthidrol 0,125% trong axit axetic băng có thêm 1% HCl đặc. Nếu có màu đỏ chứng tỏ có đường 2-deoxy
7.1.4.2. SẮC KÝ GIẤY VÀ SẮC KÝ LỚP MỎNG a) Sắc ký giấy: Pha di động dùng cho sắc ký giấy là hệ các dung môi phân cực như: + n-butanol bảo hòa hơi nước + etanol-pyridin- nước (5:1:4)
b) Sắc ký lớp mỏng: • Chất hấp phụ là silicagel G hoặc oxit nhôm trung tính, • Các hệ dung môi phân cực, các hệ dung môi thường dùng là: - etyl axetat – Xiclohexan (4:1) - etyl axetat – axeton (9:1) - metyl etyl xeton- CHCl3- focmamit (5:2:1) • Hiện màu trên giấy hoặc trên sắc ký lớp mỏng bằng các dung dịch sau: - m-dinitrobenzen 10% trong cồn, tiếp đến phun dung dịch NaOH 10% trong metanol- nước, các glycozit xuất hiện màu tím hoặc xanh 0 - Dung dịch axit tricloaxetic 25% trong CHCl3, hơ nóng 110 C, xem màu qua UV 0 - Dung dịch anisandehit trong axit axetic-H2SO4 hơ nóng 110 C
7.1.4.3. QUANG PHỔ: UV, IR, MS, NMR
7.2 GLYCOZIT XIANOGEN 7.2.1.CẤU TRÚC • Cấu trúc chung của hợp chất này như sau: O Glucozo R1 C R1, R2: ankyl, aryl hay nhóm khác R2 CN • Khi bị thủy phân bởi men chúng giải phóng HCN ( axit prussic, hidro xyanogen) O Glucozo OH R1 R1 C C R1 -CO- R2 + HCN R2 CN R2 CN
7.2.2 PHÂN BỐ • Đã phát hiện sự có mặt của xyanogen glycozit trong khoảng 750 loài của 250 chi họ thực vật. Các glycozit xyanogen phổ biến nhất là linamarin và lotaustralin và hai loại này thường có mặt đồng thời với nhau. Chúng có trong một số loài sắn. • Ngoài ra còn có một số loại khác.
7.2.3 PHÂN TÍCH • Phát hiện HCN: Dùng giấy picrat + Giấy picrat được điều chế bằng cách dùng axit picric 0,05M trong nước được trung hòa bằng NaHCO3 và lọc, cắt giấy lọc thành từng giải nhỏ, nhúng vào dung dịch picrat, làm khô, bảo quản kín. +Để thử ta dùng 1 gam nguyên liệu tươi, thái nhỏ, cho vào ống nghiệm, thêm 1 giọt nước, 2 giọt toluen nghiền nhanh bằng đủa thủy tinh. Dùng nút bấc đậy kín miệng ống nghiệm, trong ống có đặt lơ lửng 1 tờ giấy picrat. Giử ấm ống nghiệm ở 400 trong 2 giờ. Nếu có HCN giải phóng thì giấy picrat chuyển từ màu vàng sang màu đỏ. Màu càng đậm thì HCN giải phóng càng nhiều.
• Nếu phản ứng âm tính có thể giử nguyên ống nghiệm 24-48 giờ ở nhiệt độ phòng sau đó làm lại như trên. • Ngoài ra còng có thể dùng phương pháp sắc ký giấy hoặc lớp mỏng để phân tích xyanogen glycozit.
CHƢƠNG 8. ANKALOIT VÀ CAROTENOIT
8.1 ANKALOIT 8.1.1 KHÁI NIỆM • Ankaloit là những hợp chất có chứa dị vòng nitơ,có tính bazơ, thường gặp trong nhiều loại thực vật, đôi khi còn tìm thấy trong một vài động vật. Ngoài hợp chất dị vòng, người ta còn thấy một số ít ankaloit có nguyên tử nitơ nằm ở ngoài vòng (như colchixin, hordenin ) • Ankaloit có tính chất hoạt động sinh lý cao đối với cơ thể người và động vật, nhất là đối với hệ thần kinh.Với một lượng nhỏ có thể là loại thuốc đặc hiệu, nhưng lượng tương đối lớn nó là chất độc gây chết người.
8.1.2 PHÂN LOẠI • Về cấu tạo, ankaloit có đến 250 dạng cấu trúc khác nhau với gần 6000 chất tự nhiên (>5500).Vì vậy, người ta phân loại dựa vào cấu trúc của ankaloit thành gần 20 nhóm, nhưng ngày nay, người ta còn đề nghị chia thành các nhóm nhỏ hơn. • Ankaloit thường có cấu tạo khác nhau, nhưng chung quy lại nó có chứa một số dị vòng nitơ
• Ví dụ
• Các ankaloit có trong cùng một cây hoặc cùng một họ thực vật thường có cấu trúc gần giống nhau • Các ankaloit trong cây thường kết hợp với axit ( như axit oxalic, tactric, lactic ) để tạo muối • Thành phần các ankaloit trong cây phụ thuộc nhiều vào khí hậu, mùa trong năm
8.1.3 PHÂN BỐ • Có rất nhiều họ, loài thực vật chứa ankaloit trong đó đại đa số là cây 2 lá mầm. Để giới hạn với ý nghĩa thực tiễn, một cây được coi là có ankaloit phải chứa ít nhất 0,05% ankaloit so với nguyên liệu khô. • Điều đáng lưu ý: Cây có chứa ankaloit đều vắng mặt tinh dầu và ngược lại. Có ý kiến cho rằng chức năng của 2 nhóm này đối với cỏ cây là như nhau.
- Sự phân bố trong tổ chức cây: • Trong cây ankaloit tập trung chủ yếu vào nhưng cơ quan tổ chức hoạt động nhất : nội bì và ngoại bì, các túi nhựa. • Nơi sản sinh ra ankaloit không hẳn là nơi tập trung nhiều ankaloit (ví dụ thuốc lá: sản sinh ở rể nhưng tập trung ở lá ) • Điều đáng lưu ý là sự thay đổi có chu kỳ của một số loài có chứa ankaloit, chu kỳ có thể là vài tuần Hàm lượng của ankaloit trong cây biến đổi rất lớn, vì vậy cần phải xác định đúng thời điểm thu hái nguyên liệu.
8.1.4 SINH TỔNG HỢP ANKALOIT • Cho đến nay người ta thừa nhận rằng: đại đa số ankaloit là dẫn xuất của aminoaxit. • Người cho rằng: đầu tiên aminoaxit có nhóm cacbonyl bị khử thành một amin, sau đó có sự oxy hoá thành andehit bởi men oxizada amin. Sau đó andehit ngưng tụ với nhóm amin tạo vòng đặc trưng đối với ankaloit.
8.1.5 TÍNH CHẤT 8.1.5.1.TRẠNG THÁI • Các ankaloit có chứa oxi thường ở trạng thái rắn • Các ankaloit không chứa oxi thường tồn tạo ở trạng thái lỏng.
• 8.1.5.2.TÍNH TAN • Hầu hết ankaloit không tan trong nước (trừ một số ít như nicotin, conin tan được trong nước), nhưng tan trong dung môi hữu cơ như ete, CHCl3, các ancol thấp (metanol, etanol, propanol, butanol) • Một số ankaloit có nhóm phân cực nên tan một phần trong nước hay kiềm loãng (như morphin, cephalin có OH phenol). Ngược lại với các bazơ (ankaloit), các muối của ankaloit nói chung tan được trong nước và hầu như không tan trong dung môi hữu cơ (CHCl3, ete ) • Một số hợp chất ankaloit (có hợp chất ngoại lệ) như Ephindrin, colchixin các bazơ của chúng tan được trong nước đồng thời cũng khá tan trong dung môi hữu cơ và các muối của chúng thì ngược lại.
8.1.5.3.TÍNH BAZO • Ankaloit do có mặt nitơ nên có tính bazơ, nhưng lực bazơ của chúng không giống nhau, tuỳ thuộc bản chất của các nhóm thế và các nhóm chức trong phân tử. - Hầu hết có tính bazơ mạnh do đó làm xanh quỳ tím. - Tạo muối với axit. - Một số tạo tủa Al(OH)3, Fe(OH)3 trong dung dịch của muối kim loại này.
• Do tính bazơ khác nhau, nên ở môi trường axit yếu, một số bazơ mạnh có thể chuyển thành muối, nhưng bazơ yếu thì một số ankaloit tồn tại trong dung dịch dưới dạng bazơ (không tác dụng với axit yếu). • Dựa vào đặc tính này, người ta áp dụng để tách các nhóm ankaloit có pKa khác nhau ra khỏi hỗn hợp của chúng.
8.1.5.4.TÁC DỤNG CỦA ÁNH SÁNG • Một số ankaloit không bền ở ánh sang mặt trời, tia tử ngoại. 8.1.5.5.HOẠT TÍNH SINH LÝ • Tác dụng lên hệ thần kinh mạnh, có thể dùng lượng nhỏ chữa bệnh, nhưng dùng nhiều gây chết, gây nghiện
8.1.6 CHIẾT XUẤT- TÁCH RIÊNG ANKALOIT Trong cây, ankaloit tồn tại ở dạng muối với các axit hữu cơ, nhưng một số kết hợp với tannin (nhất là những cây có nhiều tannin). Vì vậy đối với nguyên liệu có nhiều tanin thì cần dùng dung môi có độ phân cực mạnh hơn hoặc chiết nóng để tách ankaloit ra khỏi tanin và hoà tan vào dung môi.
• Một số ankaloit tồn tại ở dạng este như Atropin, Cocain, Heliotrin có thể bị thuỷ phân trong quá trình chiết xuất nên hạn chế dùng nhiệt độ cao. • Ngược lại một số ankaloit tồn tại ở dạng glycozit (glycoankaloit) như solasonin, solamacgin trong các loài Solanum. Để chiết các ankaloit này cần giai đoạn thuỷ phân.
• Nói chung các ankaloit tương đối bền vững so với nhiều hợp chất thiên nhiên khác, tuy nhiên một số ankaloit chứa nhân indol ít bền vững với ánh sáng và các tác nhân oxi hoá- khử do đó nên chú ý các yếu tố có thể làm hỏng ankaloit . Vì vậy tốt nhất chiết trong khí quyển nitơ • Đại đa số ankaloit là những chất kết tinh không màu, có nhiệt độ nóng chảy xác định. Chỉ có một số ít hợp chất ankaloit có màu vàng (Becberin, Palmatin ), có thể dùng tính chất này để theo dõi chúng trong quá trình chiết xuất.
8.1.6.1.NGUYÊN TẮC CHUNG CHIẾT XUẤT • Nói chung ankaloit có thể chiết từ nguyên liệu khô tán bột. Để hạn chế bớt khó khăn trong quá trình chiết tách , đối với nguyên liệu nhiều chất béo, chất màu nên loại tạp trước khi chiết xuất. Có hai cách loại tạp: • Ngâm bột nguyên liệu với ete-dầu hỏa trong vài giờ đến 1 ngày • Chiết liên tục bằng soxhlet hoặc hồi lưu với ete dầu trong 1-2 giờ. Bột loại tạp xong, cho khô tự nhiên.
Có hai phương pháp chính để chiết ankaloit: • chiết bằng dung môi hữu cơ • chiết bằng dung dịch nước axit hoặc cồn
a. Phƣơng pháp chiết bằng dung môi hữu cơ: • Trước hết bột nguyên liệu được tẩm kiềm để chuyển ankaloit muối trong nguyên liệu thành dạng bazo. Kiềm thường được dùng là Ca(OH)2, NaOH, NH4OH. • Dung môi dung để chiết có thể là clorofoc, ete, benzene, etyl clorua, Clorofoc là dung môi thích hợp nhất cho hầu hết ankaloit bazơ (trừ ankaloit N bậc 4, N-oxit có cách xử lý riêng). .
Như vậy nguyên tắc chung để chiết bằng dung môi hữu cơ như sau: • chuyển ankaloit ở dạng muối thành dạng ankaloit bằng cách tác dụng với kiềm • sau đó chiết ankaloit bằng dung môi hữu cơ CHCl3, ete, benzen
b.Phƣơng pháp thứ 2: Chiết bằng dung dịch axit vô cơ hay hữu cơ. • Dùng axit vô cơ hoặc hữu cơ để chiết ankaloit ở dạng muối hòa tan. • Các axit thường được dùng là: axetic, tactric, sunfuric, nitric, photphoric, tùy theo loại ankaloit . • Cách chọn axit là dựa vào độ hòa tan của các muối ankaloit trong nước.
• Trong sản xuất hiện nay : do chưa có đủ điều kiện dung môi hữu cơ để chiết ankaloit bazo thì phương pháp thích hợp nhất là tủa dung dịch chiết bằng kiềm. Lọc lấy tủa hòa tan ankaloit kiềm vào dung dịch axit, lại tủa bằng kiềm. lặp đi lặp lại như vậy thu được ankaloit thô, cuối cùng tinh chế và kết tinh trong cồn.
Một kỹ thuật cần lưu ý là để tủa tốt hơn và dễ dàng • Nên tủa ở nhiệt độ 60-700C. Kết tủa xong không lọc ngay mà nên để yên 1-2 ngày. Ankaloit sẽ tủa trong thời gian này • Lọc lấy tủa , dùng dung dịch NH3 hoặc kiềm loãng để rữa tủa và cuối cùng rữa lại bằng nước. • Hiện nay ở nhiều nước người ta sử dụng nhựa trao đổi ion để tách ankaloit ra khỏi dung dịch.
8.1.6.2 TÁCH RIÊNG • Kỹ thuật tách riêng ankaloit tùy thuộc vào thành phần của ankaloit trong hỗn hợp để quyết định • Nếu hỗn hợp ankaloit toàn phần chỉ chứa vài ba ankaloit, trong đó chỉ có một ankaloit chính thì việc tách không khó khăn • Phương pháp tách thông dụng nhất trong sản xuất và nghiên cứu là là tách bằng phân bố giữa hai pha dung môi có độ phân cực khác nhau và không hòa lẫn vào nhau. Mỗi phân đoạn tách riêng tiếp tục tinh chế bằng kết tinh phân đoạn.
Ví dụ: Lợi dụng độ hòa tan khác nhau của bruxin và stricnin trong cồn loãng 25% để tách riêng chúng ra khỏi nhau. • Hạt mã tiền tán bột trộn với sữa vôi, sấy khô làm bột. Chiết nóng với CHCl3. Dịch chiết lắc với dung dịch H2SO4 1%. Dịch chiết axit được kiềm hóa bằng dung dịch NH3 thu được tủa ankaloit toàn phần. Chiết tủa này với dung dịch cồn 25% sẽ lấy được bruxin, còn lại là stricnin.
• Dịch chiết cồn được cô cạn bớt, sau đó tủa bruxin bằng dung dịch axit oxalic. Lọc lấy tủa. Rữa tủa này bằng cồn. Bốc hơi cồn sẽ thu được bruxin thô, tinh chế lại và kết tinh trong axeton thu được bruxin • Cặn không tan trong cồn 25% ở trên được đem hòa tan trong cồn 950, tinh chế lại thu được stricnin.
• Nhưng việc tách riêng sẽ khó khăn đối với trường hợp có nhiều ankaloit có cấu tạo tương tự nhau và đây cũng là đặc điểm của nguyên liệu chứa ankaloit. Trong trường hợp này phải phối hợp nhiều loại phương pháp khác nhau. Chẳng hạn đầu tiên tách phân đoạn bằng dung môi có độ phân cực khác nhau. Sau đó mỗi phân đoạn lại tách rêng bằng dung môi có pH khác nhau. Cuối cùng, đối với các phân đoạn còn lại là hỗn hợp 3,4 chất thì tách riêng hỗn hợp các ankaloit bằng phương pháp sắc ký cột hoặc sắc ký tách lớp.
8.1.7 PHÂN TÍCH ANKALOIT 8.1.7.1 THUỐC THỬ ANKALOIT Có rất nhiều thuốc thử cho phản ứng màu hoặc kết tủa với ankaloit. Sau đây là một số thuốc thử thường dùng • Thuốc thử Dragendorff: Hòa tan 8,0 gam bitmut nitrat kiềm trong 20 ml HNO3. Hòa tan 27,2 gam KI trong 50ml H2O. Hỗn hợp hai dung dịch trên cho thêm nước cho vừa đủ 100 ml. Phản ứng cho tủa màu vàng cam. -Ngoài ankaloit, thuốc thử Dragendorff còn cho phản ứng với một số hợp chất hữu cơ bazơ khác như cholin và một số chất không phải là bazo hữu cơ như pyrol, Xinamandehyt, ninhydrin. Ngược lại thuốc thử Dragendorff không cho phản ứng với bất kỳ một amino axit nào.
• Thuốc thử Mayer: Hòa tan 1,36 gam HgCl2 trong 60 ml nước. Hòa tan 5 gam KI trong 50 ml nước . Hỗ hợp hai dung dịch thêm nước vào vừa đủ 100 ml • Thuốc thử Wagner: Hòa tan 1,27 gam Iot và 1 gam KI trong 20 ml nước. Thêm nước vừa đủ 100ml. Phản ứng cho kết tủa nâu • Axit silicotungstic 5% , axit photphomolipdic
8.1.7.2 QUANG PHỔ HẤP THỤ CỦA ANKALOIT • UV • IR • NMR
8.2 CAROTENOIT 8.2.1 ĐẠI CƢƠNG • Carotenoit là những chất màu vàng,da cam, đỏ có nhiều trong nhiều loại động thực vật. • Người ta còn gọi nó là chất màu lipocromic ( màu trong chất lipit) vì chúng tan trong dầu béo • Trong cơ thể động vật, carotenoit được hòa tan trong mỡ hoặc hóa hợp với protein ở pha nước • Chúng là những chất màu chính trong một số hoa màu vàng, da cam, đỏ của nhiều loại vi sinh vật.
8.2.2. PHÂN LOẠI VÀ TÍNH CHẤT • Các carotenoit gồm hai loại chính -Nhóm hydrocacbon: tan trong ete dầu -Nhóm xanthophyl là các dẫn xuất oxi trong carotene.Chúng bao gồm andehyt, xeton, axit chúng tan trong etanol •
8.2.2.1 NHÓM CAROTEN HYDROCACBON • Phổ biến là caroten có nhiều trong cà rốt -caroten  -caroten  -caroten
b) 8.2.2.2 NHÓM XANTOPHIN có thể xếp thành nhiều loại khác nhau. Ví dụ: • Nhóm carotenoit có nhóm OH (hoặc este hoá nhóm OH) OH HO xantophin OH HO zeaxanthin
• Nhóm carotenoit metoxyl hoá (có nhóm CH3O-). Ví dụ như Rhodovibrin • Nhóm carotenoit oxi hoá (oxicarotenoit) • Nhóm epoxi carotenoit: có nhóm epoxi • Nhóm cacboxi carotenoit:có nhóm –COOH. Ví dụ bixin: chất màu đỏ có trong hạt điều Bixa orellana COOH COOCH3 bixin
• Hầu hết các carotenoit trong tự nhiên đều là tetratecpenoit gồm 8 đơn vị isoprene (C40) • Hầu hết các nối đôi đều có cấu hình trans, liên kết giữa vòng cuối và mạch trung tâm là liên kết đơn. Tuy nhiên khi dehydro hoá có thể chuyển nối đơn thành nối đôi trong trường hợp đó người ta gọi là “retro” • Để xác định cấu trúc của carotenoit người ta có thể dùng các phương pháp: -Hydro hoá -Cộng halogen: để xác định nối đôi -Oxi hoá với axit cromic để biến CH3 mạch nhánh thành hợp chất cacboxyl -Cắt đứt liên kết đôi bằng KMnO4 hay ozon phân. • Phương pháp sắc ký (cột, giấy, lớp mỏng) là phương pháp chủ yếu để phân lập và xác định cấu trúc của carotenoit
8.2.3 TỔNG HỢP CAROTENOIT • Thông thường người ta tổng hợp bằng cách ghép: một hợp chất gồm 2 nhóm chức có khả năng phản ứng với 2 hợp chất khác nằm ở hai tận cùng có 2 kiểu 1) Kiểu cộng hợp C19+C2+ C19 Ví dụ: Điều chế β-caroten H + Br-MgC C-MgBr  -caroten 2 O
2) Hoá hợp các đợn vị C16+C8+C16 • Ví dụ: C C-MgBr + O  -caroten 2 O OH 3) Hoá hợp C14+C12+C14 O 2 C C-MgBr +  -caroten HO O
9. Các chất lipid: -Các hợp chất tan đƣợc nhiều trong các dung môi hữu cơ nhƣ ether, benzen, và không tan trong nƣớc. -Lipid là thành phần không thể thiếu, ngoài việc tạo ra năng lƣợng, nó tham gia nhiều quá trình trong cơ thể nhƣ quá trình miễn nhiễm, quá trình tiêu hóa vì nó là dung môi và môi trƣờng hòa tan nhiều hợp chất. - Có thể tìm thầy hơn 1300 loại dầu mỡ trong các cây cỏ thực vật nhƣng những loại đƣợc dùng phổ biết và có tác dụng tốt cho sức khỏe là: dầu oliu, hƣớng dƣơng, dầu hạt cải, dầu ngô, dầu lạc, dầu đậu tƣơng. - Ngoài ra cũng phải kể đến các hợp chất của lipid nhƣ phospholipid, glucolipid, lipoprotein đóng các vai trò quan trọng trong cơ thể. Ví dụ nhƣ Lecithine là 1 loại phospholipid đóng vai trò trong việc thẩm thấu qua màng tế bào
9.3. Các chất lipid: -Các hợp chất tan đƣợc nhiều trong các dung môi hữu cơ nhƣ ether, benzen, và không tan trong nƣớc. -Lipid là thành phần không thể thiếu, ngoài việc tạo ra năng lƣợng, nó tham gia nhiều quá trình trong cơ thể nhƣ quá trình miễn nhiễm, quá trình tiêu hóa vì nó là dung môi và môi trƣờng hòa tan nhiều hợp chất. -Có thể tìm thầy hơn 1300 loại dầu mỡ trong các cây cỏ thực vật nhƣng những loại đƣợc dùng phổ biết và có tác dụng tốt cho sức khỏe là: dầu oliu, hƣớng dƣơng, dầu hạt cải, dầu ngô, dầu lạc, dầu đậu tƣơng.
- Các hợp chất dầu mỡ: là các triglyceride của các acid béo (ester của glycerine và các acid béo cao phân tử). Trong thiên nhiên có hơn 200 loại acid béo khác nhau tạo ra sự đa dạng của các loại dầu mỡ trong tự nhiên. Acid béo đƣợc chia làm 3 loại: + Acid béo no (Caproic; Caprilic; Caprinic; Lauric; Miristic; Palmitic; Stearic; Arachinoic); acid béo chƣa no 1 nối đôi (Palmitic; Oleic; Erucoic; Nervonoic) và acid béo chƣa no nhiều nối đôi (Linoleic, linolenic; Arachidonic). Acid béo càng nhiều nối đôi, hoạt tính sinh học các cao. Cơ thể không tự tổng hợp đƣợc các acid béo này mà phải thu nhận từ thực phẩm. + Acid linoleic và linolenic đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp các chất prostaglandin – điều chỉnh sinh học trong quá trình trao đổi chất của tế bào. Arachidonic đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa vitamin F.
CHƢƠNG 2. THỰC PHẨM CHỨC NĂNG VÀ SỨC KHỎE Hƣớng tiếp cận mới về giá trị của thực phẩm: Vai trò của các chất „không dinh duỡng” đối với sức khỏe và các bệnh mạn tính 2.1. Thực phẩm chức năng và việc củng cố hệ thống các chất chống oxy hoá - Tất cả mọi ngƣời đều trở nên già với tuổi tác, chỉ có tốc độ và nhịp điệu sự già hóa ở mỗi ngƣời là khác nhau. Không thể chặn đứng tuổi già nhƣng có thể làm chậm tốc độ của sự già hóa. Cơ chế của tuổi già đƣợc giải thích dựa trên 3 học thuyết: + Học thuyết chƣơng trình: bản thân cơ thể chứa các thông tin về sự già (đã đƣợc chƣơng trình hóa trong cơ thể) + Học thuyết hƣ hại: cho rằng cơ thể tích lũy các hƣ hại già + Học thuyết sự hƣ hại do quá trình oxyhoa và các gốc tự do: sự tích lũy gốc tự do trong cơ thể làm giảm các hoạt động sống già. Khi cơ thể càng già, lƣợng peroxide của lipid đƣợc hình thành từ quá trình oxyhoa càng tích lũy nhiều. Việc tăng cƣờng hệ thống chất kháng oxyhoa để trói và thu lƣợm các FR sẽ có thể kiểm tra tuổi già hoặc làm chậm quá trình lão hóa. 253
CHƢƠNG 2. THỰC PHẨM CHỨC NĂNG VÀ SỨC KHỎE Một số nghiên cứu đã chứng minh thấy mối tƣơng quan giữa nồng độ VTME trong huyết thanh máu và quãng đời tối đa của động vật có vú. Và đặc biệt hơn nữa, khi nghiên cứu bệnh xơ cứng động mạch (bệnh điển hình của tuổi già), ngƣời ta thấy rằng sự sửa đổi trong quá trình oxyhoa của lipoprotein có tỷ trọng thấp (LDL) vốn đƣợc gây ra bởi các gốc tự do. LDL vận chuyển cholesterol đến các mô của cơ thể, bị oxihoa và đi vào đại thực bào, hình thành nên các tế bào foam (các tế bào dạng bọt), là khởi phát cho bệnh xơ cứng động mạch. 254
Chúng ta có thể hi vọng rằng, căn bệnh này sẽ đƣợc phòng ngừa và đẩy lùi nếu ta có thể thu nhận các FR, ngăn ngừa LDL không bị oxyhoa. Trong điều kiện bình thƣờng, hàng ngày con ngƣời sinh ra 10000 gốc tự do và phần lớn sẽ bị phân hủy bởi các hợp chất chống oxyhoa. Để bảo vệ các tổn thƣơng do các gốc tự do, con ngƣời đã sở hữu một hệ thống các chất chống oxy hoá mạnh và phức tạp. Chúng có thể có nguồn gốc nội sinh hoặc từ thức ăn. • Các thành phần nội sinh: Glutation và Se-glutation peroxidaza; Mn, Cu, Zn- Superoxyt dismutaza • Các chất chống oxy hoá trong chế độ ăn và ngoại sinh: tocopherol-vitamin E, vitamin A và các carotenoid (beta caroten, lycopen ); vitamin C; Se và các kim loại thiết yếu cho chức phận của các enzym chống oxy hoá.
Một số khái niệm đƣợc nghiên cứu kỹ hơn nhƣ: Oxy hoá khử & các gốc tự do  Oxy hoá khử là quá trình quan trọng, tham gia vào các quá trình cung cấp năng lƣợng, sinh tổng hợp, thoái hoá sinh học và khử độc. Cơ thể cần oxy cho chuyển hoá bình thƣờng nhƣng oxy cũng có thể có các phản ứng bất lợi đối với nhiều thành phần khác của tế bào. Một số phản ứng sinh học đó sản sinh ra các gốc tự do . Màng tế bào, nơi có nhiều axit béo chƣa no sẽ là nơi sẽ bị tấn công đầu tiên. Bổ sung các axit béo chƣa no trong khẩu phần ăn là cần thiết để phục hồi chức năng của màng tế bào bị tổn thƣơng. Quá trình oxy hoá lipit với sự có mặt của các gốc tự do sẽ tạo ra các peroxit  Tăng cường các chất chống oxy hoá :VitaminE, beta caroten, vitamin C
 Gốc tự do là những phân tử hay những mảnh vỡ của phân tử có 1 điện tử lẻ đôi ở quỹ đạo vòng ngoài. Các điện tử lẻ thƣờng tìm các điện tử khác để ghép đôi. Các gốc tự do này có khả năng oxy hoá rất cao. Khi số lƣợng các gốc tự do này tăng cao, vƣợt khỏi sự kiểm soát bình thƣờng của hàng rào bảo vệ các chất chống oxy hoá thì chúng sẽ khởi động những phản ứng dây chuyền oxy hoá các chất nền, đáng chú ý là các lipit, thành phần cấu tạo của tất cả các màng tế bào. Các gốc tự do và các sản phẩm của chúng sẽ làm tổn thương màng tế bào , biến đổi cấu trúc các protein, ức chế hoạt động các enzym, biến đổi nội tiết tố gây ra hàng loạt các bệnh như ung thư, tiểu đường .
thuyÕt ( - « nhiÔm m«i tr•êng - ¸nh n¾ng - thuèc l¸ - thuèc, stress - tia, sãng - 1 tÕ bµo cã mét gèc tù do antioxydant - 1 ph©n tö e lÎ ®«i hµng rµo b¶o vÖ fr ao - 1 m¶nh ph©n vßng tö ngoµi e - vitamin e,c,p,b Kh¶ n¨ng oxy ho¸ - - caroten cao – lu«n muèn - chÊt mÇu trong th¶o kÕt ®«i chiÕm e tÕ méc, rau qu¶ - Tanin cña trµ bµo kh¸c - ChÊt kho¸ng: K, Mg, Zn, Cu, Fe. ph©n tö axit bÐo vx®m - 1 sè axit h÷u c¬ ph©n tö protein biÕn ®æi cÊu tróc vitamin øc chÕ ho¹t ®éng men gen ) ung th• - rau l¸ xanh: + muèng tÕ bµo n·o parkinson + ngãt + dÒn + ®ay tb vâng m¹c mï + mång t¬i - Rau gia vÞ: fr míi + tái + hµnh + nghÖ tiÕp tôc chiÕm e tÕ + gõng bµo kh¸c - QU¶ chÝn ph¶n øng l·o ho¸ d©y chuyÒn