BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI
TRỊNH THỊ VÂN
NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT
STEVIOSID VÀ REBAUDIOSID A TỪ
CỎ NGỌT (Stevia rebaudiana Bert.)
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ
HÀ NỘI - 2014
BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI
TRỊNH THỊ VÂN
NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT
STEVIOSID VÀ REBAUDIOSID A TỪ
CỎ NGỌT (Stevia rebaudiana Bert.)
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ
Ngƣời hƣớng dẫn:
TS. Nguyễn Văn Hân
Nơi thực hiện:
Bộ môn Công nghiệp dược
HÀ NỘI - 2014
LỜI CẢM ƠN
Với tất cả sự kính trọng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:
TS. Nguyễn Văn Hân người thầy đã tận tình giúp đỡ và hướng cho tôi những
bước đi đầu tiên trong nghiên cứu khoa học. Thầy đã ân cần chỉ bảo tôi trong suốt
quá trình học tập và thực hiện khóa luận, đóng góp cho tôi những kiến thức vô cùng
quý báu trong công việc và cuộc sống.
Tiếp theo tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị và các bạn ở tổ Chiết xuất –
BM Công nghiệp dược đã luôn quan tâm, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện
khóa luận.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới các thầy cô giáo trong
trường, tới gia đình và bạn bè đã luôn ở bên động viên, giúp đỡ tôi trong học tập
cũng như trong cuộc sống.
Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên khóa luận không thể tránh khỏi những
thiếu sót. Tôi rất mong có được những góp ý quý báu của các thầy cô và các bạn
sinh viên.
Hà Nội, tháng 5 năm 2014
Sinh viên
Trịnh Thị Vân
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH VẼ
ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ..................................................................................... 2
1.1.
Vài nét về cây cỏ ngọt .................................................................................. 2
1.1.1.
Đặc điểm thực vật ................................................................................... 2
1.1.2.
Phân bố, sinh thái .................................................................................... 2
1.1.3.
Thành phần hóa học ................................................................................ 2
1.1.4.
Công dụng ............................................................................................... 3
1.2.
Các loại đƣờng steviol glycosid................................................................... 3
1.3.
Một số nghiên cứu về chiết xuất steviol glycosid từ cỏ ngọt .................... 8
CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ......................................................................................................... 12
1.1.
Nguyên liệu, thiết bị ................................................................................... 12
1.1.1.
Nguyên liệu ........................................................................................... 12
1.1.2.
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ .................................................................... 12
1.2.
Nội dung nghiên cứu.................................................................................. 13
1.3.
Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 14
1.3.1.
Phương pháp chiết xuất ........................................................................ 14
1.3.2.
Phương pháp tinh chế ........................................................................... 14
1.3.3.
Phương pháp SKLM ............................................................................. 14
1.3.4.
Xác định nhiệt độ nóng chảy ................................................................ 14
1.3.5.
Phương pháp phổ .................................................................................. 14
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................ 15
3.1.
Chiết xuất glycosid từ lá cỏ ngọt .............................................................. 16
3.2.
Tinh chế glycosid ....................................................................................... 17
3.2.1.
Tinh chế bước 1 - Loại tạp chất bằng nước sữa vôi ............................ 17
3.2.2.
Tinh chế bước 2 .................................................................................... 20
3.3.
Phân lập steviosid và rebaudiosid A ........................................................ 29
3.3.1.
Phân lập steviosid ................................................................................. 29
3.3.2.
Phân lập rebaudiosid A ......................................................................... 34
CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................. 38
4.1.
Kết luận ...................................................................................................... 39
4.2.
Đề xuất ........................................................................................................ 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1
PHỤ LỤC 2
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
1
H-NMR:
13
C-NMR:
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
Phổ cộng hưởng từ carbon
IR:
Phổ hồng ngoại
MS:
Phổ khối lượng
NXB:
Nhà xuất bản
SKLM:
Sắc ký lớp mỏng
STT:
Số thứ tự
Tr:
Trang
DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT
Tên bảng
Trang
1
Bảng 1.1. Cấu trúc của các steviol glycosid chiết xuất từ cỏ ngọt
4
2
3
Bảng 3.1. Thể tích dịch chiết thu được sau 3 lần chiết
Bảng 3.2. Đặc điểm của 2 phương pháp trung hòa
16
20
Bảng 3.3. Đặc điểm của 2 phương pháp tinh chế glycosid: sử
4
dụng nhựa trao đổi ion và sử dụng n-butanol bão hòa nước
25
Bảng3.4. Các dải hấp thụ đặc trưng trong phổ hồng ngoại của
5
steviosid
31
Bảng 3.5. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ carbon 13C-
6
NMR của steviosid
32-33
Bảng3.6. Các dải hấp thụ đặc trưng trong phổ hồng ngoại của
7
rebaudiosid A
35
Bảng 3.7. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ carbon 13C-
8
NMR của rebaudiosid A
36-37
DANH MỤC HÌNH VẼ
STT
Tên hình
Trang
2
Hình 1.1. Bộ khung của các steviol glycosid chiết xuất từ cỏ
ngọt
Hình 1.2. Công thức cấu tạo của steviosid
3
Hình 1.3. Công thức cấu tạo của rebaudiosid A
6
4
Hình 3.1. Hình ảnh sắc ký đồ của 3 mẫu dịch chiết cỏ ngọt
17
1
4
5
Hình 3.2. Hình ảnh SKLM dịch chiết cỏ ngọt sau loại tạp bằng
5
nước sữa vôi
19
6
Hình 3.3. Cột nhựa trao đổi ion sau rửa giải
23
Hình 3.4. Hình ảnh SKLM dịch rửa giải qua 2 cột nhựa trao đổi
7
8
ion
Hình 3.5. Hình ảnh SKLM của dịch n-butanol
23
25
Hình 3.6. Hình ảnh SKLM của 2 sản phẩm thu được từ 2
9
phương pháp tinh chế
26
10
Hình 3.7. Sơ đồ tóm tắt quy trình chiết xuất và tinh chế glycosid
28
11
Hình 3.8. Hình ảnh SKLM của steviosid thô (SP1)và nước cái
(NC)
30
12
Hình 3.9. Hình ảnh SKLM của steviosid kết tinh lại lần 1
30
13
Hình 3.10. Cấu trúc của steviosid
33
14
Hình 3.11. Hình ảnh SKLM của rebaudiosid A thô
34
15
Hình 3.12. Hình ảnh SKLM của rebaudiosid A kết tinh lại lần 1
34
16
Hình 3.13. Cấu trúc hóa học của rebaudiosid A
37
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Hằng năm, nhu cầu về đường trên thế giới khoảng trên 100 triệu tấn. Mặc dù,
có nhu cầu sử dụng lớn nhưng người bệnh tiểu đường và béo phì bị hạn chế dùng.
Do đó, các nhà nghiên cứu đã không ngừng tìm kiếm các chất ngọt khác thay thế.
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều sản phẩm hóa học tạo vị ngọt như:
aspartam, acesulfam potassium, saccharin, sucralose, cyclamat… Mặc dù rẻ và tiện
lợi nhưng người ta vẫn e ngại ảnh hưởng về lâu dài của chúng đối với sức khỏe, tâm
lý chung của người tiêu dùng là muốn tìm các chất ngọt từ thiên nhiên. Trong đó, cỏ
ngọt (Stevia rebaudiana Bert.) được xem là chất ngọt có ưu điểm nhất: người ta đã
chiết được glycosid từ cỏ ngọt, có độ ngọt cao hơn sacchrose 250-300 lần. Mặt
khác, nó còn có tác dụng điều hòa huyết áp, giảm cholesterol trong máu, không gây
máu nhiễm mỡ,… và được đánh giá là an toàn cho con người [14], [15].
Ở Việt Nam, cỏ ngọt đã được trồng ở nhiều nơi: Cao Bằng, Hà Giang, Hà Nội,
Hòa Bình, Hưng Yên, Thái Bình, Nghệ An, Lâm Đồng…[4] nhưng chưa có cơ sở
nào chiết xuất được glycosid từ cỏ ngọt. Việc sử dụng cỏ ngọt mới chỉ dừng lại ở
một số dạng trà thuốc, cao thuốc [11]. Đã có một số công trình khoa học trong nước
nghiên cứu chiết xuất steviosid từ cỏ ngọt, nhưng chưa có nghiên cứu nào chiết xuất
được rebaudiosid A, là thành phần có giá trị sử dụng cao nhất vì ngọt nhất và ít dư
vị đắng nhất trong số các glycosid của cỏ ngọt [15], [31].
Vì vậy chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu chiết xuất steviosid và
rebaudiosid A từ cỏ ngọt” nhằm mục tiêu:
1. Xây dựng đƣợc phƣơng pháp chiết xuất glycosid toàn phần từ lá cỏ
ngọt.
2. Phân lập đƣợc steviosid và rebaudiosid A từ glycosid toàn phần.
2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1
Vài nét về cây cỏ ngọt
Tên khoa học: Stevia rebaudiana (Bertoni) Hemsley.
Tên khác: Cỏ ngọt, cúc ngọt, cỏ mật.
Họ: Cúc (Asteraceae) [1], [4], [11].
1.1.1 Đặc điểm thực vật
Cỏ ngọt là một loại cây thảo nhỏ, sống nhiều năm, cao 0,5-0,6 m, có khi đến 1
m. Thân cứng mọc thẳng, có rãnh dọc và nhiều lông mịn, ít phân nhánh. Lá mọc
đối, hình mác hoặc bầu dục, gốc thuôn, đầu tù hoặc hơi nhọn, dài 5-7 cm, rộng 11,5 cm, có 3 gân, 4-6 đôi răng nhọn ở phần nửa về phía đầu lá, hai mặt có lông trắng
mịn, nhấm lá thấy có vị ngọt rất đậm; cuống lá rất ngắn. Hoa lưỡng tính, tụ họp
thành đầu màu trắng ở ngọn thân. Quả bế, không có mào lông, hạt không có nội nhũ
[11].
1.1.2 Phân bố, sinh thái
Cỏ ngọt có nguồn gốc từ Brazin và Paraguay. Ngày nay, nó được sử dụng
rộng rãi ở nhiều quốc gia châu Á như: Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Philippin,
Indonesia, Đài Loan, Thái Lan, Malaysia... [11], [16], [17]. Từ 1988, đã di thực vào
Việt Nam và được trồng phổ biến tại nhiều vùng khác nhau hiện nay như: Cao
Bằng, Lâm Đồng, Hà Giang, Hà Tây, Thái Bình, Bắc Giang, Thái Nguyên,… Cây
cỏ ngọt tỏ ra thích nghi với điều kiện khí hậu ở Việt Nam [4], [11].
Cỏ ngọt là cây ưa ẩm và ưa sáng, có thể chịu bóng hoặc ưa bóng vào thời kì
cây con. Vốn là cây ở vùng nhiệt đới, cỏ ngọt trồng ở Việt Nam sinh trưởng, phát
triển tốt vào vụ xuân – hè. Về mùa đông, cây có hiện tượng rụng lá và hơi bị tàn lụi.
Cây ra hoa quả nhiều hàng năm [11].
1.1.3 Thành phần hóa học
Lá cỏ ngọt chứa:
-
Các ent – kauren diterpen glycosid hay còn được gọi là các steviol glycosid,
gồm: steviosid, rebaudiosid A, B, C, D, E, F, dulcosid, steviobiosid. Chúng là
3
nguồn gốc tạo nên vị ngọt của cỏ ngọt và chiếm khoảng 10-20% khối lượng lá cỏ
ngọt khô [11], [25], [33].
-
Các labdan diterpen gồm jhanol, austroinulin, 6 – 0 – Acetylaustroinulin.
-
Các triterpen gồm β – amyrin acetat, lupeol.
-
Các thành phần khác gồm β – sitosterol, stigmasterol, tanin và tinh dầu
(0,12 – 0,43%). Các thành phần chính (43%) trong tinh dầu là caryophylen oxyd và
spathulenol [11].
1.1.4 Công dụng
Trong y học cỏ ngọt và chiết xuất của nó được dùng cho bệnh nhân bị bệnh
đái tháo đường, béo phì, cao huyết áp,... Ngày nay, người ta nó còn dùng để bao bọc
các thuốc đắng. Ở Việt Nam, cỏ ngọt được dùng đơn độc dưới dạng trà hay kết hợp
với các loại thảo mộc khác trong các thang thuốc y học cổ truyền [8].
Trong công nghiệp nó được dùng để làm tăng độ ngọt của các loại thực phẩm
hay đồ uống. Ở Nhật mỗi năm tiêu thụ đến 700 tấn cỏ ngọt và chưa thấy có phản
ứng độc hại nào [1].
Cỏ ngọt còn được dùng trong công nghệ chế biến mỹ phẩm như các loại sữa
làm mượt tóc, kem làm mềm da, vừa có tác dụng nuôi dưỡng tất cả các mô và giúp
cơ thể tái tạo làn da mới trên toàn bộ bề mặt da, vừa chống nhiễm khuẩn lại trừ
được nấm [1].
1.2
Các loại đƣờng steviol glycosid
1.2.1 Công thức hóa học và tính chất
Các steviol glycosid chiếm khoảng 10-20% khối lượng lá cỏ ngọt khô và có
bộ khung cấu trúc (steviol là aglycon chung) được trình bày ở hình 1.1 [21], [25],
[33].
Cho đến nay đã có 9 steviol glycosid được phân lập từ lá cỏ ngọt được tổng
kết ở bảng 1.1 [1], [15], [21], [25], [28], [33].
4
Hình 1.1. Bộ khung của các steviol glycosid chiết xuất từ cỏ ngọt.
Bảng 1.1. Cấu trúc của các steviol glycosid chiết xuất từ cỏ ngọt.
STT
Tên
R1
R2
1
Steviol
H
H
2
Steviolbiosid
H
3
Steviosid
-Glc
-Glc- -Glc (2 1)
4
Rebaudiosid A
-Glc
-Glc- -Glc (2 1)
-Glc- -Glc (2 1)
-Glc (3 1)
5
Rebaudiosid B
H
-Glc- -Glc (2 1)
-Glc (3 1)
6
Rebaudiosid C
-Glc
(Dulcosid B)
7
Rebaudiosid D
-Glc- -Rha (2 1)
-Glc (3 1)
-Glc- -Glc (2 1)
-Glc- -Glc (2 1)
-Glc (3 1)
8
Rebaudiosid E
-Glc- -Glc (2 1)
-Glc- -Glc (2 1)
9
Rebaudiosid F
-Glc
-Glc- -Xyl (2 1)
-Glc (3 1)
10
Dulcosid A
-Glc
-Glc- -Rha (2 1)
5
Các thành phần này có hàm lượng, độ ngọt ở các mức độ khác nhau. Bốn
steviol glycosid có hàm lượng cao nhất, được đề cập đến nhiều nhất trong các tài
liệu tham khảo là: steviosid (5-10%), rebaudiosid A (2-4%), rebaudiosid C (1-2%),
dulcosid A (0,5-1%) [15]. Chúng ngọt hơn nhiều so với saccharose, trong đó:
steviosid ngọt hơn 110 đến 270 lần, rebaudiosid A ngọt hơn 150 đến 320 lần,
rebaudiosid C ngọt hơn 40 đến 60 lần, dulcosid A ngọt hơn 30 lần [12].
Trong số này, chỉ có steviosid và rebaudiosid A đã được xác định rõ các đặc
tính vật lý và cảm quan. Steviosid và rebaudiosid A đã được thử nghiệm độ ổn định
trong các đồ uống có ga và cả hai chất được xác định là bền với nhiệt và pH [12].
Đây cũng chính là 2 thành phần chịu trách nhiệm cho vị ngọt của lá Stevia [12],
[15], [23].
Steviosid
Công thức cấu tạo:
Hình 1.2. Công thức cấu tạo của steviosid
Tên khoa học: (13-[(2-0- -D-glucopyranosyl- -D-glucopyranosyl) oxy] kaur16-en-18-oic acid, -D-glucopyranosyl ester.
Công thức phân tử: C38H60O18.
Trọng lượng phân tử: 804,88 [15], [21].
6
Tính chất: Steviosid là bột vô định hình màu trắng [21]. Độ tan: 1g steviosid
tan trong 800 ml nước, tan trong dioxan, hơi tan trong alcol [11].
Nhiệt độ nóng chảy: 202-204
[28].
Rebaudiosid A
Công thức cấu tạo:
Hình 1.3. Công thức cấu tạo của rebaudiosid A
Tên khoa học: (13-[(2-O- -D-glucopyranosyl-3-O- -D-glucopyranosyl- -Dglucopyranosyl) oxy] kaur-16-en-18-oic acid, -D-glucopyranosyl ester.
Công thức phân tử: C44H70O23.
Trọng lượng phân tử: 967,03.
Tính chất: Rebaudiosid A là bột vô định hình, màu trắng [21].
Nhiệt độ nóng chảy: 235
[28].
1.2.2 Tác dụng dƣợc lý
Tác dụng hạ đường huyết
Các nghiên cứu in vitro đã chỉ ra rằng các steviol glycosid có khả năng kích
thích các tế bào tiểu đảo tụy cô lập tiết insulin, làm tăng số lượng các gen chủ chốt
kiểm soát sự tiết insulin và có tác động đến sự giải phóng và truyền tín hiệu insulin
[15], [20].
7
Một số nghiên cứu trên thỏ gây tăng đường huyết do aloxan, chuột mắc bệnh
tiểu đường cũng chỉ ra rằng cao nước lá cỏ ngọt hay steviol glycosid (steviosid và
rebaudiosid A) có tác dụng làm giảm đường huyết [6], [11], [32].
Tác dụng giãn mạch, hạ huyết áp
Một số nghiên cứu invitro cho thấy steviosid và trích xuất Stevia gây giãn
mạch hay ức chế sự co mạch gây ra bởi vasopressin với sự có mặt của calcium [11],
[20], [32].
Nghiên cứu steviosid trên chuột đực trưởng thành với liều 25mg/kg/ngày so
với lô chứng sử dụng glucose 16,7 mg/kg/ngày đường uống trong 6 tuần thấy tác
dụng hạ huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương có ý nghĩa và không có dấu hiệu
tăng về trọng lượng cơ thể [20].
Một số thử nghiệm lâm sàng:
Sau 3 tháng sử dụng steviosid (3 lần/ngày với liều 250 mg) trên những người
bị cao huyết áp từ nhẹ đến trung bình thấy cả huyết áp tâm thu và huyết áp tâm
trương đều giảm có ý nghĩa so với nhóm chứng [15].
Kết quả tương tự cũng thu được khi sử dụng steviosid trong vòng 2 năm (với
liều 500 mg, 3 lần/ngày) [20], [23], [32].
Tác dụng trên chức năng thận
Một số nghiên cứu cho thấy cả steviol và steviosid đều có ảnh hưởng tới sự
vận chuyển các anion ở ống thận [20].
Các nghiên cứu trên chuột cao huyết áp và bình thường, steviosid đều làm
tăng cả 2 thông số lưu lượng huyết tương qua thận và tốc độ lọc cầu thận [11], [23],
[32].
Tác dụng khác
Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng trong trường hợp bị nhiễm khuẩn, steviosid
có khả năng ngăn chặn tác động không mông muốn của phản ứng viêm và có thể
thúc đẩy hoạt động của bạch cầu đơn nhân [33].
8
Xi et al. (1998) đã báo cáo rằng các thành phần của lá Stevia có hoạt tính
chống oxy hóa mạnh mẽ bằng ức chế 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), gốc
hydroxyl, oxid nitric, tham gia nhặt rác anion superoxid và hydrogen peroxid.
Một vài nghiên cứu đã chỉ ra rằng chiết xuất từ Stevia có tác dụng ức chế các
tác nhân gây bệnh liên quan đến thực phẩm như: S. marcescens, K. pneumoniae, B.
cereus, P. aeruginosa, B. subtilis, Alcaligenes denitrificans và Salmonella
typhimurium. Hoạt động kháng khuẩn của chiết xuất từ Stevia là thấp hơn so với
ciproflaxcin. Tuy nhiên, đối với nấm, tác dụng này cao hơn đáng kể so với
amphotericin B [32].
Ngoài ra một số nghiên còn cho rằng các steviol glycosid có tác dụng chống
ung thư [23].
Đánh giá mức độ an toàn
Một số đánh giá an toàn của một số chất chiết xuất từ Stevia đã được thực hiện
để xác minh mức độ độc tính, đột biến, gây ung thư và các vấn đề liên quan đến khả
năng sinh sản. Tất cả các kết quả đều là âm tính. Những kết quả này xác nhận
steviosid và các glycosid khác trong Stevia là an toàn cho con người và không có
bất kỳ nguy hiểm nào tới sức khỏe khi sử dụng kéo dài [14], [15], [16].
1.3
Một số nghiên cứu về chiết xuất steviol glycosid từ cỏ ngọt
Chiết xuất các steviol glycosid từ lá Stevia là một lĩnh vực nghiên cứu hoạt
động từ đầu những năm 1970.
Persinos (1973) đã sản xuất steviosid từ cây Stevia bằng cách trộn lẫn bột
dược liệu với canxi carbonat rồi chiết với nước. Dịch chiết được khử ion bằng cách
cho qua hai cột sắc ký (Amberlite IR -120 và Duolite A4). Dịch rửa giải được cô
đặc và kết tinh trong methanol để có được tinh thể steviosid [32].
Kumar (1986) đề xuất quy trình chiết xuất steviosid như sau: dịch chiết nước
cỏ ngọt được loại một số tạp như: kim loại, protein hoặc tạp màu bằng axid citric và
được tiếp tục loại bỏ protein, bột màu… bằng canxi oxyd hoặc hydroxyd. Tiếp tục
trung hoà bởi acid citric, rồi cô đến siro. Sau đó nghiền siro với n- butanol. Thu lấy
9
dịch n-butanol, rồi để kết tinh thu được tinh thể steviosid. Hiệu suất quá trình là
7,5% [29].
Giovanetto (1988) được coi là người đặt nền tảng cho nhiều nghiên cứu về sau
trong việc sử dụng cột trao đổi ion để loại tạp trong dịch chiết nước cỏ ngọt. Quy
trình gồm các bước như sau: chiết xuất với nước, loại tạp bằng nước vôi trong, rồi
được cho qua 2 nền nhựa: cation acid mạnh Dowex 50W và anion base yếu Dowex
WGR. Dịch rửa giải được sấy khô thu được cắn glycosid thô với độ tinh khiết
khoảng 75%. Phương pháp này khá đơn giản, tuy nhiên sản phẩm có độ tinh khiết
không cao và không phân lập được các steviol glycosid riêng biệt [24].
Payzant (1999) phát triển phương pháp của Giovanetto, dịch nước thu được
sau khi qua cột nhựa trao đổi ion được tiếp tục cho qua cột nhựa hấp phụ Amberlite
XAD-7 và được rửa giải bằng methanol. Dịch methanol chứa trên 95% steviol
glycosid của dung dịch thu được sau khi qua cột nhựa trao đổi ion. Cắn khô thu
được sau đó được hồi lưu rồi kết tinh trong methanol, thu được steviosid. Dịch lọc
để kết tinh tiếp thu được rebaudiosid A. Kết tinh lại nhiều lần trong methanol thu
được rebaudiosid A tinh khiết đến 95%. Nghiên cứu đã phân lập được steviosid và
rebaudiosid A từ hỗn hợp glycosid, tuy nhiên nhược điểm là thời gian tạo glycosid
toàn phần quá dài [30].
Abelyan et al. (2006) để ra phương pháp để trích xuất steviosid
và
rebaudiosid A từ lá cây cỏ ngọt như sau: dược liệu chiết xuất với nước được tăng
cường bằng enzyme pectinase. Dịch chiết ngoài được loại tạp bằng canxi hydroxyd,
acid phosphoric, còn được trộn với beta cyclodextrin và bentonit để loại tạp. Dịch
lọc được cô đến siro, thêm ethanol vào, kết tủa tách ra chứa 84% rebaudiosid A.
Dịch lọc còn lại được cho qua nền nhựa trao đổi ion, bay hơi cồn thu được bột chứa
steviosid khoảng 93% [12].
Một phương pháp để đạt được steviosid và rebaudiosid A có độ tinh khiết cao
đã được đề xuất như sau: dịch chiết nước cỏ ngọt sau khi được loại tạp bằng canxi
hydroxyd sẽ được trung hòa bằng dung dịch sắt (III) clorua. Dịch lọc được tiếp tục
cho qua Celite và nền nhựa Amberlite. Sau đó dịch rửa giải được phun khô, bột
10
chứa khoảng 65% steviosid và 25% rebaudiosid A. Bột được tái kết tinh trong
methanol thu được 90% steviosid. Dịch lọc còn lại được kết tinh tiếp trong ethanol
thu được bột chứa khoảng 90% rebaudiosid A [32].
Liu et al. (2012) đề xuất phương pháp tách bằng sắc ký giữa hai glycosid
steviosid và rebaudiosid A. Từ hỗn hợp 41% steviosid và 35,8% rebaudiosid A sau
khi hòa tan trong ethanol được nạp trên cột sắc ký có thành phần chủ yếu là
polymethacrylat/DVB nhựa polymer đồng chức năng dưới áp lực cao. Cột được
tách rửa dưới áp lực trung bình với hỗn hợp methanol-aceton. Phần phân đoạn của
steviosid và rebaudiosid A được thu riêng và để kết tinh. Các tinh thể được lọc ra
chứa riêng từng thành phần với độ tinh khiết là 98 % [32].
Ngoài ra, một số phương pháp chiết xuất và tinh chế khác cũng được sử dụng
để chiết xuất các steviol glycosid từ cỏ ngọt như: phương pháp siêu âm, sử dụng lò
vi sóng, sử dụng CO2 siêu tới hạn, hay sử dụng các màng lọc nano hay siêu vi lọc
[13], [19].
Ở Việt Nam, cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu phương pháp chiết xuất
glycosid từ cỏ ngọt thu hái trong nước như:
Nguyễn Ngọc Sương, Nguyễn Đức Thắng (1996) đưa ra 2 quy trình chiết xuất
glycosid từ cỏ ngọt với nước và methanol. Quy trình chiết nước được mô tả như
sau: Bột dược liệu được tận trích với nước ở 80°C, dịch lọc được cô đặc, rồi tận
trích với n-butanol. Cô dung môi thu được cắn. Hòa tan cắn trong methanol nóng.
Kết tinh nhiều lần cho steviosid dưới dạng tinh thể [8].
Bùi Thị Song Sơn (1996) chiết xuất steviosid sử dụng dung môi chiết là
methanol, loại tạp bằng cloroform, trích ly với n-butanol rồi kết tinh trong methanol
[4].
Võ Thị Thừa (2010) đưa ra quy trình sản xuất đường từ cỏ ngọt như sau: Bột
dược liệu hồi lưu 4 lần với ethanol. Dịch chiết được cô tới cắn. Hòa tan cắn bằng
nước nóng, lọc. Sau đó, loại bỏ mỡ bằng ether dầu rồi cô đặc. Chiết steviosid bằng
n-butanol bão hòa nước. Dịch n-butanol được rửa bằng nước bão hòa n-butanol. Cất
thu hồi n-butanol và cô đặc được rắn steviosid thô. Kết tinh lại trong methanol [10].
11
Lê Thị Thọ (2011) chiết xuất steviosid theo các bước: Chiết lá cỏ ngọt bằng
nước nóng (65ºC/ 4 giờ, tỷ lệ dung môi/dược liệu (w/v) = 1/35). Loại tạp chất bằng
Ca(OH)2. Tách glycosid bằng cột Diaion HP-20. Rửa giải bằng hệ dung môi
ethanol-H2O (v/v) 75/25. Cắn được kết tinh 2 lần trong methanol [9].
Tuy nhiên, kết quả của một số nghiên cứu trong nước chỉ mang tính nguyên
tắc, thông số quy trình không được công bố cụ thể hay sử dụng dung môi độc hại.
Đặc biệt, chưa có công trình nào phân lập được rebaudiosid A – steviol glycosid có
ưu điểm nổi bật nhất trong cây cỏ ngọt. Từ nhu cầu cấp thiết sử dụng đường cỏ ngọt
trong cuộc sống, cũng như tầm quan trọng của rebaudiosid A, chúng tôi thực hiện
đề tài này nhằm đưa ra được quy trình chiết xuất glycosid đơn giản, hiệu quả từ lá
cỏ ngọt và đồng thời đưa ra được phương pháp phân lập 2 đường glycosid quan
trọng trong cỏ ngọt là steviosid và rebaudiosid A.
12
CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
1.1.
Nguyên liệu, thiết bị
1.1.1. Nguyên liệu
- Nguồn gốc: Cỏ ngọt được trồng tại xã Hải Phong, huyện Hải Hậu, tỉnh Nam
Định và thu hái vào tháng 12 năm 2013.
- Mô tả nguyên liệu: Lá hình trái xoan hẹp, màu xanh lục vàng, dài từ 2,5 cm
đến 4,0 cm, rộng 1,0 cm đến 1,8 cm. Hai mặt đều có lông mịn, mép lá khía răng
cưa. Mặt trên lá có 3 gân nổi rõ cùng xuất phát từ cuống lá; gân phụ phân nhánh. Vị
rất ngọt. Đặc điểm hình thái nguyên liệu phù hợp với mô tả trong Dược Điển Việt
Nam IV [11].
- Xử lí dược liệu: Dược liệu được sấy ở 50
trong 3 giờ và được xay nhỏ rồi
bảo quản trong túi nilon kín ở nhiệt độ phòng.
- Hàm ẩm nguyên liệu xác định được là 7,2 %.
1.1.2. Hóa chất, thiết bị, dụng cụ
1.1.2.1.
Hóa chất
TT
Tên hóa chất
Tiêu chuẩn, nguồn gốc
1
Vôi bột
Việt Nam
2
Acid citric
Việt Nam
3
Acid phosphoric
Trung Quốc
4
Acid acetic
Trung Quốc
5
Ethanol 96%
Việt Nam
6
Methanol
Trung Quốc
7
n-Buthanol
Trung Quốc
8
Natri sulfat khan
Trung Quốc
9
10
Nhựa cationit (Purolite,
C100E)
Nhựa anionit (Trilite)
England
Korea
- Xem thêm -