Nghiên cứu quy trình chiết tách xác định hàm lượng axit hydroxycitric của vỏ quả bứa tai chua

Nghiên cứu quy trình chiết tách xác định hàm lượng axit hydroxycitric của vỏ quả bứa tai chua

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay, với sự phát triển khoa học kỹ thuật và kinh tế của thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng; chất lượng cuộc sống của con người ngày một nâng cao. Với những tiến bộ của y học hiện đại, mọi người đã nhận thức được tầm quan trọng của các hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên trong việc phục vụ chất lượng cuộc sống và kiểm soát bệnh tật của con người, bởi tính hiệu quả và sự an toàn cao của nó; và axit hydroxycitric trong vỏ quả bứa tai chua (Garcinia cowa Roxb.,) là một hợp chất tiêu biểu như thế, bởi những hiệu quả và tính an toàn trong điều trị giảm cân mà nó đã mang lại cho người sử dụng.

Quả bứa tai chua (hay còn gọi là Tai chua) – tên khoa học là Garcinia cowa Roxb., là một chi thực vật trong họ Bứa- Clusiaceae, thuộc loài bứa – Garcinia; được tìm thấy nhiều ở Australia, các nước nhiệt đới châu Á, miền nam Châu Phi và Polynesia [3]. Ở Việt Nam, Tai chua là một loại cây dễ trồng, phát triển tốt, cho năng suất cao; có mặt hầu hết ở các tỉnh phía Bắc và Bắc Trung Bộ nước ta, ở các khu rừng thứ sinh [1].

Trong vỏ quả bứa tai chua, người ta đã xác định thành phần hóa học chủ yếu là các axit hữu cơ như axit hydroxycitric, axit citric, axit malic, glycozit,…Trong đó, axit hydroxycitric (-)-HCA, được xem như là hoạt chất có tác dụng giảm cân hiệu quả, giúp ngăn chặn quá trình tích mỡ, kìm hãm quá trình chuyển hóa lượng đường thừa trong cơ thể thành mỡ, ngăn chặn quá trình béo phì. Đặc biệt, (-)-HCA đạt hiệu quả cao trong việc cải thiện, giảm các mỡ xấu cho sức khỏe như triglixerit,…Bên cạnh đó, (-)-HCA làm tăng nồng độ serotonin, là một chất dẫn truyền thần kinh chủ yếu có vai trò kiểm soát sự thèm ăn và cảm xúc; làm tăng quá trình tổ hợp glycogen và tăng độ oxi hóa, đốt cháy mỡ thừa. Ngoài ra, (-)-HCA còn có thể ngăn ngừa viêm loét dạ dày, loét tá tràng, viêm miệng, chữa sốt, bảo vệ thành mạch giúp ngăn ngừa một số bệnh về tim mạch [2], [21].

Theo những tài liệu mà chúng tôi đã tham khảo được, thì hiện nay có rất nhiều công trình nghiên cứu về hợp chất axit này trong các loại bứa. Tuy nhiên đối với quả bứa tai chua thì tương đối ít, chưa được đầy đủ và hệ thống. Ở nước ta, gần đây cũng có những nghiên cứu về loài bứa nói chung [2], [7], nhưng đối với loài tai chua – Garcinia cowa Robx nói riêng thì vẫn còn rất ít và nhiều hạn chế. Chính vì những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu với nội dung: “Nghiên cứu quy trình chiết tách, xác định hàm lượng axit hydroxycitric của vỏ quả bứa tai chua”.

1. Mục tiêu nghiên cứu

• Xây dựng quy trình chiết tách axit hydroxycitric từ vỏ quả bứa tai chua.
• Xác định hàm lượng axit hydroxycitric có trong vỏ quả bứa tai chua.

1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
   1. Đối tượng nghiên cứu

Vỏ quả bứa tai chua (Garcinia Cowa Robx.,) được thu hái tại huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc.

• 1. Phạm vi nghiên cứu
• Nghiên cứu trên nguồn nguyên liệu vỏ quả bứa tai chua.
• Quy trình chiết tách, xác định hàm lượng axit hydroxycitric từ vỏ quả bứa tai chua (Garcinia oblongifolia Champ. Ex Benth., thuộc họ Măng cụt – Clusiaceae).

1. Phương pháp nghiên cứu
   1. Nghiên cứu lý thuyết

• Tìm hiểu tổng quan tài liệu về đặc điểm hình thái thực vật, thành phần hóa học của cây bứa.
• Tìm hiểu đặc điểm, tính chất của axit HCA.
  1. Nghiên cứu thực nghiệm
• Phương pháp trọng lượng để xác định độ ẩm, hàm lượng tro của vỏ quả bứa tai chua.
• Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) để xác định hàm lượng kim loại có trong vỏ quả bứa tai chua.
• Phương pháp chưng ninh để chiết tách HCA từ vỏ quả bứa tai chua.
• Phương pháp chuẩn độ axit-bazơ để xác định tổng lượng axit có trong dịch chiết.
• Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử ( UV-Vis)
• Phương pháp tẩy màu bằng than hoạt tính.
• Phương pháp kết tủa pectin.
• Phương pháp sắc kí lỏng cao áp (HPLC) để xác định hàm lượng axit có trong dịch chiết.

1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
   1. Ý nghĩa khoa học

– Xây dựng quy trình chiết tách axit hydroxycitric từ vỏ quả bứa tai chua.

– Cung cấp những thông tin, tư liệu làm cơ sở cho các nghiên cứu sau này về ứng dụng của axit hydroxycitric (HCA) trong vỏ quả bứa tai chua và khả năng ứng dụng trong cuộc sống.

5.2. Ý nghĩa thực tiễn

– Xây dựng quy trình chiết tách axit hydroxycitric trong bứa tai chua một cách chi tiết và cụ thể hơn.

– Nhằm giúp cho việc quy hoạch, khai thác, chế biến và ứng dụng của axit hydroxycitric (HCA) có trong vỏ quả bứa tai chua vào trong các sản phẩm một cách hiệu quả và khoa học hơn.

6. Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kí hiệu các chữ viết tắt, danh mục các bảng, hình, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo. Luận văn được chia làm các chương như sau:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả và thảo luận

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. CÂY BỨA

1.1.1. Bộ chè (Theales)

a. Đặc điểm

Là bộ lớn có quan hệ gần gũi với bộ Sổ. Phần lớn là cây gỗ, cây bụi, có khi là dây leo. Lá đơn, mọc cách, có lá kèm hoặc không. Hoa thường lưỡng tính, đều, ít khi đối xứng 2 bên. Bao hoa xoắn vòng hoặc vòng. Đài, tràng thường rời, nhị nhiều, rời hoặc chỉ nhị giống nhau. Phát triển theo kiểu ly tâm. Màng hạt phấn có 3 rãnh lỗ. Bộ nhị gồm nhiều lá noãn rời, thường từ 2 đến nhiều lá noãn hợp lại thành bầu trên, ít khi bầu giữa hay bầu dưới. Noãn đảo, hướng xuống dưới. Hạt có hoặc không có nội nhũ [3].

b. Phân loại

Bộ chè gồm 20 họ, ở nước ta có nhiều họ.

• Họ quả hai cánh – Dipterocapaceae

Đặc điểm

Gồm những cây gỗ lớn, ít khi là cây bụi. Trong thân có ống tiết nhựa dầu (dầu rái, dầu nước…) lá mọc cách, đơn, có lá kèm sớm rụng. Hoa đều, lưỡng tính. Đế hoa phẳng hay lồi. Đài 5, rời hay dính lại thành bao ở phía dưới. Một số mảnh lớn lên cùng với quả tạo thành cánh. Tràng 5 cánh, tiền khai vặn. Bộ nhị tứ 10 – 15 – 35 nhị. Bầu trên 3 ô. Quả nang có 2 – 3 cánh. Đôi khi bầu dính với ống đài thành bầu dưới [3].

Phân loại

Họ quả 2 cánh có 22 chi, hơn 400 loài. Phân bố ở vùng nhiệt đới phía Nam và Đông Nam Châu Á. Ở nước ta có 6 chi, trên 45 loài. Đại diện:

– Dầu nước Dipterocarpus alatus Roxb.

– Chò nâu D. tonkinensis A. Chev.

– Kiền kiền Hopea pierrei Hance.

– Táu mật Vatica tonkinensis A. Chev.

Họ có rất nhiều cây gỗ quý, dùng trong xây dựng, xuất khẩu (Chò chỉ:

Parashorea stellata Kurtz.) và các loại dầu. Năm 1984 ở khu vực Tây nguyên có 19 loài.

• Họ Chè – Theaceae

Đặc điểm

Gồm những cây gỗ hay cây bụi, lá đơn, mọc cách và không có lá kèm. Hoa lưỡng tính, mọc đơn độc. Đài 5, rời hay dính lại một ít ở dưới. Có kích

thước không giống nhau. Tràng 5 – 9 cánh. Bộ nhị nhiều. Bộ nhị gồm từ 3 – 5 lá noãn, dính nhau tạo thành 3 – 5 ô. Quả nang nhiều ô. Họ Chè có quan hệ gần với họ Lão Mai (Ochnaceae ) và có chung nguồn gốc từ bộ Sổ.

Phân loại

Họ chè có 29 chi và khoảng 550 loài. Phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Nước ta có 11 chi và 100 loài được phân bố rộng rãi [3].

– Cây Chè xanh Thea sinensis L.

– Cây Hải đường Thea amplexicaulis Pitard.

– Trà mi Camellia japonica L.

• Họ Măng cụt (Clusiaceae)

Đặc điểm

Cây gỗ hay cây bụi, thường xanh, có cành mọc ngang. Trong nhiều bộ phận của cây có ống tiết nhựa mủ màu vàng hay vàng lục. Lá mọc đối, không có lá kèm. Hoa thường lưỡng tính, đôi khi đơn tính hay đa tính. Đài gồm 5-6 mảnh, tồn tại trên quả. Tràng gồm 2-6 cánh hoa (có khi nhiều hơn). Nhị nhiều, tập hợp thành bó. Nhị gồm 3-5 (có khi tới 15) lá noãn. Quả mở vách hay quả mọng. Hạt thường nhiều, không có nội nhũ, có khi có áo hạt bao ngoài.

Phân loại

Họ Măng cụt gồm 14 giống và hơn 350 loài phân bố trong giới hạn các nước nhiệt đới ẩm. Ở Việt Nam có 5 giống, 41 loài [3], [4].

• Mù u (Calophyllum inophyllum L.): có quả hạch hình cầu chứa 1 hạt với lá mầm lớn và nhiều dầu, dùng làm thuốc, thuốc nhuộm, tra máy, dầu thắp, nhựa cây dùng làm thuốc chữa bệnh ngoài da. Gặp nhiều ở Nam và Trung bộ, cũng được trồng ở bờ biển ven kênh rạch.
• Măng cụt (Garcinia mangostana L.): có quả tròn, khá to, mang đài tồn tại, vỏ quả dày. Khi chín màu tím sẫm, áo hạt màu trắng, thơm, ngọt, ăn ngon. Vỏ quả chứa chất tanin, xathones nên được dùng chữa bệnh tiêu chảy, kiết lỵ. Cây được trồng nhiều ở miền Nam, nổi tiếng là Măng cụt Lái Thiêu (Thủ Dầu Một).

1.1.2. Bứa

Tên khoa học: Gacinia oblongifolia Champ. Ex Benth

Thuộc họ: Bứa- Clusiaceae

Đặc điểm sinh học: Cây gỗ thường xanh cao 6-7m. Cành non thường vuông, xoè ngang và rủ xuống. Vỏ trái, vỏ cây và ngay cả gỗ thường tiết ra chất nhựa màu vàng, đôi khi màu trắng (Hình 1.1). Lá mọc đối, hơi dài, đuôi nhọn, chóp dài, mép nguyên, nhẵn bóng, có nhiều điểm mờ (Hình 1.2). Hoa đực mọc thành cụm 3-5 hoa ở nách lá, 4 lá đài và 5 cánh hoa, 20 nhị có chỉ nhị ngắn. Hoa lưỡng tính có lá đài và cánh hoa như ở hoa đực, màu hơi vàng hoặc trắng; bầu 4 (6-10) ô, hình cầu, vòi ngắn. Quả mọng mang đài tồn tại; vỏ quả dày, có khía múi, khi chín màu vàng, phía trong hơi đỏ chứa 6-10 hạt (Hình 1.3). Mùa hoa quả tháng 3-6.

Nơi sống và thu hái: Cây mọc hoang trong rừng thứ sinh của các tỉnh từ Hà Tuyên, Vĩnh Phúc đến Quảng Nam – Đà Nẵng. Cũng thường được trồng lấy lá tươi và quả nấu canh chua. Thu hái vỏ quanh năm, cạo bỏ lớp vỏ ngoài, thái nhỏ, phơi khô.

Bộ phận dùng: Vỏ – Cortex Garciniae.

Thành phần hóa học: Trong quả bứa có axit hữu cơ, vitamin C (100g có 61mg vitamin C). Trong vỏ có flavonoit.

Tính vị, tác dụng: Vỏ có tính săn da và hơi đắng, mát, hơi độc, có tác dụng tiêu viêm, hạ nhiệt, làm săn da, hàn vết thương.

Công dụng: Lá có vị chua thường được dùng thái nhỏ nấu canh chua [1]. Hạt có áo hạt chua, ăn được, cũng dùng nấu canh chua.

Vỏ thường dùng trị:

+ Loét dạ dày, loét tá tràng.

+ Viêm dạ dày ruột, kém tiêu hoá.

+ Viêm miệng, bệnh cặn răng.

+ Ho ra máu.

+ Dùng ngoài trị bỏng, mụn nhọt, sâu quảng, eczema, dị ứng mẩn ngứa, rút các vết đạn đâm vào thịt.

Liều dùng 20-30g dạng thuốc sắc, dùng ngoài giã vỏ tươi đắp. Nhựa bứa dùng trị bỏng [1], [4].

Đơn thuốc:

1. Viêm dạ dày ruột, kém tiêu hoá: Vỏ cây bứa sắc đặc cô đặc lấy 50%; hàng ngày uống 30ml.

2. Bỏng: Nhựa bứa pha dầu làm thành cao lỏng, bôi ngày 1-2 lần.

1. Hình 1.1. Nhựa thân cây bứa Hình 1.2. Hoa, lá bứa

1. Hình 1.3. Quả bứa

1.1.3. Phân loại bứa

1. Tai chua

Tên khoa học là Garcinia pendunculata Roxb (G. cowa Roxb), thuộc họ Măng cụt – Clusiaceae.

Mô tả: Cây gỗ lớn có thân thẳng cao đến 18m, vỏ xám đen, cành nhiều, thẳng, thường đâm ngang, đầu hơi rũ xuống. Lá hình bầu dục thon, dài 7-12cm, rộng 3-5cm, gân bên xếp song song; cuống lá mảnh, dài gần 2cm. Hoa đực xếp 3-8 hoa thành tán ở ngọn nhánh, cánh hoa dài bằng hai lá đài; nhị nhiều. Hoa lưỡng tính đơn độc, nhị thành 4 nhóm; bầu trên có 6-9 ô với đầu nhị xẻ 4-8 thùy. Quả thịt hình cầu chia thành múi, vỏ quả dày, trong đỏ, ngoài vàng, có 6-8 hạt, có áo. Ra hoa tháng 3-4, quả tháng 7-8.

Bộ phận dùng: Vỏ quả, thân, lá, nhựa – Pericarpium, Caulis, Folium et Gummis Garciniae Cowae.

1. Hình 1.4. Vỏ tai chua khô

Nơi sống và thu hái: Loài phân bố ở Ấn Độ, Nam Thái Lan, Mianma, Bắc Việt Nam. Cây mọc trong rừng núi vùng trung du các tỉnh Lào Cai, Hà Giang, Vĩnh Phú, Tuyên Quang, Hòa Bình, Bắc Thái, Lạng Sơn. Thường được trồng để lấy vỏ quả. Thu hái quả về, bỏ hạt, thái vỏ ra thành miếng mỏng phơi khô hay sấy khô; vỏ quả có màu đen nâu nhạt.

Tính vị, tác dụng: Thân, lá, nhựa có vị đắng, chát, tính mát, có ít độc tố, có tác dụng sát trùng.

Công dụng, chỉ định và phối hợp: Nhân dân thường dùng vỏ quả tai chua để nấu canh có vị chua, sắc uống chữa sốt, khát nước. Ngày dùng 6-10g.

Trước đây khi chưa có axit citric tổng hợp, người ta xem tai chua là axit citric thiên nhiên đáng quý. Theo lời phát biểu của một Giám đốc nhà máy nhuộm Zurich (Đức) thì cao quả tai chua dùng trong in vải vừa giữ cho màu bền, vừa không hại vải cho nên dù cùng một giá trị với axit citric hay với giá trị cao hơn một chút thì việc sử dụng tai chua trong nhuộm in trên vải vẫn tốt hơn. Điều này giải thích kinh nghiệm trong dân gian ta dùng tai chua làm chất cắn màu trong nhuộm vải, lụa, nhuộm cói, đan chiếu và do tính axit nhẹ nên còn sử dụng trong việc làm bóng các loại vàng, bạc [3], [20].

Ở Ấn Độ, người ta cũng dùng nhựa để làm thuốc. Ở Trung Quốc, người ta dùng gôm nhựa tươi tuỳ lượng cho vào mũi trị đỉa chui vào xoang mũi.

Còn một loài tai chua khác, có tên là Bứa cọng – Garcinia pedunculata Roxb., có quả chứa axit malic, được dùng như tai chua và làm thuốc giải độc.

1. Bứa mủ vàng

1. Hình 1.5. Quả bứa mủ vàng

Bứa mủ vàng – Garcinia xanthochymus Hook.f.ex J.Anderson, thuộc họ Bứa – Clusiaceae.

Mô tả: Cây gỗ lớn; nhánh non vuông, vàng hay nâu. Lá có phiến thuôn, to dài đến 30cm, rộng 6-8cm, dày bóng; gân phụ nhiều, cách nhau khoảng 1cm; cuống ngắn. Hoa ở nách lá già, rộng cỡ 1cm, cuống 2cm; hoa đực có 5 lá dài, 5 cành hoa trắng, cao 8mm; 5 bó nhị mà mỗi bó có 3-5 bao phấn, có nhị lép; hoa cái có bao hoa như hoa đực, nhị lép, bầu 5 ô, quả tròn, to 9cm.

Bộ phận dùng: Lá, thân, nhựa mủ và quả.

Nơi sống và thu hái: Loài phân bố ở Ấn Độ, Nepan, Trung Quốc và Việt Nam. Ở nước ta, cây mọc ở rừng miền Nam.

Tính vị, tác dụng: Lá, thân, mủ có vị đắng, chua, tính mát; có tác dụng sát trùng. Quả giải nhiệt, lợi mật.

Công dụng: Ở Ấn Độ quả được dùng như quả loài Garcinia indica Chois làm thuốc chống bệnh scorbut. Ở Trung Quốc, để trị đỉa vào mũi, người ta lấy mủ tươi với liều lượng thích hợp nhỏ vào xoang mũi, đỉa sẽ bò ra.

1. Bứa nhà

Bứa nhà – Garcinia cochinchinensis Choisy, thuộc họ Măng cụt – Clusiaceae.

Mô tả: Cây cao 10-15m, vỏ ngoài màu đen, phía trong màu vàng. Cành non vuông, về sau tròn. Lá thuôn nhọn ở gốc, dài 8-15cm, rộng 3-4,5cm. Hoa đực có từ 1-5 hoa, mọc thành chùm ở nách lá, màu vàng, có nhiều nhị; hoa lưỡng tính không cuống, thường mọc đơn độc; nhị xếp thành 4 bó, mỗi bó 7-12 bao phấn; bầu 6-10 ô, thường là 8. Quả có đường kính 4 cm, hình trứng; vỏ quả nạc, có cơm hơi đỏ bao quanh hạt. Ra hoa vào tháng 4-5.

1. Hình 1.6. Cây bứa nhà và quả bứa nhà

Bộ phận dùng: Vỏ, lá, quả – Cortex, Folium et Fructus Garciniae.

Nơi sống và thu hái: Cây mọc chủ yếu ở rừng thưa từ Quảng Trị trở vào. Thu hái vỏ, lá quanh năm.

Tính vị, tác dụng: Vỏ chát, làm săn da. Lá và quả giải nhiệt.

Công dụng: Lá và vỏ quả thường dùng nấu canh chua. Quả chín dùng để ăn hoặc làm nước giải khát; áo hạt có vị chua ngọt. Vỏ thường dùng trị dị ứng, mẩn ngứa và bệnh ngoài da. Lá giã nát đắp trị sâu. Búp non nhai ăn chữa bệnh động thai.

Đơn thuốc: Dị ứng, mẫn ngứa, dùng vỏ bứa 20-30g, nước 500ml, sắc còn 150ml, chia 2-3 lần uống trong ngày.

Ghi chú: Còn loài bứa rừng hay bứa núi – Garcinia oliveri Pierre, mọc khá phổ biến ở miền Nam nước ta, có đọt non và lá cũng dùng nấu canh chua.

1. Bứa mọi

Tên khoa học: Garcinia harmandii Pierre.

Thuộc họ:  Bứa – Clusiaceae.

Đặc điểm sinh học: Cây gỗ cao 6-10m, phân nhánh nhiều từ gốc, có vỏ vàng vàng. Lá thuôn, hình trứng ngược hay hình ngọn giáo ngắn, có góc ở gốc, có mũi nhọn ở đầu, nguyên đai, dài 4-10cm, rộng 15-30mm; cuống ngắn. Hoa vàng vàng, hầu như không cuống; hoa đực xếp thành nhóm 3-6; hoa cái đơn độc. Quả có đường kính 10-20mm, màu tía, hơi dẹp giữa các hạt; hạt 2, có phôi to màu lục. Ra hoa tháng 2-3, có quả tháng 3.

Nơi sống và thu hái: Loài đặc hữu và phổ biến ở Việt Nam, Campuchia và Nam Lào. Ở nước ta, cây mọc hoang trong rừng ở độ cao thấp từ Khánh Hòa tới Đồng Nai, Tây Ninh.

Bộ phận dùng: Vỏ – Cortex Garciniae.

Công dụng: Cây cho gỗ trung bình được dùng đóng đồ đạc nội thất, làm nông cụ. Quả có nạc ngon, mùi thơm, vị ngọt, dùng ăn được.

Vỏ cây có nhiều tanin được nhân dân Campuchia dùng ăn với trầu.

Chỉ định phối hợp : Người ta phối hợp với nhiều vị thuốc khác trị tiêu chảy [1], [4].

1. Garcinia cambogia

Đặc điểm sinh học:Loại cây có kích thước nhỏ hoặc trung bình với các nhánh mọc tròn đối xứng như vương miện, nằm ngang hoặc rủ xuống; lá của nó có màu xanh đậm và bóng, hình elip, dài 5-12cm và rộng 2-7cm (Hình 1.7). Quả hình trứng, đường kính 5cm, màu vàng hoặc đỏ khi chín với 6-8 rãnh, mỗi quả có từ 6 đến 8 hạt bao quanh bởi áo hạt mọng nước (Hình 1.8).

Nơi sống và thu hái: Thường tìm thấy tại các cánh rừng thường xanh phía tây Ghats, phía Nam Konkan đến Travancore – Ấn Độ và trong rừng Shola của Nilgiris với độ cao 1828m so với mực nước biển. Nó ra hoa suốt mùa nắng và trái chín kéo dài trong mùa mưa.

Bộ phận dùng: Vỏ, quả (Cortex, Fructus).

Công dụng: Qủa có nhiều axit có thể ăn sống được, nước sắc của vỏ quả có thể chữa bệnh thấp khớp và đau đường ruột. Nó cũng được sử dụng làm thuốc thú y để rửa các bệnh ở mồm gia súc. Tại Ceylon (Ấn Độ) vỏ quả khô được sử dụng với muối trong muối cá, cũng được sử dụng như gia vị tạo mùi trong cari [20].

1. Garcinia Atro Viridis

Đặc điểm sinh học:Cây có kích thước trung bình cao 9 – 15cm, lá dài, nhẵn bóng, mũi nhọn, phần đuôi thu gọn (Hình 1.9). Hoa ra theo từng quí (Hình 1.9). Quả màu vàng, vỏ có các đường rãnh sâu và khá mảng cơm, có màu trắng đục với các hạt bao quanh (Hình 1.9).

Nơi sống và thu hái : Tìm thấy ở phía Đông Bắc quận Assam – Ấn Độ.

Bộ phận dùng : Vỏ, quả, rễ ( Cortex, Fructus, Radix).

Công dụng : Vỏ quả chứa nhiều axit và có thể ăn sống. Tại Malay (Ấn Độ) vỏ quả chín được phơi khô làm gia vị nấu cari, kho cá. Qủa này dùng để làm thuốc nhuộm với nhôm qua tơ lụa. Nước sắc từ rễ và quả chữa bệnh đau tai [19], [20], [21].

1. Hình 1.7. Cây Garcinia cambogia Hình 1.8. Lá, quả Garcinia cambogia

1. Hình 1.9. Hoa, lá, quả và cây Garcinia atroViridis
2. Garcinia Indica

Đặc điểm sinh học: Là cây mảnh khảnh với các cành rủ xuống, lá hình trứng, màu xanh đậm ở mặt trên và màu xanh nhạt ở mặt dưới (Hình 1.10), quả có hình cầu, có màu tím đậm khi chín (Hình 1.11) và được bao quanh từ 5-8 hạt lớn.

Nơi sống và thu hái : Cây được tìm thấy tại rừng mưa nhiệt đới của Western Ghát, từ phía nam Kokan đến Mysore, Coorg và Wynaad Ấn Đô. Cây ra hoa từ tháng 11 – 2, quả chín vào tháng 4 – 5.

Bộ phận dùng : Vỏ, quả, hạt ( Cortex, Fructus, Semen).

Công dụng : Hạt có dầu ăn được trong thương mại nó được biết đến như là bơ Kokeam, quả có mùi hương dễ chịu và có vị chua ngọt nó được sử dụng làm hương vị trong nấu cari và cũng được dùng làm siro trong mùa hè. Qủa của nó cũng có thể chữa giun sáng và bệnh trĩ, bệnh lỵ, khối u, vết thương. Vỏ khô còn được sử dụng tạo mùi trong cari để thay thế me và chanh [20].

1. Hình 1.10. Cây Garcinia Indica Hình 1.11. Quả Garcinia Indica
2. Garcinia dulcis

Một loại cây thường xanh, cao 30 – 40 feet, mọc nhiều ở Malaysia. Nó được đưa tới Ấn Độ và được trồng ở các khu vườn bách thảo. Quả chứa axit citric và thích hợp để làm mứt hoặc đóng hộp. Hạt dùng làm thuốc chữa bệnh ngoài da. Vỏ cây được dùng ở Java để nhuộm thảm, chiếu,… Hình ảnh quả Garcinia dulcis được thể hiện ở Hình 1.12.

1. Hình 1.12. Quả Garcinia dulcis
2. Garcinia hombroniana

Cây nhỏ giống như Garcinia mangostana, quả màu đỏ, đường kính 1 – 2 inch, tìm thấy ở đảo Nicobar và viễn đông Malaysia, chủ yếu ở những vùng ven biển đầy cát và đá. Thịt quả bao quanh hạt có thể ăn được. Nó có vị chua và mùi hương hấp dẫn. Ở Malaysia, người ta dùng rễ và lá để trị mẩn ngứa. Thân cây dùng làm gỗ xây nhà và làm mái chèo. Hình ảnh quả Garcinia hombroniana được thể hiện ở Hình 1.13.

1. Hình 1.13. Quả Garcinia hombroniana
2. Garcinia echinocarpa

Cây sum sê, cao 4 – 50 feet, quả có màu đỏ sẫm, chứa 1 – 3 hạt, tìm thấy ở rừng nhiệt đới ẩm miền Nam Travancore và Tinnevelly ở độ cao 3000 – 5000 feet so với mặt nước biển và ở Ceylon. Hạt của Garcinia echinocarpa thu được chất dầu đặc, nhớt (chiếm 64,4% khối lượng nhân và 49,6% khối lượng hạt), được làm đông đặc chậm trong khoảng 26⁰C thành chất béo có màu nâu nhạt. Hình ảnh lá và hoa của Garcinia echinocarpa được thể hiện ở Hình 1.14.

1. Hình 1.14. Lá, hoa của Garcinia echinocarpa
   1. GIỚI THIỆU AXIT HYDROXYCITRIC (HCA)

1.2.1. Nguồn gốc (-)-HCA

(-)-HCA được tìm thấy trong vỏ quả của một vài loài bứa, bao gồm tai chua (G. cowa), G. cambogia, G. indica và G. atroViridis. Các loài này mọc nhiều tại lục địa Ấn Độ và phía tây Sri Lanka.

1.2.2. Hóa học của (-)-HCA

a. Sự khám phá (-)-HCA

Vỏ quả G. cambogia sấy khô phổ biến xem như là “me Malabar” được sử dụng rộng rãi khắp vùng biển phía đông Ấn Độ với mục đích nấu nướng và trong thương mại sử dụng như “Colombo curing” để muối cá. Axit hữu cơ trong quả bứa có mục đích kìm hãm có hiệu quả sự phát triển của vi khuẩn trong môi trường nước mắm do pH thấp. Trước nay các axit hữu cơ này đã bị xác định nhầm là axit me và axit chanh. Dung dịch nước chiết quả cho thấy rõ 02 axit thương phẩm bằng phương pháp sắc ký giấy sử dụng các dung môi khác nhau, mà nó rất gần giống axit tactaric và citric, nhưng nó luôn có ý nghĩa khi sự khác biệt nhỏ giá trị của Rf trong các hệ dung môi. Phân tích dịch chiết bằng sử dụng cột trao đổi ion biểu diễn bằng Palmer cho thấy vạch rộng hơn vùng axit citric.

Lewis và Neelakantan [21] đã chiết axit chủ yếu trong vỏ quả G. cambogia và xác định nó (-)-HCA là chất chính và được nghiên cứu bằng phương pháp quang phổ. Sự xác định và tách axit hydroxycitric bằng giấy Whatman No.1 được thực hiện bằng cách sử dụng n-butanol/axit axetic/nước (4:1:5) và n-propanol/axit formic/nước (4:1:5). Các vạch được xác định bằng phun metavanadate 5%. Xà phòng hóa axit bằng cách trộn với lượng kiềm dư và cho đi qua cột nhựa trao đổi ion (Zeocarb 215), kết quả rửa cho thấy chỉ có vạch (Rf = 0,34) có giá trị thấp tương ứng với (-)-HCA tự do. Trong nồng độ nước rửa cũng còn có vạch cao hơn (Rf = 0,46) đó chính là lacton. Nước chiết từ quả cho thấy có 2 vạch axit nổi trội trong sắc ký với hai hệ dung môi khác nhau. Trong trường hợp chuẩn độ dịch chiết này bằng kiềm, sử dụng phenolphtalein làm chất chỉ thị, thu được 2 điểm tới hạn khác nhau, trong môi trường lạnh và sau đó đun nóng, điều này cho thấy đó là đặc điểm của lacton. Hai vạch sắc ký đã được xem như là axit hydroxy citric và lacton của nó (Hình 1.15 và 1.16). Điều này cũng chứng tỏ rằng 2 vạch trong sắc ký cũng là của axit γ-hidroxy và lacton của nó chứ không phải là của axit tactaric và axit citric.

Axit (-)-hydroxycitric (I) Axit (+)-hydroxycitric (II)

Axit (+)-allo-hydroxycitric (III) Axit (-)-allo-hydroxycitric (IV)

1. Hình 1.15. Cấu trúc đồng phân của axit hydroxycitric

1. Hình 1.16. Cấu trúc đồng phân lacton của axit hydroxycitric

Lewis và Neekantan [21] đã chiết tách một tỉ lệ lớn (-)-HCA từ vỏ quả G. cambogia khô. Phương pháp gồm có chiết tách axit bằng cách nấu vật liệu thô với nước dưới áp suất (10psi (lb/in² trong thời gian 15 phút). Dịch chiết được cô đặc và pectin được loại bỏ bằng cách kết tủa với rượu. Dịch lọc sạch được trung hòa bằng kiềm, cho qua cột nhựa trao đổi cation để khỏi khôi phục lại axit, sau đó dịch này được cô đặc và sấy. Khối lượng khô sau sấy được chiết với ete và kết tinh lại để thu được lượng nhỏ tinh thể hình kim của lacton. Lewis [22] đã báo cáo một phương pháp nữa dùng để chiết tách (-)-HCA từ G. cambogia bằng cách sử dụng axeton. Dịch chiết bằng axeton được cô đặc và axit được hòa tan trong nước. Sau khi cho bay hơi nước dung dịch hòa tan thu được sản phẩm lacton. Moffett và những cộng sự đã phát triển quá trình chiết tách (-)-HCA bằng nước từ vỏ Garcinia. Dịch chiết được cho qua cột trao đổi anion để hấp phụ (-)-HCA, và nó được rửa với natri/kali hidroxit để thu (-)-HCA. Dịch chiết được cho qua cột trao đổi cation để thu sản phẩm axit tự do. Guthrie và Kierstead, Moffett và những cộng sự đã báo cáo dịch cô đặc từ vỏ Garcinia chứa 23-54% (-)-HCA và 6-20% lacton.

Martius và Maue [25] đã tổng hợp thành công 04 đồng phân lập thể của hydroxycitrate. Một trong các đồng phân này được tìm thấy trong Garcinia (Hình 1.15, I) và một đồng phân nữa được tìm thấy trong loài cây dâm bụt (Hibiscus) (Hình 1.15, II). Cấu hình chính xác lactone của axit hydroxycitric, axit hibiscus và axit garcinia, đã được xác định lần lượt là axit (2S, 3R)- và (2S, 3S)-2-hydroxycitric-2,5-lactone (Hình 1.16). Cấu hình chính xác được xác định bằng quy luật Hudson’s lactone, chiều quay quang học của ánh sáng phân cực, vòng tròn của ánh sáng lưỡng sắc và tính toán góc quay của phân tử [11]. Glusker và những cộng sự [12] đã báo cáo cấu trúc và cấu hình chính xác của canxi hydroxycitrate và (-)-HCA lactone bằng chụp nhiễu xạ tia X. Stallings và những cộng sự báo cáo cấu trúc tinh thể muối etylen diamin cặp đồng phân lập thể hydroxycitrate.

Hiroyuki Hida và các cộng sự [16] đã xác định sự khác biệt của (2S, 3S)-HCA, lactone của nó và (2S, 3R)-HCA, lactone của nó dựa vào phổ 1H-NMR của đồng phân (2S, 3S)-HCA methyl este, lactone của nó (Hình 1.10) từ G. cambogia và (2S, 3R)-HCA methyl este, lactone của nó (Hình 1.10) từ Hibiscus subdariffa.

1. Hình 1.17. Cấu trúc của HCA methyl esters và lactone của nó được chuẩn bị từ G. cambogia (1 và 2) và Hibiscus subdariffa (3 và 4)

Phổ ¹H-NMR (trong D₂O, 300 MHz) của (2S, 3S)-HCA từ G. cambogia ở dạng lactone: 2,79 ppm (Ha, d, J = 18 Hz), 3,14 ppm (Hb, d, J = 18 Hz), 5,3 ppm (Hc, s); dạng acid tự do: 2,91 ppm (He, d, J = 16,5 Hz), 3,01 ppm (Hd, d, J = 16,5 Hz), 4,9 ppm (Hf, s). Còn đối với (2S, 3R)-HCA từ Hibiscus subdariffa ở dạng lactone: 2,70 ppm (Hb, d, J = 17,7 Hz), 3,24 ppm (Ha, d, J = 17,7 Hz), 5,11 ppm (Hc, s); dạng acid tự do: 2,84ppm và 2,79 ppm (He, Hd, d, J = 16,2 Hz), 4,37 ppm (Hf, s). H của các nhóm –OH không thể hiện trên phổ ¹H-NMR của (2S, 3R)-HCA và (2S, 3S)-HCA.

Lowenstein và Brunengraber [24] đã xác định lượng hydroxycitrate chứa trong quả G. cambogia bằng phương pháp sắc ký khí (GC). Các tác giả này sử dụng cột sắc ký khí OV-17 (3m x 3mm i.d.). Cột này được chạy ở nhiệt độ 145^oC, sử dụng nitơ làm khí mang (40ml/phút) với nhiệt độ tiêm vào là 250^oC và đầu dò nhiệt độ là 300^oC. (-)-HCA lactone là thành phần chính có trong dịch chiết, và sau khi kết tinh có chứa < 0,5% tạp chất. Qua cột sắc ký khí cần phải sấy khô hoàn toàn mẫu, nhưng (-)-HCA có khuynh hướng bị lactone hoá trong quá trình sấy, ngoài ra (-)-HCA hút ẩm cao trong tự nhiên nên cũng gây khó khăn trong việc sấy mẫu. Từ các lý do này, không thể đánh giá định lượng được (-)-HCA tự do bằng sắc ký khí.

Gần đây, Jayaprakasha và Sakariah [19] đã phát triển phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) để xác định axit hữu cơ trong quả của G. cambogia, mẫu chiết thương mại của G. cambogia, và lá, vỏ quả của G. indica. Trong phương pháp HPLC này, dịch chiết pha loãng có thể xác định định lượng mà không cần cô đặc, sấy. Đây là điểm thuận lợi để có thể định lượng (-)-HCA và lactone của nó một cách riêng biệt.

Tính chất của (-)-HCA và lacton: Tính chất vật lý của (-)-HCA và lacton từ Garcinia và Hibiscus giới thiệu tại Bảng 1.1. Đương lượng của lacton sạch là 69, xác định bằng chuẩn độ kiềm hoặc phân tích bằng muối bạc. Phổ IR của etyl este và nhóm hydroxyl lần lượt là 5,41-5,76 và 2,74-2,79 μ. Cấu trúc của (-)-HCA lacton đã được chứng minh bằng phổ IR và ¹H NMR. (-)-HCA lacton thể hiện rõ dải sóng phổ IR tại 3200, 1760 và 1680 cm^-1. Quang phổ ¹H NMR của (-)-HCA lacton cho thấy 2 proton tại γ-cacbon, nó cho AB quartet tại δ 2.53 và δ 2.74 với J=17.1 Hz và 01 proton tai α-cacbon cho thấy một singlet tại δ 5.15.

Bảng 1.1. So sánh tính chất vật lý của HCA, lacton từ Garcinia và Hibiscus

Mô tả đặc trưng cơ bản và tính chất của HCA được tóm tắt trong Bảng 1.2

b. Tính chất của (-)-HCA

Bảng 1.2. Các đặc trưng cơ bản và tính chất của HCA

c. Những nghiên cứu về các muối kim loại của (-)-HCA

Ibnusaud và những cộng sự [18] đã báo cáo cách chiết tách axit Garcinia từ vỏ quả tươi hoặc khô của G. cambogia, G. indica, và G. atroviridis. Nó bao gồm 4 đến 5 cách chiết quả Garcinia bằng cách nấu với nước trong vòng 20 giờ. Hỗn hợp dịch chiết được cô đặc, xử lý bằng metanol để loại bỏ pectin. Phần nước lọc được xử lý bằng dung dịch xút (NaOH) ở 80⁰C nhằm thu được natri hydroxycitrate [20].

1. Hình 1.18. Cấu trúc các dẫn xuất của axit hydroxycitric

Singh và các cộng sự mô tả việc tổng hợp muối canxi của (-)-HCA. Mặt hạn chế của muối này là không tan nhiều trong nước. Ganga Raju mô tả việc tổng hợp muối canxi và kali của (-)-HCA hay muối hai kim loại natri của (-)-HCA và hiệu quả của nó như là những chất bổ sung ăn kiêng và những sản phẩm thức ăn để giảm cân nặng [20].

Majeed và các cộng sự chỉ ra một cách thức mới để tạo ra HCA dưới dạng bền vững và có hoạt tính sinh học. Phương pháp này bao gồm quá trình chiết (-)-HCA từ quả Garcinia bằng cách sử dụng rượu alkyl, dịch chiết trộn lẫn được xử lý bằng kali hydroxide và kết tủa kali hydroxycitrate hình thành lắng xuống đáy. Tiến trình này được sử dụng để phân lập (-)-HCA cũng như HCK từ nguồn cung cấp tự nhiên là những loài Garcinia, bao gồm G. cambogia và G. Indica. Các tác nhân chiết tách là các loại rượu alkyl, đặc biệt chọn lựa CH₃OH. Dịch chiết được xử lý với các hợp chất kiềm như KOH, K₂CO₃… Hỗn hợp thu được đem sấy khô và pH được điều chỉnh làm dung dịch có tính kiềm, thường giữa khoảng 8÷11,5. Sản phẩm sấy khô tại 25⁰C hoặc hơn, dưới áp suất chân không hoặc tại áp suất khí quyển hoặc dưới khí quyển trơ (ví dụ: N₂). Sản phẩm sấy khô được xay, sàng, trộn và đóng gói dưới 1 lớp N₂­ dày để giữ sản phẩm.

Bhaskaran và Mehta [10] đã công bố phương pháp hình thành muối canxi và kali của HCA và hỗn hợp của chúng. Các tác giả cũng mô tả cách sử dụng những hợp chất muối của (-)-HCA như những phần bổ sung trong khẩu phần ăn kiêng. Phương pháp điều chế hợp chất muối HCA của Bhaskaran và Mehta [9] cung cấp muối tinh khiết, với hàm lượng HCA ít nhất 70 – 75% và lactone hàm lượng không quá 0,5%. Phương pháp bao gồm chiết G. cambogia hoặc G. indica với tác nhân thích hợp là trialkylamin, đặc biệt là tricaprylamin. Xử lý dịch chiết thu được bằng KOH hoặc NaOH và thu lại dung dịch muối kali hoặc muối natri hydroxycitrate. Dùng than hoạt tính để tẩy màu dung dịch muối kali hoặc natri hydroxycitrate thu được. Để thu được muối Ca hydroxycitrate, thì cho dung dịch muối K hoặc Na hydroxycitrate thu được tác dụng với một dung dịch muối Ca (như CaCl₂) thu được hỗn hợp kết tủa có chứa muối canxi không tan của HCA. pH được điều chỉnh thích hợp là trong vùng 9,5 – 11 để thu được chất kết tủa canxi hydroxycitrate. Chất kết tủa được làm sạch và sấy khô để thu được một chất bột canxi hydroxycitrate tinh khiết. Chế phẩm muối Ca của HCA tạo thành có hàm lượng HCA khoảng 72%, hàm lượng canxi khoảng 17% và khoảng 10% khối lượng nước.

Shrivastava và các cộng sự đã đưa ra quy trình tạo muối magie của HCA. Balasubramanyam và những cộng sự [8] đưa ra phương pháp tạo thành cặp muối kim loại hòa tan nhóm IA và IIA của (-)-HCA. Phương pháp này bao gồm (-)-HCA chiết bằng nước và xử lý dịch chiết với các loại hydroxide và clorua kim loại khác nhau để được cặp muối kim loại, sau đó làm kết tủa muối tan hai kim loại bằng cách thêm dung môi phân cực để phân lập muối tan hai kim loại nhóm IA và IIA của (-)-HCA. Dung môi phân cực được sử dụng là dung dịch acetone 80%.

LIÊN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LUAN VAN 2015\HOA HUU CO\MY CAM