Chiết xuất các đường Steviol glycoside từ lá cỏ ngọt Stevia rebaudiana Bertoni

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

Chiết xuất các đường Steviol glycoside

từ lá cỏ ngọt Stevia rebaudiana Bertoni

Mã số đề tài

Thuộc nhóm ngành khoa học: Hóa Dược

TP. Hồ Chí Minh, tháng 4/2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

Chiết xuất các đường Steviol glycoside

từ lá cỏ ngọt Stevia rebaudiana Bertoni

Thuộc nhóm ngành khoa học: Hóa Dược

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thời Thịnh Nam, Nữ: Nam

Dân tộc: Kinh

Lớp: DH11SH06 - Khoa Công nghệ Sinh học - Năm thứ: 3 /Số năm đào tạo: 4

Ngành học: Công nghệ Sinh học

Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Minh Hoàng

TP. Hồ Chí Minh, tháng 4/2014

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................................1

PHẦN 1: TỔNG QUAN

I. CHẤT NGỌT THAY THẾ ĐƯỜNG ...........................................................................4

1. Chất ngọt nhân tạo ....................................................................................................4

2. Chất ngọt tự nhiên.....................................................................................................6

II. ĐẠI CƯƠNG CỎ NGỌT.............................................................................................7

1. Thông tin ...................................................................................................................7

2. Nguồn gốc .................................................................................................................7

3. Lịch sử phát triển ......................................................................................................8

4. Phân loại....................................................................................................................9

5. Đặc điểm thực vật học...............................................................................................9

6. Các steviol glycosides trong cỏ ngọt.......................................................................11

7. Phương pháp chiết xuất và tinh chế ........................................................................14

PHẦN 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

I. ĐỐI TƯỢNG THÍ NGHIỆM......................................................................................20

II. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT...................................................................20

1. Dụng cụ ...................................................................................................................20

2.Thiết bị .....................................................................................................................21

3. Hóa chất ..................................................................................................................21

III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................23

1. Quy trình chiết chung..............................................................................................23

2. Phương pháp trích ly...............................................................................................25

3. Các phương pháp kiểm tra độ tinh khiết.................................................................27

4. Phương pháp sắc ký cột để phân tách stevioside từ mẫu steviol glycosides thô ....30

PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

I. KẾT QUẢ KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH TRÍCH LY ....................................................34

1. Kết quả khảo sát tác dụng của Ca(OH)2 đến quá trình lọc......................................34

2. Kết quả khảo sát khối lượng steviol glycosides thô theo thời gian ly trích ............35

II. KẾT QUẢ KHẢO SÁT SẮC KÝ BẢN MỎNG.......................................................36

1. Kết quả khảo sát hệ dung môi.................................................................................36

2. Khảo sát phương pháp hiện hình trong sắc ký bản mỏng.......................................38

3. Kiểm tra mẫu steviol glycosides kết tinh thu được.................................................39

III. ĐỊNH LƯỢNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG GHÉP

KHỐI PHỔ LC – MS......................................................................................................40

IV. KẾT QUẢ KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH SẮC KÝ CỘT............................................41

1. Nạp mẫu ở dạng khô ...............................................................................................41

2. Nạp mẫu ở dạng dung dịch .....................................................................................43

3. Kết quả sắc ký cột các phân đoạn thu được ............................................................43

V. SO SÁNH KẾT QUẢ THU ĐƯỢC VỚI CÁC ĐỀ TÀI TRONG NƯỚC

GẦN ĐÂY ...................................................................................................................416

PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................52

PHỤ LỤC ..........................................................................................................................54

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 So sánh cấu trúc và độ ngọt của các steviol glycosides (sucrose = 1)................13

Bảng 1.2. Ưu và nhược điểm của phương pháp chiết Soxhlet...........................................14

Bảng 3.1 Hiệu suất trích ly steviol glycosides thô có bổ sung Ca(OH)2............................35

Bảng 3.2 Hiệu suất trích ly Soxhlet theo thời gian.............................................................35

Bảng 3.3 Kết quả phân tích với chỉ tiêu rebaudioside A, stevioside..................................41

Bảng 3.4 Các phân đoạn sắc ký cột....................................................................................41

Bảng 3.5 Các phân đoạn sắc ký cột....................................................................................44

Bảng 3.6 So sánh quy trình trích ly và tinh chế .................................................................47

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Saccharin ......................................................................................................................... 4

Hình 1.2. Sodium cyclamate............................................................................................................ 4

Hình 1.3 Aspartame......................................................................................................................... 5

Hình 1.4 Acesulfame K ................................................................................................................... 5

Hình 1.5 Xylitol............................................................................................................................... 6

Hình 1.6. Stevia rebaudiana Bertoni............................................................................................. 10

Hình 1.7 Stevioside ....................................................................................................................... 12

Hình 1.8 Rebaudioside A .............................................................................................................. 13

Hình 1.9 Túi mẫu và hệ thống Soxhlet.......................................................................................... 15

Hình 1.10 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa độ tan và nhiệt độ.................................................... 16

Hình 1.11 Các bước lọc và thu tinh thể ......................................................................................... 17

Hình 2.1 Lá cỏ ngọt khô Stevia rebaudiana Bertoni..................................................................... 20

Hình 2.3 Đèn UV hiện huỳnh quang Vilber Lourmat VL – 6.LC................................................. 22

Hình 2.2 Bếp khuấy từ có gia nhiệt VELP ARE + cá từ............................................................... 22

Hình 2.5 Hệ thống chưng cất thu hồi dung môi ............................................................................ 22

Hình 2.4 Máy sắc ký lỏng ghép khối phổ LC–MS micrOTOF–Q (Bruker, Đức)......................... 22

Hình 2.6 Quá trình chung trích ly stevioside................................................................................. 23

Hình 2.7 Lọc dịch ethanol không bổ sung lọc Ca(OH)2................................................................ 25

Hình 2.8 Lọc dịch ethanol có bổ sung Ca(OH)2............................................................................ 26

Hình 2.9 Bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian trích ly Soxhlet...................................................... 27

Hình 3.1 Không dùng Ca(OH)2 và có dùng Ca(OH)2 ................................................................... 34

Hình 3.2 Khảo sát các hệ sắc ký.................................................................................................... 37

Hình 3.3 Hiện hình bằng tia UV (trái), bằng iod (giữa), bằng H2SO4 10% trong ethanol (phải).. 38

Hình 3.4 Độ tinh khiết của steviol glycosides thô......................................................................... 40

Hình 3.5: Hiện tượng cột sắc ký gãy (trái) và vón cục của nạp mẫu khô (phải)........................... 42

Hình 3.6: Cột sắc ký (trái) và nạp mẫu dạng dung dịch (phải) ..................................................... 43

Hình 3.7: Phân đoạn CN 6 – 7 – 8 (trái) và phân đoạn CN 9 – 10 – 11 (phải) so với stevioside

chuẩn.............................................................................................................................................. 46