Nghiên cứu thành phần hóa học các cấu tử bay hơi trong quả mít chín (Artocarpus Heterophyllus Lamk) - Nguyễn Chí Bảo

Tạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Huế ISSN 1859-1612, Số 03(31)/2014: tr. 53-58 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÁC CẤU TỬ BAY HƠI TRONG QUẢ MÍT CHÍN (ARTOCARPUS HETEROPHYLLUS LAMK.) NGUYỄN CHÍ BẢO - NGUYỄN VĂN HIẾU Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế Tóm tắt: Bằng phương pháp sắc ký khí - khối phổ liên hợp (GC/MS), chúng tôi đã xác định được thành phần các cấu tử bay hơi tạo nên mùi thơm trong quả mít chín (Artocarpus heterophyllus Lamk.). Kết quả cho thấy có 24 cấu tử đã được định danh, trong đó thành phần chính là các este của axit isovaleric như 2-metylbutyl isovalerat (29,770%), butyl isovalerat (28,007%), isoamyl isovalerat (16,368%). Từ khóa: Mít, Artocarpus heterophyllus Lamk., cấu tử bay hơi, este, 2-metylbutyl isovalerat, butyl isovalerat, isoamyl isovalerat. 1. MỞ ĐẦU Cây mít có tên khoa học là Artocarpus heterophyllus Lamk., thuộc họ Dâu tằm (Moraceae) là một cây khá quen thuộc với nhân dân ta. Mít là loại cây gỗ to, cao 15-20 m, có thể hơn. Cành non có lông mềm, cành già nhẵn, màu nâu đen. Lá mọc so le, phiến dày, hình trái xoan rộng hoặc hình trứng ngược, dài 10-15 cm, rộng 6-8 cm, gốc tròn. Hoa đơn tính cùng gốc, cụm hoa đực dài, có lông mềm, gồm nhiều hoa, bao hoa hình ống có hai phiến dính nhau ở đầu, nhị có bao phấn rộng; cụm hoa cái mọc trên thân hoặc cành già, hình bầu dục, có nhiều hoa, bao hoa hình trụ mềm, đầu rất hẹp, bầu có vòi hình sợi. Quả phức to, hình bầu dục đến trứng dài, vỏ ngoài có nhiều gai tầy nhọn, gồm rất nhiều quả thịt mềm; hạt to. Trong loài này, tùy vào đặc điểm của quả người ta còn phân ra làm hai loại, ví dụ như ở nước ta là "mít ráo" (hard jackfruit) và "mít ướt" (soft jackfruit). Ngoài giá trị làm thực phẩm của quả mít thì các bộ phận khác của cây được sử dụng trong y học dân gian Việt Nam để chữa bệnh. Lá mít được dùng làm thuốc lợi sữa; gỗ và lá được dùng làm thuốc an thần, chữa huyết áp cao hay chữa những trường hợp co quắp; hạt mít có tác dụng hạ khí, thông trung tiện; nhựa mít có tác dụng tiêu sưng, giải độc, chữa sưng tấy, mụn nhọt. Ở Indonesia, dịch ép quả mít non có trong thành phần một thuốc uống trị sốt. Nước sắc của lá giã nát được dùng làm nước súc miệng trị đau răng. Ở Ấn Độ người ta còn dùng lá để chữa các bệnh ngoài da và trị rắn cắn, rễ cây sắc nước uống trị ỉa chảy và cùng với vỏ trị các loại viêm gây sốt [1], [2], [3]. Trên thế giới, thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây mít đã được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Kết quả cho thấy cây mít chứa nhiều lớp chất khác nhau trong đó chủ yếu là các flavonoid và có nhiều hoạt tính sinh học đáng quan tâm như chống ung thư, chống oxi hóa, chống viêm, ức chế sinh tổng hợp melanin ... [4], [5]. Về giá trị dinh dưỡng, quả mít là nguồn cung cấp carbohydrat, protein, chất béo, các chất khoáng và vitamin. Trong múi mít khô có 11-15% đường (fructozơ, glucozơ); 1,60% protit; 1-2% muối khoáng; một ít tinh dầu mùi thơm [3], [4]. Tuy nhiên, theo tìm hiểu của chúng tôi hiện nay chưa có tài liệu nào trong nước nghiên cứu về thành phần hóa học 54 NGUYỄN CHÍ BẢO – NGUYỄN VĂN HIẾU của các chất tạo nên mùi thơm trong quả mít chín. Trước đây, chúng tôi đã có những công bố về thành phần hóa học của các bộ phận như vỏ thân và gỗ cây mít. Bài báo này tiếp tục đưa ra các kết quả nghiên cứu về việc chiết xuất, xác định thành phần hóa học các cấu tử bay hơi tạo nên mùi thơm đặc trưng trong quả mít chín nhằm góp phần nghiên cứu một cách đầy đủ về thành phần hóa học của cây mít ở Việt Nam. 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất - Máy GC/MS QP2010 Plus hãng Shimadzu (Nhật Bản). - Bình cầu đáy tròn 1.000 mL, bếp điện, giá sắt, nhánh hứng tinh dầu, ống sinh hàn thẳng. - Nước cất, n-hexan, natri sunfat. 2.2. Mẫu thực vật Quả mít chín được thu mua tại Thừa Thiên Huế, dựa vào đặc điểm của quả và múi cho thấy đây là loại “mít ráo”. Mẫu sau khi đem về được bổ ra, bỏ cuống và xơ, tách lấy múi, bỏ hạt. Sau đó thái nhỏ và tiến hành chưng cất các cấu tử bay hơi bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. 2.3. Thu các cấu tử bay hơi bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước Mỗi lần lấy khoảng 400 gam mẫu nguyên liệu tươi cho vào bình cầu đáy tròn 1000 mL, cho thêm một ít cát để điều hòa sự sôi, đổ nước cất đến 2/3 bình cầu, lắp nhánh hứng, rồi lắp ống sinh hàn và đun trên bếp điện khoảng 4-5 giờ. Hơi nước bay lên kéo theo các cấu tử dễ bay hơi trong mẫu ngưng tụ ở hệ thống sinh hàn làm lạnh rồi chảy xuống nhánh hứng. Các cấu tử ít tan trong nước và nhẹ hơn nước nên phần lớn nằm ở trên. Tuy nhiên, vì hàm lượng các cấu tử chưng cất được rất ít và khó tách riêng nên ở ống nhánh hứng cho vào khoảng 2 mL n-hexan rồi tiến hành chưng cất, phần cấu tử bay hơi khi ngưng tụ sẽ tan vào n-hexan. Tiến hành chưng cất nhiều bình để làm giàu các cấu tử trong n-hexan (qua 6 lần chưng cất). Sau khi chưng cất xong, ta thu lấy phần tan trong n-hexan có màu vàng nhạt, tiến hành làm khan bằng Na2SO4 khan để loại nước và đo GC/MS xác định thành phần hóa học. 2.4. Phân tích thành phần hóa học Thành phần hóa học được xác định bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC/MS), thực hiện trên máy GC/MS QP2010 Plus hãng Shimadzu (Nhật Bản) tại phòng thí nghiệm Phân tích công cụ - trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế; cột Equyty-5 (dài 30,0 m; đường kính trong 0,25 mm; lớp phim dày 0,25 µm), khí mang Heli tốc độ dòng 1,50 mL/phút được giữ ở áp suất cố định 93,1 kPa. Nhiệt độ lò cột 600C, nhiệt độ tiêm 250°C. Chương trình nhiệt độ: 60°C (giữ 1 phút), tăng 5°C/phút đến 1000C, tăng 10°C/phút đến 170°C (giữ 5 phút), tăng 10°C/phút đến 220°C, tăng 20°C/phút đến 300°C (giữ 10 phút). Thư viện phổ NIST-MS Search, Version 2.0 - 2005. NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÁC CẤU TỬ BAY HƠI... 55 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hình 1. Sắc ký đồ GC các cấu tử bay hơi trong quả mít chín (Artocarpus heterophyllus Lamk.) ở Thừa Thiên Huế Từ sắc ký đồ GC/MS các cấu tử dễ bay hơi trong quả mít chín cho thấy có 24 cấu tử đã được định danh. Thành phần hóa học và hàm lượng của chúng được trình bày ở bảng 1, sắp xếp theo thứ tự thời gian lưu (Rt) tăng dần. Bảng 1. Thành phần hóa học các cấu tử bay hơi trong quả mít chín (Artocarpus heterophyllus Lamk.) ở Thừa Thiên Huế STT Thời gian lưu (phút) Hàm lượng (%) Cấu tử 1 3,506 8,098 Butyl etanoat 2 4,131 0,560 Etyl isovalerat 3 4,557 1,477 Isoamyl etanoat 4 6,019 0,679 Propyl isovalerat 5 6,245 0,881 Metyl isobutyl carbinol 6 7,271 0,936 Butyl butanoat 7 7,552 2,501 Isobutyl isovalerat 8 8,638 28,007 Butyl isovalerat 9 8,909 0,468 Isoamyl butanoat 56 NGUYỄN CHÍ BẢO – NGUYỄN VĂN HIẾU 10 8,983 0,308 2-Metylbutyl butanoat 11 10,226 16,368 Isoamyl isovalerat 12 10,298 29,770 2-Metylbutyl isovalerat 13 11,198 0,261 Isobutyl axetoetanoat 14 11,625 0,242 Anđehit β-phenylpropionic 15 12,174 0,304 Butyl caproat 16 12,496 0,990 Decanal 17 13,065 0,277 cis-3-Hexenyl valerat 18 13,188 2,494 Hexyl isovalerat 19 13,344 0,287 Isoamyl caproat 20 13,400 0,361 2-Metylbutyl caproat 21 15,773 0,489 cis-Dodec-5-enal 22 16,049 0,679 Octadecanal 23 16,385 0,224 2-Metyl norbornan 24 20,021 3,341 3-Phenylpropyl butanoat Kết quả này cho thấy trong thành phần các cấu tử bay hơi tạo nên mùi thơm của quả mít chín bao gồm các este (96,495%), andehit (2,400%), ancol (0,881%) và hidrocacbon no (0,224%). Do đó, chúng ta có thể thấy thành phần chính của các cấu tử này là các este. Trong đó, các cấu tử có hàm lượng tương đối lớn là các este của axit isovaleric như 2-metylbutyl isovalerat (29,770%), butyl isovalerat (28,007%), isoamyl isovalerat (16,368%). Kết quả nghiên cứu này phù hợp với [4], [6]; các este chính là thành phần chủ yếu tạo nên mùi thơm đặc trưng của quả mít chín. Bên cạnh đó, thành phần hóa học các cấu tử bay hơi trong quả mít chín ở Thừa Thiên Huế cũng được so sánh với hai loại mít ở Braxin. Kết quả thể hiện ở bảng 2. Bảng 2. So sánh thành phần các cấu tử bay hơi trong quả mít chín ở Thừa Thiên Huế với hai loại mít ở Braxin STT Cấu tử Hàm lượng (%) Mít ráo Thừa Thiên Huế Mít ráo Braxin [7] Mít ướt Braxin [7] 1 Etyl butanoat - 1,3 2,2 2 Butyl etanoat 8,098 4,4 16,5 3 Etyl isovalerat 0,560 6,2 14,4 4 Isoamyl etanoat 1,477 - 12,0 5 Propyl isovalerat 0,679 - 2,4 6 Butyl butanoat 0,936 1,8 1,4 7 Isobutyl isovalerat 2,501 3,0 0,8 8 Butyl isovalerat 28,007 25,6 12,9 9 Isoamyl butanoat - - 1,6 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÁC CẤU TỬ BAY HƠI... 57 10 Pentyl butanoat - 2,0 - 11 Isoamyl isovalerat 16,368 28,4 18,3 12 Butyl caproat - 1,4 0,6 13 Isoamyl caproat 0,287 1,4 0,4 14 2-Metylbutyl isovalerat 29,770 - - Ghi chú: Dấu (-): không có Dựa vào kết quả so sánh các cấu tử bay hơi trong 3 loại mít, chúng tôi nhận thấy có sự khá tương đồng về thành phần một số cấu tử chính tạo nên mùi thơm của quả mít chín. Đó là các este như butyl isovalerat, isoamyl isovalerat, butyl etanoat ... Tuy nhiên, điểm khác biệt lớn ở đây là cấu tử 2-metylbutyl isovalerat trong mít Thừa Thiên Huế chiếm tỉ lệ lớn (29,770%) mà hai loại mít kia không có. 4. KẾT LUẬN Đây là các kết quả nghiên cứu đầu tiên ở trong nước về thành phần hóa học các cấu tử bay hơi tạo nên mùi thơm đặc trưng trong quả mít chín (Artocarpus heterophyllus Lamk.) ở Thừa Thiên Huế. Bên cạnh đó, qua kết quả so sánh với hai loại mít ở Braxin, chúng ta có thể rút ra kết luận rằng các este mà chủ yếu là este của axit isovaleric như butyl isovalerat, isoamyl isovalerat, 2-metylbutyl isovalerat là các cấu tử chính tạo nên mùi thơm của quả mít chín. Kết quả nghiên cứu này có thể gợi mở ra những hướng nghiên cứu mới như tổng hợp các este của axit isovaleric để ứng dụng trong việc tạo ra các nguồn hương liệu phong phú hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Huy Bích và cộng sự (2004). Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam - Tập II. NXB Khoa học và Kỹ thuật - Hà Nội. [2] Võ Văn Chi (1999). Từ điển cây thuốc Việt Nam. NXB Y học. [3] Đỗ Tất Lợi (2004). Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam. NXB Y học. [4] Manjeshwar Shrinath Baliga, Arnadi Ramachandrayya Shivashankara, Raghavendra Haniadka, Jason Dsouza, Harshith P. Bhat (2011). Phytochemistry, nutritional and pharmacological properties of Artocarpus heterophyllus Lamk. (Jackfruit): A review, Vol 44(7), pp. 1800-1811. Food Research International. [5] Om Prakash, Rajesh Kumar, Anurag Mishra, Rajiv Gupta (2009). Artocarpus heterophyllus (Jackfruit): An overview, Vol. 3 (6), pp. 353-358. Pharmacognosy Review. [6] Juliano Lemos Bicas, Gustavo Molina, Ana Paula Dionísio, Francisco Fábio Cavalcante Barros, Roger Wagner, Mário Roberto Maróstica Jr., Gláucia Maria Pastore (2010). Volatile constituents of exotic fruits from Brazil, Vol. 44, pp. 1843- 1855. Food Research International. [7] José Guilherme S. Maia, Eloisa Helena A. Andrade, Maria das Gracas B. Zoghbi (2004). Aroma volatiles from two fruit varieties of jackfruit (Artocarpus heterophyllus Lam.), Vol. 85, pp. 195-197. Food Chemistry. 58 NGUYỄN CHÍ BẢO – NGUYỄN VĂN HIẾU Title: STUDY ON THE CHEMICAL COMPOSITION OF VOLATILE COMPOUNDS IN RIPE JACKFRUIT (ARTOCARPUS HETEROPHYLLUS LAMK.) Abstract: By using combined gas chromatography and mass spectrometry (GC/MS), the aromatic volatile compounds from ripe jackfruit (Artocarpus heterophyllus Lamk.) were analyzed. The result indicated that twenty-four compounds were identified. Among them, the main chemical constituents are esters of isovaleric acid, such as 2-methylbutyl isovalerate (29.770%), butyl isovalerate (28.007%) and isoamyl isovalerate (16.368%). Keywords: Jackfruit, Artocarpus heterophyllus Lamk., volatile compound, ester, 2-methylbutyl isovalerate, butyl isovalerate, isoamyl isovalerate. TS. NGUYỄN CHÍ BẢO Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế ĐT: 0975.00.11.12, Email: baosphoa@gmail.com NGUYỄN VĂN HIẾU Học viên Cao học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế