Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu tách chiết và nâng cao hàm lượng hoạt chất [6]-shogaol trong cao gừng (Zingiber officinale), fucoidan trong cao rong nâu (Sargassum mcclurei) và apigenin trong cao cần tây (Apium graveolens)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:162

Thêm vào BST

Báo xấu

32
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xây dựng quy trình điều chế cao chiết chứa hợp chất [6]-shogaol trong củ gừng với hàm lượng trên 15%, hợp chất apigenin trong cần tây với hàm lượng trên 85% và fucoidan trong rong nâu với hàm lượng trên 85%; xây dựng quy trình định lượng các hợp chất [6]-shogaol, apigenin, fucoidan bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và phương pháp quang phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis); thẩm định quy trình phân tích định lượng để ứng dụng định lượng hợp chất [6]-shogaol, apigenin, fucoidan trong tương lai.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu tách chiết và nâng cao hàm lượng hoạt chất [6]-shogaol trong cao gừng (Zingiber officinale), fucoidan trong cao rong nâu (Sargassum mcclurei) và apigenin trong cao cần tây (Apium graveolens)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Lê Nguyễn Tường Vi NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ NÂNG CAO HÀM LƯỢNG HOẠT CHẤT 6-SHOGAOL TRONG CAO GỪNG (Zingiber officinale), FUCOIDAN TRONG CAO RONG NÂU (Sargassum mcclurei) VÀ APIGENIN TRONG CAO CẦN TÂY (Apium graveolens) LUẬN VĂN THẠC SĨ: HÓA HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Lê Nguyễn Tường Vi NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ NÂNG CAO HÀM LƯỢNG HOẠT CHẤT 6-SHOGAOL TRONG CAO GỪNG (Zingiber officinale), FUCOIDAN TRONG CAO RONG NÂU (Sargassum mcclurei) VÀ APIGENIN TRONG CAO CẦN TÂY (Apium graveolens) Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 8440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ: HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS. Nguyễn Cửu Khoa Thành phố Hồ Chí Minh – 04/2021
i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn thạc sĩ ngành Hóa hữu cơ với đề tài “Nghiên cứu tách chiết và nâng cao hàm lượng hoạt chất [6]-shogaol trong cao gừng (Zingiber officinale), fucoidan trong cao rong nâu (Sargassum mcclurei) và apigenin trong cao cần tây (Apium graveolens)” là công trình khoa học do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của GS. TS. Nguyễn Cửu Khoa. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Nếu có bất kỳ sự gian dối nào, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Học viên cao học Lê Nguyễn Tường Vi
ii LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ này được thực hiện và hoàn thành tại Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam dưới sự hướng dẫn của GS. TS. Nguyễn Cửu Khoa. Trong thời gian học tập chương trình đào tạo thạc sĩ tại Học viện Khoa học và Công nghệ, tôi nhận được rất nhiều kiến thức bổ ích từ tập thể Giảng viên khoa Hóa học – Học viện Khoa học và Công nghệ. Những kiến thức này giúp tôi có thể phát triển được kĩ năng và tri thức, áp dụng vào đơn vị tôi đang công tác cũng như hoàn thành được luận văn tốt nghiệp này. Để hoàn thành được luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS. TS. Nguyễn Cửu Khoa đã hết lòng hướng dẫn, định hướng và tạo điều kiện cho tôi thực hiện luận văn một cách tốt nhất. Bên cạnh đó, tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô thuộc khoa Hóa học đã luôn sẵn sàng hỗ trợ tôi về kiến thức và tạo điều kiện về trang thiết bị, máy móc có liên quan đến luận văn. Cảm ơn các cán bộ của Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng đã trực tiếp hỗ trợ và giải đáp thắc mắc trong suốt quá trình tôi thưc hiện. Cảm ơn gia đình và tập thể lớp cao học khóa 2018B đã luôn động viên tôi khi thực hiện luận văn tốt nghiệp. Kính chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp khoa học. Chúc các bạn học viên khóa 2018B thành công. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 06 năm 2021 Học viên cao học Lê Nguyễn Tường Vi
iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ đầy đủ Nghĩa tiếng Việt MeCN Acetonitrile Homonuclear Correlated Phổ tương tác proton của các COSY Spectroscopy carbon kế cận nhau CTPT Công thức phân tử brs Mũi đơn rộng d doublet Mũi đôi Distortionles Enhancement DEPT Phổ DEPT by Polarization Transfer D2O Deuterated oxide EtOAc Ethyl acetate EtOH Ethanol EtOH abs EtOH absolute Cồn tuyệt đối Heteronuclear Multiple Bond Phổ tương tác dị hạt nhân qua HMBC Correlation nhiều liên kết High Performance Liquid HPLC Sắc kí lỏng hiệu năng cao Chromatography Heteronuclear Single Phổ tương tác dị hạt nhân qua HSQC Quantum Coherence một liên kết LOD Limit of Detection Giới hạn phát hiện LOQ Limit of Quantitation Giới hạn định lượng m multiplet Mũi đa MeOH Methanol MeOD Deuterated methanol NMR Nuclear Magnetic Resonance Cộng hưởng từ hạt nhân ppm Part per million Một phần triệu q quartet Mũi bốn s singlet Mũi đơn SD Standard Deviation Độ lệch chuẩn RSD Relative Standard Deviation Độ lệch chuẩn tương đối
iv SKĐ Sắc kí đồ t triplet Mũi ba TLC Thin Layer Chromatography Sắc kí lớp mỏng TMS Tetramethylsilane Ultraviolet-visible UV-Vis Phổ tử ngoại-khả kiến spectroscopy Độ chuyển dịch hóa học của δH, δC proton và carbon
v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Danh mục nguyên liệu và hóa chất................................................. 18 Bảng 2.2. Danh mục thiết bị và dụng cụ ......................................................... 20 Bảng 2.3. Dung dịch chuẩn khảo sát khoảng tuyến tính [6]-shogaol ............. 30 Bảng 2.4. Dung dịch chuẩn khảo sát tính tuyến tính của apigenin ................. 33 Bảng 2.5. Dung dịch chuẩn khảo sát tính tuyến tính fucoidan ....................... 37 Bảng 3.2. Ảnh hưởng thời gian đến khả năng trích ly cao gừng .................... 40 Bảng 3.3. Ảnh hưởng thể tích dung môi đến khả năng trích ly cao gừng ...... 41 Bảng 3.4. Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến khả năng trích ly cao gừng ..... 42 Bảng 3.5. Dữ liệu NMR của hợp chất phân lập được từ gừng so với TLTK . 45 Bảng 3.6. Kết quả định lượng [6]-shogaol trong nguyên liệu gừng ............... 46 Bảng 3.7. Kết quả định lượng [6]-shogaol trong mẫu gừng thị trường .......... 47 Bảng 3.8. Kết quả định lượng [6]-shogaol trong mẫu sản phẩm chiết tách ... 47 Bảng 3.9. Kết quả tính tương thích hệ thống [6]-shogaol............................... 49 Bảng 3.10. Độ đặc hiệu của [6]-shogaol ......................................................... 50 Bảng 3.11. Đường chuẩn [6]-shogaol bằng phương pháp HPLC ................... 51 Bảng 3.12. Độ lặp lại của quy trình định lượng [6]-shogaol bằng HPLC ...... 52 Bảng 3.13. Độ đúng của quy trình thẩm định [6]-shogaol ............................. 52 Bảng 3.14. Ảnh hưởng thời gian đến khả năng trích ly cao cần tây ............... 54 Bảng 3.15. Ảnh hưởng thể tích dung môi đến khả năng trích ly cao cần tây . 55 Bảng 3.16. Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến khả năng trích ly cao cần tây 56 Bảng 3.17. Kết quả NMR hợp chất phân lập từ cần tây so với TLTK ........... 59 Bảng 3.18. Kết quả định lượng apigenin trong nguyên liệu cần tây .............. 61 Bảng 3.19. Kết quả định lượng apigenin trong cao cần tây thị trường........... 62 Bảng 3.20. Kết quả định lượng apigenin trong sản phẩm chiết tách .............. 63 Bảng 3.21. Kết quả tính tương thích hệ thống apigenin ................................. 64 Bảng 3.22. Độ đặc hiệu của quy trình thẩm định apigenin ............................. 65 Bảng 3.23. Độ lặp lại của quy trình thẩm định apigenin bằng HPLC ............ 66
vi Bảng 3.24. Đường chuẩn apigenin bằng phương pháp HPLC-PDA .............. 66 Bảng 3.25. Độ đúng của quy trình thẩm định apigenin .................................. 68 Bảng 3.26. Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả năng trích ly rong nâu .................... 69 Bảng 3.27. Ảnh hưởng thời gian đến khả năng trích ly rong nâu ................... 70 Bảng 3.28. Ảnh hưởng thể tích dung môi đến khả năng trích ly rong nâu ..... 71 Bảng 3.29. Kết quả định lượng fucoidan bằng HPLC .................................... 75 Bảng 3.30. Kết quả định lượng fucoidan bằng UV-Vis.................................. 76 Bảng 3.31. Tính tương thích hệ thống fucoidan bằng phương pháp UV-Vis. 76 Bảng 3.32. Độ đặc hiệu của fucoidan dùng phương pháp UV-Vis ................ 77 Bảng 3.33. Khoảng tuyến tính của fucoidan sử dụng phương pháp UV-Vis . 78 Bảng 3.34. Độ lặp lại của quy trình định lượng fucoidan bằng UV-Vis ........ 79 Bảng 3.35. Độ đúng của phương pháp định lượng fucoidan bằng UV-Vis ... 79
vii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Củ gừng (Zingiber officinale). .......................................................... 6 Hình 1.2. Một số hợp chất có trong gừng. ........................................................ 8 Hình 1.3. Cấu trúc hợp chất [6]-shogaol. .......................................................... 9 Hình 1.4. Cần tây (Apium graveolens L.). ...................................................... 10 Hình 1.5. Một số hợp chất trong cần tây. ........................................................ 11 Hình 1.6. Cấu trúc hợp chất apigenin. ............................................................ 13 Hình 1.7. Rong nâu (Sargassum mcclurei). .................................................... 14 Hình 1.8. Một số hợp chất có trong rong nâu. ................................................ 15 Hình 1.9. Cấu trúc hợp chất fucoidan. ............................................................ 17 Sử dụng dung môi chiết ban đầu là ethanol đối với gừng. ............................. 39 Hình 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly cao gừng. .............. 39 Hình 3.2. Ảnh hưởng thời gian đến khả năng trích ly cao gừng..................... 40 Hình 3.3. Ảnh hưởng thể tích dung môi đến khả năng trích ly gừng. ............ 41 Hình 3.4. Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến quá trình trích ly gừng. ........... 42 Hình 3.5. Quy trình chiết xuất [6]-shogaol trong cao gừng ............................ 43 Hình 3.6. TLC các phân đoạn cao gừng và so chuẩn. .................................... 45 Hình 3.7. Cấu trúc hợp chất phân lập từ củ gừng. .......................................... 46 Hình 3.8. Sắc ký đồ mẫu nguyên liệu gừng. ................................................... 47 Hình 3.9. Sắc ký đồ mẫu gừng thị trường. ...................................................... 47 Hình 3.10. Sắc ký đồ mẫu sản phẩm cao gừng chiết tách. ............................. 48 Hình 3.11. Sắc ký đồ mẫu thẩm định tính tương thích hệ thống [6]-shogaol. 49 Hình 3.12. SKĐ độ đặc hiệu của [6]-shogaol ................................................. 50 Hình 3.13. Đồ thị đường chuẩn [6]-shogaol bằng phương pháp HPLC. ........ 51 Hình 3.14. SKĐ khoảng tuyến tính [6]-shogaol bằng phương pháp HPLC. .. 51 Hình 3.15. Ảnh hưởng thời gian đến khả năng trích ly cao cần tây. .............. 54 Hình 3.16. Ảnh hưởng thể tích dung môi đến khả năng trích ly cao cần tây. 55 Hình 3.17. Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến khả năng trích ly cao cần tây. 56
viii Hình 3.18. Quy trình chiết xuất apigenin từ cần tây. ...................................... 59 Hình 3.19. TLC cao cần tây (a) và apigenin (b) soi dưới đèn UV.................. 59 Hình 3.20. Cấu trúc hợp chất phân lập được từ cần tây.................................. 61 Hình 3.21. Sắc ký đồ mẫu apigenin chuẩn 5 ppm. ......................................... 61 Hình 3.22. Sắc ký đồ mẫu nguyên liệu cần tây. .............................................. 62 Hình 3.23. Sắc ký đồ apigenin trong cao cần tây thị trường........................... 62 Hình 3.24. Sắc ký đồ mẫu apigenin của sản phẩm chiết tách. ........................ 63 Hình 3.25. Sắc ký đồ thẩm định tính tương thích hệ thống apigenin. ............ 64 Hình 3.26. Độ đặc hiệu mẫu trắng (a); apigenin chuẩn (b); mẫu thử 10 ppm (c). ......................................................................................................................... 65 Hình 3.27. Đồ thị đường chuẩn apigenin bằng phương pháp HPLC-PDA .... 67 Hình 3.28. SKĐ đường chuẩn apigenin bằng phương pháp HPLC. ............... 67 Hình 3.29. Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả năng trích ly rong nâu. ................... 69 Hình 3.31. Ảnh hưởng thể tích dung môi đến khả năng trích ly rong nâu. .... 72 Hình 3.32. Cấu trúc hợp chất phân lập từ rong nâu. ....................................... 73 Hình 3.33. Quy trình chiết xuất fucoidan từ rong nâu. ................................... 74 Hình 3.34. Sắc ký đồ mẫu fucoidan chuẩn (a), mẫu nguyên liệu (b), mẫu sản phẩm thị trường (c), mẫu sản phẩm chiết (d). ................................................. 76 Hình 3.35. Phổ đồ của mẫu chuẩn và mẫu thử fucoidan 50 ppm. .................. 77 Hình 3.36. Đồ thị đường chuẩn fucoidan bằng phương pháp UV-Vis. .......... 78
1 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. 1 LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. iii DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................ v DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .................................................................. vii MỤC LỤC ......................................................................................................... 1 MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................. 6 1.1. CỦ GỪNG (ZINGIBER OFFICINALE) .................................................... 6 1.1.1. Mô tả thực vật ......................................................................................... 6 1.1.2. Phân bố .................................................................................................... 6 1.1.3. Thành phần hoá học của gừng ................................................................ 7 1.1.4. Hoạt tính sinh học của gừng.................................................................... 8 1.1.5. Một số nghiên cứu về [6]-shogaol trong gừng (Zingiber officinale) ...... 8 1.2. CẦN TÂY (APIUM GRAVEOLENS L.) ................................................... 9 1.2.1. Mô tả thực vật ......................................................................................... 9 1.2.2. Phân bố .................................................................................................. 10 1.2.3. Thành phần hóa học của cần tây ........................................................... 10 1.2.4. Hoạt tính sinh học của cần tây .............................................................. 11 1.2.5. Một số nghiên cứu về apigenin trong cần tây (A.graveolens L.) .......... 12 1.3. RONG NÂU (SARGASSUM MCCLUREI) ............................................. 13 1.3.1. Mô tả thực vật ....................................................................................... 13 1.3.2. Phân loại và phân bố ............................................................................. 13 1.3.3. Thành phần hóa học của rong nâu ........................................................ 14 1.3.4. Hoạt tính sinh học của rong nâu............................................................ 15 1.3.5. Một số nghiên cứu về fucoidan trong rong nâu .................................... 16 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 18
2 2.1. NGUYÊN LIỆU - HÓA CHẤT ............................................................... 18 2.2. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ ....................................................................... 19 2.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ................................................................. 20 2.4. TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 21 2.4.1. Khảo sát điều kiện chiết tách ................................................................ 21 2.4.2. Chiết xuất, phân lập hợp chất ................................................................ 22 2.4.3. Phương pháp định lượng bằng HPLC ................................................... 23 2.4.4. Phương pháp định lượng bằng UV-Vis ................................................ 24 2.4.5. Thẩm định phương pháp định lượng..................................................... 24 2.4.6. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................... 27 2.5. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH, NÂNG HÀM LƯỢNG, ĐỊNH LƯỢNG VÀ THẨM ĐỊNH QUY TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG [6]-SHOGAOL TRONG CỦ GỪNG ............................................................................................................. 28 2.5.1. Chiết tách [6]-shogaol từ củ gừng ......................................................... 28 2.5.2. Định lượng [6]-shogaol bằng phương pháp HPLC............................... 28 2.5.3. Thẩm định quy trình phân tích [6]-shogaol từ củ gừng ........................ 29 2.6. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH, NÂNG HÀM LƯỢNG, ĐỊNH LƯỢNG VÀ THẨM ĐỊNH QUY TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG APIGENIN TRONG CẦN TÂY ................................................................................................................. 31 2.6.1. Chiết tách apigenin từ cần tây ............................................................... 31 2.6.2. Định lượng apigenin bằng phương pháp HPLC-PDA .......................... 32 2.6.3. Thẩm định quy trình phân tích apigenin từ cần tây .............................. 32 2.7. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH, NÂNG HÀM LƯỢNG, ĐỊNH LƯỢNG VÀ THẨM ĐỊNH QUY TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG FUCOIDAN TRONG RONG NÂU ................................................................................................................ 34 2.7.1. Chiết xuất fucoidan từ rong nâu ............................................................ 34 2.7.2. Định lượng fucoidan bằng phương pháp HPLC ................................... 35 2.7.3. Định lượng fucoidan bằng phương pháp UV-Vis................................. 35
3 2.7.4. Thẩm định quy trình phân tích fucoidan từ rong nâu bằng UV-Vis ..... 36 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 39 3.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU [6]-SHOGAOL TỪ CỦ GỪNG .................. 39 3.1.1. Điều kiện chiết tách [6]-shogaol ........................................................... 39 3.1.2. Quy trình chiết xuất [6]-shogaol ........................................................... 42 3.1.3. Định lượng [6]-shogaol bằng phương pháp HPLC............................... 46 3.1.4. Thẩm định quy trình định lượng [6]-shogaol từ củ gừng ..................... 48 3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU APIGENIN TỪ CẦN TÂY ......................... 53 3.2.1. Điều kiện chiết tách apigenin ................................................................ 53 3.2.2. Quy trình chiết xuất apigenin ................................................................ 56 3.2.3. Định lượng apigenin bằng phương pháp HPLC-PDA .......................... 61 3.2.4. Thẩm định quy trình định lượng apigenin từ cần tây ........................... 63 3.3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU FUCOIDAN TỪ RONG NÂU .................... 69 3.3.1. Điều kiện chiết tách fucoidan từ rong nâu ............................................ 69 3.3.2. Quy trình chiết xuất fucoidan từ rong nâu ............................................ 72 3.3.3. Định lượng fucoidan bằng phương pháp HPLC ................................... 75 3.3.4. Định lượng fucoidan bằng phương pháp UV-Vis................................. 76 3.3.5. Thẩm định quy trình định lượng fucoidan bằng UV-Vis ..................... 76 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................. 81 4.1. KẾT LUẬN .............................................................................................. 81 4.2. KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 83 PHỤ LỤC ........................................................................................................ 90
4 MỞ ĐẦU Hóa học các hợp chất thiên nhiên nói chung và hợp chất có hoạt tính sinh học nói riêng là một trong những hướng đã và đang được nhiều nhà khoa học quan tâm. Theo Tổ chức y tế thế giới (WHO), khoảng 80% dân số hiện nay vẫn dựa vào thuốc có nguồn gốc tự nhiên trong chăm sóc sức khỏe. Sự kết hợp những phương pháp phân tích hiện đại như: quang phổ hồng ngoại (IR), cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), phổ hấp thu quang (UV-Vis)… trong lĩnh vực nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên cùng với việc làm sáng tỏ cấu trúc, hoạt tính của các hợp chất có dược tính đã góp phần củng cố và phát triển, nâng cao công dụng y học cổ truyền. Dược điển các nước châu Á như Việt Nam, Hàn Quốc, Trung Quốc, Nhật Bản đều có các chuyên luận riêng về dược liệu. Một số chuyên luận dược liệu cũng đã được đưa vào Dược điển Mĩ, châu Âu... Vì vậy, WHO đã nhấn mạnh việc đảm bảo chất lượng của các loại thuốc cổ truyền phải dựa trên các kỹ thuật phân tích hiện đại kết hợp với việc sử dụng chất chuẩn phù hợp. Do đó, việc chiết xuất, thiết lập quy trình và thẩm định quy trình định lượng ngày càng trở nên cần thiết với công tác đảm bảo chất lượng thuốc, từ lựa chọn nguyên liệu đầu vào đến việc xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cũng như giám sát chất lượng thuốc lưu hành của cơ quan quản lý. Loài gừng (Zingiber officinale), cần tây (Apium graveolens), rong nâu (Sargassum mcclurei) từ lâu đã được dùng làm thực phẩm và có công dụng trị bệnh trong dân gian. Các nhà khoa học đã xác định trong củ gừng có chứa hợp chất [6]-shogaol, trong cần tây chứa hợp chất apigenin, trong rong nâu chứa hợp chất fucoidan có nhiều hoạt tính sinh học như ức chế tế bào ung thư, kháng virus, chống gốc tự do…Tuy nhiên, vẫn cần có những nghiên cứu cụ thể hơn về các tác dụng sinh học của những loài cây này, nhằm đưa vào phục vụ cho việc chăm sóc và nâng cao sức khỏe con người. Xuất phát từ thực tế này, luận văn “Nghiên cứu tách chiết và nâng cao hàm lượng hoạt chất [6]-shogaol
5 trong cao gừng (Zingiber officinale), fucoidan trong cao rong nâu (Sargassum mcclurei) và apigenin trong cao cần tây (Apium graveolens)” được thực hiện với ba mục tiêu chính như sau: 1. Xây dựng quy trình điều chế cao chiết chứa hợp chất [6]-shogaol trong củ gừng với hàm lượng trên 15%, hợp chất apigenin trong cần tây với hàm lượng trên 85% và fucoidan trong rong nâu với hàm lượng trên 85%. 2. Xây dựng quy trình định lượng các hợp chất [6]-shogaol, apigenin, fucoidan bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và phương pháp quang phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis). 3. Thẩm định quy trình phân tích định lượng để ứng dụng định lượng hợp chất [6]-shogaol, apigenin, fucoidan trong tương lai.
6 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. CỦ GỪNG (Zingiber officinale) 1.1.1. Mô tả thực vật Gừng (Zingiber officinale) thuộc họ Zingiberaceae, là cây thảo sống lâu năm, mọc nơi đất ẩm, thường có mùi thơm. Thân rễ (thường gọi là củ) không có hình dạng nhất định, do các bẹ lá ôm chặt nhau tạo thành thân giả, cao dưới 1 m, thường phân nhánh, dài 3 cm đến 7 cm, dày 0,5 đến 1,5 cm, nằm ngang dưới mặt đất, chứa nhiều chất dự trữ [1-3, 4]. Mặt ngoài màu trắng tro hay vàng nhạt, có vết nhăn dọc. Mặt cắt ngang có sợi thưa. Mùi thơm, vị cay nóng [4]. Lá gồm có: bẹ lá, cuống lá, lưỡi lá và phiến lá. Hoa lưỡng tính, đối xứng hai bên, có màu sắc, kích thước trung bình hoặc lớn [1-3]. Hình 1.1. Củ gừng (Zingiber officinale). 1.1.2. Phân bố Với 150 loài gừng khác nhau trên thế giới đã được nghiên cứu, chi gừng được đánh giá là chi quan trọng trong các loài thực vật cho vị cay. Loài gừng phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới, đặc biệt là Đông Nam Á. Ở Việt Nam, loài gừng Z. officinale được trồng từ Bắc vào Nam, đặc biệt là các tỉnh miền núi và hải đảo [1,5]. Việt Nam có khoảng 14 chi, 64 loài đã được khai thác và sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong đó, loài Zingiber officinale được sử dụng
7 rộng rãi lâu đời, đồng thời còn là nguồn dược liệu với nhiều tác dụng như chữa nôn mửa, cảm lạnh, viêm khớp, kháng viêm…[6] 1.1.3. Thành phần hoá học của gừng Nhựa dầu gừng có màu vàng sậm, mùi thơm đặc trưng, vị cay, là chất lỏng sệt, chứa 20-25% tinh dầu và 20-30% chất cay. Có khoảng 100 hợp chất trong nhựa dầu gừng [7-10]. Các hợp chất tạo nên vị cay trong gừng gồm zingerone, gingerol, gingerdiol, shogaol… [3,5,6,11]. Gừng tươi nhiều gingerol nhưng khi mất nước dần chuyển thành nhóm hợp chất shogaol, vì thế gừng khô cay hơn [12].
8 Hình 1.2. Một số hợp chất có trong gừng. 1.1.4. Hoạt tính sinh học của gừng Y học hiện đại đã có những kết luận về tác dụng dược lý của gừng như sau: - Chống ung thư: gingerol và shogaol được chứng minh là các hợp chất gây độc tế bào ung thư liên quan tới chu trình apoptosis [13], ức chế hình thành mạch và là hướng nghiên cứu đầy triển vọng trong phát triển thuốc chống ung thư thế hệ mới [14-16]. Tác dụng của [6]-shogaol được chứng minh là mạnh hơn nhiều so với [6]-gingerol. - Kháng khuẩn: sự có mặt của các loại tinh dầu như camphene, linalool, α-pinene và borneol nên gừng có thể ức chế một số loại vi khuẩn như A. niger, S. cerevisiae, Mycoderma spp., L. acidophilus [17-20]. - Kháng viêm: Các hợp chất phenolic, đặc biệt là gingerol trong gừng đã được chứng minh là có khả năng chống viêm [21]. - Chống oxy hóa: Hoạt tính chống oxy hóa của gừng được chứng minh trong các nghiên cứu in vitro và in vivo trên tác dụng ức chế quá trình peroxyd hóa lipid, ngăn chặn tăng cholesterol, tăng glutathione cũng như loại bỏ các gốc tự do trên mô hình động vật [2,9,22]. - Ngoài ra gừng còn có khả năng chữa trị Đau bụng lạnh, đầy trướng không tiêu, nôn mửa, tứ chi lạnh, ho suyễn [4]. 1.1.5. Một số nghiên cứu về [6]-shogaol trong gừng (Zingiber officinale) [6]-shogaol ((E)-1-(4-hydroxy-3-methoxy phenyl) dec-4-en-3-on) tan được trong methanol và ethanol, tan ít trong chloroform và ethyl acetate, rất khó phát hiện trong gừng tươi do hàm lượng thấp nhưng lại có tác dụng vượt trội hơn [6]-gingerol nhiều về tác dụng chống viêm, chống oxi hóa và điều trị ung thư. Nhóm shogaol là nhóm hợp chất bị biến đổi bởi gingerol theo cơ chế loại nước trong quá trình gia nhiệt và nó còn cay hơn cả gingerol [23]. Nhóm shogaol
9 thường được biết ở dạng [6]-shogaol, chúng là kết quả của việc khử nhóm OH ở C-5 với sự hình thành của liên kết đôi giữa C-4 và C-5 sau khi gingerol bị tách nước. Năm 2007, Chen C.Y. cùng cộng sự đã nghiên cứu khả năng gây apoptosic của tế bào ung thư gan người p53 từ [6]-shogaol thông qua cơ chế phụ thuộc caspase qua trung gian stress oxy hóa [24]. Năm 2019, Uddin M.D. và Sang-Youel Park đã nghiên cứu về sự giảm lượng autophagy bởi [6]-shogaol với tế bào ung thư gan người với TRAIL gây ra apoptosis thông qua p53 và ROS [25]. Yếu tố hoại tử khối u (TNF) liên quan đến quá trình apoptosis tạo ra ligand TRAIL (thuộc nhóm TNF). Người ta đã chứng minh rằng [6]‑shogaol, một thành phần có hoạt tính sinh học của gừng, có tác dụng chống viêm và chống ung thư, làm giảm sự lan truyền tế bào khối u và gây chết tế bào ung thư gan qua trung gian TRAIL. Nghiên cứu đã xác định TRAIL và [6]‑shogaol đã cùng nhau điều chỉnh tăng biểu hiện protein ức chế 53 (p53) của khối u và thay đổi màng tế bào của ty thể (MTP). Tóm lại, sử dụng TRAIL kết hợp với [6]‑shogaol có thể là phương pháp điều trị phù hợp để điều trị ung thư tế bào gan Huh7. Hình 1.3. Cấu trúc hợp chất [6]-shogaol. 1.2. CẦN TÂY (Apium graveolens L.) 1.2.1. Mô tả thực vật Cần tây (Apium graveolens L.), thuộc họ cần (Apiaceae), là loại cây được trồng rất phổ biến trên thế giới và được di thực về trồng ở Việt Nam, có nguồn gốc
10 từ châu Á và châu Âu. Cây thân thảo, lưỡng tính, cao 15 – 150 cm, thân mọc thẳng đứng, nhẵn, có nhiều rãnh dọc, chia nhiều cành, mùi thơm mạnh. Lá mọc xen, màu xanh lục, mỏng, cuống lá có bẹ to, lá chia ba thùy, thùy cuối có dạng hình thoi. Cụm hoa chùm hình tán kép, mọc đối diện lá, mỗi tán mang 10 – 12 hoa. Hoa trắng, tán hoa từ 7-25 hoa, hoa có kích thước 6-9 mm theo chiều ngang. Quả hình trứng, màu nâu, cuống quả dài 1-1,5 mm, có 6 cánh, mép ngoài mỗi cánh màu vàng nhạt. Rễ chùm màu nâu nhạt, có nhiều rễ con. Mùi thơm đặc trưng, vị đắng, hơi cay [4]. Cây ra hoa và quả từ tháng 4 đến tháng 7 [26]. Hình 1.4. Cần tây (Apium graveolens L.). 1.2.2. Phân bố Cần tây có nguồn gốc từ châu Âu, phạm vi trồng trọt và tiêu thụ rất rộng lớn và nó còn được tìm thấy ở các nước châu Phi, Iran, Ấn Độ và Hoa Kỳ. Từ thời cổ đại, cây đã được trồng và sử dụng như một loại rau ăn và là một vị thuốc phổ biến trong nhiều nền y học cổ truyền. 1.2.3. Thành phần hóa học của cần tây Phân tích thành phần hóa học từ chiết xuất ethanol của Apium graveolens L. cho thấy sự hiện diện của: Monoterpernes: limonene (73,14%), myrcene (1,14%), beta-pinene (0,79%), beta-caryophyllene (0,54%) …[27] Sesquiterpenes: beta-selinene (10,15%), alpha-selinene (1,67%) … [27]