Tiểu Luận Môn Sinh Hóa Các Hợp Chất Tự Nhiên Có Hoạt Tính Sinh Học Đề Tài Trích Ly Các Hợp Chất Tự Nhiên Có Hoạt Tính Sinh Học Từ Cây Tía Tô Và Cơ Chế Tác Động Hoạt Tính.docx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA SINH HỌC – CNSH BỘ MÔN SINH HÓA CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC ĐỀ TÀI TRÍCH LY CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ CÂY TÍA TÔ VÀ CƠ CHẾ TÁ[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA SINH HỌC – CNSH

BỘ MÔN SINH HÓA

CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC

ĐỀ TÀI:

TRÍCH LY CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC

TỪ CÂY TÍA TÔ VÀ CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG HOẠT TÍNH

MỤC LỤC

1 TỔNG QUAN VỀ CÂY TÍA TÔ 10

1.1 Tên khoa học 10

1.2 Mô tả đặc điểm hình thái thực vật 11

1.3 Đặc điểm sinh thái 11

1.4 Nguồn gốc và phân bố 11

1.5 Thành phần dinh dưỡng 12

1.6 Công dụng của cây tía tô 12

1.6.1 Lá cây tía tô được dùng làm rau gia vị 12

1.6.2 Các bộ phận cây tía tô được dùng làm thuốc 13

2 TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU TÍA TÔ 13

2.1 Tinh dầu tía tô 13

2.2 Tính chất vật lý 13

2.3 Thành phần hóa học của tinh dầu tía tô 14

2.3.1 Phân loại chính 14

2.3.2 Một số thành phần chính trong tinh dầu tía tô 15

3 GIỚI THIỆU VỀ MỘT VÀI THÀNH PHẦN CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG TÍA TÔ VÀ HOẠT TÍNH ĐẶC TRƯNG 15

3.1 Perrilla Alcohol 15

3.1.1 Tổng quan 15

3.1.2 Cơ chế tác dụng và ứng dụng 16

3.2 Linalool 16

3.2.1 Tổng quan 16

3.2.2 Cơ chế tác dụng và ứng dụng 16

3.3 Perilla Aldehyde 17

2

3.3.1 Tổng quan 17

3.3.2 Cơ chế và ứng dụng 17

4 CÁC PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY TINH DẦU TÍA TÔ 18

4.1 Phương pháp tẩm trích 18

4.1.1 Tâm trích bằng dung môi dễ bay hơi 18

4.1.2 Nguyên tắc 18

4.1.3 Quy trình tẩm trích 18

4.1.4 Ưu và khuyết điểm: 19

4.2 Phương pháp chưng cất hơi nước 20

4.2.1 Lý thuyết chưng cất 20

4.2.2 Nguyên tắc 20

4.2.3 Ưu điểm 20

4.2.4 Khuyết điểm 20

4.2.5 Sự khuếch tán 21

4.2.6 Sự thủy giải 21

4.2.7 Nhiệt độ 21

5 CÁC PHƯƠNG PHÁP MỚI TRONG TRÍCH LY TINH DẦU 22

5.1 Vi sóng 22

5.1.1 Hiện tượng làm nóng 22

5.1.2 Hiện tượng làm nóng vật chất bởi vi sóng 23

5.1.3 Ly trích dưới sự hỗ trợ của vi sóng 23

5.2 Siêu âm 24

5.2.1 Nguyên tắc 24

5.2.2 Hiện tượng tạo bọt và vỡ bọt 24

5.2.3 Bồn siêu âm 24

6 TỔNG KẾT 25

6.1 So sánh 25

TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

LỜI MỞ ĐẦU

Tía tô là một loại rau gia vị phổ biến đối với người dân Việt Nam Rau tía tô có mùi thơm,

vị cay đặc trưng, tính ấm Tía tô là một loại cây dễ trồng và được trồng nhiều ở vùng nôngthôn, lá được dùng để ăn sống hoặc nấu chín làm gia vị cho một số món ăn ngon Đồng thời,tía tô cũng là một loại thuốc chữa bệnh và phòng bệnh theo y học cổ truyền

Các thử nghiệm lâm sàng và nghiên cứu đã cho thấy rõ tác dụng của tía tô trong các hoạtđộng chữa bệnh gout (và các chứng đi kèm như kháng viêm, lợi tiểu), kháng khuẩn (thấp hơncác loài khác trong cùng họ Hoa môi), chống sự oxy hóa

Tương tự như các loài có hương thơm được chiết tinh dầu, tinh dầu tía tô cũng có nhữngthành phần cơ bản giúp an thần (linalool), kháng khuẩn (PAE), kháng viêm – lành vết thương

lở loét (tannin, glucosid),…

Trong bài sau sẽ giới thiệu tổng quan về cây tía tô, tinh dầu tía tô, các đại diện đặc trưng

có hoạt tính sinh học trong tía tô và phương pháp trích ly tinh dầu tía tô

4

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

PAE(1): Perilla Aldehyde

PA(2): Perilla Alcohol

(1): (Ghi chú thêm – xem ở mục TÀI LIỆU THAM KHẢO)

Bảng 2: Thành phần hóa học có trong tinh dầu tía tô ở Việt Nam(4)

A: phương pháp chưng cất hơi nước cổ điển

B: phương pháp chưng cất có sự tham gia của vi sóng không cho thêm nước.C: phương pháp chưng cất có sự tham gia của vi sóng cho thêm nước

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 Perilla Alcohol

Hình 3 Perilla Aldehyde

Hình 2 Linalool

10

Hình 4 Phương pháp tẩm trích

Hình 5 Phương pháp chưng cất hơi nước

Hình 6 Phương pháp trích ly sử dụng lò vi

1 TỔNG QUAN VỀ CÂY TÍA TÔ

 Perilla frutescens.

 Tên đồng nghĩa: Perilla macrostachya, Perilla nankinensis (Lour.) Decne,

Perilla ocymoides, Perilla urticifolia, Ocimum frutescens.

 Tên nước ngoài: Perilla, Purple common perrilla (Anh), Pérille (Pháp)

 Tên gọi khác: tử tô, tô ngạnh, tô diệp hay é tía

 Phân loại khoa học

 Giới (regnum): Plantae

 Bộ (ordo): Lamiales

 Họ (famila): Lamiaceae

 Chi (genus): Perilla L.

 Loài (species): P.frutescens.

 Các phân loài (subspecies): có 8-10 phân loài

 Về phương diện thực vật:

 Perilla frutescens var crispa: thường trồng để lấy lá làm rau và gia vị, rất được

ưa chuộng tại Nhật

 Perilla frutescens var frutescens: trồng lấy hạt, ép lấy dầu, dùng phổ biến tại

Hàn quốc ( hạt gọi là deulggae= mè hoang)

Ngoài ra, các nhà khoa học còn tuyển chọn và biến đổi ‘gen’ để tạo ra các chủng trồng(taxon) tùy mục đich sử dụng riêng biệt, gia tăng thêm thành phần từng loại tinh dầu trongtừng taxon (như các chemotypes PA, PK, EK,PL, PP và C,…)

 Dựa trên màu sắc của lá, những nhà vườn (đặc biệt là tại Nhật) cho lai tạo thêm nhữngchủng loại mới :

 Perilla frutescens var purpurea : lá gần như tía hoàn toàn.

 Perilla frutescens var crispa forma discolor (Nhật: katamenjiso): chỉ mặt dưới

phiến lá toàn màu tía

 Perilla frutescens var crispa forma viridi-crispa (Nhật : chirimenaojiso): lá màu

xanh nhăn nheo

 Những nhà trồng cây cảnh cũng lai tạo chủng Perilla frutescens thành những cây trangtrí có lá màu sắc đẹp :

12

 Perilla frutescens var nankinensis , được người Anh ưa chuộng từ 1855, tên cũ

là - Perilla nankinensis Lá lớn, mỏng, màu tím pha sáng hay nâu đỏ bóng, óng ánh bạc,gân rất mảnh, có lông

 Perilla frutescens var variegata : Lá màu tím hay nâu với các vạch đốm màu

trắng, khá đẹp

 Perilla frutescens var.laciniata : Lá xẻ thùy sâu đến gần giữa phiến, nhăn nheo.

Tía tô là cây thảo thuộc họ hoa môi (có khoảng 236-263 chi với khoảng 6.900-7.173 loài)

 Cây cao từ 0,5 - 1m, thân vuông có rãnh dọc và có lông, có tinh dầu thơm

 Lá đơn, mọc đối chéo chữ thập, phiến mỏng, hình trứng rộng, kích thước 7-13×5-9 cm,đỉnh lá nhọn, gốc tròn, mép khía răng cưa, mặt dưới tím tía, có khi hai mặt đều tía, nâu haymàu xanh lục có lông nhám

 Hoa nhỏ màu trắng hay tím nhạt mọc thành chum ở đầu cành hoặc nách lá, mọc đối.Phát hoa mọc thẳng đứng, chồi ngọn có thể tiếp tục mọc, không ngừng Trục hoa có lông rậmmàu đỏ Mỗi đốt trên trục có hai hoa, mỗi hoa có 4 tiểu nhị không thò ra ngoài hoa Hoa dạngmôi: cánh chẻ đôi, dài 4 mm, môi trên có ba thùy, môi dưới một thùy Cuống hoa khoảng 2mm

 Quả bế, hình trứng hoặc gần như cầu, đường kính khoảng 1.5 mm, khi non màu trắngngà, khi chín màu nâu nhạt, vỏ quả mỏng và giòn, dễ vỡ Quả có 4 hạch nhỏ, mỗi hạch chứamột hạt màu trắng ngà Vỏ hạt mỏng, có màng, trong hạt có 2 lá mầm màu ngà có dầu

 Cây trổ hoa, ra quả vào tháng 9-10 hàng năm Toàn cây có tinh dầu thơm và có lông

 Tía tô là cây ưa sáng và ưa ẩm, thích nghi với những vùng khí hậu ôn hòa, thích hợpvới đất thịt, đất phù sa Ở những vùng có khí hậu nhiệt đới điển hình như các tỉnh phía nam,cây chỉ trồng được vào mùa mưa

 Tía tô ra hoa kết quả nhiều Sau khi quả già, cây tàn lụi, hạt giống phát tán ra xungquanh, đến mùa mưa ẩm năm sau mới nảy mầm

Ở Việt Nam, người ta trồng tía tô ở khắp nơi và gần như quanh năm Mỗi hecta cần 20

-30 kg hạt giống và thời kỳ gieo hạt tốt nhất vào tháng 1-2 dương lịch Thông thường mỗi câychỉ hái 2 - 3 lần lá Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà có cách gieo trồng, thu hoạch khácnhau

Tuy nhiên, do nhu cầu sử dụng rau gia vị nhiều nên ở vùng ngoại thành Hà Nội người ta

có thể trồng tía tô quanh năm Ở Hàn Quốc, Nhật Bản và Trung Quốc, tía tô được trồng đếnhàng chục ngàn hecta để thu hoạch hoặc chưng cất tinh dầu

 Nguồn gốc bản địa của Chi tía tô (Perilla) trải rộng từ Ấn Độ đến Đông Nam Á.

 Loài cây tía tô (Perilla frutescens) được xác định có nguồn gốc ở vùng

núi Himalaya đến vùng Đông Nam Á Ở Trung Quốc cây tía tô được trồng ít nhất từ 500năm trước Công nguyên Ở Nhật Bản cây tía tô được trồng vào khoảng từ thế kỷ thứ 7 - 9sau Công nguyên Loài cây này được du nhập vào Mỹ làm cây cảnh và đã trở thành loàithực vật xâm lấn

 Hiện nay, có những loại tía tô sau:

 Tía tô lá tím (P frutescens var crispa): Gốc Trung Quốc và Nhật Bản, thường

trồng để lấy lá làm rau và gia vị

 Tía tô lá xanh (hay tía tô lá mè) (P frutescens var Frutescens): Ở Hàn Quốc,

thường gọi là mè hoang dại, được trồng để lấy hạt, ép lấy dầu

 Tía tô hai màu (P frutescens var Crispa forma): là dạng lá phía trên màu xanh,

phía dưới màu tím

 Tía tô mép lá quăn (Perilla ocymoides L.var bicolorlaciniata) có giá trị sử

 Trong lá tía tô rất giàu chất xơ dinh dưỡng (dietary fiber), giàu chất khoáng dinhdưỡng (dietary minerals) như canxi (calcium), sắt (iron), kali (potassium) và vitamin B, C,Niacin, Thiamine và Riboflavin

Xem Bảng 1

14

1.6.1 Lá cây tía tô được dùng làm rau gia vị

 Ở Việt Nam lá cây tía tô các loại được dùng để ăn sống kèm theo với các loại rau khác

để tăng hương vị cay và thơm Ngoài ăn sống trực tiếp, lá cây tía tô còn được cắt làm rau gia

vị trong các món nộm, gỏi, xào, nấu…

 Ở Trung Quốc cây tía tô được gọi là ‘ zisu ’ là loại rau gia vị phổ biến

 Ở Nhận Bản cây tía tô được gọi là ‘shiso’ được dùng trong các món xà lách.

 Ở Hàn Quốc cây tía tô được gọi là ‘deulkkae Là loại rau gia vị được ăn cùng với dầu

mè trong các món rau sà lách Ngoài ra hạt tía tô cũng còn được ép dầu dùng trong các món

ăn cao cấp

 Ở Lào tía tô lá tím được gọi là ‘khao poon’ để ăn với món bún như ở Việt Nam.

1.6.2 Các bộ phận cây tía tô được dùng làm thuốc

 Các bộ phận của cây tía tô như lá, cành, rể, quả và hạt đều có công dụng làm thuốc:

 Lá: Tên thuốc trong y học cổ truyền là tô diệp Lá có thể dược dùng tươi hoặc

khô Được dùng để trị cảm sốt, ho, sổ mũi, cảm cúm, khí suyễn buồn nôn, có thai nônmửa, chữa trúng độc cua, cá, kiết lỵ, tiêu chảy…

 Cành: Tên thuốc là tô ngạnh Được dùng để trị các bệnh động thai, băng huyết,

sưng vú, suy nhược thần kinh,…

 Rễ: Tên thuốc là tô căn Được dùng để chữa kiết lỵ, tiêu chảy, vết thương tụ

máu và sưng tấy

 Quả: Tên thuốc là tô tử Dùng để chữa ho, nôn mửa, đau bụng, khó tiêu, đờm,

táo bón

Ngoài ra, tía tô còn có tính kháng vi khuẩn sát trùng chống vi sinh vật, làm chất giải độc

Lá tía tô và hạt còn dùng để ngăn ngừa ngộ độc thức ăn thực phẫm, chống dị ứng (đặc biệc làthức ăn hải sản ), dị ứng viêm kết mạc mũi, điều trị các chứng bệnh tự miễn nhiểm như chứnglupus và chứng viêm thấp khớp

Hạt tía tô có chứa lượng cao acide oméga 3 hay acide béo alpha linolenique cần thiết(ALA), có tác dụng làm giảm lượng cholesterol trong huyết thanh và đường mỡ, giảm nguy

cơ cơn tim mạch gây tử vong, ALA cũng có thể giúp điều trị những rối loạn viêm sưng ruộtnhư là bệnh Crohn, ngừa ung thư vú

2 TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU TÍA TÔ

 Toàn bộ cây tía tô chứa 0.3-1.3% tinh dầu (theo trọng lượng chất khô) Tuy nhiên tinhdầu tập trung chủ yếu ở lá và chồi hoa Ở thân và cành, lượng tinh dầu rất thấp (0.05%).

 Thành phần chủ yếu là perilla aldehyde (4-isopropenyl, 1-cyclohexen 7-Al), limonene,linalool, a-pinene và dihydrocumin Hợp chất oxime của perilla aldehyde, gọi là perillartin có

vị ngọt gấp 2000 đường mía Các chất khác trong dầu lá tía tô như citral và hợp chất có mùichanh rosefurane được dùng trong công nghiệp hương liệu

 Tinh dầu tía tô thường được chiết tách từ lá tía tô bằng phương pháp chưng cất cuốntheo hơi nước hoặc trích ly với dung môi hữu cơ

 Thành phần hóa học của tinh dầu tía tô rất phức tạp, không ổn định và luôn thay đổitheo thời gian sinh trưởng của cây hoặc cũng biến đổi theo điều kiện khí hậu của thời tiết.Hàm lượng tinh dầu trong cây khác nhau tại các bộ phận cũng như thời điểm thu hái Do đó,cần xác định thời điểm chính xác đểthu được lượng tinh dầu nhiều nhất và chất lượng tốtnhất

 Đặc điểm thành phần tinh dầu tía tô:

 Thành phần hóa học của tinh dầu gồm các tecpen và những dẫn xuất chứaoxy của tecpen

 Tinh dầu tía tô được cấu thành từ các hợp chất dễ bay hơi, có khoảng 30 hợpchất được xác định trong tinh dầu tía tô

2.3.1 Phân loại chính

Dựa trên con đường sinh tổng hợp các hợp chất thơm:

 Nhóm Perilla aldehyde (PA): Thành phần bao gồm Perilla aldehyde, limonene, perillaalcohol Trong đó PA là thành phần chủ yếu chúng được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm và

y học cổ truyền Trung Quốc, là tác nhân chính tạo nên mùi thơm đặc trưng của tía tô Hàmlượng PA trong tinh dầu còn được dùng để đánh giá chất lượng tinh dầu tía tô Hàm lượngnày tỉ lệ thuận với chất lượng của giá trị của tinh dầu Nhóm hợp chất này thường tìm thấytrong các giống tía tô ở Nhật, Việt Nam và Trung Quốc

16

 Nhóm Perilla ketone (PK): Thành phần bao gồm Perilla ketone, isoegomaketone vàegomaketone (chủ yếu là perilla ketone) PK chủ yếu được tìm thấy ở các loại tía tô hoangdại Nhóm này có chứa độc tính có thể gây phù phổi Nhóm này được tìm thấy chủ yếu ở tinhdầu tía tô ở Hàn Quốc

 Nhóm Elsholtzoa ketone (EK): Nhóm này chủ yếu là elsholtzoaketone và naginaketonengoài ra còn có shisofuran

 Nhóm Phenylpropanoids (PP): Là loại không chứa các monotecpenoids nhưng có chứasynthesizes phenyl propanoids myristicin, elemicin và dillapiol Là nhóm cung cấp phenylpropanoid khá quan trọng trong ngành dược phẩm

 Nhóm Perillen (PE): Chỉ có chứa Perillen Nhóm này được tìm thấy nhiều trong thànhphần tinh dầu tía tô ở Thái Lan

 Nhóm Perilla citridora (PC): Citral thường được tìm thấy nhiều ở tinh dầu chanh, xả nó

có vai trò to lớn trong công nghiệp nước hoa và phụ gia thực phẩm

Xem Bảng 2

2.3.2 Một số thành phần chính trong tinh dầu tía tô

 Thành phần tinh dầu chủ yếu là:

3.1.1 Tổng quan

 Perilla alcohol là một hợp chất monoterpene

 Tên hóa chất: rượu Perilla; rượu Perillyl; Perillol; Isocarveol

 Công thức hóa học: P-Mentha-1,8-dien-7-ol; 4-isopropenyl cyclohexenecarbinol [1], bao gồm hai đơn vị isoprene được tạo ra bởi con đường mevalonate Các sảnphẩm đa dạng có nguồn gốc từ mevalonate từ các quá trình trao đổi chất thứ sinh có trongthực vật đều có tính chất hóa học và các tính chất chống lại hóa học Đường mevalonatetạo ra isoprenoid rất quan trọng cho chức năng tế bào, từ tổng hợp cholesterol đến kiểmsoát tăng trưởng.

 Công thức phân tử: C10H16O (xem hình 1)

 Trọng lượng phân tử: 152.237 g/mol

Trong các nghiên cứu trên động vật, nó đã được chứng minh là hồi phục các khối u ở tuyếntụy, vú và gan, để thể hiện khả năng ứng dụng như là một tác nhân chống lại ung thư đạitràng, da, và ung thư phổi, và như là một chất điều trị hóa lý cho ung thư tuyến tiền liệt vàung thư ruột kết

3.2.1 Tổng quan

 Linalool là một hợp chất monoterpene có trong nhiều loại thực vật

 Chất lỏng không màu có mùi nhẹ, ngọt

 Công thức phân tử: C10H18O (xem hình 2)

 Glutamate - là chất dẫn truyền thần kích thích nhanh ở não, hoạt hoá thụ thểglutamatergic hướng ion nhạy cảm với a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionicacid (AMPA) Đây là thụ thể liên kết với các kênh ion cho phép các ion sodium (Na+) vàpotassium (K+) thấm qua.

 Linalool tham gia vào sự khử carboxyl của glutamate, nhờ sự xúc tác của menglutamate decarboxylase tạo ra GABA GABA là chất dẫn truyền thần kinh ức chế củadẫn truyền tiền synap trong hệ thần kinh trung ương Thực hiện tác dụng của nó qua haithụ thể: GABAA và GABAB

 Chính sự ức chế tín hiệu này làm thần kinh nhận tín hiệu kích thích kém, làmthần kinh dịu đi, từ đó đạt được hiệu quả an thần

 Linalool có hoạt tính gây tê tại chỗ, nhờ ảnh hưởng của nó đối với kênh ion thụcảm nicotinic (nicotinic acetylcholine receptor ) – receptor N có ở synap giữa neuron tiềnhạch và neuron hậu hạch (ở thân neuron hậu hạch) của cả hệ giao cảm và phó giao cảmcũng như ở màng sợi cơ chỗ tấm vận động