GIỚI THIỆU CHUNG về FLAVONOID

d-Vai trò một chất bảo vệ cây: Một số flavonoid không màu trong lá đóng vai trò một chất bảo vệ cây, ngăn trở đối với các động vật ăn cỏ.. II- ỔN ĐỊNH DƯỢC LIỆU : Thông thường sự hoạt

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ FLAVONOID

I- KHÁI NIỆM CHUNG VỀ FLAVONOID:

1-Định nghĩa:

Flavonoid là những chất màu thực vật, có cấu trúc cơ bản kiểu C6 – C3 –

C6, trong đó mỗi C6 là một vòng benzen gắn với C3 Cấu trúc có thể là vòng kín hoặc hở Tại các vòng có đính một hoặc nhiều nhóm hydroxy tự do hoặc đã thay thế một phần, vì vậy về bản chất chúng là các polyphenol có tính axit

Các polyphenol có thể phản ứng lẫn nhau qua các nhóm hydroxy để tạo thành các phân tử phức tạp hơn hoặc có thể liên kết với các hợp chất khác trong cây như các oza (dạng glycozit), hoặc protein

2-Phân bố trong tự nhiên

Flavonoid là một trong những nhóm hợp chất phân bổ rộng nhất trong thiên nhiên, ước tính đã có khoảng 2000 flavonoid đã biết rõ cấu trúc (Harbone, 1975) Nói chung, flavonoid không có ở các tảo và nấm Flavonoid đặc trưng cho các thực vật bậc cao, song song với axit hydroxinamic và lignin trong cây Nó có mặt trong hầu hết bộ phận của cây: hoa quả, lá, rễ, gỗ, … và khu trú ở các tế bào Nó tham gia vào sự tạo màu sắc của cây, nhất là hoa Đó chính là một trong những chức năng sinh lý quan trọng của flavonoid đối với cây cỏ

II- PHÂN LOẠI FLAVONOID:

1-Flavon:

Flavon có cấu trúc chung 2 vòng benzen A và B Vòng B gắn vào vòng C (pyran) qua dây nối ở C2 :

Flavon thường gặp nhất là Apigenin và Luteolin

O

O1 2

3 4 5 6

7 8

5' 6' 4'

3' 2'

O

O

B

1 2

3 4 5 6

7 8

5' 6' 4' 3' 2'

Đã biết khoảng 130 hợp chất flavon (Mabry, 1975) ở dạng tự do cũng như glycozit

2-Flavanon:

Khác với flavon ở chỗ flavanon thiếu dây nối đôi ở C2 và C3 Tất cả flavanon phát hiện cho đến nay đều có nhóm OH ở vòng A hoặc vòng B

Trong tự nhiên chúng thường có bên cạnh flavon tương ứng, có nhiều trong các họ Resaceae, Rutaceae, Leguminosae, Asteraceae Ba chất tiêu biểu là Naringin, Prunnin và Hesperidin

3-Flavonol:

Khác với flavon ở chỗ có thêm nhóm OH ở C3

O

O 2

3

O

O O

OH

OH

Gl Rh

O

O O

OH Gl

O

O O

OH

OCH 3 Gl

Rh

Naringin Prunnin

Hesperidin

OH

O

O

OH

3

O

O HO

OH

OH

O

O HO

OH

OH

Apigenin Luteolin

OH

Flavonol rất phổ biến trong tự nhiên Ba chất quan trọng nhất thường gặp là Kaempferol, Quecxetin và Mirixetin Đặc biệt có nhiều trong thực vật hạt kín

Thống kê trên 1000 loài thuộc thực vật hạt kín thì thấy 48% loài có Kaempferol và 26% có Quecxetin Mirixetin chiếm 10% trong tổng số loài có Flavonol

4-Dihydroflavonol:

Cấu trúc cơ bản giống flavonol nhưng không có nối đôi C2 – C3 Còn gọi

là 3-hydroxyflavanon hoặc flavanonol

Chất phổ biến và đơn giản nhất là 7-hydroxydihydroflavonol:

Thường gặp chúng ở các họ Leguminaceae, Rutaceae, Anacarbiaceae, Moraceae, Ericaceae

5-Chalcon:

O

O HO

OH

OH

O

O HO

OH

OH

Kaempferol Quecxetin

O

O HO

OH

OH

Mirixetin

OH

OH

OH

OH

O

O

OH

3

O

O HO

OH

7-hydroxydihydroflavonol

OH

Là flavonoid vòng mở, 2 nhân thơm kết hợp nhau qua 1 dãy 3 cacbon α, β

không bão hòa

Trong tự nhiên, chalcon đều có nhóm OH ở vòng A hoặc B là chất tạo ra màu vàng tươi của nhiều loại hoa Ngoài ra còn có ở trong gỗ một số loài như Acacia … Chất chalcon phổ biến nhất là Butein

6-Dihydrochalcon:

Là Chalcon mất dây nối đôi α, β Loại này tương đối có ít trong tự nhiên Thường gặp trong họ Rosaceae, Ericaceae, Fagaceae, Leguminosea,

Saluceae Chất tiêu biểu là Phloridzin (trong quả táo)

7-Auron:

Về cấu trúc cơ bản là một hệ thống 2 benzylliden cumaron Là loại flavonoid tạo màu vàng cho một số hoa Ngoài ra còn có trong gỗ và lá Chất tiêu biểu là sulfuretin (có trong nhiều loại hoa)

8-Antoxyanidin:

Về cấu trúc, nhóm này khác các flavonoid khác ở chỗ không có nhóm cacbonyl ở C4 và luôn luôn có các nhóm oza gắn vào OH Các oza phổ biến là

O

2'

6' 5'

4' 3'

5 6 4

3 2

α

β

O

HO

OH

OH OH

Butein

O

2'

6' 5' 4' 3'

5 6 4

3 2

α β

Phloridzin

O Gl

Sulfuretin

O

2'

4 4 5 6 7

5' 6' 4'

3' 2'

OH

O

CH

OH HO

glucoza, galactoza, arabinoza, fructoza Sau khi thủy phân chúng cho các antoxyanin tương ứng

Có ba nhóm antoxyanin là pelargonidin màu vàng cam hoặc hồng, xyanidin màu hồng xỉn và Delfinidin màu đỏ hoặc tím

9-Leucoantoxyanidin:

Là 3,4-diol flavan không màu, khi gặp axit biến thành antoxyanidin có màu hồng hoặc đỏ Rất phổ biến trong cây, nhất là ở vỏ cây và gỗ

10-Isoflavon:

Là nhóm isoflavonoid phổ biến nhất và có nhiều giá trị về tác dụng chữa bệnh Ví dụ: Daidzein trong cát căn (Pueraria thomsoni), hoặc Formonometin có trong cam thảo (glycyrrhiza glabra)

11-Rotenoid:

O HO

OH

Pelargonidin

OH

O HO

OH

Delfinidin

OH

OH

OH

O HO

OH

Xyanidin

OH

OH

OH

O HO

OH

OH

3,4-diol flavan

OH

OH

O

O HO

OH

Daidzein

O

O HO

OH

Formonometin

Nhóm hợp chất này có cấu trúc cơ bản của hệ thống couman – croman 4 vòng là dẫn xuất của isoflavanon…

Đã biết khoảng 15 chất rotenoid, trong đó quan trọng nhất là Rotenon trong các loài Derris, Erythrina, Millettia (Mabry 1975)

Tác dụng quan trọng của nhóm hợp chất này là diệt sâu bọ, do hạn chế khả năng thu nhận oxy của sâu bọ

12-Neoflavonoid:

Thuật ngữ Neoflavonoid dùng để chỉ một nhóm hợp chất có khung cơ bản 4-aril croman Chất đầu tiên phân lập là calophylolid chiết từ hạt cây mù u calophyllum inophyllum và một số loài calophyllum khác, họ Guttiferae (Ormancey Potier 1951)

13-Biflavonoid:

Harbone (1967) xem các biflavonoid như các dime của Apigenin Có 6 nhóm biflavonoid sắp xếp dựa theo kiểu liên kết trong cấu trúc Ví dụ nhóm Biflavon và Flavanonyl – flavon được gọi là nhóm Agathisflavon

O O

O

OCH3 OCH3

O

C

H2C

CH3

Rotenon

O 1 2 3 4 5 6 7 8

2' 3' 4' 5' 6'

Caloplylolid

O

H3CO

O

O

O

4-aril croman

III- HOẠT TÍNH SINH HỌC:

1-Vai trò của Flavonoid trong cây:

a- Các phản ứng sinh hóa:

Các nhóm phenol của flavonoid có vai trò trong sự hòa tan các chất vì

di chuyển dễ dàng qua các màng sinh lý Một số flavonoid có tác dụng như một chất chống oxy hóa, bảo vệ axit ascobic, một thành phần quan trọng trong tế bào thực vật Một số có tác dụng ức chế các enzim và các chất độc của cây

b-Vai trò ức chế và kích thích sinh trưởng:

Nhiều công trình nghiên cứu về tác dụng ức chế và kích thích sinh trưởng cây của flavonoid Nhóm chức hydroxy có vai trò quyết định về tác dụng này Ví dụ: trong cây ổi, các flavonoid có nhóm OH ở vị trí 4’ làm tăng cường hoạt tính của enzim trong khi các flavonoid có OH ở 3’ và 4’ lại có tính ức chế Flavonoid còn tham gia vào sự hô hấp quang hợp

c-Vai trò tạo màu sắc:

Flavonoid đóng vai trò tạo màu sắc hấp dẫn cho cây, góp phần thúc đẩy sự sinh tồn của cây và phát triển hoa, quả

Sâu bọ, nhờ hệ thống thị giác đặc biệt, chúng rất nhạy cảm đối với màu sắc của cây cỏ Thực nghiệm cho thấy các loài ong thích màu xanh và màu vàng, các loài bướm thích màu hồng và màu trắng, các loài ruồi thích màu trắng, còn các loài chim sâu lại thích màu đỏ (Harbone 1975)

Trong việc tạo màu, các flavon, flavonol, auron, chalcon cho màu vàng trong khi các antoxyanin cho các màu hồng, đỏ, tím hoặc xanh thẫm

d-Vai trò một chất bảo vệ cây:

Một số flavonoid không màu trong lá đóng vai trò một chất bảo vệ cây, ngăn trở đối với các động vật ăn cỏ Vị đắng và khó chịu của flavonoid làm cho động vật khi ăn phải mất cảm giác ngon và không thích ăn các loại cây cỏ này

Quecxetin với nồng độ rất thấp đã có cảm giác mất ngon, nhưng với liều 0,2% sẽ gây ức chế sự bài tiết nước bọt

2-Vai trò của flavonoid trong y học:

O

O HO

OH

OH

Agathisflavon

O

O HO

OH

OH

Powers (1964) đã nghiên cứu tác dụng kháng khuẩn của 24 loại flavonoid trên 10 chủng vi khuẩn Hầu hết flavonoid đều ức chế hô hấp và sự tái sinh sản

ở nồng độ 1 –2 µmol trong môi trường có glucoza Với 24 chất thử không có chất nào không có tác dụng dưới 9 trong số 10 vi khuẩn thử

Trong chương trình sàng lọc chất tác dụng với khối u đã phát hiện một số flavonoid có tác dụng đối với một số dạng ung thư Eupatin và Eupatoretin (Kupchan 1969), Centaureidin (Kupchan và Banerschmidt 1971) đều có tác dụng vừa đối với carcinoma của ung thư vòm họng

Một tác dụng quan trọng của flavonoid là nâng cao tính bền của thành mạch máu

Năm 1936 Rusznyak và Szent – Gyorgyi cấp mẫu thuốc vitamin C chiết từ quả chanh cho thầy thuốc để dùng cho bệnh nhân bị chảy máu thành mạch Bệnh nhân khỏi bệnh Về sau lại cấp một mẫu khác tinh khiết hơn cho một bệnh nhân khác nhưng bệnh nhân này không khỏi bệnh Xem lại mẫu thuốc trước thì thấy còn chứa nhiều tạp chất flavon của quả chanh

Tác dụng này có liên quan đến cấu trúc của flavonoid Thực nghiệm cho thấy các flavonoid có nhóm OH tự do ở vị trí 3’, 4’ có tác dụng tốt đối với sự nâng cao tính bền vững của thành mạch Rutin là chất tiêu biểu về tác dụng này

* Tác dụng estrogen:

Hiện tượng sẩy thai của cừu ở Úc là một vấn đề lớn đã được nghiên cứu ở nước này Nguyên nhân gây ra hiện tượng này là cừu ăn một loài cây (Trifolium subterraneum) có một chất isoflavon là genistein với hàm lượng 0,7% trong lá (Brabdury và White 1951) Trên thực nghiệm, chất này có tác dụng estrogen trên chuột nhắt

O

O

OH

OCH3

Eupatin

OH

OH

H 3 CO

H3CO

O

O

OCH3

OCH3

OH

OH

H 3 CO

H3CO

Eupatoretin

O

O

OH

OCH3

H3CO

HO

OH

OCH3

Centaureidin

Bikoff và cộng sự (1957) cũng đã lấy được từ Trifolium repens một chất có tác dụng estrogen mạnh gấp từ 30 – 100 lần so với isoflavon của T.subterraneum Whalley cho rằng tác dụng của estrogen của những chất trên có thể hiểu được do có sự giống nhau về cấu trúc hóa học giữa chúng với chất estrogen tổng hợp Dietylstiboestrol

Pretorius (1958) đã nghiên cứu tác dụng estrogen của một số hợp chất flavonoid, cho thấy các glucozit quecxetin và kaempferol 3-ramnogalacto-7 ramnozit đều có tác dụng estrogen Tác dụng 50mg các chất này tương đương với tác dụng của 0,034g dietylstilboestrol

Ngoài các tác dụng trên, flavonoid cón có những tác dụng khác như: chống dị ứng, chống co giật, giảm đau, dãn mạch, dãn phế quản, lợi mật và tác dụng diệt nấm (Szirmai, Stauffer 1968)

O

O HO

OH

Genistein

OH

OH

OH

HO

Dietylstiboestrol

Chương 2: CHIẾT XUẤT DƯỢC LIỆU

I- NGUYÊN LIỆU:

Ta phải có dược liệu tốt, hàm lượng hoạt chất cao Do đó phải nghiên cứu, phân tích để xác định đúng thời điểm thu hái dược liệu, phải có cách chế biến và bảo quản thích hợp cho từng loại dược liệu, nếu điều kiện cho phép nên dùng nguyên liệu tươi Khi thu hái nguyên liệu cần chú ý loại bỏ các dược liệu sâu bệnh, dược liệu có mang các thực vật ký sinh

II- ỔN ĐỊNH DƯỢC LIỆU :

Thông thường sự hoạt động của men xảy ra sau khi nguyên liệu bị cắt khỏi thân cây, do đó vấn đề xử lý nguyên liệu ngay sau khi thu hái nhằm ngăn chặn sự hoạt động của men là hết sức cần thiết để đảm bảo được cấu trúc ban đầu của hợp chất trong cây và nâng cao hiệu suất chiết

Bản chất của men là những protein không tan trong cồn, tan trong nước,

bị tủa bởi một số muối vô cơ có nồng độ cao Men hoạt động ở nhiệt độ thích hợp từ 20-450C và bị phá hủy ở nhiệt độ >600C

Dựa vào các tính chất của men, người ta có thể ổn định dược liệu bằng một số phương pháp sau :

1 Ổn định bằng phương pháp nhiệt khô :

Sấy dược liệu ở nhiệt độ từ 60-800C cho đến khô ở nhiệt độ này men sẽ

bị phân hủy

2 Ổn định bằng phương pháp nhiệt ẩm :

- Ổn định bằng hơi nước :

Cho luồng hơi nước nóng đi qua dược liệu cần xử lý (phương pháp xông hơi )

- Ổn định bằng cồn:

Có thể cho hơi cồn đi qua dược liệu trong nồi hấp hoặc nhúng dược liệu vào cồn nóng, phuơng pháp này có hiệu quả song cần chú ý phải có thiết bị để phòng chống hỏa hoạn do hơi cồn

- Ổn định bằng hóa chất :

Người ta có thể ngăn cản tác dụng của men bằng cách dùng một số muối vô cơ (chì acetat, amonisunfat), những chất này có khả năng tủa các protein làm enzym bị biến tính

III- MỘT SỐ KỸ THUẬT CHIẾT XUẤT DƯỢC LIỆU :

Dược liệu được cấu tạo bởi những tế bào thực vật khi cho dung môi chiết vào, dung môi sẽ tấn công qua các thành tế bào của dược liệu, các hoạt chất trong tế bào sẽ hòa tan vào dung môi khi đó sẽ xuất hiện quá trình thẩm thấu giữa dịch chiết trong thành tế bào với dung môi bên ngoài Quá trình thẩm thấu này kết thúc khi có sự cân bằng về nồng độ hoạt động giữa dung dịch bên trong và ngoài thành tế bào

Như vậy sự chiết sẽ xảy ra hai quá trình:

- Quá trình hòa tan

- Quá trình thẩm thấu

Hai quá trình này được thực hiện liên tục đến khi sự chiết kết thúc Xuất phát từ cơ chế của quá trình chiết xuất, người ta thấy vấn đề độ mịn của dược liệu cần chiết xuất là vấn đề rất quan trọng Dược liệu phải được xay nhỏ đến mức thích hợp để dung môi có điều kiện tiếp xúc với các thành tế bào một cách dễ dàng, thúc đẩy quá trình chiết xuất kết thúc nhanh chóng và nâng cao hiệu suất chiết

1- Chiết bằng phương pháp ngâm:

• Mazeration : Dược liệu được ngâm với dung môi trong bình chiết

ở nhiệt độ phòng, thỉnh thoảng lắc đều, thời gian ngâm từ 4-10 ngày, trong thời gian này cân bằng về nồng độ hoạt chất giữa bên trong và bên ngoài thành tế bào được thiết lập và quá trình thẩm thấu sẽ kết thúc

Sau khi ngâm, dịch chiết được lấy ra, ép bã dược liệu, dịch ép bã và dịch chiết được tập trung lại, để lạnh 3 ngày, sau đó lọc

• Dimazeration :

Để chiết kiệt hoạt chất người ta thực hiện việc chiết 2 lần theo phương pháp trên, để rút ngắn thời gian chiết có thể ngâm dược liệu vào những bình cầu và gắn bình vào máy lắc

• Digestion :

Phương pháp này tương tự phương pháp mazeration đã mô tả trên nhưng quá trình ngâm được thực hiện ở nhiệt độ 30-500C

Cho dung môi chiết vào bình chứa dược liệu, sau đó đun hồi lưu 30 phút trên bếp cách thủy

2- Chiết bằng bình Soxhlet :

Ưu điểm của phương pháp này là dùng một lượng dung môi ít vẫn có thể chiết kiệt hoạt chất

Nhược điểm : Không chiết được một lượng lớn dược liệu, thông thường chỉ dùng để chiết trong phòng thí nghiệm

3- Chiết bằng phương pháp đun hồi lưu :

Dược liệu và dung môi chiết được chứa trong một bình cầu cógắn ống sinh hàn Sau đó đun hồi lưu trên bếp cách thủy ở nhiệt độ thích hợp, sau thời gian chiết, rút dịch chiết ra, cho dung môi mới vào để tiếp tục chiết (3-4 lần ) đến khi không còn hoạt chất

4- Chiết bằng máy có bộ phận khuấy và nghiền :

Dược liệu được cắt nhỏ, ngâm ngập trong dung môi cho vào máy có bộ phận khuấy và lưỡi dao để nghiền nát dược liệu Tốc độ quay của máy khoảng

10000 vòng/phút, nên ở phương pháp này quá trình hòa tan và thẩm thấu xảy

ra rất nhanh

Thường dùng phương pháp này để chiết các dược liệu tươi

5- Chiết bằng phương pháp ngấm kiệt :

a) Perkolation:

Sự ngấm kiệt được thực hiện trong một bình chiết ở bộ phận dưới có khoá điều chỉnh để dịch chiết chảy xuống theo tốc độ mong muốn sau khi ngâm dược liệu vào trong dung môi trong một thời gian nhất định

Để sự chiết thực hiện liên tục, trên bình chiết được nối với 1 bình chứa dung môi có khóa điều chỉnh, cho dung môi chảy xuống bình ngấm kiệt với tốc độ bằng tốc độ của dịch chiết từ bình ngấm kiệt chảy nhỏ giọt ra ngoài

b) Reperkolation :

Để có một dịch chiết đậm đặc với một lượng nhỏ dung môi chiết người ta có thể chia dược liệu ra thành nhiều phần Sau khi dùng dung môi ngấm kiệt phần thứ nhất, dịch chiết thu được sẽ dùng để ngấm kiệt phần dược liệu thứ hai

6- Phương pháp chiết ngược dòng: