phân lập chất từ cao chloroform của thân non chùm ngây (moringa oleifera lam.), họ chùm ngây (moringaceae)

TRƯƠNG HOÀNG NHI LAN PHÂN LẬP CHẤT TỪ CAO CHLOROFORM CỦA THÂN NON CHÙM NGÂY MORINGA OLEIFERA LAM., HỌ CHÙM NGÂY MORINGACEAE LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CỬ NHÂN HÓA HỌC

TRƯƠNG HOÀNG NHI LAN

PHÂN LẬP CHẤT TỪ CAO CHLOROFORM CỦA

THÂN NON CHÙM NGÂY

(MORINGA OLEIFERA LAM.),

HỌ CHÙM NGÂY (MORINGACEAE)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CỬ NHÂN HÓA HỌC

2013

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

TRƯƠNG HOÀNG NHI LAN

PHÂN LẬP CHẤT TỪ CAO CHLOROFORM CỦA

THÂN NON CHÙM NGÂY

i

Trường Đại Học Cần Thơ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Khoa Khoa Học Tự Nhiên Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bộ Môn Hóa Học

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1 Cán bộ hướng dẫn: TS Tôn Nữ Liên Hương

2 Đề tài: Phân lập chất từ cao Chloroform của thân non chùm ngây

(Moringa oleifera L.), họ Chùm ngây (Moringaceae)

3 Sinh viên thực hiện: Trương Hoàng Nhi Lan MSSV: 2102455

Lớp: Hóa Dược Khóa: 36

4 Nội dung nhận xét:

a Nhận xét về hình thức của LVTN:

b Nhận xét về nội dung của LVTN (Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ):

 Đánh giá nội dung thực hiện đề tài:

 Những vấn đề còn hạn chế:

c Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (Ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

1 Cán bộ hướng dẫn: TS Tôn Nữ Liên Hương

2 Đề tài: Phân lập chất từ cao Chloroform của thân non chùm ngây

(Moringa oleifera L.), họ Chùm ngây (Moringaceae)

3 Sinh viên thực hiện: Trương Hoàng Nhi Lan MSSV: 2102455

Lớp: Hóa Dược Khóa: 36

4 Nội dung nhận xét:

a Nhận xét về hình thức của LVTN:

b Nhận xét về nội dung của LVTN (Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ):

 Đánh giá nội dung thực hiện đề tài:

 Những vấn đề còn hạn chế:

c Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (Ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

d Kết luận, đề nghị và điểm:

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013

Cán bộ phản biện

iii

LỜI CẢM ƠN

Một chữ “cảm ơn” thì không đủ để thể hiện được hết tình cảm, lòng biết

ơn của con đối với cha, mẹ Cho dù vậy nhưng con không thể không nói Cảm

ơn cha mẹ đã sinh thành, nuôi con khôn lớn, tạo điều kiện cho con tiếp cận tri thức khoa học, dạy con những điều hay lẽ phải

Chân thành cảm ơn sâu sắc cô Tôn Nữ Liên Hương người đã tận tình hướng dẫn, gợi ý, và cho những lời khuyên hết sức bổ ích trong việc nghiên cứu

và hoàn thành luận văn này

Chân thành cảm ơn toàn thể quý thầy cô khoa Khoa học Tự nhiên, trường Đại học Cần Thơ đã dìu dắt và truyền đạt kiến thức quý báu cho em trong suốt thời gian em theo học ở trường

Chân thành biết ơn các anh chị cao học K19, trong quá trình thực hiện đề tài đã nhiệt tình hướng dẫn và truyền thụ những kinh nghiệm bổ ích để em thực hiện đề tài

Thân thương gởi về các bạn sinh viên Hóa Dược K36, những người đã cùng tôi chia sẽ niềm vui, nỗi buồn và động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian học tập cũng như làm đề tài này

Cần Thơ, Ngày tháng năm 2013

Trương Hoàng Nhi Lan

iv

TÓM TẮT

Chùm ngây (Moringa oleifera Lam.), một cây thuốc quan trọng là một

trong những loài được trồng nhiều nhất của họ Moringaceae Nó có giá trị cao

từ thời xa xưa bởi vì các đặc tính chữa bệnh của nó Từ dịch chiết cao chloroform của thân non chùm ngây, thu hái tại khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng,

trường Đại học Cần Thơ, đã cô lập được hợp chất là: 4-(4'-O-α-Lrhamnosyloxy)benzyl nitrile (C16H19NO6) Cấu trúc hóa học của các hợp chất này đã được xác định bằng các phương pháp phổ hiện đại MS, 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, HSQC, HMBC và đã so sánh với tài liệu đã công bố

-Từ khóa: Thân non chùm ngây, thành phần hóa học, dịch chiết cao

chloroform, 4-(4'-O-α-L-rhamnosyloxy)benzyl nitrile, phổ

v

ABSTRACT

Moringa oleifera Lam., an important medicinal plant is one of the most

widely cultivated spiecies of the family Moringaceae It is highly valued from time immemorial because of its vast medicinal properties From the chloroform

extracts of the young trunk of Moringa oleifera Lam., collected in the College

of Agriculture and Applied Biology, Can Tho University, one compound has

been isolated: 4-(4'-O-α-L-rhamnosyloxy)benzyl nitrile (C16H19NO6) The structures of this compound has been eluciated by modern spectroscopic methods such as: MS, 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, HSQC, HMBC and by comparison with those of previously reported data

Keywords: Moringa oleifera young trunk, chemical components,

chloroform extracts, 4-(4'-O-α-L-rhamnosyloxy)benzyl nitrile, spectroscopic

PHÂN LẬP CHẤT TỪ CAO CHLOROFORM CỦA

THÂN NON CHÙM NGÂY (MORINGA OLEIFERA L.),

HỌ CHÙM NGÂY (MORINGACEAE)

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi, các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác và đã được chỉnh sữa theo ý kiến của hội đồng

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 Cán bộ hướng dẫn Sinh viên ký tên

TS Tôn Nữ Liên Hương Trương Hoàng Nhi Lan

vii

MỤC LỤC

Lời cảm ơn iii

Tóm tắt iv

Abstract v

Mục lục vii

Danh sách bảng ix

Danh sách hình x

Danh mục từ viết tắt xi

Chương 1: Giới thiệu 1

1.1 Giới thiệu chung 1

1.2 Mục đích nghiên cứu chính của đề tài 2

1.3 Địa điểm, thời gian thực hiện đề tài 2

1.4 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài 2

Chương 2: Tổng quan tài liệu 3

2.1 Tổng quan thực vật học 3

2.1.1 Khái quát về họ chùm ngây (Moringaceae) 3

2.1.2 Đại cương về chùm ngây 3

2.1.3 Thực vật học 3

2.1.4 Hình thái thực vật 3

2.1.5 Sinh thái phân bố 4

2.1.6 Thành phần dinh dưỡng của cây chùm ngây 5

2.1.7 Thành phần hóa học trong cây chùm ngây 6

2.1.8 Công dụng của cây chùm ngây 8

2.1.9 Tác dụng dược lý 9

2.1.10 Những nghiên cứu về thành phần hóa học của cây chùm ngây 10

2.2 Cơ sở lý thuyết của một số phương pháp thực nghiệm 12

2.2.1 Một số kỹ thuật chiết tách hợp chất thiên nhiên 13

2.2.2 Dung môi 14

2.2.3 Sắc ký lớp mỏng và định tính sự hiện diện của một số hợp chất hữu cơ 15

2.2.4 Sắc ký cột (Column Chromatography) 17

2.3 Giới thiệu về hợp chất glycoside 20

2.3.1 Đại cương về hợp chất glycoside 20

2.3.2 Phương pháp chiết tách các glycoside ra khỏi cây 21

viii

Chương 3: Phương pháp nghiên cứu 23

3.1 Phương tiện sử dụng trong nghiên cứu 23

3.1.1 Dụng cụ 23

3.1.2 Hóa chất 23

3.2 Phương pháp nghiên cứu 23

3.2.1 Phương pháp chiết tách 23

3.2.2 Phân lập hợp chất hữu cơ 24

3.2.3 Khảo sát cấu trúc hóa học của hợp chất cô lập được 24

3.3 Thực nghiệm 24

3.3.1 Điều chế các loại cao 24

3.3.2 Khảo sát cao chloroform 27

Chương 4: Kết quả và thảo luận 31

4.1 Kết quả thực nghiệm 31

4.2 Biện luận cấu trúc hóa học của TNCN-C1 31

4.2.1 Một số thông tin nhận được từ phổ 1H-NMR của TNCN-C1 (CD3OD, 500 MHz) 32

4.2.2 Một số thông tin nhận được từ phổ 13C-NMR và phổ DEPT của TNCN-C1 (CD3OD, 125 MHz) 32

4.2.3 Một số thông tin nhận được từ phổ HSQC và HMBC của hợp chất TNCN-C1 33

4.2.4 Kết luận 33

Chương 5: Kết luận và kiến nghị 36

5.1 Kết luận 36

5.2 Kiến nghị 37

Tài liệu tham khảo 38

Phụ lục 40

ix

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Phân tích thành phần dinh dưỡng của Moringa oleifera Lam .6

Bảng 2.2: Thành phần hóa học các bộ phận trong cây chùm ngây .8

Bảng 2.3: Một vài thuốc thử hiện hình sắc lý lớp mỏng 17

Bảng 2.4: Các loại hợp chất có tính phân cực tăng dần 18

Bảng 3.1: Kết quả khảo sát cao chloroform 28

Bảng 3.2: Kết quả SKC phân đoạn C6 29

Bảng 3.3: Kết quả SKC phân đoạn C6D 30

Bảng 4.1: Số liệu phổ 1H-NMR (CD3OD, 500 MHz) và 13C-NMR của hợp chất TNCN-C1 (CD3OD, 125 MHz) 34

Bảng 4.2: So sánh dữ liệu phổ 1H-NMR (CD3OD, 500 MHz) và 13C-NMR (CD3OD, 125 MHz) hợp chất TNCN-C1 với dữ liệu phổ 1H-NMR (CD3OD, 300 MHz) và 13C-NMR (CD3OD, 75 MHz) Niazirinin (4-(4'-O-Acetyl-α-L-rhamnosyloxy)benzyl nitrile) 35

x

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Hoa chùm ngây 4

Hình 2.2: Trái và hạt chùm ngây 4

Hình 2.3: So sánh thành phần dinh dưỡng có trong lá chùm ngây với các loại thực phẩm khác 5

Hình 2.4: Cấu trúc của Niazirin và 4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-α-L-rhamnosyloxy)benzylnitrile 7

Hình 2.5: Cấu trúc của Niazimin A (I), Niazimin B (II), Niazicinin A (III), 4-(4'-O-Acetyl-α-L-rhamnosyloxy)benzaldehyde (IV) và Niazicin A (V) .7

Hình 2.6: Cấu trúc của một vài hợp chất phân lập từ cây chùm ngây 12

Hình 2.7: Kỹ thuật chiết ngâm dầm 14

Hình 2.8: Cách tính Rf 16

Hình 2.9: Hệ thống SKC cổ điển 18

Hình 2.10: Cấu trúc hóa học của một vài hợp chất glycoside 20

Hình 2.11: Quy trình tách chiết glycoside ra khỏi cây 22

Hình 3.1: Nguyên liệu chùm ngây được thu hái và xử lý 24

Hình 3.2: Ngâm dầm bột cây với methanol và cao methanol tổng 25

Hình 3.3: SKLM cao chloroform 27

Hình 3.4: SKC cao chloroform 28

Hình 3.5: SKLM và SKC phân đoạn C6 29

Hình 3.9: SKLM và SKC phân đoạn C6D 30

Hình 4.1: Tinh thể và SKLM hợp chất TNCN-C1 với ba hệ dung môi khác nhau……… 31

13C-NMR Carbon (13) Nuclear Magnetic Resonance

1H-NMR Proton (1) Nuclear Magnetic Resonance

HR-ESI-MS High Resolution Electrospray Ionization Mass Spectrometry HMBC Heteronuclear Multiple Bond Coherence

HSQC Heteronuclear Single Quantum Correlation

WHO World Health Organization

FAO Food and Agriculture Organization

1

Chương 1 GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu chung

Hóa học hợp chất thiên nhiên là một bộ phận của hóa học hữu cơ nói riêng

và ngành hóa học nói chung Trong những năm gần đây, hóa học hợp chất thiên nhiên đã và đang có những bước phát triển tích cực mang lại những thành tựu đáng kể Với đối tượng nghiên cứu là các loại cây cỏ trong tự nhiên, các nhà nghiên cứu đã ly trích và phân lập ra những hợp chất mà hầu hết đều là những hợp chất có hoạt tính sinh học, có những khả năng nhất định, được ứng dụng trong y học và các lĩnh vực liên quan khác

Chùm ngây (Moringa oleifera Lam.) là một loại cây thảo dược với thành

phần dinh dưỡng phong phú chứa rất nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể như: các loại vitamin, protein, Fe, K,… Vì vậy, được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm như Ấn Độ, Pakistan, và một vài nước Đông Nam Á Ở các quốc gia này, chính phủ khuyến khích trồng chùm ngây để chống nạn thiếu dinh dưỡng, bảo vệ sức khỏe cộng đồng, phòng hộ giảm nhẹ thiên tai Không chỉ có giá trị về mặt dinh dưỡng mà hầu như các bộ phận của chùm ngây đều được sử dụng để làm dược liệu chữa bệnh

 Lá chùm ngây: dùng chữa bệnh trĩ, sốt, đau họng, viêm phế quản…

 Vỏ thân: dùng chữa bệnh về mắt, phá hủy các khối u…

 Hạt có tính kháng sinh và chống viêm để điều trị viêm khớp, gout, chuột rút, bệnh lây truyền qua đường tình dục và bỏng nước

 Rễ có vị đắng được sử dụng như một loại thuốc bổ cho cơ thể và phổi, điều kinh, long đàm, lợi tiểu nhẹ

Tuy có giá trị lớn trong kinh tế và y học nhưng ở Việt Nam được biết chưa

có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hóa học của cây chùm ngây Nhằm đi sâu nghiên cứu thành phần hóa học cũng như xác định hoạt tính

sinh học của cây chùm ngây, vì vậy đề tài “Phân lập chất từ cao chloroform

của thân non cây chùm ngây Moringa oleifera Lam., họ chùm ngây

(Moringaceae)” được thực hiện nhằm góp phần khẳng định giá trị của cây

chùm ngây đặc biệt là trên thân non – bộ phận ít được quan tâm của cây

2

1.2 Mục đích nghiên cứu chính của đề tài

Phân lập chất từ cao chloroform của thân non cây chùm ngây Moringa

oleifera Lam., họ chùm ngây (Moringaceae)

Từ chất phân lập được xác định các thông số vật lý (hình dạng và màu sắc tinh thể, nhiệt độ nóng chảy, sử dụng phương pháp phổ nghiệm để định danh)

1.3 Địa điểm, thời gian thực hiện đề tài

Địa điểm: Phòng thí nghiệm hữu cơ 1 – Khoa học Tự Nhiên – trường Đại học Cần Thơ

Thời gian thực hiện: từ tháng 08/2013 đến tháng 11/2013

1.4 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài

 Tìm hiểu về loài chùm ngây (Moringa oleifera Lam.)

 Thu hái thân non chùm ngây, rửa sạch, cắt nhỏ, phơi trong mát đến ráo, sấy ở 60°C đến khô, nghiền thành bột

 Ngâm dầm bột khô thân non chùm ngây với methanol từ 4 – 5 lần, cho đến khi chiết kiệt chất trong bột cây

 Tiến hành cô quay dịch chiết để thu được cao tổng

 Tiến hành chiết lỏng – lỏng với những dung môi có độ phân cực tăng dần petroleum ether, chloroform, ethyl acetate, butanol để phân chia cao tổng thành 4 phân đoạn có tính phân cực khác nhau

 Sử dụng sắc ký cột kết hợp với sắc ký lớp mỏng để tách chất được chiết từ dung môi chloroform của thân non chùm ngây

 Tổng hợp, đánh giá kết quả và viết báo cáo

3

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan thực vật học

2.1.1 Khái quát về họ chùm ngây (Moringaceae)

Họ chùm ngây (Moringaceae) chỉ gồm một chi duy nhất là chi chùm ngây,

bao gồm khoảng 13 loài phân bố ở các vùng nhiệt đới trên thế giới Các loài chỉ

có hoa lưỡng tính, không đối xứng hai bên Bộ nhị 7 – 10, nhị đơn bào uốn ngược, quả nan thuông dài [1]

2.1.2 Đại cương về chùm ngây

Cây chùm ngây, tên khoa học: Moringa oleifera Lam., thuộc họ chùm

Chi: Moringa Loài: Moringa oleifera Lam

2.1.4 Hình thái thực vật

Cây chùm ngây là cây gỗ nhỏ, cao từ 5 – 10 m Lá kép thường là 3 lần lông chim, có 6 – 9 đôi lá chét hình trứng, mọc đối, có hình tròn hay trái xoan dài 12 – 20 mm, rộng 6 – 10 mm, màu lục nhạt, mông mốc, nhẵn; bẹ lá ôm thân; cuốn lá kép, mảnh tày lên ở gốc Cây ra hoa vào tháng 1 – 2 [4]

4

Cụm hoa là một chùy; lá bắc nhỏ; hoa to màu trắng, có dáng giống hoa họ Đậu; 5 lá đài hình mũi mác, uốn cong, có lông ở mặt ngoài; 5 cánh hoa hình thìa, có đốm; 5 nhị hữu thụ, xen kẽ với 5 – 7 nhị lép, chỉ nhị có lông gốc; bầu thường có lông [2]

Hình 2.1: Hoa chùm ngây Quả nang treo, có tiết diện tam giác dài 25 – 50 cm, có khi hơn, rộng 2 cm, khi chín nứt thành ba mảnh; hạt nhiều, hình 3 cạnh dẹt, đường kính 1 cm, có cánh mỏng bao quanh Hạt màu đen, to bằng hạt đậu Hà Lan, tròn, có 3 cạnh và cánh dạng màng [2]

Hình 2.2: Trái và hạt chùm ngây

2.1.5 Sinh thái phân bố

Moringa là một chi nhỏ, gồm một số loài thân gỗ mềm, mọc nhánh phân

bố ở vùng nhiệt đới châu Á và châu Phi Cây chùm ngây là giống cây ưa sáng, mọc nhanh, giai đoạn đầu ưa bóng nên có thể trồng xen, khi cây lớn điều chỉnh ánh sáng, phân cành cao, vỏ màu hơi xanh khi còn non, màu trắng mốc khi cây

5

đã già, tái sinh chồi mạnh với những nơi độ ẩm cao, đất xốp, tầng mùn dày, tái sinh hạt yếu Cây chịu hạn tốt, chịu được những nơi đất xấu, cằn cỗi Ở Việt Nam, chùm ngây được trồng rải rác ở các tỉnh phía Nam, từ Quảng Nam trở vào Chùm ngây có thể sống và phát triển tốt trên nhiều loại đất, từ loại đất đỏ bazan ở Tây Nguyên đến đất sét pha cát hoặc trên đất cát vùng ven biển [5]

2.1.6 Thành phần dinh dưỡng của cây chùm ngây

Cây chùm ngây (Moringa oleifera Lam.) chứa hơn 90 chất dinh dưỡng

tổng hợp Những chất dinh dưỡng cần thiết để gìn giữ sức khỏe con người, giảm nguy cơ từ những chứng bệnh suy thoái, chữa trị được nhiều bệnh thông thường

Lá và thân non chùm ngây giàu dinh dưỡng hiện được hai tổ chức thế giới WHO

và FAO xem như là giải pháp ưu việt cho các bà mẹ thiếu sữa và trẻ em suy dinh dưỡng

Hình 2.3: So sánh thành phần dinh dưỡng có trong lá chùm ngây

với các loại thực phẩm khác Theo các số liệu báo cáo từ bài báo “Analysis of leaf powder for nutritional composition” được đăng tải trên Campden and Chorleywood Food Research Association năm 1998 cho kết quả như Bảng 2.1 [6]

6

Bảng 2.1: Phân tích thành phần dinh dưỡng của Moringa oleifera Lam

STT Thành phần dinh dưỡng/100 g Trái tươi Lá tươi Bột lá khô

2.1.7 Thành phần hóa học trong cây chùm ngây

Lá chùm ngây chứa gôm và hai alkaloid là moringine và moringinine.Vỏ thân chứa benzylamine và β-sitosterol.Toàn cây có chứa pterygospermin – là chất có tính kháng các vi khuẩn Gram âm, Gram dương và vi khuẩn ưa acid [5] Gần đây người ta chiết được từ lá chùm ngây các glucoside có nhóm nitrile:

Niazirin, 4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-α-L-rhamnosyloxy)benzyl nitrile [7]

7

Hình 2.4: Cấu trúc của Niazirin và 4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-α-L

-rhamnosyloxy)benzylnitrile Các glucoside có chứa nhóm carbamate và thiocarbamate: Niazimin A và Niazimin B, Niazicinin A, Niazicin A cùng với glucoside benzaldehyde [5]

(V) Hình 2.5: Cấu trúc của Niazimin A (I), Niazimin B (II), Niazicinin A (III), 4-

(4'-O-Acetyl-α-L-rhamnosyloxy)benzaldehyde (IV) và Niazicin A (V) [7] Các dây amide đóng vai trò quan trọng đối với tác dụng hạ áp Các chất carbamate và thiocarbamate đều có tác dụng hạ áp Từ gôm, chất

leucoamthocyanine đã được chiết và xác định là leucodelphinidin-3-O-β-D

H 3 C

HO

C N

8

galactopyranosyl-(1-4)-O-D-glucopyranoside Hoa chứa polysaccharide được dùng làm chất phụ gia trong kỹ nghệ dược phẩm Hạt chứa các chất peptide, tách trên cột Cephadex G25 được 14 chất peptide có tác dụng ức chế sự tác dụng của nấm [5]

Bảng 2.2: Thành phần hóa học các bộ phận trong cây chùm ngây [8]

Các bộ phận cây Thành phần hóa học trong cây

Thân Octacosanic acid, 4-hydroxymellein, vanillin,

-sitosterone và -sitosterol

Vỏ 4-(-L-rhamnopyranosyloxy)benzyl glucosinolate

Lá Glycoside niazirine, 4-[4'-O-acetyl-α-L-rhamnosyloxy)

benzyl]isothiocyanate, niaziminin A và B Hoa D-mannose, D-glucose, protein, ascorbic acid,

polysaccharide Trái Nitriles, isothiocyanate, thiocarbamates,

O-[2'-hydroxy-3'-(2"-heptenyloxy)]propylundecanoate, O-ethyl-4-[(α -1-rhamnosyloxy)benzyl]carbamate,

methyl-p-hydroxybenzoate và β-sitosterol

Hạt khô Crude protein, Crude fat, carbohydrate, methionine,

cysteine, benzyl glucosinolate, moringyne,

mono-palmitic and di-oleic triglyceride

em vì chứa nhiều vitamin (vitamin C, provitamin A, vitamin B, vitamin E…) và muối khoáng có ích, với hàm lượng rất cao Ngoài ra, lá chùm ngây còn chứa các acid amine có lưu huỳnh như methionine, cysteine và nhiều acid amine cần thiết khác Do vậy, lá chùm ngây được xem là một trong những nguồn dinh dưỡng thực vật có giá trị cao [9]

Hoa chùm ngây có thể dùng để làm rau ăn hoặc làm trà (nhiều nước phương Tây sản xuất trà hoa chùm ngây bán ngoài thị trường), cung cấp tốt nguồn muối khoáng calcium và potassium Nó cũng là nguồn cung cấp nguyên liệu rất tốt cho người nuôi ong [9]

9

Quả non của nó có thể chiên xào để ăn với hương vị như măng tây Hạt chùm ngây chứa nhiều dầu, lượng dầu chiếm đến 30 – 40% trọng lượng hạt, có nơi trồng chùm ngây ép dầu, năng suất dầu đạt 10 tấn/ha Dầu hạt chùm ngây chứa 65,7% acid oleic, 9,3% acid palmitic, 7,4% acid stearic và 8,6% acid behenic [9]

2.1.8.2 Công dụng trong xử lý nước

Trong những năm gần đây vấn đề nước sạch đang là một đề tài gây nhiều

sự quan tâm của của mọi người Khoa Môi trường và Công nghệ sinh học Đại học kỹ thuật công nghệ thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu về khả năng hạt chùm ngây có công dụng làm trong nước như khi sử dụng phèn chua Hạt chùm ngây là một chất keo tụ được ứng dụng trong xử lý nước hiệu quả, có ưu điểm không gây độc hại cho sức khỏe của con người [10]

2.1.9 Tác dụng dược lý

Chùm ngây là một cây thuốc quan trọng trong việc điều trị một số bệnh Cành non, lá non, hoa và quả xanh chùm ngây đem luộc ăn có tác dụng kích thích tiêu hóa [11]

Rễ có tác dụng chống sỏi thận, kháng viêm, chất kích thích trong các trường hợp liệt, thuốc kích thích tim, tuần hoàn, được dùng như thuốc nhuận tràng, chữa chứng thấp khớp, viêm, đau nhức khớp, giảm đau lưng hoặc đau thận và chứng táo bón Ngoài ra, rễ chùm ngây còn có một số tác dụng khác như gây xung huyết da và làm rộp da, gây trung tiện, ức chế sự sinh sản, làm sẩy thai [12,13]

Lá có tác dụng gây tẩy xổ, dùng như thuốc đắp cho các vết thương, xoa bóp trên thái dương khi đau đầu, dùng chữa bệnh trĩ, sốt, đau họng, viêm phế quản, nhiễm trùng mắt, tai, scorbut, dịch ép lá có khả năng kiểm soát mức đường huyết, giảm sưng hạch [14]

Vỏ thân chùm ngây dùng cho những bệnh nhân về mắt và chữa trị cho bệnh nhân hôn mê, ngăn ngừa sự phình to của lách và sự hình thành các hạch lao ở cổ, dịch vỏ rễ nhỏ vào tai có tác dụng làm dịu các cơn đau tai, đồng thời đặt vào hốc răng để giảm đau và có hoạt tính kháng lao [15]

Gôm được dùng điều trị bệnh sâu răng, làm săn se và gây xung huyết Gôm trộn lẫn với dầu hạt vừng được dùng làm dịu các cơn nhức đầu, sốt, các chứng

Các phân đoạn dịch chiết của hạt chùm ngây có tác dụng làm giảm các lipid peroxyde ở gan Những hợp chất được phân lập từ dịch chiết cồn của hạt chùm ngây như thiocarbamate và isothiocyanate có tác dụng hạ huyết áp [17]

2.1.10 Những nghiên cứu về thành phần hóa học của cây chùm ngây

Ở Việt Nam, cây chùm ngây mọc hoang nhiều ở Ninh Thuận, Bình Thuận, huyện Tri Tôn tỉnh An Giang,…và chỉ được biết như một loại rau hay trồng để làm hàng rào che chắn Theo Đỗ Xuân Cẩm, tác giả của bài viết “Chùm ngây: Loài cây vạn năng có khả năng phát triển ở vùng đất khắc nghiệt”[18] đăng trên tạp chí Nghiên cứu và Phát triển cho biết: “Ở Việt Nam hiện rất ít công trình nghiên cứu sâu về loại cây này Các số liệu dẫn trong bài viết hầu hết là dựa vào tài liệu tham khảo quốc tế” Vì vậy, chưa có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hóa học của cây chùm ngây ở nước ta

Chùm ngây Moringa Oleifera Lam là một loài có nhiều giá trị trong y

học Vì vậy, trên thế giới đã có một vài công trình phân lập hợp chất hóa học từ cây chùm ngây cũng như thử hoạt tính sinh học để có câu trả lời cụ thể về tác dụng cũng như thành phần hóa học có trong cây chùm ngây

Năm 2009, Sreelatha, S và Padrma, P.R đã thử nghiệm hoạt tính chống oxy hóa và xác định tổng hàm lượng flavonoid từ dịch chiết nước lá cây chùm ngây Hàm lượng polyphenol trong lá già và lá non tương ứng là 45,81 mg/g và 36,02 mg/g trong dịch chiết nước và hàm lượng flavonoid tổng trong lá già và

lá non tương ứng là 27 mg/g, 15 mg/g [19]

Năm 2012, một nghiên cứu của nhóm tác giả Anu, E.J., Shyamjith, M và Shankar, B.K từ khoa Sinh lý và khoa Dược trường cao đẳng y dược Yenepoya,

Ấn Độđã cho thấy, cao chiết bằng ethanol từ lá của cây chùm ngây (Moringa

oleifera Lam.) (MOEE) rất hiệu quả trong việc điều trị tình trạng tê liệt do hội

chứng Parkinson gây ra Với nghiên cứu này, các tác giả thực hiện trên bốn

11

nhóm chuột bạch đã được gây bệnh trong đó nhóm được sử dụng MOEE để điều trị cho kết quả tương đương với nhóm được sử dụng thuốc chuẩn Scopolamine Qua đó đã góp phần bổ sung một khả dụng mới của dịch chiết từ

lá cây Chùm ngây trong việc điều trị bệnh Parkinson [20]

Năm 2007, Manguro, L.O và Lemmen, P đã phân lập trong lá cây chùm

ngây các hợp chất phenolic như: Kaempferol-3-O-(2",3"-diacetylglucoside), Kaempferol-3-O-(2"-O-galloyrhamnoside), Kaempferol-3-O-(2"-O- galloyrutinose)-7-O-α-rhamnose, Kaempferol-3-O-[β-glucosyl-(12)]-[α- rhamnosyl-(16)]-β-glucoside-7-O-α-rhamnoside, Kaempferol-3-O-[β- rhamnosyl-(12)]-[α-rhamnosyl-(14)]-β-glucoside-7-O-α-rhamnoside, Benzoic acid 4-O-β-glucoside, Benzoic acid 4-O-α-rhamnosyl-(12)-β- glucoside, Benzaldehyde-4-O-β-glucoside, Kaempferol-3-O-α-rhamnoside,

Kaempfrol, Syringic acid, Gallic acid, Rutin, Quercetin [21]

Makkar và Becker (2001), Anwar, F., Arshraf, M., Bhangger, M.I (2005)

đã công bố lá, hoa và quả chùm ngây là nguồn cung cấp lý tưởng với hàm lượng cao các ascorbic acid, các hormone estrogen, β-sitosterol, sắt, calcium, phosphor, đồng, vitamin A, B, C, α-tocopherol, riboflavin, nicotinic acid, folic acid, pyridoxin, β-carotene, protein và những acid amine thiết yếu như Methionine, Cysteine, Tryptophan, Lysine, Leucine, Isoleucine, Phenyl alanin, Tyrosine, Valine, Histidine, Threonine [9,22,23]

Năm 2010, Patel, S., Thakur, A.S., Chandy, A và Manigauha, A đã phân

lập được Niarizin, Niazirinin, Niaziminin A và B,

4-(4’-O-acetyl-α-rhamnosyloxy)benzyl isothiocyanate [24]

Năm 1945, RuBeena Saleem cùng cộng sự đã phân lạp được các hợp chất:

Niazicinin A và B, 4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-α-L-rhamnosyloxy)benzyl nitrile, Methyl-4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-α-L-rhamnosyloxy)benzyl carbamate (E),

Methyl-4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-α-L-rhamnosyloxy)benzyl carbamate (Z), O-Methyl-4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-α-L-rhamnosyloxy)benzyl thiocarmate (E), O-Methyl-4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-α-L-rhamnosyloxy)benzyl thiocarmate (Z),

Ethyl-4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-α-L-rhamnosyloxy)benzyl carbamate (E), O-Ethyl-4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-α-L-rhamnosyloxy)benzyl isothiocyanate… [7]

Benzoic acid 4-O-β-glucoside Benzaldehyde 4-O-β-glucoside

Hình 2.6: Cấu trúc của một vài hợp chất phân lập từ cây chùm ngây

2.2 Cơ sở lý thuyết của một số phương pháp thực nghiệm

Thiên nhiên vốn đa dạng, mỗi loài có tính đặc thù riêng Protein và nucleic acid là hợp chất cần thiết cho sự sống sinh vật Ngoài những hợp chất đó, còn

có các chất biến dưỡng thứ cấp (alkaloid, quinonoid, steroid, terpenoid, iridoid, flavonoid, glycoside,…) cần thiết hoặc không cần thiết cho sinh vật

Cấu trúc hóa học của các hợp chất rất đa dạng, do đó không có quy trình tách chiết tổng quát nào có thể áp dụng cho tất cả các loài mà mỗi loại mỗi nhóm

13

có phương pháp khác nhau tùy theo mục đích người khảo sát Lựa chọn dung môi và qui trình phù hợp để chiết tách hợp chất ra khỏi cây là rất quan trọng, điều này tùy thuộc vào đặc tính của chất biến dưỡng thứ cấp có trong cây mà người khảo sát mong muốn cô lập

Cơ sở phương pháp, kỹ thuật tách chiết hợp chất thiên nhiên được khái quát như sau [25]:

2.2.1 Một số kỹ thuật chiết tách hợp chất thiên nhiên

Có nhiều cách để chiết tách hợp chất hữu cơ ra khỏi cây cỏ Các kỹ thuật đều xoay quanh hai phương pháp chính là chiết lỏng – lỏng và chiết rắn – lỏng Trong thực nghiệm, việc chiết rắn – lỏng được áp dụng nhiều hơn gồm: sự ngấm kiệt (percolaion), sự ngâm dầm (maceration)… Ngoài ra, còn có thể chiết bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước, phương pháp sử dụng chất lỏng siêu tới hạn (supercritical fluid method), chiết có sự hỗ trợ của vi sóng

2.2.1.1 Kỹ thuật chiết ngâm dầm (Maceration)

Ngâm bột cây trong một bình chứa bằng thủy tinh hoặc bằng thép không

gỉ, bình có nắp đậy Tránh sử dụng bình nhựa vì chất hữu cơ có thể hòa tan một

ít nhựa, gây nhầm lẫn là hợp chất đó có chứa trong cây Rót dung môi tinh khiết vào bình cho đều xấp xấp bề mặt của lớp bột cây Giữ yên ở nhiệt độ phòng trong một đêm hoặc một ngày, để cho dung môi xuyên thấm vào cấu trúc tế bào thực vật và hòa tan các hợp chất tự nhiên Sau đó, dung dịch chiết được lọc ngang qua một tờ giấy lọc, thu hồi dung môi sẽ có được cao chiết Tiếp theo, rót dung môi vào bình chứa bột cây và tiếp tục quá trình chiết thêm một số lần nữa cho đến khi chiết kiệt mẫu cây Có thể gia tăng hiệu quả sự chiết bằng cách thỉnh thoảng đảo trộn, xóc đều lớp bột cây hoặc có thể gắn vào máy lắc để lắc nhẹ Mỗi lần ngâm dung môi, chỉ cần 24 giờ là đủ vì với một lượng dung môi

cố định trong bình, mẫu chất chỉ hòa tan vào dung môi đến mức bão hòa, không thể hòa tan thêm được nhiều hơn Vì vậy, có ngâm lâu hơn cũng chỉ mất thời gian Dung môi sau khi thu hồi được làm khan nước bằng các chất làm khan và được tiếp tục sử dụng để chiết các lần sau

14

Hình 2.7: Kỹ thuật chiết ngâm dầm

2.2.1.2 Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng (Liquid – liquid extraction)

Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng được áp dụng để phân chia cao alcohol thô ban đầu hoặc dung dịch ban đầu thành những phân đoạn có tính phân cực khác nhau Nguyên tắc của sự chiết là dung môi có tính phân cực khác nhau (yếu, trung bình, mạnh) sẽ hòa tan tốt các hợp chất có tính phân cực tương ứng với

nó Đây là phương pháp dựa trên sự phân bố của chất tan vào hai pha lỏng và hai pha lỏng này không hòa tan vào nhau Việc chiết lỏng – lỏng được thực hiện bằng bình lóng Trong đó, cao alcohol thô ban đầu hòa tan vào nước

Việc chiết được thực hiện lần lượt bằng các dung môi hữu cơ có độ phân cực tăng dần Với mỗi loại dung môi việc chiết được thực hiện nhiều lần, mỗi lần một lượng nhỏ thể tích dung môi, đến khi chiết kiệt mới chuyển sang dung môi khác

2.2.2 Dung môi

Dung môi lựa chọn phải có tính trung tính, không độc, không quá dễ cháy, hòa tan được hợp chất cần khảo sát, sau khi chiết tách xong, dung môi đó có thể được loại bỏ dễ dàng Các dung môi độc như benzene hoặc dễ cháy do có nhiệt

độ sôi thấp như diethyl ether, carbon tetrachloride… nên hạn chế sử dụng Dung môi sử dụng cần thỏa các điều kiện sau:

 Có nhiệt độ sôi thấp, tuy nhiên nếu thấp quá thì tổn thất dung môi sẽ lớn, dễ cháy nổ

 Không có tác dụng hóa học với các chất có trong nguyên liệu và không bị thay đổi tính chất khi sử dụng lại

15

 Nhiệt hóa hơi thấp

 Có độ nhớt bé để không làm giảm độ khuếch tán

 Có khả năng hòa tan lớn các hoạt chất nhưng rất bé đối với tạp chất

 Không tạo thành hỗn hợp nổ đối với không khí, không được có những tạp chất không bay hơi và khi bay hơi không được để lại các tạp chất có mùi lạ

 Phải tinh khiết, không ăn mòn thiết bị Không gây mùi lạ đối với sản phẩm và không độc hại với người sử dụng

 Dễ tìm và rẻ tiền

2.2.3 Sắc ký lớp mỏng và định tính sự hiện diện của một số hợp chất hữu cơ

2.2.3.1 Cơ sở lý thuyết

Sắc ký lớp mỏng (SKLM) (Thin Layer Chromatography (TLC)) còn gọi

là sắc ký phẳng (planar chromatography), chủ yếu dựa vào hiện tượng hấp thu trong đó pha động là một dung môi hay một hỗn hợp dung môi, di chuyển qua một pha tĩnh là một chất hấp thu trơ, thí dụ: silica gel hay aluminium oxide Pha tĩnh này được tráng thành một lớp mỏng, đều, phủ lên một nền phẳng như tấm kính, tấm nhôm hoặc plastic Do chất hấp thu được tráng thành một lớp mỏng nên phương pháp này gọi là sắc ký lớp mỏng

 Bình sắc ký: một chậu, lọ… bằng thủy tinh, có nắp đậy

 Pha tĩnh: một lớp mỏng khoảng 0,25 mm của một loại chất hấp thu, thí dụ như silica gel, aluminium oxide Chất hấp thu trên giá đỡ nhờ calcium sulfate khan, hoặc tinh bột, hoặc một loại polymer hữu cơ

 Pha động: dung môi hoặc hỗn hợp hai dung môi, di chuyển chầm chậm dọc theo tấm lớp mỏng theo chiều từ dưới lên nhờ vào tính mao quản và lôi kéo mẫu chất theo nó Mỗi thành phần của mẫu chất sẽ di chuyển với mỗi vận tốc khác nhau, đi phía sau mực dung môi Vận tốc di chuyển này phụ thuộc vào các lực tương tác tĩnh điện mà pha tĩnh muốn níu giữ các mẫu chất ở lại pha tĩnh (hiện tượng hấp thu của pha tĩnh) và tùy thuộc vào độ hòa tan của mẫu chất trong dung môi

 Mẫu phân tích: mẫu chất cần phân tích thường là hỗn hợp gồm nhiều hợp chất với độ phân cực khác nhau, được đưa lên lớp pha tĩnh ở vị trí cao hơn một chút so với mặt thoáng của chất lỏng đang chứa trong bình sắc ký

Với chất hấp thu là silica gel hoặc aluminium oxide, các chất kém phân cực sẽ di chuyển nhanh và các hợp chất phân cực mạnh sẽ di chuyển chậm

a

Rf 

a: khoảng cách từ vạch xuất phát đến trung tâm chất

b: khoảng cách từ vạch xuất phát đến vạch dung môi

Hình 2.8: Cách tính Rf

2.2.3.2 Hiện hình các vết sau khi giải ly

Sau khi giải ly, các hợp chất có màu sẽ được nhìn bằng mắt thường, nhưng phần lớn các chất hữu cơ không có màu nên muốn nhìn thấy các vết cần sử dụng các phương pháp hóa học hoặc vật lý

 Phương pháp vật lý: có nhiều phương pháp khác nhau nhưng phương pháp thông dụng nhất là phát hiện bằng tia tử ngoại (UV) Các vết sẽ tạo thành vết có màu tối sẫm

 Đèn chiếu tia UV 254 nm: ánh sáng này để nhận ra các hợp chất có thể hấp thu tia UV

 Đèn chiếu tia UV 365 nm: ánh sáng này dùng để phát hiện những hợp chất có phát huỳnh quang Các vết của chất mẫu có màu sáng trên nền bản mỏng sẫm màu

 Phương pháp hóa học: phương pháp hóa học là phát hiện các vết bằng thuốc thử, bằng cách hòa thuốc thử vào một dung môi thích hợp rồi phun xịt dung dịch thuốc thử này lên bản mỏng Thuốc thử sẽ kết hợp với các hợp

 Thuốc thử đặc trưng khi nó chỉ tác dụng với những hợp chất có chứa những nhóm chức hóa học đặc biệt, tạo vết có màu đặc trưng Thí dụ: thuốc thử 2,4-dinitrophenylhydrazine tác dụng với những hợp chất có chứa nhóm carbonyl để tạo màu đỏ đậm

Bảng 2.3: Một vài thuốc thử hiện hình sắc lý lớp mỏng

Hơi iodine Vàng hoặc nâu Hợp chất hữu cơ nói chung

Hợp chất bất bão hòa 2,7-Fluoresceine Lục – vàng Đa số các hợp chất hữu cơ Nihydrin Tím – hồng Amino acid, amine

2,4-Dinitrophenylhydrazine

Đỏ - cam Aldehyde, ketone

Antimony trichloride Màu đặc trưng Steroid, hợp chất chi hoàn

Vitamin, carotenoid Bromophenol blue;

Bromocresol green

Vàng Acid carboxylic

Diphenyl carbazide Màu đặc trưng Kim loại

KMnO4 Màu của vết là

màu vàng trên bản màu hồng

Hợp chất bất bão hòa và alcohol

Vanillin Màu đặc trưng Alcohol, aldehyde, ketone

2.2.4 Sắc ký cột (Column Chromatography)

2.2.4.1 Cơ sở lý thuyết

Trong phân tích hóa thực vật có rất nhiều phương pháp phân tích Sắc ký cột (SKC) là một trong những phương pháp quan trọng, được ứng dụng rộng rãi trong việc phân lập các hợp chất thiên nhiên

SKC là loại sắc ký trong đó pha tĩnh được nhồi trong một cột bằng thủy tinh hay bằng thép không gỉ Pha tĩnh (chất hấp phụ) thường được sử dụng là silica gel Pha động là các dung môi hữu cơ với nhiều tỷ lệ khác nhau, tìm hệ dung môi dựa vào SKLM Pha động di chuyển qua lớp chất hấp phụ dưới ảnh hưởng của trọng lực Đối với mỗi chất riêng biệt trong hỗn hợp cần tách tùy theo ái lực với pha tĩnh và pha động để lấy ra được trước hoặc sau