Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện chiết và bảo quản đến hàm lượng polyphenol và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ lá giang (aganonerion polymorphum)

Tuy nhiên bằng chứng khoa học về khả năng điều trị những bệnh này còn rất hạn chế…Theo nghiên cứu của Sakong tiến hành trên đối tượng lá giang thu thập ở Thái Lan thì hàm lượng polypheno

-KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN CHIẾT VÀ BẢO QUẢN ĐẾN HÀM LƯỢNG POLYPHENOL VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA CỦA DỊCH CHIẾT TỪ LÁ GIANG

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên cho em xin gửi lời biết ơn chân thành tới Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm khoa Công Nghệ thực Phẩm, Phòng Đào Tạo, Phòng Công Tác Sinh Viên cùng các đoàn thể trong Trường Đại Học Nha Trang sự

tự hào, được học tập tại trường trong những năm qua

Trong thời gian thực tập tại phòng thí nghiệm nhờ sự giúp đỡ và tạo điều kiện của các thầy cô trong khoa Công Nghệ Thực Phẩm và các cán bộ phòng thí nghiệm mà

em đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp của mình

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô, cán bộ khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã giúp đỡ em

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Thế Hân và thầy Nguyễn Anh Tuấn đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tận tình và động viên em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp

Cuối cùng em xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và các anh chị Cao học

đã giúp đỡ, tạo điều kiện và động viên em trong thời gian qua

Em xin chân thành cám ơn!

Khánh Hòa, ngày 15 tháng 6 năm 2015

Sinh viên

Nguyễn Văn Trường

MỤC LỤC Trang

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC HÌNH iv

DANH MỤC BẢNG viii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích của nghiên cứu 2

3 Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu 3

4 Đối tượng nghiên cứu 3

5 Nội dung đề tài 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 5

1.1 TỔNG QUAN VỀ LÁ GIANG 5

1.1.1 Tên gọi, hình thái 5

1.1.2 Cấu tạo của lá giang 6

1.1.3 Đặc tính sinh thái và địa điểm phân bố lá giang 6

1.1.4 Thành phần hóa học của lá giang 6

1.1.5 Ứng dụng của lá giang trong y học và đời sống hàng ngày 7

1.2 Gốc tự do và chất chống oxy hóa 9

1.2.1 Gốc tự do 9

1.2.2 Quá trình hình thành các gốc tự do 9

1.2.2.1 Chuỗi hô hấp tế bào 9

1.2.2.3 Trong hội trứng viêm 11

1.2.2.4 Trong quá trình thiếu máu cục bộ và tưới máu lại 11

1.2.2.5 Tác nhân xenobiotic 11

1.2.3 Ảnh hưởng của gốc tự do tới cơ thể 12

1.2.4 Chất chống oxy hóa 13

1.2.5 Cơ chế hoạt động của các chất chống oxy hóa 14

1.2.5.1 Các chất chống oxy hóa bậc 1: Vô hoạt các gốc tự do 14

1.2.5.2 Các chất chống oxy hóa bậc 2: Ngăn chặn sự tạo các gốc tự do 14

1.2.5.3 Tạo phức với kim loại 17

1.2.6 Một số chất chống oxy hóa 18

1.2.6.1 Acid ascorbic (Vitamin C) 18

1.2.6.2 Carotenoid 21

1.2.6.3 Polyphenol 23

1.2.6.4 Một số thực vật có tác dụng chống oxy hóa 24

1.3.Các phương pháp xác định hoạt tính chống oxi hóa 25

1.3.1 Phương pháp xác định trực tiếp hoạt tính chống oxy hóa 25

1.3.1.1 Phương pháp TEAC (Trolox equivalent antioxidant capacity): 25

1.3.1.2 Phương pháp DPPH(Scavenging ability towards radicals): 25

1.3.1.3 Phương pháp ORAC(oxygen radical absorbance capacity): 26

1.3.1.4 Phương pháp TRAP (total radical-trapping antioxidant potential): 27 1.3.1.5 Phương pháp FRAP (ferric reducing-antioxidant power): 27

1.3.2 Phương pháp xác định gián tiếp hoạt tính chống oxy hóa 28

1.3.2.1 Phương pháp cân khối lượng 28

1.3.2.2 Chỉ số peroxide (PV) 28

1.3.2.3 Chỉ số para-anisidine 28

1.3.2.4 Chỉ số acid thiobarbituric (TBA) 29

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá rình chiết 29

1.4.1 Lựa chon dung môi trích ly 29

1.4.2 Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi 29

1.4.3 Độ ẩm của nguyên liệu 29

1.4.4 Nhiệt độ trích ly 30

1.4.5 Thời gian trích ly 30

CHƯƠNG 2 31

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.1 Nguyên vật liệu và hóa chất 31

2.1.1 Nguyên liệu lá giang 31

2.1.2 Hóa chất và thuốc thử 31

2.2 Phương pháp nghiên cứu 32

2.2.1 Phương pháp xác định hàm ẩm (phụ lục 1) 32

2.2.2 Quy trình tổng quát thu dịch chiết từ lá giang 32

2.2.3 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết 33

2.2.4 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết lá giang 34

2.2.5 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết lá giang 36

2.2.6 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của số lần chiết đến 38

2.2.7 Thí nghiệm ảnh hưởng của phương pháp chiết bằng sóng siêu âm đến hàm lượng polyphenol tổng số 39

2.2.8 Thí nghiệm xác định sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy của dịch chiết lá giang trong quá trình bảo quản 41

2.3 Các phương pháp phân tích 42

2.3.1 Xác định hàm lượng polyphenol 42

2.3.2 Xác định khả năng khử gốc tự do DPPH 42

2.3.3 Tổng năng lực khử 43

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 43

CHƯƠNG 3 44

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44

3.1 Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến hàm lượng polyphenol tổng số và hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ lá giang 44

3.2 Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol tổng 48

3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số 51

3.4 Ảnh hưởng của số lần chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số 56

3.5 Ảnh hưởng của sóng siêu âm đến hàm lượng polyphenol tổng số 57

3.6 Mối tương quan giữa hàm lượng polyphenol tổng số và hoạt tính chống oxy hóa 61

3.7 Ảnh hưởng của điều kiện và thời gian bảo quản đến hàm lượng 63

3.8 Ảnh hưởng của bộ phận trên cây lá giang tới hàm lượng polyphenol và khả năng chống oxy hóa trong dịch chiết 66

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 68

4.1 KẾT LUẬN 68

4.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC 1 PL

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Lá giang tươi 5

Hình 1.2 Quá trình gây hại của gốc tự do đối với màng tế bào 13

Hình 1.3 Cấu trúc của Vitamin C 19

Hình 1.4 Cấu trúc của vitamine E (α-tocopherol) 20

Hình 1.5 Một số hợp chất carotenoid 22

Hình 1.6 Phản ứng giữa DPPH và một số chất chống oxy hóa 26

Hình 1.7 Đồ thị miêu tả độ giảm phát huỳnh quang theo thời gian 27

Hình 2.1 Quy trình xử lý và bảo quản nguyên liệu lá giang 31

Hình 2.2 Quy trình tổng quát thu dịch chiết từ lá giang 32

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm sự ảnh hưởng của dung môi chiết đến hàm 33

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết lá 37

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết lá Error! Bookmark not defined.7 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của số lần chiết đến đến hàm lượng polyphenol tổng số và hoạt tính chống oxi hóa của dịch chiết từ lá 38

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của phương pháp chiết bằng sóng siêu âm đến hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ lá giang 40

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy của dịch chiết lá giang trong quá trình bảo quản 4141

Hình 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến hàm lượng polyphenol tổng số của dịch chiết từ lá giang (chữ cái trên cột khác nhau chỉ ra sự khác nhau có nghĩa thống

kê p< 0,05) 45

Hình 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến tổng năng lực khử của dịch chiết từ

lá 46 Hình 3.3 Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết từ lá giang (chữ cái trên cột khác nhau chỉ ra sự khác nhau có nghĩa thống

từ lá giang (chữ cái trên cột khác nhau chỉ ra sự khác nhau có nghĩa thống kê p<

0,05) 51

Hình 3.10 Ảnh hưởng của số lần chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số của dịch chiết từ lá giang (chữ cái trên cột khác nhau chỉ ra sự khác nhau có nghĩa thống kê

tự do DPPH 62 Hình 3.17 Ảnh hưởng của điều kiện và thời gian bảo quản tới hàm lượng polyphenol tổng số của dịch chiết lá giang 64 Hình 3.18 Ảnh hưởng của điều kiên và thời gian bảo quản tới khả năng khử gốc tự

do DPPH của dịch chiết lá giang 65 Hình 3.19 Ảnh hưởng của các bộ phận trên cây lá giang tới hàm lượng polyphenol

Hình 3.20 hưởng của các bộ phận trên cây lá giang tới năng lực khử của dịch chiết ở

Hình 3.21 Ảnh hưởng của các bộ phận trên cây lá giang tới khả năng khử gốc tự do

DANH MỤC BẢNG Trang phụ lục

Bảng PL3.5 Tổng năng lực khử của dịch chiết từ lá giang 8PL Bảng PL3.6 Khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết lá giang 8PL Bảng PL3.7 Hàm lượng polyphenol của dịch chiết từ lá giang 9PL Bảng PL3.8 Tổng năng lực khử của dịch chiết từ lá giang 10PL Bảng PL3.9 Khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết lá giang 10PL Bảng PL3.10 Hàm lượng polyphenol của dịch chiết từ lá giang 12PL Bảng PL3.11 Khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết lá giang 11PL Bảng PL3.12 Hàm lượng polyphenol của dịch chiết từ lá giang 12PL Bảng PL3.13.Tổng năng lực khử của dịch chiết từ lá giang 12PL Bảng PL3.14 Khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết lá giang 13PL Bảng PL3.15 Hàm lượng polyphenol tổng của dich chiết lá giang 13PLBảng PL 3.16 Ảnh hưởng của điều kiện, thời gian bảo quản đến khả năng khử gốc

tự do DPPH 14PL

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cùng với sự lo ngại của người tiêu dùng đối với những sản phẩm thực phẩm

và dược phẩm bổ sung hóa chất có nguồn gốc tổng hợp, trong những năm gần đây, nhiều nhà khoa học và nhà sản xuất đã chú ý quan tâm đến các sản phẩm có nguồn gốc từ tự nhiên Polyphenol từ thực vật là nhóm hợp chất có nhiều họat tính sinh học quý như chống oxy hóa, chữa bệnh…Lá giang là một loài cây trồng rất phổ biến ở Việt Nam và các nước nhiệt đới Lá giang được sử dụng rộng rãi trong các bữa ăn hàng ngày của người dân Việt Nam Trong y học dân gian cho rằng lá giang

có khả năng hỗ trợ điều trị một số bênh: sỏi thận, chữa viêm đường tiết niệu và có sỏi, chữa đau nhức xương khớp, chữa mụn nhọt [100] Tuy nhiên bằng chứng khoa học về khả năng điều trị những bệnh này còn rất hạn chế…Theo nghiên cứu của Sakong tiến hành trên đối tượng lá giang thu thập ở Thái Lan thì hàm lượng polyphenol và vitamin C trong lá giang chứa một lượng rất lớn (polyphenol: 647.05

những hợp chất quý và đóng vai trò quan trọng vào quá trình chống oxy hóa

Cho đến nay chưa có công trình nào công bố về khả năng chống oxy hóa của

lá giang trồng tại Việt Nam Mặc dù về khoa học, lá giang có dược tính cao và đã được dùng như một cây thuốc phổ biến ở một số nước như Thái Lan, Lào…Tuy nhiên ở nước ta loại cây này chỉ mới được sử dụng làm gia vị [103] Trên thế giới hiện chỉ có một vài nghiên cứu về hoạt tính chống oxy hóa của lá giang được nghiên cứu Mặc dù vậy những nghiên cứu này được thực hiện trên đối tượng nguyên liệu

ở nước ngoài, ví dụ như nghiên cứu ở Thái Lan của Pornkamon Sakong và cộng sự mới chỉ dừng lại ở việc tìm hiểu thành phần của lá giang, hàm lượng polyphenol và

trong khi đó mỗi loài thực vật thì thành phần các chất trong nó phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí hậu, giống, đất đai…Trong y học dân gian, và đặc biệt là luận án tiến sĩ: Nghiên cứu về thực vật hóa học và một số tác dụng sinh học của cây lá giang (Lê

Thế Chính - Đại học Dược Hà Nội) [102] đã cho chúng ta cái nhìn khái quát hơn về loài cây này ở nước ta Các ứng dụng về việc sử dụng các hoạt chất sinh học từ lá giang để đưa vào trong sản xuất và đời sống còn hạn chế [100] Trong khi đó, ngày nay việc ứng dụng các hoạt chất sinh học và sản xuất và bảo quản thực phẩm, cũng như phục vụ cho y học đang là nhu cầu cấp thiết và có triển vọng cao Là hướng đi mang lại nhiều hiệu quả Lá giang có khả năng ứng dụng cao, mang lại thu nhập cho người dân nếu biết cách tận dụng nguồn cây leo này

Xuất phát từ những vấn đề trên cùng với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Thế

Hân và thầy Nguyễn Anh Tuấn, em đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện chiết và bảo quản đến hàm lượng polyphenol và khả năng chống

oxy hóa của dịch chiết từ lá giang (Aganonerion polymorphum)”, nghiên cứu này

đánh giá sự ảnh hưởng của dung môi chiết, điều kiện chiết đến hàm lượng polyphenol và khả năng chống oxy hóa của lá giang thu hoạch ở Khánh Hòa Nghiên cứu này cũng so sánh hàm lượng polyphenol và khả năng chống oxy hóa của lá và thân cây giang Ngoài ra, nghiên cứu cũng cho thấy sự thay đổi của hàm lượng polyphenol và khả năng chống oxy hóa trong các điều kiện bảo quản khác

nhau

2 Mục đích của nghiên cứu

- Tìm ra được điều kiện chiết thích hợp (nồng độ dung môi, nhiệt độ, thời gian, tỷ

lệ dung môi/nguyên liệu…) để thu được dịch chiết từ lá giang có hàm lượng polyphenol và khả năng chống oxy hóa cao

- Đánh giá được hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết lá giang thu hái tại Khánh Hóa

- Đánh giá được sự thay đổi của hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết lá giang trong thời gian bảo quản

- Đánh giá được hàm lượng polyphenol trên các bộ phận lá và thân cây lá giang

để tiến hành tách chiết có hiệu quả

3 Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu

Ý nghĩa khoa học:

- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học để khẳng định một số hoạt tính

y dược từ thực vật nói chung và cây lá giang nói riêng

- Kết quả của đề tài là cơ sở cho các nghiên cứu sâu hơn trong việc tách chiết các hợp chất chống oxy hóa từ thực vật

- Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp một số dữ liệu khoa học về lá giang

- Tìm ra hướng đi mới cho việc trồng và sử dụng lá giang một cách hiệu quả

4 Đối tượng nghiên cứu

Lá giang, tên gọi khác: Cây giang chua, dây dang, tên khoa học: Aganonerion polymorphum Pierre, 1906, tên tiếng Anh: Sour-soup creeper, River-leaf creeper Ở

Việt Nam, cây lá giang mọc ở nhiều nơi thuộc các tỉnh miền Trung và vùng đồng bằng sông Cửu Long Ở Nam Bộ, cây lá giang thường mọc hoang ven sông rạch, trong vườn cây, được dùng làm rau và làm thuốc Hiện nay, cây lá giang được trồng làm nguồn rau sạch đặc sản ở một số hộ nông dân Người dân Nam Bộ dùng lá giang nấu canh chua, chế biến nhiều món ăn bổ dưỡng như xào với thịt gà, cá nước ngọt, thịt bò Canh chua lá giang là một món ăn ngon, bổ.[100]

Lá giang được thu hái tại các vùng quê, đồi núi xung quanh khu vực thành phố Nha Trang (Diên Khánh, Khánh Vĩnh )

5 Nội dung đề tài

- Nghiên cứu ảnh hưởng của dung môi chiết (ethanol trong nước) đến hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ lá giang

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ lá giang

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ lá giang

- Nghiên cứu ảnh hưởng của số lần chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ lá giang

- Nghiên cứu ảnh hưởng của sóng siêu âm đến hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ lá giang

- Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện và thời gian bảo quản đến hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ lá giang

- So sánh hàm lượng polyphenol và khả năng chống oxy hóa của lá và thân lá giang

Trong quá trình thực hiện đề tài này mặc dù em đã cố gắng tìm tòi và học hỏi,

do bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô, các chuyên gia và các sinh viên để đề tài có thể được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn qu ý thầy cô và các bạn!

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ LÁ GIANG

1.1.1 Tên gọi, hình thái

Về tên gọi

Lá giang, tên gọi khác: cây giang chua, dây dang, tên khoa học: Aganonerion polymorphum Pierre, 1906, tên tiếng Anh: Sour-soup creeper, River-leaf creeper

Hình 1.1 Lá giang tươi

1.1.2 Cấu tạo của lá giang

Lá giang có cấu tạo tương đối đơn giản Gồm rễ, thân, lá và hoa quả, là thân dây leo nằm hoặc bám vào các cây bụi khác

1.1.3 Đặc tính sinh thái và địa điểm phân bố lá giang

Ở Việt Nam, cây lá giang mọc ở nhiều nơi thuộc các tỉnh miền Trung và vùng đồng bằng sông Cửu Long Ở Nam Bộ, cây lá giang thường mọc hoang ven sông rạch, trong vườn cây, được dùng làm rau và làm thuốc Hiện nay, cây lá giang được trồng làm nguồn rau sạch đặc sản ở một số hộ nông dân Người dân Nam Bộ dùng

lá giang nấu canh chua, chế biến nhiều món ăn bổ dưỡng như xào với thịt gà, cá

nước ngọt, thịt bò Canh chua lá giang là một món ăn ngon, bổ

1.1.4 Thành phần hóa học của lá giang

Thành phần hóa học của lá giang phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng, vị trí địa lý, môi trường sinh sống

Theo nghiên cứu của viện dữ liệu thực vật Việt Nam:

Thành phần dinh dưỡng trong 100g lá giang tươi [101]:

(mg)

Vitamin C (mg)

Nước (g)

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của lá giang tươi

1.1.5 Ứng dụng của lá giang trong y học và đời sống hàng ngày

Lá giang đã được sử dụng làm thức ăn cho người và động vật từ rất lâu Ngày nay, lá giang là một phần trong bữa ăn như sử dụng lá giang làm các món như canh chua lá giang, cá cơm xào lá giang…

Trong y học dân gian: Lá giang là loại rau này có tác dụng giải nhiệt tốt Có thể giã nát, lấy nước uống Có nơi dùng lá của cây này giã lẫn với lá khoai lang, chế nước uống chữa ngộ độc sắn (mì)

Cây lá giang là cây thuốc dân gian, dùng chữa chứng ăn uống không tiêu, bụng đầy trướng, đau dạ dày, đau nhức xương khớp Cây lá giang dùng ngoài chữa mụn nhọt, lở ngứa ngoài da; dùng làm thực phẩm có vị chua khi chế biến các món

ăn (cá, thịt)

Thân lá giang làm thuốc chữa sỏi tiết niệu, viêm đường tiết niệu, viêm thận mạn tính Đặc biệt, nó còn có tác dụng chữa viêm ruột, phong thấp, sưng tấy Về mặt sinh học, cao lỏng lá giang được chiết xuất không thấy độc tính, có tác dụng ức chế 9 loại vi khuẩn, tiêu viêm cấp tính cả khi uống và tiêm Bộ phận dùng làm thuốc

là thân, rễ và lá

- Lá giang chữa viêm đường tiết niệu và có sỏi: Thân hoặc lá giang 100-200 g, sắc uống nhiều lần trong ngày (theo y học cổ truyền Việt Nam) Hoặc thân lá giang 10-20 g, hãm uống thay trà

- Lá giang chữa ăn không tiêu, bụng trướng đầy: Lá giang 30-50 g, sắc uống Đơn thuốc này uống liên tục chữa được sỏi và viêm đường tiết niệu

- Lá giang chữa đau nhức xương khớp, đau dạ dày: Rễ hoặc lá 20-40 g, sắc uống, thường kết hợp với một số vị thuốc trị đau khác

- Chữa mụn nhọt, lở ngứa ngoài da, vết thương: Lá tươi rửa sạch, giã nát, đắp lên vết thương

- Cá chuồn nấu lá giang (công dụng bổ hư tổn, khu phong trừ thấp, cường kiện cân cốt; phòng chữa viêm đường tiết niệu với các triệu chứng đái dắt, đái buốt): Cá chuồn 3-5 con, lá giang 100 g Cá chuồn bỏ vảy, chặt vây, cắt làm 2-3 khúc; lá giang rửa sạch, vò giập Nước đun sôi, cho cá vào, sau đó cho lá giang và bột canh

(muối, bột ngọt), có thể thêm nắm gạo làm tăng phần đậm đặc của nồi canh Khi bắc ra, cho thêm trái ớt đập giập

- Chữa viêm bàng quang bằng canh gà lá giang (công dụng thanh nhiệt giải độc dùng cho các trường hợp lao thương khí huyết, phong hàn thấp tí; sản hậu băng huyết, huyết trắng, hội chứng lỵ xuất huyết, trĩ xuất huyết, suy nhược cơ thể): Gà

600 g, lá giang 100 g, gia vị vừa đủ Gà rửa sạch, để ráo chặt miếng; lá giang bánh

tẻ rửa sạch Cho thịt gà cùng 1 lít nước, đun sôi, vớt bọt, thêm mắm và gia vị vừa

ăn Khi thịt gà chín mềm, cho lá giang đã vò nát vào, đun sôi; trước khi bắc ra thêm

ít rau thơm vừa ăn

Không chỉ được biết đến với công dụng dùng làm gia vị quen thuộc cho các món ăn món lẩu, canh chua, lá giang còn được biết đến với tác dụng chữa được nhiều căn bệnh, đặc biệt là các bệnh về đường tiết niệu, bệnh sỏi thận Điều này là hoàn toàn có thể và đã được nghiên cứu, chứng minh Người bệnh sỏi thận có thể áp dụng bài thuốc từ cây lá giang để trị bệnh cùng với các phương pháp điều trị chính

có tác dụng nhanh chóng loại bỏ sỏi thận ra khỏi cơ thể

Loại lá này trong dân gian còn được gọi là lá vang, tên khoa học của nó là Ecdysanthera rosea, thuộc họ trúc đào, mọc hoang ở vùng đồi núi, bìa rừng Với vai trò dùng làm thực phẩm và thuốc chữa bệnh, hiện nay lá giang có mặt phổ biến và trở nên quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày

Theo Đông y, lá giang có vị chua, tính bình, không độc, có tính năng thanh nhiệt, giải độc, lợi tiểu, kháng viêm diệt khuẩn, giảm đau… Đặc biệt, nó còn có tác dụng chữa viêm đường tiết niệu, có sỏi, viêm thận mạn tính, viêm ruột, phong thấp, sưng tấy…

Về mặt sinh học, lá giang không có độc tính, có tác dụng ức chế 9 loại vi khuẩn có nhiều saponin, flavonoid, sterol, coumarin, tamin, chất béo, axit hữu cơ và

12 nguyên tố vi lượng có tác dụng chữa viêm đường tiết niệu, có sỏi, viêm thận mạn tính… Các nghiên cứu, thử nghiệm về tác dụng làm tan sỏi thận của lá giang cũng cho kết quả quan giúp khẳng định loại lá này có tác dụng làm giảm các cơn đau,

triệu chứng bệnh sỏi thận và đặc biệt những người bệnh thử nghiệm theo cách này cũng nhận thấy sỏi thận đã được đào thải ra ngoài qua đường nước tiểu[100], [102]

1.2 Gốc tự do và chất chống oxy hóa

1.2.1 Gốc tự do

Gốc tự do là những nguyên tử, nhóm nguyên tử hay phân tử mà lớp ngoài cùng chứa các điện tử không ghép cặp (điện tử đơn độc) Chúng có thể mang điện tích âm hoặc không mang điện và có khả năng phản ứng cao Vì vậy, gốc tự do thường bất ổn cả về năng lượng cũng như động học Nó có khuynh hướng đạt tới sự

ổn định, thời gian tồn tại rất ngắn, hoạt tính rất mạnh Quá trình sinh gốc tự do là một quá trình chuyển hóa bình thường của cơ thể [16], [30], [84]

Gốc tự do có xu hướng mất điện tử để trở thành gốc khử hoặc nhận điện tử để trở thành gốc oxy hóa Gốc tự do không ghép cặp nên dễ dàng tấn công vào các phân tử tạo ra các phân tử mới, gốc tự do mới và gây ra phản ứng dây chuyền Các gốc tự do chủ yếu là các dạng oxy hóa hoạt động được hình thành qua chuỗi hô hấp tế bào, trong quà trình peroxy háo lipid của các acid béo chưa bão hòa [3], [16], [30]

1.2.2 Quá trình hình thành các gốc tự do

Các gốc tự do trong cơ thể được tạo ra thường xuyên qua chuỗi hô hấp tế bào, tác nhân phóng xạ, hội trứng viêm, trong hiện tượng thiếu máu cục bộ - tưới máu lại, các tác nhân xenobiotic và một số tác nhân khác

1.2.2.1 Chuỗi hô hấp tế bào

Hô hấp được thực hiện trong ty thể, bao gồm các phản ứng oxy hóa khử oxy

để sinh ra nước và năng lượng dưới dạng ATP (phản ứng oxy hóa khử là quá trình

-2

ra), là một gốc anion độc hại ở mức trung bình và chúng bị phân hủy bởi nhiều cơ

theo cơ chế tự oxy hóa khử

được sinh ra, còn gốc nào thoát ra bào tương (khoảng 20%) sẽ bị loại bỏ bởi

sự tồn tại đồng thời của chúng trong môi trường sinh học là rất nguy hại Phản ứng

cao, có khả năng phá hủy những cấu trúc hữu cơ bền vững nhất của cơ thể và gây ra các quá trình bệnh lý

phản ứng Harber-Weiss

O-2 + H2O2 HOᵒ + HO- + O-2

năng phản ứng rất cao, dễ dàng phản ứng với các chất hữu cơ tạo ra các peroxide và

từ đó tạo ra nhiều sản phẩm độc hại cho tế bào

2 O-2 + 2H+ HOᵒ + HO- + Fe3+

Gốc ᵒOH có khả năng phản ứng mạnh với hầu hết các phân tử sinh học ở tốc

độ khuếch tán, vì vậy nó thường phản ứng trước khi khuếch tán với những nơi có khả năng gây tổn thương lớn, nhưng chỉ gây tổn thương trong phạm vị bán kính [2], [16], [32], [91]

1.2.2.2 Tác nhân phóng xạ

Các tia phóng xạ hoặc bức xạ có năng lượng cao, có khả năng bẻ gãy một phân

tử tạo ra 2 hay nhiều gốc tự do Trong cơ thể chúng ta chiếm phần lớn là nước, do

vậy khi các bức xạ có năng lược cao tác động trên cơ thể, sẽ phân hủy nước tạo thành các phân tử khác và sản sinh gốc tự do [2], [76]

1.2.2.3 Trong hội trứng viêm

Theo Almagor và cộng sự, 1984 [25], hội trứng viêm là một phản ứng tự vệ của

cơ thể khi có các tác nhân lạ xâm nhập vào cơ thể Khi các tác nhân (là các kháng nguyên) xâm nhập vào cơ thể sẽ bị bạch cầu đa nhân trung tính bắt giữ, đồng thời lại kích hoạt bạch cầu đa nhân trung tính tăng tiêu thụ oxy, kích thích eym của màng tế bào là NADPH-oxidase, từ đó gây phản ứng xúc tác bởi enzyme này, kết quả cuối cùng

chết, giải phóng các gốc ROS ra ngoài gây nên hiện tượng viêm

1.2.2.4 Trong quá trình thiếu máu cục bộ và tưới máu lại

Khi thiếu máu cục bộ do long mạch máu bị hẹp hoặc có cục máu đông, các chất xanthine được tích lũy do tăng thoái hóa ATP và xanthine oxidase được hoạt hóa Khi có sự tưới máu trở lại, với sự có mặt của oxy, xanthine oxidase xúc tác

nước và tiếp tục liên hiệp với các chất, đào thải ra khỏi cơ thể

2H+

Trong quá trình chuyển hóa các chất xenobiotic, tạo ra các dạng ROS như O-2, 1

trong cơ thể như SOD, catalase, protein có nhóm SH, ceruloplasmin trong hồng cầu

và gan nhạy cảm với các xenobiotic Do vậy, khi có các xenobiotic xâm nhập vào

cơ thể, các chất chống oxy hóa này sẽ thay đổi theo hướng chống lại các tác nhân đó [54], [84]

1.2.2.6 Một số tác nhân khác

Trong một số bện lý bện đái tháo đường, xơ vữa động mạch, bệnh lý nhãn khoa, lão hóa, bệnh Parkinson và Alzheimer… cũng tăng cao các dạng ROS [11], [16]

1.2.3 Ảnh hưởng của gốc tự do tới cơ thể

Gốc tự do có tác dụng không tốt cho cơ thể liên tục ngay từ lúc con người mới sinh ra và mỗi tế bào chịu sự tấn công của cả chục ngàn gốc tự do mỗi ngày Ở tuối trung niên cơ thể mạnh trấn áp được chúng, nhưng tới tuổi cao sức yếu gốc tự do lấn áp gây thiệt hại nhiều gấp mười lần ở người trẻ Nếu không kịp kiểm soát, kiềm chế gốc tự do gây ra các bệnh thoái hóa như ung thư, xơ cứng động mạch, làm suy yếu hệ thống miễn dịch gây dễ bị nhiễm trùng, làm giảm trí tuệ, teo cơ quan bộ phận người cao niên

Nó phá rách màng tế bào khiến chất dinh dưỡng thất thoát, tế bào không tăng trưởng, tu bổ, rồi chết Nó tạo ra chất lipofuscin tích tụ dưới da khiến ta có những vết đồi mồi trên mặt, trên mu bàn tay Nó tiêu hủy hoặc ngăn cản sự tổng hợp các phân tử chất đạm, đường bột, mỡ, enzyme trong tế bào Nó gây đột biến gen ở nhiễm thể, ở DNA, RNA Nó làm chất collagen, Elastin mất đàn tính, dẻo dai khiến

da nhăn nheo, cơ khớp cứng nhắc

Theo các nhà nghiên cứu, gốc tự do hủy hoại tế bào theo diễn tiến sau đây: Trước hết, gốc tự do oxy hóa màng tế bào, gây trở ngại trong việc thải chất bã và tiếp nhận thực phẩm, dưỡng khí; rồi gốc tự do tấn công các ty lập thể, phá vở nguồn cung cấp năng lượng Sau cùng, bằng cách oxy hóa, gốc tự do làm suy yếu kích thích tố, enzyme khiến cơ thể không tăng trưởng được

Trong tiến trình hóa già, gốc tự do cũng dự phần và có thể là nguy cơ gây tử vong Hóa già được coi như một tích tụ những đổi thay trong mô tế bào Theo bác sĩ Denham Harman, các gốc tự do là một trong những nguyên nhân gây ra sự hóa già

và sự chết của các sinh vật Ông cho là gốc tự do phản ứng lên ty lạp thể, gây tổn thương các phân tử bằng cách làm thay đổi hình dạng, cấu trúc, khiến chúng trở nên bất khiển dụng, mất khả năng sản xuất năng lượng

Do quan sát, người ta thấy gốc tự do ít ở các sinh vật chết non, có nhiều ở sinh vật sống lâu Người cao tuổi có nhiều gốc tự do hơn là khi người đó còn trẻ

Cơ chế gốc tự do gây bệnh ung thư

- Gây tổn thương AND, gây đột biến phân tử, tế bào

- Kích hoạt gen gây ung thư, còn gọi là oncogenne

- Ức chế hệ miễn dịch làm hệ miễn dịch của cơ thể suy yếu dẫn đến một loạt bệnh nguy hiểm như: HIV/AIDS, viêm gan virut B, C [12]

Hình 1.2 Quá trình gây hại của gốc tự do đối với màng tế bào

1.2.4 Chất chống oxy hóa

Các chất chống oxy hóa là các hợp chất có khả năng làm chậm lại, ngăn cản hoặc đảo ngược quá trình oxy hóa các hợp chất có trong tế bào của cơ thể

(Jovanovic và Simic, 2000 [59]; Lachaman và cộng sự, 2000 [63]; Singh và Rajini,

2004 [87]), có thể bảo vệ con người khỏi các bệnh nghiêm trọng như khối u ác tính, rối loạn tim mạch, đái tháo đường, viêm và các bệnh thoái hóa thần kinh Dựa trên nguyên tắc hoạt động, các chất chống oxy hóa được phân thành hai loại; các chất chống oxy hóa bậc I và các chất chống oxy hóa bậc II Các chất chống oxy hóa bậc

I khử hoặc kết hợp với các gốc tự do, do đó kìm hãm pha khởi phát hoặc bẻ gãy dây truyền phản ứng của quá trình oxy hóa Các chất chống oxy hóa bậc II kìm hãm sự tạo thành các gốc tự do (hấp thụ các tia cực tím; tạo phức với các kim loại kích hoạt

sự tạo gốc tự do như Cu, Fe; vô hoạt hóa đơn) (Singh và Rajini, 2004 [87])

Hệ thống các chất chống oxy hóa của cơ thể người được cung cấp bởi hai nguồn: Bên trong và bên ngoài Các chất chống oxy hóa bên trong bao gồm protein (ferritine, transferrine, albumine, protein sốc nhiệt) và các enzyme chống oxy hóa (superoxyde dismutase, glutathione peroxydase, catalase) Các chất chống oxy hóa bên ngoài là các cấu tử nhỏ được đưa vào cơ thể qua con đường thức ăn bao gồm vitamine E, vitamine C, các carotenoid và các hợp chất phenoic (Niki và cộng sự,

1995 [76]) Các chất này có nhiều trong rau quả là con đường đơn giản và hữu hiệu nhất để tăng cường hoạt động của hệ thống chống oxy hóa và ngăn ngừa các bệnh

có nguồn gốc stress oxy hóa

1.2.5 Cơ chế hoạt động của các chất chống oxy hóa

1.2.5.1 Các chất chống oxy hóa bậc 1: Vô hoạt các gốc tự do

Khử các gốc tự do:

LO* +AH LOH + A* Tạo hợp chất với các gốc tự do:

1.2.5.2 Các chất chống oxy hóa bậc 2: Ngăn chặn sự tạo các gốc tự do

Superoxid dismutase

Superoxid dismutase (SOD) là enzyme chống oxy hóa có chứa kim loại thuộc

phản ứng khép kín Chu trình bán hủy của SOD từ vài phút đến vài giờ, nó phụ thuộc vào nhóm SOD khác nhau SOD không qua đƣợc màng tế bào nên chỉ có tác dụng cải thiện khả năng chống oxy hóa nội bào [16], [32]

Catalase (CAT)

Catalase có mặt trong hầu hết các tế bào và các mô động vật nhƣng hoạt tính mạnh nhất là ở gan và thận, ít nhất là ở mô, catalase có chủ yếu trong các ty thể và peroxisome [12], [39], [88], [138]

một chất nhận điện tử xúc tác cho nhiều phản ứng oxy hóa khử khác nhau, khi đó

được thực hiện theo các bước sau:

gốc amino acid chứa vòng thơm nằm song song với mặt phẳng imidazol và chúng tương tác với nhau bằng lực Vander Waals [3], [33]

Enzym này chủ yếu tồn tại bên trong ty thể và bào tương của tế bào, ở dịch ngoại bào rất thấp

GPx có hai loại: không phụ thuộc selen chiếm 20% xúc tác sự khử các

Glutathione có bản chất là một tripeptide (L- γ-glutamyl cysteince), chính nhờ

sự liên kết γ-peptide giữa glutamic acid và cysteine đó mà glutathione được bảo vệ, tránh khởi sự phân hủy bởi amino peptidase Glutathione tồn tại ở 2 dạng; dạng khử (thiol GSH) và oxy hóa (disulfide GS-SG) Cơ chế phản ứng của glutathione tham gia vào quá trình phân giải hợp chất peroxide như sau:

Hệ thống glutathion peroxidase gồm: glutathion peroxidase, glutathion reductase, glucose-6-phosphat dehidrogenase Hoạt độ của GPx và catalase phụ

bị ức chế, điều này rất quan trọng vì nó tiết kiệm glutathion dạng khử cho cơ thể [3], [83]

1.2.5.3 Tạo phức với kim loại

Ion sắt và đồng xúc tác phản ứng Fenton, tạo nên hai dạng oxy hoạt động rất độc

đủ 6 liên kết phối trí thì không có khả năng xúc tác phản ứng trên nữa Một số chất tạo phức chelat với sắt có đủ 6 liên kết phối trí như:

+ Transferrin: là dạng protein vận chuyển sắt của huyết tương, ở người khỏe

mạnh chỉ cần huy động 20 - 30% lượng transferrin là đủ làm mất hoạt tính xúc tác của sắt Trong một số trường hợp quá tải sắt (hồng cầu vỡ nhiều trong huyết tán,

uống thuốc chứa sắt quá nhiều, tổn thương cơ ), huyết tương không đủ transferrin

và phản ứng Fenton xảy ra rất mạnh

+ Lactoferin: có nhiều trong dịch sữa, dịch nước mắt, nước mũi, nước bọt

Lactoferin làm mất hoạt tính xúc tác của sắt trong các dịch trên

+ Ceruloplasmin: là một protein chứa đồng, có khả năng tạo phức với đồng và

ngăn cản sự tạo thành các gốc oxy hoạt động từ phản ứng Fenton [32], [58]

- Nhóm các thiol

Có cấu trúc RSH (R: gốc hydrocarbon), có tính khử mạnh Nhóm các thiol cùng với vitamin C chuyển vitamin E từ dạng oxy hóa sang dạng khử, hồi phục chức năng, dập tắt mạch peroxy hóa lipid của vitamin E [2], [12]

disulfur (RS-SR) hoặc trung hòa một gốc oxy hóa khác:

Các thiol gồm glutathion, mercaptopropionylglycin và acetylcystein

- Selen

Selen là một thành phần của nhiều enzym, tạo ra các nhóm chức -S-Se,

-S-Se-S là những tâm hoạt động sinh học mạnh -S-Se-Selen là một thành phần trong GPx, có tác

béo, bảo vệ màng tế bào và ADN GPx chứa selen tập trung nhiều ở gan để phân giải các chất độc [2], [16], [84]

1.2.6 Một số chất chống oxy hóa

1.2.6.1 Acid ascorbic (Vitamin C)

Vitamin C hay Acid ascorbic là chất có khả năng vô hoạt các gốc tự do rất tốt

do nó có thể chuyển cho các gốc tự do hai nguyên tử hydro của nó và khi đó nó trở thành dehydroasorbic (Pincemail & công sự, 1998 [78])

Ngoài khả năng vô hoạt trực tiếp các gốc tự do, vitamin C còn có khả năng hoạt động hiệp lực với các chất chống oxy hóa khác trong cơ thể như vitamine E, carotenoid và flavonoid Khi có sự tiếp xúc giữa vitamine E và gốc tự do peroxide của acid béo, vitamine E chuyển điện tử của nó cho gốc tự do nhưng đồng thời nó trở thành gốc tự do tocopheryl (vitamine E ở dạng oxy hóa) Vitamine C tiến hành khử gốc tocopheryl thành vitamine E nguyên dạng, sẵn sàng vô hoạt các gốc tự do peroxide mới các carotenoid và các flavonoid khi vô hoạt các gốc tự do cũng được hoàn nguyên với cơ chế tương tự bởi vitamine C điều này góp phần hạn chế sự tự kích hoạt oxy hóa (pro-oxydante) của các gốc vitaine E và flavonoid (Burke và cộng sự, 2001 [37]; Jovanovic và Simic, 2000 [59])

Hình 1.3 Cấu trúc của Vitamin C

Vitamin C có hoạt chất chống oxy hóa khi nó làm giảm oxy hóa chất như hydrogen peroxide Ngoài ra, nó cũng làm giảm các ion kim loại tạo ra các gốc tự

do thông qua các phản ứng Fenton

Tocopherol (Vitamin E)

Vitamin E tồn tại ở tám dạng trong tự nhiên: bốn dạng tocopherol và bốn dạng tocotrienol Cả tám dạng này đều chứa một vòng thơm và một chuỗi mạch thẳng 16

carbon Các hợp chất tocotrienol khác với các tocopherol là có thêm ba nối đôi ở chuỗi mạch C thẳng Nhóm hydroxyl gắn với vòng thơm quyết định tính chống oxy hóa của vitamin E trong khi mạch C đảm bảo khả năng hòa tan trong chất béo của chúng (Huang và cộng sự, 2002 [56])

Tính chất hòa tan trong chất béo của vitamine E giúp chúng có khả năng thâm nhập sâu vào các màng sinh học vốn chứa nhiều acid béo không no và ngăn cản chuỗi phản ứng oxy hóa lipit Các vitamine E sẽ chuyển hydro của nó cho gốc tự do peroxide Gốc tocopheryl tạo thành được khử về trạng thái ban đầu nhờ vitamine C (Niki và cộng sự, 1995 [76]; Huang và cộng sự, 2002 [55]; Pincemail, 2006 [78])

Với LOO: gốc tự do peroxide

Khả năng chống oxy hóa của vitamine E phụ thuộc vào mức độ cản trở không gian của các nhóm methyl ở vị trí ortho đối với nhóm hydroxyl ở vòng thơm Nhóm hydroxyl càng bị cản trở ít (trường hợp δ-tocopherol và δ-tocotrienol), khả năng chống oxy hóa càng cao (Huang và cộng sự, 2002[56])

Các thực phẩm nguồn gốc thực vật giàu vitamin E như: đậu xanh (4-6mg%),

xà lách (3mg%), lạc, lúa mì, ngô hạt, cà rốt… Đặc biệt vitamin E có rất nhiều ở mầm của các loại hạt: giá đỗ xanh, giá đỗ tương, mầm hạt ngô (15-25mg%), mầm lúa mỳ (25mg%)… Vitamin E cũng có trong một số thực phẩm nguồn gốc động vật như: trứng gà, thịt bò, cá mè…

Hình 1.4 Cấu trúc của vitamine E (α-tocopherol)

1.2.6.2 Carotenoid

Carotenoid là các hợp chất màu hữu cơ có trong thực vật và một số sinh vật có khả năng quang hợp tùy thuộc vào sự có mặt hay không của nhóm hydroxyl ở cấu trúc vòng mà các carotenoid được chia thành carotene và xanthophylle Đối với con người, các carotenoid là các chất chống oxy hóa quan trọng vì nó có mặt trong nhiều loại thực phẩm đồng thời nó có khả năng hoạt động trong môi trường chất béo là nới rất dễ xảy ra sự oxy hóa và gây hậu quả nghiêm trọng (màng tế bào)

Cơ chế hoạt động chống oxy hóa của các carotenoid bao gồm (Sergio và Robert, 1999 [85]; Mortensen và cộng sự, 2001 [73]; Stahl và Sies, 2003 [90]) Vô hoạt hóa đơn

có mặt trong không khí (Jovanovic và Simic, 2000 [58]; Corol và cộng sự,2002 [46]) Dưới tác dụng của tia cực tím A (UVA, λ = 320 – 400nm), các phân tử ribofavine, flavinmononucleotid (FMN) và flavin adenine dinucleotid (FAD) hấp thụ năng lượng và lên trạng thái kích thích Các chất này chuyển năng lượng cho oxy phân tử để trở lại trạng thái bình thường Oxy khi nhận năng lượng của các chất này trở thành oxy đơn (Krinsky, 1998 [62]) Để chuyển một phân tử oxy bình thường thành oxy đơn cần một năng lượng 22 kcal Phân tử oxy đơn không ở dạng nghịch từ như bình thường mà ở dạng nghịch từ Chính do vậy chúng rất dễ dàng phản ứng với AND, lipid, các phân tử không no của màng tế bào và gây bệnh (Corol và cộng sự, 2002 [46])

Trong số tất cả các chất chống oxy hóa tự nhiên, các carotenoid có khả năng

vô hoạt oxy đơn mạnh nhất (Krinsky, 1998 [62]) bởi một cơ chế vật lý Năng lượng

dư của oxy đơn được chuyển cho carotenoid, oxy trở về trạng thái bình thường của

nó khi carotenoid được chuyển lên trạng thái kích thích Các carotenoid này sau đó quay trở lại trạng thái bình thường của nó bằng cách phát ra môi trường năng lượng

dư thừa mà nó nhận được từ oxy đơn Khả năng vô hoạt oxy đơn của carotenoid phụ thuộc vào số liên kết đôi có trong mạch C của nó Mỗi phân tử carotenoid có

khả năng vô hoạt 1.000 phân tử oxi đơn trước khi tham gia vào các phản ứng hóa học và bị biến đổi thành các hợp chất khác (Krinsky, 1998 [62])

1

O2 + Car 3O2 + Car

3Car Car + nhiệt

Ngoài khả năng vô hoạt oxy đơn, các carotenoid còn vô hoạt các gốc tự do bằng cách kết hợp với các gốc này theo một trong các cơ chế sau (Britton, 1995 [35]; Mortensen và cộng sự, 2001 [73]):

Trong cơ thể, các carotenoid hoạt động hiệp lực với các chất chống oxy hóa khác Các gốc tocopheryl được khử thành dạng hoạt động tocopherol nhờ nhận được hydro từ vitamine C với chất vận chuyển trung gian là carotenoid [76]; [90] Khác với polyphenol và vitamine C không được tích lũy trong cơ thể mà bị thải ra ngoài qua con đường nước tiểu, các carotenoid với đặc điểm hòa tan trong chất béo được tích lũy trong cơ thể, xâm nhập dễ dàng vào các vị trí dễ bị oxy hóa của chúng cao hơn các chất oxy hóa hòa tan trong nước [55]

Hình 1.5 Một số hợp chất carotenoid

1.2.6.3 Polyphenol

Polyphenol là hợp chất mà phân tử của chúng chứa nhiều vòng Benzen, trong

đó có một, hai hoặc nhiều hơn hai nhóm Hydroxyl Dựa vào đặc trưng cấu tạo hóa học, người ta chia các hợp chất polyphenol thành ba nhóm chính:[12]

Các polyphenol có chứa gốc Pyrocatechic hoặc Pyrogalic nên chúng có thể tham gia phản ứng oxy hóa – khử, phản ứng cộng và ngưng tụ

Polyphenol được chú ý đến bởi khả năng oxy hóa của chúng Chúng có khả năng chuyển electron trong chuỗi hô hấp bình thường định cư trong ti thể Chúng có được khả năng đó là do chúng có khả năng tạo phức bền với các kim loại nặng, do

đó làm mất hoạt tính xúc tác của chúng, đồng thời chúng có khả năng nhận các gốc

tự do tức là có khả năng dập tắt các quà trình tạo ra gốc tự do

Ngoài ra polyphenol còn có khả năng ức chế sự phát triển của vi nấm nhiều polyphenol có hoạt tính vitamine P, nghĩa là có khả năng làm tăng độ đàn hồi và chuẩn hóa tính thẩm thấu của vi ti huyết quản

Hiện nay kể cả trong nước và ngoài nước nhiều tài liệu nghiên cứu polyphenol

có khả năng chống oxy hóa của chúng như:

- Nghiên cứu của Anesini và cộng sự (2003) [26] nghiên cứu hàm lượng

polyphenol và khả năng chống oxy hóa của trà (Camellia sinensis)

- Nghiên cứu của Chakraborty và cộng sự (2013) [39] xác định hàm lượng polyphenol và khả năng chống oxy hóa từ rong nâu

- Nghiên cứu của Trương Thị Thương (2011) [23] xác định động thái biến đổi hợp chất polyohenol và khả năng chống oxy hóa của quả sim thu hái tại Hải dương

- Nghiên cứu của Đàm Kim Nhung và cộng sự (1995) [18] nghiên cứu các

chất polyphenol ở một số cay họ cúc (Asteraceae)

1.2.6.4 Một số thực vật có tác dụng chống oxy hóa [1]

- Cây chè: Trong trà xanh chứa nhiều EGCG (Epigallocatechin-3-gallate) là một trong bốn loại polyphenol bao gồm epicatechin (EC), epigallocatechin (EGC), epicatechin–3-gallate (ECG), và EGCG (Epigallocatechin-3-gallate)

Trước kia, các nhà nghiên cứu không đánh giá cao EGCG, thậm chí còn cho rằng nó làm giảm vị ngon của trà Sau này, với sự nghiên cứu của các nhà khoa học Nhật Bản về vai trò của trà xanh với sức khỏe, người ta mới khẳng định công dụng của hoạt chất này Ngày nay, EGCG được coi là một chất chống oxy hóa cực hữu hiệu, gấp 100 lần so với vitamine C và 25 lần so với vitamine E ngoài ra EGCG còn ngăn ngừa bệnh ung thư Ngăn ngừa nguy cơ tiểu đường theo nghiên cứu mới nhất của tiến sĩ Zhuo Fu (2010), EGCG hạ thấp lượng đường trong máu ở những con chuột ăn thức ăn có bổ sung EGCG Hơn nữa, nó còn chống lại sự phá hủy tế bào –một loại tế bào đặc biệt làm nhiệm vụ sản xuất insulin

- Gấc: trong quả gấc chứa nhiều lycopen Theo tỷ lệ khối lượng nó chứa nhiều lycopen gấp 70 lần cà chua Người ta cũng phát hiện thấy nó chứa beta-caroten nhiều gấp 10 lần cà rốt hoặc khoai lang

Ngoài ra, các carotenoit có mặt trong gấc liên kết với các acid béo mạch dài, tạo ra kết quả là nó có tính hoạt tính sinh học cao hơn Một nghiên cứu gần đây cho thấy gấc chứa các loại protein có thể ngăn cản sự phát triển của các tế bào ung thư Beta-carotene là một loại chất có khả năng chống oxy hóa rất cao Nó có tác dụng chống lại sự lão hóa và các bệnh lý ở phổi, tim, mạch máu, thần kinh… do tiến trình oxy hóa gây ra

- Nho: nho xanh (hay trắng) cũng đều có chứa chất chống oxy hóa Một nghiên cứu mới đây khi nhìn vào tổng khả năng chống oxy hóa (theo như cách đo của ORAC) đã tìm thấy mức độ đáng kể của nho xanh và nho; khả năng chống oxy hóa của nho đỏ là 2016 trong khi của nho xanh là 1789 Nho chứa một hợp chất polyphenol phong phú bao gồm các Flanvoratrol dược biết đến như là chất chống oxy hóa và có đặc tính chống viêm nhiễm

- A-ti-sô: Cung cấp một lượng đáng kể chất chống oxy hóa Trong đó silymarin là chất chống oxy hóa chính, có khả năng chống bệnh ung thư da và giảm cholesterol

1.3 Các phương pháp xác định hoạt tính chống oxi hóa của các dịch trích từ thực vật[70]

1.3.1 Phương pháp xác định trực tiếp hoạt tính chống oxy hóa

1.3.1.1 Phương pháp TEAC (Trolox equivalent antioxidant capacity): Xác định

hoạt tính chống oxy hóa so với khả năng chống oxy hóa của Trolox [99]

một gốc tự do bền đây là một chất phát quang màu xanh, được đặc trưng ở độ hấp

oxy hóa sẽ khử ion này thành ABTS Đo độ giảm độ hấp thụ của dung dịch ở bước sóng 734nm để xác định hoạt tính của chất chống oxy hóa trong sự so sánh với chất chuẩn Trolox[6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid] Trong môi

1.3.1.2 Phương pháp DPPH(Scavenging ability towards radicals): Khả năng khử

gốc tự do DPPH [80]

1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) là một gốc tự do bền, do màu tía và có

độ hấp thụ cực đại ở bước sóng 517nm Khi có mặt chất chống oxy hóa, nó sẽ bị khử thành 2,2-Diphenyl-1-picryldrazine (DPPH-H), khi bị khử màu sắc của dung dịch mất dần từ màu tím sang màu vàng [39], [88] do độ giảm độ hấp thụ bằng máy quang phổ (Huang và cộng sự, 2005) ở bước sóng 517nm để xác định khả năng khử gốc DPPH của chất chống oxy hóa [28]

Hình 1.6 Phản ứng giữa DPPH và một số chất chống oxy hóa

Khả năng khử gốc tự do DPPH là một trong những phép phân tích để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa trong vitro thường sử dụng nhất trong nghiên cứu, có đến 90% các nghiên cứu về chất chống oxy hóa sử dụng phép phân tích này (Joon-Kwan và Takeyuki, 2009) [10]

1.3.1.3 Phương pháp ORAC(oxygen radical absorbance capacity): xác định khả

năng hấp thụ gốc tự do chứa oxy hoạt động[70],[99]

phương pháp này có mức độ phân hủy do bị oxy hóa của fluorescein khi có sự hiện diện của peroxy Phản ứng trong điều kiện này được so sánh với phản ứng trong sự hiện diện của chất chuẩn Trolox (hay vitamine E) và trong hiện diện của mẫu chứa chất chống oxy hóa cần xác định hoạt tính Khi fluorescein bị oxy hóa, cường độ phát huỳnh quang sẽ giảm đi Tiến hành đo cường độ phát quang này liên tục trong 35 phút sau khi them chất oxy hóa vào Khi có mặt chất chống oxy hóa, sự phân giả fluorescein sẽ chậm hơn Xây dựng đường cong biễu diễn sự phụ thuộc độ giảm phát huỳnh quang theo thời gian và vùng dưới đường cong dùng để tính toán Kêt quả tính toán là mmol Trolox/g mẫu

Ưu điểm của phương pháp ORAC là xác định được có hoặc không có sự trễ pha trong mẫu chứa các chất chống oxy hóa Đây là một điều rất thuận lợi khi đo các thực phẩm chứa cả những hợp chất chống oxy hóa có tốc độ phản ứng khác nhau nhiều

Hình 1.7 Đồ thị miêu tả độ giảm phát huỳnh quang theo thời gian

1.3.1.4 Phương pháp TRAP (total radical-trapping antioxidant potential): khả

năng chống oxy hóa bằng cách bẫy các gốc tự do [70]

Phương pháp TRAP sử dụng các gốc tự do được tạo thành từ amidinopropane) dihydrochlorinde) (AAPH) Khi AAPH vào môi trường plasma, các chất khử sẽ bị oxy hóa Quá trình oxy hóa này được đo đạt thông qua hàm lượng oxy tiêu thụ bằng một điện cực khi có mặt chất chống oxy hóa trong môi trường plasma, quá trình oxy hóa sẽ xảy ra chậm hơn Giá trị TRAP của mẫu thí nghiệm được tính toán dựa vào độ dài pha lag của mẫu so với độ dai pha lag của mẫu trắng và độ dài pha lag của chất chuẩn là dung dịch Trolox Kết quả tính toán

2,2-azobuis(2-là mmol trolox/kg mẫu lỏng

1.3.1.5 Phương pháp FRAP (ferric reducing-antioxidant power): Lực chống oxy

hóa bằng phương pháp khử sắt [70], [99]

FRAP được đánh giá bằng phươbg pháp quang phổ theo Benzie và Strain (1993)

Nguyên tắc xác định hoạt tính chống oxy hóa của phương pháp này là dựa trên

thấp Khi đó, độ tăng cường độ màu xanh tỷ lệ với hàm lượng chất chống oxy hóa

có trong nguyên liệu Mức độ tăng cường độ màu này được đo ở bước sóng 593nm

Toluene)

-TPTZ cùng lúc Đây

là một hạn chế của phương pháp FRAP

1.3.2 Phương pháp xác định gián tiếp hoạt tính chống oxy hóa

1.3.2.1 Phương pháp cân khối lượng

Trong giai đoạn đầu tiên của quá trình oxy hóa, khối lượng dầu tăng liên tục

do phản ứng giữa các acid béo và oxy để hình thành nên hydroperoxide Vì vậy, có thể đánh giá sự oxy hóa dầu bằng cách cân khối lượng của nó.[99]

1.3.2.2 Chỉ số peroxide (PV)

Chỉ số peroxide vẫn là một phương pháp đo trực tiếp sự phân hủy dầu do oxy hóa Mặc dù các hydroperoxide bị phân hủy thành một hỗn hợp các sản phẩm bay hơi và chúng có thể phản ứng với nhau để hình thành nên các endoperoxide, chỉ số PV vẫn là một phương pháp rất hữu ích Tuy nhiên, phương pháp này cần kết hợp với các phương pháp khác để cung cấp nhiều thông tin hơn cho tiến trình oxy hóa dầu

Phương pháp truyền thống để xác định chỉ số peroxide là phương pháp chuẩn

độ Khi có mặt KI, hydroperoxide sẽ oxy hóa iodide thành iod tự do Định phân iod tạo thành bằng thiosulphate để xác định hàm lượng hydroperroxide [99]

1.3.2.3 Chỉ số para-anisidine

Para-anisidine sẽ phản ứng với aldehyde để tạo thành một sản phẩm có cự đại hấp thụ ở bước sóng 350nm Chỉ số p-anisidine được định nghĩa là một độ hấp thu của dung dịch từ phản ứng của 1g chất béo trong 100ml isooctane với p-anisidine(0,25% trong acid acetic băng) Sản phẩm hình thành bởi phản ứng giữa p-anisidine và andehyde không bão hòa (2-ankenal) hấp thụ mạnh tại bước sóng này nên phản ánh được sự oxy hóa Mặc dù phương pháp này không phân biệt các sản phẩm bay hơi hay không bay hơi nhưng phản ứng giữa andehyde bay hơi không bão

hòa xảy ra nhiều hơn so với andehyde bay hơi bão hòa Vì vậy, chỉ số p-anisidine được dùng để đánh giá sự hình thành các sản phẩm bậc 2 [99]

1.3.2.4 Chỉ số acid thiobarbituric (TBA)

Manlonaldehyde có thể hình thành từ các acid béo tự do có ít nhất 3 liên kết đôi Nồng độ của malonadehyde có thể được tính toán thông qua phản ứng của nó với acid thiobarbituric Phản ứng giữa hai chất này cho ra một sản phẩm màu đỏ, có cực đại hấp thụ ở bước sóng 532-535nm Tuy nhiên, phản ứng này không đặc hiệu Thiobarbituric có thể phản ứng với các thành phần khác như 2,4 Alkadienal (2,4-decadienal), protein sản phẩm Maillard [99]

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá rình chiết

1.4.1 Lựa chon dung môi trích ly

Dung môi trích ly là dung môi hòa tan được các chất cần trích ly Các polyphenol là các hợp chất phân cực nên chủ yếu sử dụng các dung môi phân cực như: Nước, Ethanol, Acetone, Ethyl acetate… Chủ yếu người ta dùng Ethanol.[1], [22]

1.4.2 Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi

Cần tăng diện tích này để làm tăng hiệu quả quá trình chiết đối với nguyên liệu rắn để làm tăng diện tích này thì có thể nghiền hoặc băm nhỏ nguyên liệu Mặt khác, nghiền hoặc băm có tác dụng làm vỡ tế bào làm thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để giữa nguyên liệu và dung môi Tuy nhiên, kích thước và hình dạng của nguyên liệu làm nhỏ cũng có giới hạn Vì nếu chúng quá mịn sẽ bị lắng đọng lên lớp nguyên liệu, tắc các ống mao dẫn hoặc bị dòng dung dịch có nhiều cặn và làm phức tạp cho quá trình xử lý tiếp theo [1]

1.4.3 Độ ẩm của nguyên liệu

Độ ẩm của nguyên liệu giảm thì tốc độ trích ly tăng, vì độ ẩm tác dụng với protein và các chất háo nước khác, ngăn cản sự dịch chuyển của dung môi thấm sâu vào trong nguyên liệu sẽ làm chậm quá trình khuếch tán [1]