KHẢO sát HOẠT TÍNH các hợp CHẤT CHỐNG OXY hóa TRONG râu bắp (corn silk)

Chuyên ngành Hóa dược vi Khoa Khoa học Tự nhiênTÓM TẮT Đề tài nghiên cứu nhằm mục đích khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của râu bắp trong các điều kiện sấy và hệ dung môi chiết tách khá

- -

LÊ MINH HOÀNG

KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CÁC HỢP CHẤT

CHỐNG OXY HÓA TRONG RÂU BẮP (Corn silk)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên Ngành: Hóa dược

2013

- -

LÊ MINH HOÀNG

KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CÁC HỢP CHẤT

CHỐNG OXY HÓA TRONG RÂU BẮP (Corn silk)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên Ngành: Hóa dược

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS PHAN THỊ BÍCH TRÂM

2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN



Năm học 2013-2014

Đề tài: “KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CÁC HỢP CHẤT

CHỐNG OXY HÓA TRONG RÂU BẮP (Corn silk)”

LỜI CAM ĐOAN

Lớp Hoá Dược K36

Tôi xin cam đoan đã chỉnh sửa hoàn chỉnh luận văn theo yêu cầu của Hội đồng chấm luận văn

Cần thơ, ngày 24 tháng 12 năm 2013

Lê Minh Hoàng

Luận văn tốt nghiệp đại học Chuyên ngành: Hóa Dược

Đã bảo vệ và được duyệt

Hiệu trưởng:………

Trưởng Khoa:………

Trưởng Chuyên ngành Cán bộ hướng dẫn

TS Phan Thị Bích Trâm

Chuyên ngành Hóa dược ii Khoa Khoa học Tự nhiên

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 ­­­­­­­­­­­­

Cần Thơ, ngày…tháng….năm 2013 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 Cán bộ hướng dẫn: TS Phan Thị Bích Trâm 2 Tên đề bài: “Khảo sát hoạt tính các hợp chất chống oxy hóa trong râu bắp (Corn silk)” 3 Sinh viên thực hiện: Lê Minh Hoàng MSSV: 2102446 Lớp Cử nhân Hóa dược 4 Nội dung nhận xét:………

……….………

a) Nhận xét về hình thức của luận văn tốt nghiệp:

b) Nhận xét nội dung của luận văn tốt nghiệp (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

* Những vấn đề còn hạn chế:

c) Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:

d) Đề nghị và điểm:

Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2013

Cán bộ hướng dẫn

TS Phan Thị Bích Trâm

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 ­­­­­­­­­­­­

Cần Thơ, ngày…tháng….năm 2013 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1 Cán bộ hướng dẫn: TS Phan Thị Bích Trâm 2 Tên đề bài: “Khảo sát hoạt tính các hợp chất chống oxy hóa trong râu bắp (Corn silk)” 3 Sinh viên thực hiện: Lê Minh Hoàng MSSV: 2102446 Lớp Cử nhân Hóa dược 4 Nội dung nhận xét:

a) Nhận xét về hình thức của luận văn tốt nghiệp:

b) Nhận xét nội dung của luận văn tốt nghiệp (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

* Những vấn đề còn hạn chế:

c) Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:

d) Đề nghị và điểm:

Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2013 Cán bộ phản biện -

Chuyên ngành Hóa dược iv Khoa Khoa học Tự nhiên

LỜI CAM ĐOAN



Tất cả dữ liệu và số liệu sử dụng trong nội dung bài luận văn được tham khảo nhiều nguồn tài liệu khác nhau và được ghi nhận từ những kết quả thực nghiệm mà tôi đã tiến hành khảo sát trong suốt quá trình làm thực nghiệm Tôi xin cam đoan về sự tồn tại và tính trung thực khi sử dụng những dữ liệu và số liệu này

Lê Minh Hoàng

LỜI CẢM ƠN



Để đạt kết quả như ngày hôm nay, em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô

thuộc bộ môn Hóa Học–khoa Khoa học Tự nhiên–Trường Đại học Cần Thơ,

những kiến thức và những kinh nghiệm quý báu mà thầy cô truyền đạt đã

giúp em rất nhiều trong quá trình học tập

Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Phan Thị Bích Trâm,

người đã truyền đạt những kiến thức chuyên ngành quý giá, theo dõi và hướng

dẫn, giúp em hiểu rõ về công việc mà mình đang làm

Em cũng xin cảm ơn thầy Nguyễn Trọng Cần đã tạo điều kiện tốt nhất

cho em làm việc tại phòng thí nghiệm

Cảm ơn anh Nguyễn Tri Liêm và các bạn trong phòng thí nghiệm Sinh

Hóa đã tận tình giúp đỡ, chia sẻ cũng như động viên em trong suốt quá trình

thực hiện đề tài

Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ba mẹ vẫn luôn quan tâm, động viên và là

chỗ dựa cả về tinh thần lẫn vật chất cho con trong suốt quá trình học tập

Xin chân thành cảm ơn

Cần Thơ, tháng 12 năm 2013

Lê Minh Hoàng

Chuyên ngành Hóa dược vi Khoa Khoa học Tự nhiên

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu nhằm mục đích khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của râu bắp trong các điều kiện sấy và hệ dung môi chiết tách khác nhau Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng chống oxy hóa của mẫu râu bắp phơi khô tự nhiên cao hơn mẫu râu bắp sấy khô ở 50oC, hoạt tính trên dịch chiết cao hơn hoạt tính trên cao đông khô, hiệu quả chiết tốt ứng với hệ dung môi ethanol-nước (50% v/v) Hàm lượng polyphenol tổng số và flavonoid tổng số cao nhất trên dịch chiết mẫu râu bắp phơi khô tự nhiên tương ứng đạt 953,76 mg GAE/100 g và 317,54 mg QE/100 g Về khả năng loại gốc tự do bằng thử nghiệm DPPH, cũng trên dịch chiết mẫu râu bắp phơi khô tự nhiên, giá trị IC50với dung môi chiết ethanol-nước đạt tương đương với dung môi nước (khoảng 0,81 mg/mL) và thấp hơn trên hệ dung môi methanol-nước (80% v/v) Kết quả

đề tài làm cơ sở các nghiên cứu tiếp theo về các hoạt chất chống oxy hóa khác

có trong râu bắp, đồng thời so sánh với các nguồn nguyên liệu chứa các hoạt chất chống oxy hóa khác trong thiên nhiên

Từ khoá: polyphenol tổng số, flavonoid tổng số, GAE, QE, râu bắp

ABSTRACT

The aim of this study was to evaluate the effects of drying condition and extraction solvent on the antioxidant activity of corn silk The results showed that antioxidant capacity of corn silk which was dried at normal temperature was higher than which was dried at 50oC The total polyphenol and flavonoid contents of fresh extract was significantly higher than that of freeze-dried extract on the same ethanol/ water (50% v/v) solvent The highest TPC and TFC contents of corn silk that was dried at normal temperature were 953,76 mg GAE/100 g and 317,54 mg QE/100, respectively The IC50 value was used to evaluate free radical scavenging ability by DPPH assay The sample of corn silk extraction, which was dried at the same nature temperature and extracted by ethanol/water (50% v/v) solvent had IC50 value equivalently

to the sample of that was extracted by water solvent (0,81mg DM/mL) The

IC50 value of these extractions was also lower than the value of corn silk sample which was extracted by methanol/water (80% v/v) solvent

The results of study can be used as a basis for further research in other antioxidant capacity of corn silk with the purpose of comparison to other rich antioxidant materials in nature

Keywords: total polyphenol content, total flavonoid content, GAE, QE, corn

silk

Chuyên ngành Hóa dược viii Khoa Khoa học Tự nhiên

MỤC LỤC

TÓM TẮT .vi

ABSTRACT .vii

MỤC LỤC .viii

DANH MỤC HÌNH .x

DANH MỤC BẢNG .xi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .xii

CHƯƠNG 1: PHẦN MỞ ĐẦU .1

1.1 Đặt vấn đề .1

1.2 Mục tiêu đề tài .2

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU .3

2.1 Tổng quan về râu bắp (Corn silk) .3

2.1.1 Giới thiệu về cây bắp (Zea mays L.) .3

2.1.2 Tình hình gieo trồng và sản xuất bắp trong nước .3

2.1.3 Ứng dụng của râu bắp trong đời sống .4

2.1.4 Một số nghiên cứu về râu bắp .5

2.2 Tổng quan về gốc tự do và chất chống oxy hóa .6

2.2.1 Gốc tự do .6

2.2.2 Chất chống oxy hóa .8

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU .14

3.1 Phương tiện nghiên cứu .14

3.1.1 Địa điểm .14

3.1.2 Thời gian .14

3.1.3 Nguyên liệu .14

3.1.4 Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm .14

3.1.5 Hóa chất .15

3.2 Phương pháp thí nghiệm .15

3.3 Phương pháp nghiên cứu .15

3.3.1 Xác định độ ẩm nguyên liệu .15

3.3.2 Chuẩn bị mẫu phân tích .16

3.3.3 Xây dựng đường chuẩn phân tích hàm lượng polyphenol tổng số và flavonoid tổng số .16

3.3.4 Khảo sát hoạt tính các hợp chất chống oxy hóa trong râu bắp 18

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .22

4.1 Độ ẩm nguyên liệu .22

4.2 Kết quả các đường chuẩn phân tích .22

4.2.1 Đường chuẩn acid gallic .22

4.2.2 Đường chuẩn quercetin .23

4.3 Kết quả khảo sát hoạt tính các hợp chất chống oxy hóa trong râu bắp 23

4.3.1 Kết quả khảo sát hàm lượng polyphenol tổng số (TPC) .23

4.3.2 Kết quả khảo sát hàm lượng flavonoid tổng số (TFC) .25

4.3.3 Kết quả khảo sát khả năng loại gốc tự do 1,1-diphenyl-2

picrylhydrazyl (DPPH) .26

4.3.4Đánh giá về các kết quả khảo sát .29

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .31

5.1 Kết luận .31

5.2 Kiến nghị .31

TÀI LIỆU THAM KHẢO .32

PHỤ LỤC: Số liệu và kết quả phân tích thống kê .34

Chuyên ngành Hóa dược x Khoa Khoa học Tự nhiên

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Công thức cấu tạo của vitamin C

Hình 2.2 Các dạng tồn tại của vitamin E trong tự nhiên

Hình 2.3 Các vùng cấu trúc thể hiện khả năng chống oxy hóa của polyphenol Hình 2.4 Cấu trúc cơ bản của flavonoid

Hình 2.5 Cấu trúc một vài flavonoid

Hình 3.1 Phản ứng trung hòa gốc tự do DPPH

Hình 4.1 Đường chuẩn acid gallic xác định hàm lượng TPC

Hình 4.2 Đường chuẩn quercetin xác định hàm lượng TFC

Hình 4.3 Hàm lượng polyphenol tổng số (TPC)

Hình 4.4 Hàm lượng flavonoid tổng số (TFC)

Hình 4.5 Đồ thị tương quan giữa nồng độ mẫu khảo sát và phần trăm loại gốc

tự do

Hình 4.6 Giá trị IC50 các mẫu khảo sát

Hình 4.7 Tương quan giữa nồng độ và khả năng loại gốc tự do của vitamin C

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Diện tích, năng suất, sản lượng bắp Việt Nam một số năm từ

2000-2012

Bảng 2.2 Một số thành phần dinh dưỡng, khoáng chất trong râu bắp

Bảng 3.1 Xây dựng đường chuẩn acid gallic

Bảng 3.2 Xây dựng đường chuẩn quercetin

Bảng 4.1 Kết quả độ ẩm các mẫu râu bắp

Bảng 4.2 Hiệu suất chiết thô các mẫu râu bắp

Chuyên ngành Hóa dược xii Khoa Khoa học Tự nhiên

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ROS Các chất hoạt động chứa oxy

DMSO Dimethyl sulphoxide

ADN Acid deoxyribonucleic

GAE Gallic acid equivalent

CĐK Cao đông khô

M1 Mẫu râu bắp sấy khô ở 50oC

M3 Mẫu râu bắp phơi khô tự nhiên

DM1 Dung môi 1(Methanol-nước (80% v/v))

DM2 Dung môi 2 (Ethanol-nước (50% v/v))

DM3 Dung môi 3 (Nước)

VCK Vật chất khô

DM Dry matter

CHƯƠNG 1: PHẦN MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Gốc tự do sinh ra từ các quá trình chuyển hóa trong cơ thể hay các yếu tố ngoại sinh là một trong những nguyên nhân gây ra các tổn thương tế bào, mô, protein, acid nucleic, từ đó gây nên các bệnh lý như lão hóa, bệnh tim mạch, rối loạn chức năng, ung thư Ở người khỏe mạnh, tồn tại sự cân bằng giữa các gốc tự do và hệ thống bảo vệ gồm các chất chống oxy hóa Tuy nhiên, khi tuổi tác càng cao, môi trường sống ô nhiễm, thức ăn chứa nhiều độc tố hoặc ăn uống không đủ chất dinh dưỡng, vitamin, khoáng chất làm số lượng gốc tự do trong cơ thể tăng lên đáng kể và phá vỡ sự cân bằng vốn có, khi đó lượng chất chống oxy hóa cơ thể sinh ra không đủ để làm chậm, ngăn cản hay trung hòa các gốc tự do, dẫn đến sự “stress oxy hóa” và gây ra các bệnh lý cho cơ thể Các chất chống oxy hóa tổng hợp như butylated hydroxyl anisol (BHA) và butylated hydroxyl toluen (BHT) được tạo ra nhằm đáp ứng nhu cầu bảo vệ cơ thể khỏi các tác hại mà gốc tự do gây ra Tuy nhiên, người tiêu dùng cảm thấy

lo ngại về mức độ độc hại và các nguy cơ tiềm tàng của các chất chống oxy hóa tổng hợp[1] Chính vì vậy các chất chống oxy hóa tự nhiên, đặc biệt như các hợp chất phenolic, flavonoid, tannin, anthocyanidin,…an toàn và có hoạt tính sinh học vẫn được quan tâm hơn cả[2] Do đó trong những năm gần đây, phần lớn các nghiên cứu được chuyển sang hướng ly trích các hợp chất chống oxy hóa có nguồn gốc từ động-thực vật có thể sử dụng cho con người

Từ rất lâu, cây bắp được biết đến như một loài cây lương thực thiết yếu trong cuộc sống Ở một số nơi, cây bắp còn được sử dụng trong chăn nuôi gia súc, gia cầm, để điều chế sirô, đôi khi được lên men để sau đó chưng cất trong sản xuất một vài dạng rượu Có thể tận dụng gần như toàn bộ các bộ phận của cây bắp cho việc phục vụ đời sống con người, tuy nhiên có một bộ phận ít được chú ý tới và thường không được tận dụng sau khi thu hoạch, nhưng lại có

công dụng rất đặc biệt chính là râu bắp Râu bắp (corn silk)-các núm nhụy từ

hoa cái của bắp, có chứa protein, vitamin, carbohydrate, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, steroid, alkaloid, đặc biệt rất giàu các hợp chất phenolic được biết đến là có ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe con người như anthocyanin, acid p-coumaric, acid vanillic, acid protocatechuic,… được buôn bán như một loại thảo dược có tác dụng lợi tiểu, thậm chí nó đã được sử dụng như một loại thuốc cho nhiều chứng bệnh,bao gồm cả viêm thận mãn tính, bệnh gút và viêm bàng quang từ hàng ngàn năm[3-5]

Trong phạm vi luận văn tốt nghiệp, đề tài tiến hành đánh giá hoạt tính của các hợp chất chống oxy hóa trong dịch chiết râu bắp nhằm bổ sung thêm

Chuyên ngành Hóa dược 2 Khoa Khoa học Tự nhiên

nguồn nguyên liệu cho việc ly trích các hợp chất chống oxy hóa có nguồn gốc thiên nhiên phục vụ cho nhu cầu đời sống con người

1.2 Mục tiêu đề tài

Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện sấy và hệ dung môi chiết đến hoạt tính các hợp chất chống oxy hóa trong râu bắp

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về râu bắp (Cornsilk)

2.1.1 Giới thiệu về cây bắp (Zea mays L.)

Bắp là một loại ngũ cốc quan trọng, đứng thứ

ba sau lúa mì và lúa gạo Ở Việt Nam, cây bắp là

loại cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa gạo

Cây bắp được gieo trồng ở khắp nơi, từ đồng bằng

đến trung du và khá nhiều ở miền núi Từ lâu, bắp

đã được xem là một loại ngũ cốc vàng vì không

những nó đáp ứng nhu cầu lương thực cho con

người từ thuở sơ khai, nguồn thức ăn cho chăn nuôi,

nhiên liệu cho sinh hoạt mà còn là một nguồn dược

liệu quý

Những năm gần đây, Việt Nam vươn lên thành một trong những nước xuất khẩu lúa gạo đứng đầu thế giới[6] Trước nguồn lương thực dồi dào từ lúa gạo, cây bắp không còn là nguồn lương thực chính trong mỗi bữa ăn của con người Tuy vậy, vai trò của cây bắp trong việc sản xuất thức ăn chăn nuôi, nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất tinh bột, cồn, bánh kẹo, vẫn không giảm sút mà còn có xu hướng ngày càng tăng, trong khi đó lượng bắp sản xuất trong nước lại không theo kịp nhu cầu ngày càng tăng đó, hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu khá nhiều bắp hạt (chỉ riêng tháng 10 năm 2013, khối lượng bắp nhập khẩu đã là 284 nghìn tấn với giá trị vào khoảng 83 triệu USD) Trước hiện trạng đó, việc nâng cao năng suất, sản lượng trong sản xuất bắp trong nước là yêu cầu tất yếu

2.1.2 Tình hình gieo trồng và sản xuất bắp trong nước

Trong những năm vừa qua, sản xuất bắp đang được chú ý do bắp không chỉ lương thực mà còn được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi, trong khi cơ cấu nông nghiệp lại đang chuyển dịch theo hướng giảm dần tỷ trọng trồng trọt và tăng tỷ trọng ngành chăn nuôi nên nhu cầu sử dụng bắp là khá lớn Điều kiện

tự nhiên hoàn toàn thích hợp cho việc gieo trồng cây bắp, đặc biệt là miền núi khi điều kiện canh tác lúa bị hạn chế, kết hợp với việc đầu tư cho khoa học công nghệ nông nghiệp, tiếp thu và ứng dụng những thành tựu khoa học công nghệ về cây bắp của các nước trong khu vực và thế giới, chính nhờ những yếu

tố đó đã khiến cho năng suất cũng như sản lượng sản xuất bắp có những bước tiến rất rõ rệt

Chuyên ngành Hóa dược 4 Khoa Khoa học Tự nhiên

Bảng 2.1 Diện tích, năng suất, sản lượng bắp Việt Nam một số năm từ

số sản lượng được thống kê qua các năm, có thể thấy một lượng râu bắp rất lớn vẫn chưa được tận dụng hoàn toàn sau khi thu hoạch, đó chính là một nguồn nguyên liệu khổng lồ cho việc nghiên cứu khả năng chống oxy hóa, từ

đó chế biến nên những sản phẩm ứng dụng vào đời sống

2.1.3 Ứng dụng của râu bắp trong đời sống

Râu bắp có chứa vitamin A, vitamin K, vitamin B1, B2, B6, vitamin H, vitamin C, vitamin PP, các flavonoid, các saponin, các steroid, dầu béo và nhiều chất vi lượng khác, vì thế mà từ lâu râu bắp được xem như một vị thuốc Tác dụng dược lí của râu bắp là sự kết hợp của tất cả các thành phần trên Bảng 2.2 Một số thành phần dinh dưỡng, khoáng chất trong râu bắp[8]

(*Tính trên khối lượng vật chất khô (VCK))

Trong Đông Y, râu bắp được gọi là ngọc mễ tu, công dụng lợi tiểu, lợi mật, thanh nhiệt, Trong dân gian, râu bắp có thể được dùng hằng ngày thay thế cho trà, giúp lợi tiểu, tăng bài tiết mật, tạo điều kiện dẫn mật vào ruột được

dễ dàng, Ngoài ra, còn có thể phối hợp râu bắp với các vị thuốc khác (như

cỏ tranh, rau má, nhân trần, ) để có được những bài thuốc trị viêm thận, viêm

bàng quang, viêm gan, vàng da, đái tháo đường, tăng huyết áp, Có thể thấy rằng các bài thuốc từ râu bắp đã được dân gian sử dụng từ rất lâu, nhưng chủ yếu chúng được đúc kết từ kinh nghiệm dân gian, vì vậy cần tiến hành nghiên cứu, khảo sát hoạt tính sinh học của râu bắp, từ đó làm rõ được tác dụng dược

lí, cũng như có thể so sánh hoạt tính của râu bắp với các dược liệu vốn có khác, bổ sung thêm vào nguồn dược liệu trong và ngoài nước

2.1.4 Một số nghiên cứu về râu bắp

Xuất phát từ những ứng dụng phong phú của râu bắp trong đời sống, nhiều nghiên cứu đã tiến hành phân tích, khảo sát các thành phần dinh dưỡng cũng như các thành phần tạo nên tác dụng dược lí của râu bắp trong các bài thuốc dân gian Các công trình nghiên cứu đã làm sáng tỏ phần nào nguyên nhân khiến râu bắp trở thành một dược liệu quan trọng từ xa xưa

- Nurhanan Abdul Rahman và cộng sự [8] đã tiến hành phân tích hàm lượng, thành phần các chất dinh dưỡng, các khoáng chất và một vài nhóm chất chống oxy hóa đồng thời trên râu bắp non (râu bắp được thu hoạch lúc trái còn non, khoảng 60 ngày sau khi gieo trồng) và râu bắp trưởng thành (râu bắp được thu hoạch khi trái đã trưởng thành và có thể thu hái) Kết quả phân tích cho thấy râu bắp non chứa phần lớn các chất dinh dưỡng, khoáng chất có lợi, cũng như các nhóm chất chống oxy hóa với hàm lượng cao hơn so với râu bắp

đã trưởng thành Điều này cho thấy trong quá trình sinh trưởng, hàm lượng các chất chống oxy hóa trong râu bắp có sự thay đổi đáng kể, chính vì vậy cần lưu

ý thời gian thu hoạch nguyên liệu râu bắp để có được hiệu quả tốt nhất cho các nghiên cứu khác

- Ở mức độ chuyên sâu hơn, các nhà nghiên cứu tiến hành khảo sát và

phân lập các chất được có hoạt tính mạnh của các nhóm chất chống oxy hóa trong râu bắp Nhóm nghiên cứu của Shun-Cheng Ren và các cộng sự[9] đã tiến hành phân lập thành công và khảo sát hoạt tính sinh học của 5 hợp chất flavone glycoside trong thành phần râu bắp, kết quả cho thấy chúng đều có hoạt tính khá mạnh trong hoạt động chống oxy hóa và ức chế gốc tự do, một trong số đó còn có hoạt tính mạnh hơn cả butylated hydroxyl toluen (BHT)-một chất kháng oxy hóa tổng hợp Kết quả của đề tài là nền tảng cho việc ly trích và tinh sạch các chất chống oxy hóa trong râu bắp để nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất thuốc chữa bệnh cho con người

- Ở mức độ các thử nghiệm ban đầu trên động vật, các thử nghiệm của

Yongmei Liu và các cộng sự[10] trên chuột cho thấy dịch chiết râu bắp giúp hạ đường huyết của chuột bị đái tháo đường một cách đáng kể thông qua việc kích thích làm tăng tiết insulin và phục hồi các tế bào β-tuyến tụy Qua đây có

Chuyên ngành Hóa dược 6 Khoa Khoa học Tự nhiên

thể thấy tác dụng chống oxy hóa khá tốt và mức độ an toàn khi sử dụng râu bắp để điều trị đái tháo đường trên động vật

- Cũng ở mức độ thử nghiệm trên động vật, Qing-lan Hu và cộng sự [11]

tiến hành nghiên cứu tác dụng bảo vệ của các hợp chất flavonoid trong râu bắp khỏi sự stress oxy hóa trên chuột, kết quả cho thấy tác dụng rất khả quan thông qua việc ức chế quá trình peroxide hóa lipid, đồng thời kích thích gia tăng các hợp chất chống oxy hóa có bản chất enzyme trong cơ thể

Kết quả từ các nghiên cứu trước đây đã chứng minh việc sử dụng râu bắp như một nguồn dược liệu quan trọng là hoàn toàn có cơ sở khoa học Đồng thời còn cho thấy nguồn gốc, điều kiện, cũng như thời gian sinh trưởng ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính sinh học của râu bắp

Phần lớn các nghiên cứu về râu bắp đã được thực hiện ở nước ngoài, trong khi nguồn nguyên liệu râu bắp trong nước cũng rất dồi dào nhưng lại chưa có các nghiên cứu cụ thể trên các giống râu bắp địa phương, vì vậy cần tiến hành nghiên cứu trên các giống râu bắp trong nước để có thể so sánh, đối chiếu với các giống râu bắp khác, làm cơ sở cho việc ứng dụng vào điều trị bệnh trên con người

2.2 Tổng quan về gốc tự do và chất chống oxy hóa

2.2.1 Gốc tự do

2.2.1.1 Khái niệm gốc tự do

Gốc tự do là những nguyên tử, nhóm nguyên tử hoặc phân tử mà ở lớp ngoài cùng có những electron chưa ghép đôi Vì có năng lượng cao và kém bền nên các gốc tự do dễ dàng tham gia vào các phản ứng oxy hóa-khử, polymer hóa, phản ứng với những đại phân tử như protein, lipid, ADN, gây rối loạn các quá trình sinh hóa trong cơ thể Đồng thời, khi một phân tử bị các gốc tự do tấn công, nó sẽ mất điện tử và trở thành một gốc tự do mới, sau đó lại tiếp tục tấn công các phân tử khác, tạo nên một phản ứng dây chuyền gây

ra các biến đổi có hại cho cơ thể Gốc tự do cũng có thể tồn tại độc lập, nhưng chỉ trong khoảng thời gian rất ngắn Chúng cũng có thể kết hợp với nhau tạo nên một phân tử mới, chẳng hạn như:

H● + H● H2

2.2.1.2 Nguồn gốc phát sinh gốc tự do

Các gốc tự do trong cơ thể có thể do các yếu tố như ô nhiễm môi trường, thức ăn bị nhiễm các chất độc hại, rượu bia, thuốc lá, cũng có thể do chính

cơ thể sinh vật sinh ra

 Gốc tự do có nguồn gốc nội sinh

Gốc tự do có nguồn gốc nội sinh được hình thành do những quá trình chuyển hóa tự nhiên trong cơ thể

Chẳng hạn như trong chuỗi truyền điện tử của hô hấp tế bào, một số điện

tử có thể bị rò rỉ, sau đó chúng tương tác với oxy và hình thành nên gốc superoxide Khoảng 2-5% oxy sử dụng cho sự trao đổi chất hiếu khí trong ti thể chuyển hóa thành gốc tự do có nhóm oxy hoạt động (reactive oxygen species-ROS) Bên cạnh đó, quá trình thực bào của các tế bào bạch cầu khi có các sinh vật lạ xâm nhập vào cơ thể cũng sinh ra các gốc tự do, thông qua việc hoạt hóa enzyme NADPH-oxidase ở màng bạch cầu, enzyme này xúc tác cho phản ứng giữa O2 và NADPH tạo nên gốc tự do superoxide O2●­, từ đó tạo ra nhiều gốc tự do khác nhằm tiêu diệt các sinh vật lạ xâm nhập vào cơ thể Các ion kim loại chuyển tiếp trong cơ thể còn có thể tham gia vào các phản ứng tạo gốc tự do, ion sắt hoặc đồng phân hủy lipid hydroperoxide tạo gốc tự do peroxide, sau đó gốc tự do này tham gia vào phản ứng dây chuyền peroxide hóa lipid gây hại cho cơ thể Ngoài ra, việc vận động gắng sức cũng phát sinh nhiều gốc tự do trong cơ bắp và cơ tim

 Gốc tự do có nguồn gốc ngoại sinh

Gốc tự do ngoại sinh hình thành do các yếu tố ngoại lai như ô nhiễm môi trường, tác động của tia tử ngoại trong ánh nắng Mặt Trời, thuốc lá, rượu bia,

dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong thức ăn,

Việc sử dụng nhiều loại thuốc trị bệnh cũng có thể tạo ra các gốc tự do, như các kháng sinh có nhóm quinoid, thuốc chống ung thư như bleomycin và các loại thuốc cản trở sự phát triển của tế bào, Xạ trị điều trị ung thư cũng là một nguyên nhân sinh ra gốc tự do, các bức xạ được sử dụng trong xạ trị tác động và truyền năng lượng cho các thành phần của tế bào, sinh ra các gốc tự

do, các gốc tự do này tiếp tục phản ứng với oxy hòa tan trong dịch tế bào sinh

ra các ROS, tiếp tục gây ra các dây chuyền phản ứng khác gây tổn thương tế bào, bất lợi cho cơ thể Hút thuốc cũng như hít phải khói thuốc lá gây ra những tổn thương cho đường hô hấp, mà nguyên nhân một phần là do lượng lớn các gốc tự do bền trong nhựa thuốc như semiquinon có dẫn xuất từ quinon và hydroquinon có trong khói thuốc lá gây ra những tổn thương cho phế nang,

Chuyên ngành Hóa dược 8 Khoa Khoa học Tự nhiên

2.2.1.3 Lợi ích của gốc tự do đối với cơ thể

Khi số lượng gốc tự do nằm trong khả năng kiểm soát của cơ thể, chúng đóng vai trò rất quan trọng trong các hoạt động sống của cơ thể

Chẳng hạn như quá trình hô hấp tế bào nhằm tạo năng lượng cho các hoạt động sống, có bản chất là chuỗi phản ứng oxy hóa-khử và các gốc tự do là các sản phẩm trung gian cho chuỗi phản ứng này Gốc tự do còn có vai trò khá lớn trong hệ thống miễn dịch của cơ thể, góp phần tiêu diệt các sinh vật có hại xâm nhập vào cơ thể, đồng thời quét dọn các tế bào già cõi, tế bào chết trong

cơ thể, tạo điều kiện cho các tế bào mới, khỏe mạnh sinh sôi và phát triển Ngoài ra, gốc tự do còn góp phần ức chế, tiêu diệt các tế bào bất thường như tế bào ung thư

2.2.1.4 Tác hại của gốc tự do đối với cơ thể

Khi cơ thể ở trạng thái khỏe mạnh, cơ thể có khả năng sinh ra các chất chống oxy hóa giúp trung hòa lượng gốc tự do sinh ra trong các quá trình chuyển hóa của cơ thể cũng như các gốc tự do ngoại sinh Thế nhưng khi bước sang tuổi trung niên hay khi cơ thể không đạt trạng thái khỏe mạnh, cân bằng vốn có giữa gốc tự do và chất chống oxy hóa bị phá vỡ, kéo theo đó là hàng loạt chuỗi phản ứng bất lợi lên các phân tử lipid, protein, acid nucleic của tế bào, dẫn đến hàng loạt các tổn thương và kết quả là sự hoạt động bất thường của các cơ quan

Các gốc tự do tấn công lên màng tế bào, làm màng tế bào mất dần chức năng sinh học, quá trình trao đổi chất từ đó bị cản trở, các mô dần bị thoái hóa

và sau cùng dẫn đến sự chết của tế bào Hậu quả từ sự tấn công đó là hàng loạt các bệnh như Parkinson, Alzheimer, các bệnh về thần kinh, tim mạch, đái tháo đường, suy giảm hệ thống miễn dịch, ung thư, Ngoài ra, khi cơ thể bị yếu

đi, hiệu suất làm việc của hệ thống enzyme sửa sai với nhiệm vụ loại đi những điểm bị hỏng trên ADN cũng giảm đi, khi đó gốc tự do dễ dàng tấn công vào nhóm đường deoxyribose và base nitơ của nhóm purin, pirimidin của ADN, sinh ra các thể đột biến gây hại cho cơ thể

2.2.2 Chất chống oxy hóa

2.2.2.1 Khái niệm về chất chống oxy hóa

Chất chống oxy hóa là chất trực tiếp hoặc gián tiếp ngăn cản, trung hòa hay loại bỏ tác dụng có hại của các gốc tự do với cơ thể Chúng có thể trực tiếp phản ứng với các gốc tự do, tạo nên sản phẩm mới kém hoạt động hơn nhằm ngăn phản ứng dây chuyền do gốc tự do gây ra Cũng có thể gián tiếp

tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp hoặc ức chế các enzyme xúc tác cho quá trình hình thành gốc tự do, giúp ngăn cản sự hình thành của gốc tự do

2.2.2.2 Phân loại chất chống oxy hóa [12],[13]

Có nhiều cách phân loại chất chống oxy hóa dựa trên nguồn gốc, cấu trúc của chất chống oxy hóa Cũng có thể phân loại gốc tự do dựa trên bản chất enzyme hoặc không có bản chất enzyme của gốc tự do

Chất chống oxy hóa có bản chất enzyme

Đây là một hệ thống các chất chống oxy hóa nội sinh tồn tại chủ yếu ở tế bào, nhằm duy trì căn bằng giữa lượng gốc tự do và chất chống oxy hóa trong

cơ thể, giúp bảo vệ tế bào khỏi sự tấn công do các gốc tự do gây ra trong suốt các quá trình sinh lí và bệnh lí Hệ thống này gồm các enzyme như: superoxide dismutase, glutathion peroxidase, catalase

Chất chống oxy hóa không có bản chất enzyme

Bên cạnh các chất chống oxy hóa có bản chất enzyme có nguồn gốc nội sinh, cơ thể còn có các chất chống oxy hóa không mang bản chất enzyme cũng

có nguồn gốc nội sinh như vitamin A, glutathione, glycin, methionine, và các chất chống oxy hóa ngoại sinh có trong thực phẩm như vitamin C, vitamin

E, flavonoid, lignan, alkaloid, courmarin, terpene, carotenoid,

2.2.2.3 Một số chất chống oxy hóa thường gặp

Vitamin C[14]

Vitamin C (acid ascorbic) được tìm thấy nhiều trong thực phẩm tươi, rau quả và trái cây như bông cải xanh, tiêu, khoai tây, cà chua, chanh, quýt, bưởi, Vitamin C kết tinh không màu hoặc màu vàng, rất dễ tan trong nước (300 g/lít)

Đóng vai trò quan trọng trong nhiều hoạt động của cơ thể Ở mô, vitamin

C giúp tổng hợp collagen, proteoglycan và các thành phần hữu cơ khác ở răng, xương, nội mô mao mạch Vitamin C giúp ổn định cấu trúc collagen-một protein quan trọng trong việc liên kết các cấu trúc của cơ thể với nhau, thông qua nối kết một phần của phân tử amino acid proline để hình thành hydroxyproline, cần thiết cho việc làm lành vết thương và giúp tăng sức đề kháng cho cơ thể Thêm vào đó, vitamin C còn có chức năng miễn dịch, tham gia sản xuất một số chất dẫn truyền thần kinh và hormon, tổng hợp carnitine.Vitamin C còn là một chất chống oxy hóa rất quan trọng Hơn nữa, vitamin C còn giúp phục hồi và tái tạo vitamin E từ dạng bị oxy hóa trong cơ thể, qua đó tăng cường hiệu lực chống oxy hóa của vitamin E

Chuyên ngành Hóa dược 10 Khoa Khoa học Tự nhiên

Hình 2.1 Công thức cấu tạo của vitamin C

Vitamin E

Các nguồn phổ biến nhất chứa vitamin E là các loại dầu thực vật từ cọ dầu, hướng dương, đậu tương, ô liu Các loại quả cứng, hạt hướng dương hay mầm lúa mì cũng là các nguồn cung cấp vitamin E

Vitamin E tự nhiên tồn tại dưới 8 dạng khác nhau gồm 4 tocopherol và 4 tocotrinol Tất cả đều có vòng chromanol, nhóm hydroxyl có thể cung cấp nguyên tử hydro để khử các gốc tự do, nhóm R kỵ nước cho phép thâm nhập vào các màng sinh học

O

R 3 HO

R 2

R 1

H 3

 tocopherol, R 1 = R 2 = R 3 = CH 3 tocotrienol, R 1 = R 2 = R 3 = CH 3

Hình 2.2 Các dạng tồn tại của vitamin E trong tự nhiên

Vitamin E là một chất chống oxy hóa tan trong lipid, đóng vai trò quan trọng trong việc ức chế các gốc tự do tan trong lipid, thiếu vitamin E có thể dẫn đến các tổn thương thần kinh, tổn thương võng mạc, các bệnh về tim mạch, ung thư, Alzheimer, [15] Vitamin E còn được xem là tấm màng bảo vệ quan trọng đầu tiên trước sự tấn công của quá trình peroxide hóa lipid bởi sự phân bố rộng khắp trong tế bào

H HO

O HO

OH

OH O

OH

OH OH

B 2

3

4 5 7 8

2' 3'

Trên phương diện chống oxy hóa, các hợp chất polyphenol có thể phản ứng trực tiếp với gốc tự do tạo thành một gốc tự do mới bền hơn, hoặc gián tiếp tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp vốn là xúc tác cho quá trình tạo gốc tự do, từ đó ngăn cản phản ứng dây chuyền gây hại cho cơ thể do gốc tự

do gây ra

Flavonoid là một nhóm chất polyphenol khá quen thuộc trong tự nhiên,

có khoảng trên 6000 hợp chất flavonoid trong tự nhiên Về cấu trúc hoá học, flavonoid có cấu trúc chung là diphenylpropan (C6-C3-C6), với 2 vòng benzen C6 (vòng A và B) gắn với dị vòng C3 có oxy

O

B 2 3 4 5 7 8

2' 3'

5'

6

4'

6' 10

Hình 2.4 Cấu trúc cơ bản của flavonoid Các flavonoid dễ kết tinh và thường có màu, flavon có màu vàng nhạt hoặc màu cam, flavonol có màu vàng đến vàng nhạt, chalcon có màu vàng đến cam đỏ Các isoflavon, flavanon, flavanonol, luecoantocyanidin, catechin kết tinh không màu

Chuyên ngành Hóa dược 12 Khoa Khoa học Tự nhiên

O

O Flavon

O

O isoflavon

O

O Flavonol OH

O

O Flavanon

O

O isoflavanon

O

O OH Catechin

O

OH Antocyanidin

O HO

Ở cấp độ tế bào, các flavonoid có khả năng trung hòa các gốc tự do là nhờ vào cấu trúc hóa học cũng như sự liên kết của chúng với màng tế bào Chẳng hạn như flavonoid giúp bảo vệ lipoprotein tỷ trọng thấp chống lại sự oxy hóa bằng cách liên kết với bề mặt phân tử lipoprotein tỷ trọng thấp, hình thành liên kết ether làm giới hạn sự tấn công của các tác nhân oxy hóa và các gốc tự do, giúp hạn chế nguy cơ gây ra các bệnh tim mạch cho cơ thể

Ngoài ra, flavonoid còn có khả năng chống ung thư một cách hiệu quả, tuy nhiên cơ chế chính xác của tác động đó vẫn chưa được hiểu rõ, điều này tạo động lực thúc đẩy nhiều nghiên cứu về sự ức chế phát sinh ung thư của flavonoid thông qua khả năng loại gốc tự do

Carotenoid

Carotenoid là một dạng sắc tố hữu cơ có trong thực vật và các loài sinh vật quang hợp khác như tảo, một vài loài nấm và vi khuẩn Hiện nay đã có 600 loại carotenoid được tìm ra và chia thành 2 nhóm gồm xanthophylle và carotene Khác với thực vật, con người không thể tự tổng hợp carotenoid cho

cơ thể, nên phải cung cấp carotenoid từ việc ăn thực vật nhằm bảo vệ cơ thể Carotenoid không phải là tên riêng của bất ḱì một chất nào mà là tên của một nhóm các hợp chất có cấu tạo và tác dụng bảo vệ cơ thể tương tự nhau

Carotenoid có khả năng hoạt động trong môi trường chất béo là nơi rất dễ xảy ra sự oxy hóa và gây hậu quả nghiêm trọng cho màng tế bào Các carotenoid với khả năng hòa tan trong chất béo nên được tích lũy trong cơ thể,

dễ dàng xâm nhập vào các vị trí dễ bị tác động của gốc tự do như màng tế bào, qua đó có thể thấy hiệu quả chống oxy hóa của chúng khá cao Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng các carotenoid là những thành phần quan trọng của hệ thống bảo vệ chống oxy hóa của da

Chuyên ngành Hóa dược 14 Khoa Khoa học Tự nhiên

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

NGHIÊN CỨU

3.1 Phương tiện nghiên cứu

3.1.1 Địa điểm

Thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm Sinh hóa – Bộ môn Sinh

Lý – Sinh Hóa – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng – Trường Đại Học Cần Thơ

và có độ giòn vừa phải, tiến hành xay nhuyễn, bảo quản ở nhiệt độ thấp trong túi nilong tránh hút ẩm

3.1.4 Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm

- Bếp điện

- Cân phân tích

- Máy lắc tự động

- Máy lọc chân không

- Máy cô quay

- Máy đông khô lạnh Virtis (Mỹ)

- Máy đo quang phổ UV-VIS Helios α, Thermo (Mỹ)

- Cốc thủy tinh các loại

- Bình tam giác có nút mài

- Ống nghiệm các loại

3.1.5 Hóa chất

Thuốc thử Folin – Ciocaltue 1N (Merck), methanol (Trung quốc), ethanol (Việt Nam), Na2CO3 (Trung quốc), AlCl3 (Trung quốc), Dimethyl sulphoxide