Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết ethanol từ lá bàng (terminalia catappa)​

Việt Nam là một quốc gia nằm ở vùng nhiệt đới gió mùa có nhiều điều kiện cho hệ thực vật phát triển tạo ra sự phong phú và đa dạng, đó là nguồn tài nguyên sinh học quý giá, thuộc loại tà

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA CAO

CHIẾT ETHANOL TỪ LÁ BÀNG (Terminalia catappa)

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Minh Nhựt Sinh viên thực hiện : Trần Thị Tuyết Dung MSSV: 1311100019 Lớp: 13DSH02

TP Hồ Chí Minh, 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA CAO

CHIẾT ETHANOL TỪ LÁ BÀNG (Terminalia catappa)

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Minh Nhựt Sinh viên thực hiện : Trần Thị Tuyết Dung MSSV: 1311100019 Lớp: 13DSH02

TP Hồ Chí Minh, 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đồ án nghiên cứu của riêng tôi được thực hiện trên cơ sở lý thuyết, tiến hành nghiên cứu thực tiễn dưới sự hướng dẫn của ThS Phạm Minh Nhựt Các số liệu, kết quả nêu trong đồ án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác Tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan này

Tp Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm……

Sinh viên

Trần Thị Tuyết Dung

LỜI CẢM ƠN

Con xin khắc ghi công ơn cha mẹ và những người thân đã nuôi dưỡng và giáo dục con nên người

Tôi xin gửi lòng biết ơn đến:

- Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh

- Khoa Công Nghệ Sinh Học- Thực Phẩm- Môi Trường, Trường Đại Học Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh

- Cô chủ nhiệm, Thầy Cô bộ môn Công Nghệ Sinh Học

Đã hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đề tài

Tôi xin chân thành biết ơn: Ths Phạm Minh Nhựt đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, giành nhiều thời gian và công sức để truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý giá, tạo mọi điều kiện tốt cho tôi hoàn thành khóa luận này

Chân thành cảm ơn các bạn lớp Công Nghệ Sinh Học đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm đề tài

Tp Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm……

Sinh viên

Trần Thị Tuyết Dung

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

4 Phạm vi nghiên cứu 2

Chương 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về cây bàng 3

1.1.1 Sơ lược về nguồn tài nguyên thực vật ở nước ta 3

1.1.2 Sơ lược về cây bàng 3

1.1.3 Công dụng của cây bàng 5

1.2 Đại cương về một số hợp chất hữu cơ tự nhiên từ thực vật 6

1.2.1 Carbohydrate 6

1.2.2 Alkaloid 7

1.2.3 Glycoside 8

1.3 Tổng quan về cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất có nguồn gốc từ thực vật 18

1.3.1 Khái niệm về hoạt tính kháng khuẩn 18

1.3.2 Cơ chế kháng khuẩn 18

1.3.3 Một số hợp chất có khả năng kháng khuẩn từ thực vật 21

1.3.4 Tình hình nghiên cứu kháng khuẩn của thực vật trên thế giới và Việt Nam 26

1.3.5 Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) 29

ii

1.4 Ảnh hưởng của dung môi đến khả năng tách chiết cao từ thực vật 30

1.5 Một số nhóm vi khuẩn gây bệnh 31

1.5.1 Nhóm vi khuẩn Escherichia coli 31

1.5.2 Nhóm vi khuẩn Salmonella spp 32

1.5.3 Nhóm vi khuẩn Shigella spp 34

1.5.4 Nhóm vi khuẩn Listeria spp 35

1.5.5 Nhóm vi khuẩn Vibrio spp 36

1.5.6 Nhóm vi khuẩn thuộc dòng Pseudomonas spp 37

1.5.7 Nhóm vi khuẩn thuộc dòng Enterococcus spp 38

1.5.8 Nhóm vi khuẩn thuộc dòng Staphylococcus aureus 39

1.6 Sơ lược về vi khuẩn V.alginolyticus 40

1.6.1 Phân loại khoa học 40

1.6.2 Đặc điểm hình thái 40

1.6.3 Đặc điểm phân bố 41

1.6.4 Khả năng gây bệnh 42

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44

2.1 Địa điểm và thời gian thực hiện 44

2.1.1 Địa điểm 44

2.1.2 Thời gian 44

2.2 Vật liệu 44

2.2.1 Vật liệu: ……… 44

2.2.2 Vi khuẩn chỉ thị 44

2.3 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất 44

2.3.3 Hóa chất, dung môi 45

2.4 Phương pháp nghiên cứu 46

2.4.1 Phương pháp thu và xử lý nguồn mẫu 46

2.4.2 Phương pháp thu nhận cao thực vật và xác định hiệu suất thu hồi 46

2.4.3 Phương pháp bảo quản và giữ giống vi sinh 47

2.4.4 Phương pháp tăng sinh, xác đinh mật độ tế bào vi sinh vật chỉ thị 48

2.4.5 Phương pháp pha loãng mẫu 48

iii

2.4.6 Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn 49

2.4.7 Phương pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu MIC 50

2.4.8 Phương pháp xác định thành phần hóa học của cao chiết 51

2.4.9 Phương pháp xử lý số liệu 54

2.5 Bố trí thí nghiệm 54

2.5.1 Thí nghiệm 1: Xác định hiệu suất thu hồi cao chiết từ lá bàng đối với dung môi ethanol 70% 56 2.5.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của dung môi tách chiết đến hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết 57

2.5.3 Thí nghiệm 3: Xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của TcEE đối với chủng vi khuẩn gây bệnh 58

2.5.4 Thí nghiệm 4: Định tính một số thành phần hóa học cơ bản của TcEE 60

2.5.5 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của cao chiết đến vi khuẩn V alginolyticus theo thời gian 62

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 65

3.1 Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi TcEE 65

3.2 Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của TcEE đối với chủng vi khuẩn chỉ thị 65

3.2.1 Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của TcEE đối nhóm vi khuẩn Escherichia coli 66

3.2.2 Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của TcEE trên nhóm vi khuẩn Listeria spp. 67

3.2.3 Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của TcEE trên nhóm vi khuẩn Samonella spp 68

3.2.4 Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của TcEE trên nhóm vi khuẩn Shigella spp 69

3.2.5 Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của TcEE trên nhóm vi khuẩn Virio spp 71 3.2.6 Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của TcEE trên nhóm vi khuẩn gây bệnh cơ hội trên da 72

3.2.7 Tổng hợp kết quả hoạt tính kháng khuẩn và kết quả xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của TcEE đối với 20 vi khuẩn chỉ thị 73

3.3 Kết quả định tính một số thành phần hóa học của TcEE 77

3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của TcEE đến vi khuẩn V alginolyticus 79

iv

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 83

4.1 Kết luận 83

4.2 Đề nghị 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DMSO: Dimethyl sulfoxide

DNA: Deoxyribonucleic acid

MIC: Minimum Inhibition Concentration: Nồng độ ức chế tối thiểu

TSA: Trypton Soya Agar

TSB: Trypton Soya Broth

TcEE: Cao chiết Ethanol 70% từ lá bàng

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Chức năng sinh lý của một số amino acid trong quá trình trao đổi chất 17 Bảng 1.2 Những nhóm hợp chất tự nhiên có hoạt tính kháng khuẩn (theo Cowan, 1999) 20 Bảng 3.1 Tổng hợp kết quả hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết lá bàng từ dung môi ethanol 70% đối với 20 vi khuẩn chỉ thị 74 Bảng 3.2 Kết quả định tính thành phần hóa học của TcEE 77

vii

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Lá và quả bàng 4

Hình 1.2 Cấu trúc hóa học một số chất thuộc nhóm alkaloids 8

Hình 1.3 Cấu trúc hóa học của flavonoid (A) và các dạng flavonoid 12

Hình 1.4 Caffeic acid 13

Hình 1.5 Phân loại nhóm phenolics theo cấu trúc hóa học 13

Hình 1.6 Những vị trí của vi khuẩn bị tác động bởi các hợp chất thực vật (Burt, 2004) 19 Hình 1.7 Cấu trúc hóa học của phân tử quinone, anthraquinone và hypericin 21

Hình 1.8 Cấu trúc hóa học của catechine 22

Hình 1.9 Cấu trúc hóa học của coumarine 23

Hình 1.10 Cấu trúc hóa học của phân tử Solamargine 24

Hình 1.11 Cấu trúc hóa học của berberine 25

Hình 1.12 E.coli quan sát dưới kính hiển vi với kích thước 2µm (Bact, 2005) 31

Hình 1.13 Hình thái vi khuẩn Samonella spp (Taragui, 2005) 33

Hình 1.14 Hình thái của vi khuẩn Shigella spp (Reynolds, 2011) 34

Hình 1.15 Hình thái vi khuẩn Listeria spp 35

Hình 1.16 Hình thái vi khuẩn Vibrio (Microscopy, 2004) 36

Hình 1.17 Hình thái vi khuẩn Pseudomonas spp 37

Hình 1.18 Hình thái vi khuẩn Enterococcus 38

Hình 1.19 Hình thái vi khuẩn Staphylococcus aureus 39

Hình 2.1 Phương pháp pha loãng mẫu……… 45

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 55

Hình 2.3 Quy trình tách chiết và thu hồi cao từ lá bàng 56

Hình 2.4 Quy trình đánh giá khả năng kháng khuẩn của cao chiết 57

Hình 2.5 Quy trình xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của cao chiết 59

Hình 2.6 Quy trình định tính một số thành phần hóa học của cao chiết ethanol 70% từ lá bàng 61

Hình 2.7 Quy trình khảo sát ảnh hưởng của cao chiết đến vi khuẩn V alginolyticus theo thời gian 63

viii

Hình 3.1 Hoạt tính kháng khuẩn của TcEE trên nhóm vi khuẩn Escherichia coli 66

Hình 3.2 Hoạt tính kháng khuẩn của TcEE trên nhóm vi khuẩn Listeria spp 67

Hình 3.3 Hoạt tính kháng khuẩn của TcEE trên nhóm vi khuẩn Samonella spp 68

Hình 3.4 Hoạt tính kháng khuẩn của TcEE trên nhóm vi khuẩn Shigella spp 70

Hình 3.5 Hoạt tính kháng khuẩn của TcEE trên nhóm vi khuẩn Virio spp 71

Hình 3.6 Hoạt tính kháng khuẩn của TcEE trên nhóm vi khuẩn gây bệnh cơ hội trên da 72

Hình 3.7 Biểu đồ thể hiện mật độ tế bào 80

Hình 3.8 Biểu đồ thể hiện giá trị OD600nm 80

Đã từ rất lâu, dựa vào kinh nghiệm dân gian con người đã biết sử dụng các loại cây có trong tự nhiên để làm thực phẩm, thuốc chữa bệnh Việt Nam là một quốc gia nằm ở vùng nhiệt đới gió mùa có nhiều điều kiện cho hệ thực vật phát triển tạo

ra sự phong phú và đa dạng, đó là nguồn tài nguyên sinh học quý giá, thuộc loại tài nguyên tái tạo được, nhiều cây thuốc quý với đầy đủ chủng loại và số lượng, trong

đó có cây bàng

Cây bàng tên khoa học là Terminalia catappa L, thuộc họ Bàng Combretaceae

Đây là một loại cây được trồng như một loại cây cảnh để lấy bóng râm nhờ tán lá lớn và rậm Qủa ăn được và có vị hơi chua Hạt bàng thì dùng làm nguyên liệu để chế biến thành mứt Ở Việt Nam cây bàng dễ trồng, phát triển tốt và có mặt ở hầu hết các địa bàn trong cả nước Người dân từ xưa đã dùng lá bàng để chữa cảm sốt,

ra mồ hôi, chữa tê thấp và lỵ Dùng búp lá non phơi khô, tán bột rắc trị ghẻ, sắc đặc ngậm trị sâu răng Ngoài ra, người ta còn dùng vỏ thân bàng dạng thuốc sắc uống trị

lỵ và tiêu chảy, rửa vết loét, vết thương Đặt biệt, nhựa lá non trộn với dầu hạt bông

và nấu chín là một thứ để chữa bệnh hủi Hạt nấu chín dùng để chữa đi cầu ra máu Ngoài ra, cũng được dùng đối với việc nuôi cá cảnh để xử lý kim loại nặng trong nước có hại cho cá, ngăn ngừa hữu hiệu các loại vi khuẩn, các loại nấm trên cá Mặc dù có nhiều công dụng như vậy nhưng ở nước ta hiện nay chưa có công trình khoa học mang tính hệ thống nghiên cứu về quá trình chiết tách hay xác định thành phần hóa học, xác định cấu trúc của một số hợp chất trong cây bàng Chính vì vậy chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của cao

chiết ethanol từ lá bàng (Terminalia catappa L)” nhằm cung cấp thêm thông tin về

2

loại cây này, góp phần vào việc khai thác, chế biến và ứng dụng các sản phẩm của cây bàng một cách hiệu quả, khoa học hơn

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Tách chiết cao ethanol từ lá bàng và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn

- Bước đầu xác định một số thành phần hóa học

3 Nội dung nghiên cứu

- Tách chiết và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết ethanol từ lá bàng

- Đánh giá hiệu lực kháng khuẩn của cao chiết lá bàng theo thời gian

4 Phạm vi nghiên cứu

- Chỉ tách chiết cao lá bàng bằng dung môi ethanol 70%

- Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết đối với 20 chủng vi khuẩn chỉ thị

3

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về cây bàng

1.1.1 Sơ lược về nguồn tài nguyên thực vật ở nước ta

Lãnh thổ Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, có tới ¾ diện tích cả nước là núi rừng Với đặc điểm khí hậu và địa hình như vậy nên nước ta được đánh giá là nước có nguồn tài nguyên sinh vật đa dạng và phong phú, được xếp thứ 16 trong số 25 quốc gia có mức độ đa dạng sinh vật cao nhất thế giới Nguồn thực vật phong phú này đã cung cấp cho con người nhiều sản phẩm thiên nhiên có giá trị Các sản phẩm thiên nhiên có hoạt tính sinh học được ứng dụng rất lớn trong nhiều lĩnh vực khác nhau của cuộc sống, đặc biệt là dùng làm thuốc chữa bệnh Theo các nhà phân loại thực vật, nước ta có khoảng 12.000 loài thực vật bậc cao, trong đó

khoảng 3.948 loài được dùng làm dược liệu (Viện vật liệu, 2007) Nếu so với khoảng 20.000 loài cây làm thuốc đã biết trên thế giới (IUCN, 1992) thì số loài cây

thuốc ở Việt Nam chiếm khoảng 19% Tuy có nguồn thực vật đa dạng và phong phú nhưng do chúng phân bố rải rác ở nhiều nơi, cùng với sự khai thác không có kế hoạch bảo tồn nên dẫn đến tình trạng trữ lượng các loài cây ngày càng ít đi Thế nên, hiện nay chúng ta cần khai thác có hiệu quả về hoạt tính sinh học của các loài cây và duy trì trồng lại các giống đã khai thác, để tạo ra các loại thuốc chữa bệnh mới đem lại lợi ít cho con người nhưng không làm cạn kiệt nguồn tài nguyên nước nhà

1.1.2 Sơ lược về cây bàng

1.1.2.1 Phân loại khoa học

Giới Plantae

Angiospermae Eudicots Rosids

Bộ Myrtales

Họ Combretceae

Chi Terminalia

Loài T catappa

4

Hình 1.1 Lá và quả bàng

1.1.2.2 Đặc điểm hình thái

Cây Bàng ta là cây thân gỗ lớn sống tại vùng nhiệt đới, loại cây này có thể cao

35 m, có đường kính thân từ 40 – 80 cm Với tán lá mọc thẳng, đối xứng và các cành nằm ngang tạo thành hình dáng giống như cái bát trải rộng

Lá to, dài khoảng 15 – 25 cm và rộng 10 – 14 cm, hình trứng, xanh sẫm và bóng Về mùa khô thì lá chuyển thành màu đỏ ánh hồng hay nâu vàng sau đó rụng hết để hạn chế thoát hơi nước và giúp cây kích thích ra cành lá non

Bàng ta là loài cây có hoa đơn tính cùng gốc, nghĩa là hoa đực và hoa cái ra chung trên một cây Hoa có kích thước 1 cm có màu trắng hơi xanh không có cánh hoa, chúng mọc trên các nách lá hoặc ở đầu cành Quả dài 5 – 7 cm, rộng 3 – 5,5

cm, khi non quả có màu xanh sau đó ngã sang màu vàng và khi chín quả có màu đỏ Mùa quả tháng 8 - 10

Cây Bàng ta được trồng tại khu vực nhiệt đới, là loài cây ưa sáng, có tốc độ sinh trưởng nhanh Cây chủ yếu được tái sinh bằng hạt

Cây bàng ta là loại cây công trình trồng lấy bóng mát, phát triển nhanh, ít sâu bệnh, dễ chăm sóc Cây có thể trồng trong vườn nhà, ven đường, lối đi trong khuân viên nhà máy

1.1.2.3 Phân bố

Cây bàng được trồng khắp nơi làm cây bóng mát Người ta cho rằng cây bàng vốn không có ở nước ta, mà di thực từ đảo Moluques vào

ra Một số tính chất của dầu nhân hạt bàng đã được nghiên cứu kết quả như sau: Tỷ trọng 0,917, chỉ số khúc xạ ở 35°C là 1,4660, độ đông đặc + 1°C, chỉ số axit 2,94, chỉ số xà phòng hóa 0,38, axit toàn phần tách được ở dạng đặc, màu vàng nhạt hay trắng, phần axit đặc chiếm tới 36% Do chỉ số iốt thấp và do không cho phản ứng hexabromua cho nên người ta có thể kết luận dầu bàng không có glyxerit linoleic và thuộc loại dầu không khô

1.1.3 Công dụng của cây bàng

1.1.3.1 Theo kinh nghiệm dân gian

Cao vỏ thân cây bàng (bỏ lớp vỏ đen bên ngoài) có tác dụng lợi tiểu, cường tim làm săn Cao methanol có tác dụng giảm co thắt ruột thỏ cô lập Lá được dùng làm thuốc chữa cảm sốt, làm ra mồ hôi, chữa tê thấp và lỵ Búp non phơi khô tán bột rắc trị ghẻ, trị sâu quảng, sắc đặc ngậm trị sâu răng Dùng tươi, xào nóng để đắp và chườm nơi đau nhức Vỏ thân sắc uống trị lỵ và tiêu chảy, rửa vết loét, vết thương Nhựa lá non trộn với dầu hạt bông và nấu chín là một thứ thuốc để chữa hủi Hạt nấu uống để trị tiêu chảy ra máu

1.1.3.2 Trong đời sống – kinh tế

Cây trồng địa phương Nếu tổ chức trồng cây bàng trên quy mô lớn để tạo ra nguồn hàng hóa bàng không chỉ có giá trị trực tiếp dùng để chữa bệnh và chăm sóc sức khỏe, nếu biết bảo tồn và khai thác hợp lý thì đó còn là một nguồn thu nhập trong phạm vi hộ gia đình và các cộng trên thị trường thì nó còn góp phần vào sự

1.2 Đại cương về một số hợp chất hữu cơ tự nhiên từ thực vật

1.2.1 Carbohydrate

1.2.1.1 Khái niệm

Carbohydrate là một nhóm chất hữu cơ phổ biến khá rộng rải trong cơ thể sinh vật Được cấu tạo từ các nguyên tố: C, H, O với công thức cấu tạo chung Cm(H2O)n, thường m = n (Phùng Trung Hùng và ctv, 2013) Nhìn chung hàm lượng carbohydrate ở thực vật cao hơn động vật Ở thực vật carbohydrate thay đổi tùy theo loài, giai đoạn sinh trưởng và phát triển

- Thực vật: chiếm khoảng 75% trong các bộ phận như củ, quả, lá, thân, cành

- Động vật: chiếm khoảng 2% trong gan, cơ máu, (Phùng Trung Hùng và ctv, 2013)

1.2.1.2 Phân loại

Dựa vào cấu tạo, tính chất carbohydrate được chia làm 3 nhóm lớn: monosaccharide, oligosaccharide (Disaccharide) và polysaccharide ( Phùng Trung Hùng và ctv, 2013)

- Monosaccharide gồm: glucose, fructose

- Disaccharide gồm: saccharose, lactose, maltose

- Polysaccharide gồm: tinh bột, cellulose

1.2.1.3 Vai trò

Trong cơ thể sống carbohydrate giữ nhiều vai trò quan trọng:

- Đảm bảo cung cấp khoảng 60% năng lượng cho các quá trình sống

- Có vai trò cấu trúc, tạo hình (ví dụ: cellulose, peptidolican…)

- Có vai trò bảo vệ (mucopolysaccharide)

- Chống tạo thể cetone (mang tính acid gây độc cho cơ thể) ( Nguyễn Phương Hà Linh, 2011)

Alkaloid là amin có nguồn gốc tự nhiên do thực vật tạo ra, nhưng các amin do động vật và nấm tạo ra cũng được gọi là các alkaloid Nhiều alkaloid có các tác động dược lý học đối với con người và các động vật khác Các alkaloid thông thường là các dẫn xuất của các acid amin và phần nhiều trong số chúng có vị đắng Chúng được tìm thấy như là các chất chuyển hóa phụ trong thực vật (ví dụ khoai tây hay cà chua), động vật (ví dụ các loại tôm, cua, ốc, hến) và nấm Nhiều alkaloid có thể được tinh chế từ các dịch chiết thô bằng phương pháp chiết acid - base (Tôn Nữ Minh Nguyệt và ctv, 2010)

Alkaloid có 2 phản ứng chính là phản ứng tạo tủa và phản ứng tạo màu Có 2 nhóm thuốc thử tạo tủa với alkaloid Nhóm thứ nhất cho tủa rất ít tan trong nước, tủa này sinh ra hầu hết do sự kết hợp của 1 cation lớn là alkaloid với 1 nhóm amin lớn thường là anion phức hợp của thuốc thử và nhóm thứ 2 cho kết tủa ở dạng tinh thể Đối với phản ứng tạo màu, có 1 số thuốc thử tác dụng với alkaloid cho những màu đặc biệt khác nhau Phản ứng tạo tủa cho ta biết có alkaloid hay không, còn phản ứng tạo màu cho biết những chất có trong alkaloid ( Phạm Thanh Kỳ, 1998)

1.2.2.2 Phân loại

Các nhóm alkaloid hiện bao gồm:

- Nhóm pyridine: piperin, coniin, trigonellin, arecaidin, guvacin, pilocarpine, nicotin, spartein, pelletierin

- Nhóm isoquinolin: các alkaloid gốc thuốc phiện như morphin, codein, thebain, papaverin, narcotin, sanguinarin, hydrastin, hydrastin, berberin

- Nhóm pyrrolidin: hygrin, cuscohygrin, nicotin

8

- Nhóm tropan: atropine, cocain, ecgonin, scopolamine

- Nhóm quinolin: quinine, quinidine, dihydroquinin, dihydroquinidin, strychnine, brucin, veratrin, cevadin

- Nhóm phenothylamin : mescalin, ephedrine, dopamine, amphetamine

- Nhóm indole :

+ Các tryptamin : DMT, N-metyltryptamin, psilocybin, serotonin

+ Các ergolin : Các alkaloid từ nhựa ngũ cốc/cỏ như ergin, ergotamine, acid lysergic v.v

+ Các beta-cabolin : harmin, harmalin, yohimbin, reserpine, emetin

- Nhóm purin: các xanthin như caffeine, theobromine, theophylline (Tôn Nữ Minh Nguyệt và ctv, 2010)

Hình 1.2 Cấu trúc hóa học một số chất thuộc nhóm alkaloids

1.2.2.3 Vai trò

Đa số các alkaloid đều có tác dụng diệt khuẩn, một số loại có tác động lên hệ thần kinh như morphin, codein, cocain, Ngoài ra, alkaloid còn làm hạ huyết áp và giúp chống ung thư ( Vũ Xuân Tạo, 2013)

1.2.3 Glycoside

1.2.3.1 Khái niệm

Glycoside là những sản phẩm ngưng tụ của đường Cấu tạo gồm 1 phần đường (glycon) kết hợp với 1 phần không phải là đường (aglycon) theo Vũ Kim Dung và ctv (2011) Hai phần kết hợp với nhau bằng dây nối acetal vì vậy phân tử glycoside

1.2.3.2 Phân loại

Glycoside có 3 cách phân loại dựa vào thành phần glycon, aglycon và kiểu liên kết giữa chúng (Vũ Kim Dung và ctv, 2011)

- Phần đường: có nhiều loại đường nhưng thường là glucose và đồng phân đường

- Liên kết giữa phần đường và phần không đường: C – glycosidic, O – glycosidic, N – glycosidic, S – glycosidic

- Nhóm hợp chất không đường: saponins glycosidic, cardiac glycosidic, anthraquinone glycosidic, phenolic glycosidic, cyanogenic glycosidic, alcoholic glycosidic, coumarin glycosidic, chromonr glycosidic, steviol glycosidic

1.2.3.3 Vai trò

Glycoside giữ vai trò là nguồn dinh dưỡng cho cơ thể Ngoài ra chúng còn có vai trò bảo vệ bằng cách tạo ra thể gây độc, qua quá trình thủy phân tạo ra 1 số chất kháng khuẩn thường tập chung ở vỏ và hạt như độc tố Solanine ở khoai tây (Trần Trường Hận, 2010)

Saponin thường ở dạng vô định hình, có vị đắng, tan được trong nước, alcohol

và rất ít tan trong aceton, ether, hexan Khi hòa tan saponin vào nước sẽ làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch và tạo bọt (Nguyễn Tấn Thịnh, 2013)

Vai trò của saponin:

- Tác dụng long đờm chữa ho, lợi tiểu (liều cao gây nôn mửa, đi lỏng)

mà có các dẫn chất khác nhau (Ngô Văn Thu, 2011)

Những dẫn xuất anthraquione glycoside đều có màu từ vàng, vàng cam đến đỏ

Ở glycoside thì dễ tan trong nước, còn thể tự do (aglycon) thì tan trong ether, chloroform và một số dung môi hữu cơ khác (Ngô Văn Thu, 2011)

b Phân loại

Dẫn xuất Anthraquione glycoside có thể chia làm 3 nhóm:

- Nhóm phẩm nhuộm (các dẫn chất 1,2 dihydroxy anthraquione)

- Nhóm nhuộm tẩy (các dẫn chất 1,8 dihydroxy anthraquione)

- Nhóm dimer (Ngô Văn Thu, 2011)

Vai trò của Cardiac glycoside

- Ở nồng độ thấp: có tác dụng điều hòa nhịp tim

- Ở nồng độ cao: gây nôn mửa, loạn nhịp tim, tiêu chảy, giảm sức co bóp của tim (Karkare, 2007)

Chúng thường được cải biến bằng cách gắn thêm gốc (-OH), hoặc (-OCH3) và thường ở dạng phức với glucose và hữu cơ Trong số này có những chất phổ biến như flavonone, anthocyanin, flavon, catechine và rotenone Chỉ riêng 2 nhóm flavon, flavonone với các nhóm thế OH và OCH3 thì theo lý thuyết có thể gặp 38

627 chất (Ngô Văn Thu, 1998)

Các flavonoid có hoạt tính kháng khuẩn do chúng có khả năng tạo phức với các protein ngoại bào và thành tế bào vi khuẩn Flavonoid càng ưa béo thì càng có khả năng phá vỡ màng tế bào vi sinh vật (Quỳnh Ngọc, 2011)

12

b Phân loại

Dựa vào vị trí của gốc aryl (vòng B) và các mức độ oxy hóa của mạch 3 C nên các flavonoid được chia thành 3 nhóm chính:

- Các flavonoid có gốc aryl ở vị trí C-2: Euflavonoid

- Các flavonoid có gốc aryl ở vị trí C-3: Isoflavonoid

- Các flavonoid có gốc aryl ở vị trí C-4: Neoflavonoid (Ngô Văn Thu, 2011)

Hình 1.3 Cấu trúc hóa học của flavonoid (A) và các dạng flavonoid

(B) Euflavonoid, (C) Isoflavonoid, (D) Neoflavonoid

c Vai trò

Các chất flavonoid là những chất oxy hóa chậm hay ngăn chặn quá trình oxy hóa bởi các gốc tự do như OH+, ROO- (là các yếu tố gây biến dị, hủy hoại tế bào, ung thư, tăng nhanh sự lão hóa,…) làm cho tế bào hoạt động khác thường

Flavonoid còn có khả năng tạo phức với các ion kim loại hay các hợp chất hữu

cơ chứa các gốc nitrite, carboxyl, carbonyl, giúp bảo vệ vi sinh chống lại quá trình oxy hóa có hại như những chất xúc tác ngăn cản các phản ứng oxy hóa Do đó, các chất flavonoid có tác dụng bảo vệ cơ thể, ngăn ngừa sơ vữa động mạch, tai biến mạch lão hóa, tổn thương do bức xạ Flavonoid còn có tác dụng chống độc, làm giảm thương tổn ở gan và bảo vệ chức năng gan

Flavonoid còn có tác dụng chống dị ứng, kháng viêm bằng cách ngăn chặn sự phóng thích hay tổng hợp các chất làm tăng tình trạng viêm và dị ứng như histamine, serine protease, prostaglandin, leukotriene,… ( Quỳnh Ngọc, 2011)

Đa số các hợp chất phenolic được tổng hợp từ phenylalanine Ở thực vật nhóm phenolic chủ yếu được tìm thấy là caffeic acid, đây là 1 trong những hợp chất đơn giản có độc tính sinh học và được cấu tạo từ dẫn xuất thế vòng phenolic Một số phenolic như furanocoumarins thì không gây độc, nhưng khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, dưới ánh sáng có bước sóng gần với tia tử ngoại (UV-A) thì nó trở nên rất độc (Nguyễn Thị Quỳnh Hoa, 2012)

Hình 1.4 Caffeic acid

b Phân loại

Phenolic chia làm hai nhóm: phenolic acids và flavonoid polyphenols

Hình 1.5 Phân loại nhóm phenolics theo cấu trúc hóa học

c Vai trò

Vai trò của nhóm phenolic:

- Bảo vệ thực vật chống lại mầm bệnh, côn trùng và các động vật ăn cỏ

Phenolic acids Flavonoid polyphenols

Phenolics

14

- Khả năng ức chế vi sinh vật và nấm sợi

- Chất chống oxy hóa tự nhiên và tìm thấy trong táo và trà xanh

- Chống ung thư, ngăn ngừa bệnh tim và kháng viêm (Nguyễn Thị Quỳnh Hoa, 2012)

1.2.4 Tannin

a Khái niệm

“Tannin” được dùng đầu tiên vào năm 1796 để chỉ những nhất có mặt trong dịch chiết từ thực vật có khả năng kết hợp với protein của da sống động vật cho da biến thành da thuộc không thối và bền Do đó, tannin được định nghĩa là những hợp chất polyphenol có trong thực vật, có vị chát được phát hiện dương tính với “thí nghiệm thuộc da” Tannin có khả năng tạo liên kết bền vững với các protein và các hợp chất hữu cơ cao phân tử khác (amino acid và alkaloid) Chúng thường gặp chủ yếu trong thực vật bậc cao ở những cây hai lá mầm

Tannin tan trong nước, kiềm loãng, glycerin và aceton, đa số không tan trong các dung môi hữu cơ và đồng thời tủa với alkaloid, muối kim loại nặng (chì, thủy ngân, kẽm, sắt)

b Phân loại

- Tannin có thể chia thành hai loại chính:

- Tannin thủy phân được hay còn gọi là tannin pyrogallic (Gallic acid)

- Tannin ngưng tụ hay còn gọi là tannin pyrocatechic (Flavone)

c Vai trò

Vai trò của tannin:

- Bảo vệ thực vật khỏi các loài côn trùng, tác dụng như thuốc trừ sâu

- Tác dụng kháng khuẩn, thường dùng làm thuốc súc miệng

- Công dụng chữa viêm ruột, tiêu chảy…(Ngô Thị Thùy Dương, 2012)

Steroid là hợp chất chất béo hữu cơ hòa tan, có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp dễ tan trong chloroform, ether, rượu nóng và không tan trong nước (Tôn Nữ Minh Nguyệt, 2011)

b Phân loại

Steroid được chia làm 4 nhóm chính (Đặng Văn Hoài, 2009):

- Nhóm steroid động vật: Cholesterol, cholestan-3β-ol, coprostan-β-ol, desosterol, coprosterol, cerebrosterol và lathosterol

- Nhóm steroid của động vật biển không xương sống: Spongesterol, clionasterol, 24-methylencholesterol và fucosterol

- Nhóm Steroid thực vật: Sistosterol (có các đồng phân α,β,), stigmasterol, spinasterol và brassicasterol

α Nhóm sterol nấm men: Ergosterol, zymosterol, acosterol và fecosterol

c Vai trò

- Tham gia vào các quá trình sinh học trong cơ thể sống

- Thường dùng làm các thuốc kích thích (Tôn Nữ Minh Nguyệt và ctv,2011)

1.2.6 Amino acid

a Khái niệm

Amino acid là đơn vị cấu trúc cơ bản của protein Amino acid là một phân tử chứa cả nhóm amin và carboxylate, chúng tạo thành các xích polymer ngắn gọi là peptide hay polypeptide Tất cả amino acid tự nhiên đều thuộc α-amino acid, nhóm amino (-NH2) gắn vào cacbon thứ 2 (hay cacbon α) của acid hữu cơ Ngoài nhóm –

NH2, -COOH, trong amino acid tự nhiên còn chứa các nhóm chức khác như: -OH, HS-, -CO-…

16

b Phân loại

Dựa vào cấu tạo gốc R để phân 20 amino acid cơ bản thành các nhóm Một trong các cách phân loại là 20 amino acid được phân thành 5 nhóm như sau (Hồ Chí Tuấn, 2009):

- Nhóm 1: các amino acid có gốc R không phân cực kị nước, thuộc nhóm này

có 6 amino acid: Glysine (G), Alanine (A), Valine (V), Leucine (L), Isoleucine (I), Proline (P)

Nhóm 2: các amino acid có gốc R là nhân thơm thuộc nhóm này có 3 amino acid: Phenylamine (F), Tyrosine (Y), Tryptophan (W)

Nhóm 3: các amino acid có gốc R bazo, tích đện dương, thuộc nhóm này có

3 amino acid: Lysine (K), Arginine (R), Histidine (H)

Nhóm 4: các amino acid có gốc R phân cực, không tích điện, thuộc nhóm này có 6 amino acid: Serine (S), Threonine (T), Cysteine (C), Methionine (M), Asparagine (N), Glutamine (Q)

Nhóm 5: các amino acid có gốc R acid, tích điện âm, thuộc nhóm này có 2 amino acid: Aspartate (D), Glutamate (E)

c Vai trò

Vai trò của amino acid trong cơ thể thực vật:

- Thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp trao đổi chất

- Tăng hiệu quả của thuốc bảo vệ thực vật

- Tăng khả năng ra hoa và quả

17

Bảng 1.1 Chức năng sinh lý của một số amino acid trong quá trình trao đổi chất

Glycine Là tiền chất của chlorophyll

Proline

Hydroxyproline

Điều chỉnh trạng thái cân bằng nước

Cấu tạo nên thành tế bào (nematostatic action)

Thiết yếu để tạo phấn hoa (tốt cho đậu trái)

Glutamic

Glutamine

Đạm hữu cơ dự trữ để tạo thành các amino acid khác và protein thông qua phản ứng trao đổi

Serine Điều chỉnh trạng thái cân bằng nước, rất

quan trọng cho quá trinh tổng hợp cholorophyll

Arginine Là tiền chất của polyamine, rất quan trọng

để phân chia tế bào

Phenylalanine Tiền chất cấu tạo nên lignine, tạo các chồi

gỗ khỏe hơn

Alanine Vai trò rất quan trọng trong việc tạo

hoocmon trao đổi chất và kháng virus

Tryptophan Tiền tố của indol-acetic acid, các chất kích

thích sinh trưởng tự nhiên

1.2.7 Isoprenoid (terpene)

a Khái niệm

Isoprenoid (terpene) là một nhóm chất lớn và đa dạng Bộ khung carbon được tạo thành từ đơn vị cơ bản isoprene – C4H8 Terpene có nhiều ở thực vật đặc biệt là loài họ thông

- Có khả năng xua đuổi côn trùng

1.3 Tổng quan về cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất có nguồn gốc từ thực vật

1.3.1 Khái niệm về hoạt tính kháng khuẩn

Kháng khuẩn thực vật là tên gọi chung chỉ các hợp chất hữu cơ có trong thực vật, có tác dụng tiêu diệt hay kiềm hãm sự phát triển của vi sinh vật Các chất kháng khuẩn thường có tác dụng đặc hiệu lên các loài vi sinh vật khác nhau ở một nồng độ thường rất nhỏ (Silva và Fernandes, 2010)

1.3.2 Cơ chế kháng khuẩn

Cơ chế hoạt động khác nhau của các hợp chất kháng khuẩn có trong thực vật đã được nghiên cứu Chúng có thể ức chế các vi sinh vật, gây trở ngại cho một số quá trình trao đổi chất hoặc có thể điều chỉnh biểu hiện gen và con đường truyền tín hiệu (Etherton và ctv, 2002; Manson, 2003; Surh, 2003)

Không phải tất cả cơ chế hoạt động đều làm việc trên các mục tiêu cụ thể, và một số vùng khác của tế bào có thể bị ảnh hưởng bởi các cơ chế khác.(Hình 1.6)

19

Hình 1.6 Những vị trí của vi khuẩn bị tác động bởi các hợp chất thực vật (Burt,

2004) Cao chiết từ các loại thực vật có thể biểu hiện hoạt tính kháng lại các chủng vi khuẩn ở các mức độ khác nhau như sự can thiệp vào các lớp đôi phospholipid của màng tế bào gây hậu quả làm gia tăng độ thấm, tổn hại các thành phần tế bào, phá hủy các enzyme tham gia vào việc hình thành năng lượng tế bào, tổng hợp các thành phần cấu trúc, và đồng thời phá hủy hoặc làm bất hoạt các vật liệu di truyền Nói chung, cơ chế tác động của hợp chất kháng khuẩn tự nhiên có liên quan đến

sự rối loạn, phá vỡ màng tế bào chất, làm gián đoạn mất ổn định lực chuyển động của proton (PMF), dòng điện tử, sự vận chuyển tích cực, và đông tụ các thành phần của tế bào (Kotzekidou và ctv, 2008)

Quinone Hypericin Liên kết bám dính, tạo phức hợp với

thành tế bào, làm bất hoạt enzyme Flavonoid Chrysin Liên kết bám dính

Flavone Tạo phức hợp với thành tế bào

Abyssinone Khử hoạt tính enzyme

Ức chế phiên mã ngược HIV Flavonol

Tannin Ellagitannin Bám dính Protein

Bám dính Adhesin

Ức chế enzyme Phá vỡ màng sinh chất Tạo phức hợp với thành tế bào Phá vỡ vách tế bào

Tạo phức kim loại - ion Coumarin Warfarin Tương tác DNA nhân thực (hoạt tính

kháng virus) Terpenoid

Tinh dầu

Capsaicin Phá vỡ vách tế bào

Alkaloid Berberine Xen vào thành tế bào hoặc DNA

Piperine Lectin

Polypeptide

Mannose – specific agglutinin

Khóa sự kết hợp của virus hoặc hấp phụ

Falxatin Hình thành cầu Disulfide Polyacetylen 8s – heptadeca –

2(Z), 9(Z) – diene – 4,6 – diyne – 1,8 diol

21

1.3.3 Một số hợp chất có khả năng kháng khuẩn từ thực vật

1.3.3.1 Hợp chất Phenolic

Nguyên nhân chính tạo ra độc tính của các hợp chất phenolic đối với vi sinh vật

là sự ức chế enzyme bởi các hợp chất oxy hóa, có thể thông qua phản ứng với nhóm sulfhydryl hoặc thông qua sự tương tác không đặc hiệu của các chất này với protein

tế bào, polypeptide ở thành tế bào và các enzyme trên màng Quinone cũng tạo ra chất nền không thể sử dụng được cho các vi sinh vật

Người ta nhận thấy rằng anthraquinone được lấy từ một loài cây có nguồn gốc

từ Pakistan có khả năng kiểm hãm vi khuẩn Bacillus anthracis, Corynebacterium pseudodiphthericum, và Pseudomonas aeruginosa, có khả năng diệt khuẩn đối với Pseudomonas pseudomalliae Hypericin, một anthraquinone cho thấy là có khả

năng chống bệnh trầm cảm và có hoạt tính kháng khuẩn tổng hợp (Tôn Nữ Minh

Nguyệt và ctv, 2010)

Quinone Anthraquinone Hypericin

Hình 1.7 Cấu trúc hóa học của phân tử quinone, anthraquinone và hypericin

b Flavonoid

Các hợp chất flavonoid tổng hợp bởi cây trồng để phản ứng lại sự nhiễm khuẩn

và có tác dụng kháng khuẩn đối với nhiều vi sinh vật Hoạt tính kháng khuẩn của

22

flavonoid là do khả năng tạo phức với các protein tan ngoại bào, tạo phức với thành

tế bào vi khuẩn, và ức chế transpeptidase làm cho mucopeptide – yếu tố đảm bảo cho thành tế bào vi khuẩn vững chắc không tổng hợp được Các flavonoid càng ưa béo càng có khả năng phá vỡ màng tế bào vi sinh vật (Tôn Nữ Minh Nguyệt và ctv, 2010)

Catechin là những hợp chất flavonoid được nghiên cứu rộng rãi do chúng có mặt trong trà xanh ôlong Qua những nghiên cứu, người ta nhận thấy trà xanh có

hoạt tính kháng khuẩn đã ức chế Vibrio cholerae O1, Streptpcoccus mutans, Shigella spp., và các vi khuẩn, vi sinh vật khác Catechin vô hoạt độc tố gây bệnh tả của Vibrio, ức chế enzyme glucosyltransferase của vi khuẩn S mutans, cơ chế tác

dụng cũng là do khả năng tạo phức như được mô tả ở phần quinone Hoạt động nghiên cứu gần đây được tiến hành trên cơ thể chuột, khi chuột được cho ăn khẩu phần ăn có chứa 0,1% catechin có nguồn gốc từ trà thì khe nứt do sâu răng của

chuột do S mutans gây ra giảm 40% (Tôn Nữ Minh Nguyệt và ctv, 2010)

Hình 1.8 Cấu trúc hóa học của catechine

Nhiều nghiên cứu khác cho thấy rằng các dẫn xuất của flavones có khả năng ức chế virus (RSV) Người ta đã tìm ra hoạt tính và phương thức hoạt động của quercetin, naringin, hesperretin và catechin Trong khi naringin không ức chế virus typr 1 (HSV – 1) gây bệnh mụn giộp, polyvirus type 1, virus type 3 gây bệnh khó thở ở trẻ hoặc RSV, thì ba flavonoid khác lại có tác dụng theo những phương thức khác nhau Hesperetin làm giảm sự sao chép nội bào của các loài virus trên, catechin ứa chế sự lây nhiễm nhưng không làm giảm sự sao chép nội bào của RSV

và HSV – 1, quercetin là chất có hiệu quả tốt trong việc giảm tình trạng lây nhiễm các loại bệnh do vi sinh vật gây ra Người ta cho rằng sự khác nhau nhỏ về cấu tạo trong các hợp chất cũng ảnh hưởng rất quan trọng đến hoạt tính kháng khuẩn của chúng

23

c Counarine

Coumarine là hợp chất phenolic được tạo thành bởi benzene nóng chảy và vòng α-pyrone Chúng có hoạt tính chống đông máu, chống viêm và giãn mạch máu Warfarin là một Coumarine đặc biệt nổi tiếng khi sử dụng như chất chống đông máu sử dụng kèm theo đường miệng và đồng thời cũng được sử dụng để giết động vật gặm nhắm

Hình 1.9 Cấu trúc hóa học của coumarine

Nhiều dẫn chất Coumarine có tác dụng kháng khuẩn đặc biệt là chất novobiocine là một chất kháng sinh có phổ kháng khuẩn rộng trong nấm Streptomyces niveus Nó cũng có hoạt tính chống lại virus Coumarine được biết là

có độc tính cao vì thế cần được xử lý rất cẩn thận bởi y tế cộng đồng Một vài Coumarine khác cũng có hoạt tính chống lại vi sinh vật và có khả năng ức chế nấm Candida albicans (Tôn Nữ Minh Nguyệt và ctv, 2010)

d Tannin

Một trong những tính chất đặc trưng của tannin là tạo phức với các protein thông qua các liên kết không đặc hiệu như lên kết hydro và các liên kết cộng hóa trị Khi liên kết với protein chúng có thể làm mất hoạt tính của các protein chức năng Các protein này có thể là enzyme, các protein vận chuyển hay thành tế bào polypeptide…

Scalbert xem xét lại các tính chất kháng khuẩn của tannin vào năm 1991 Ông đưa ra 33 nghiên cứu ghi nhận tính kháng khuẩn của tannin Theo các nghiên cứu này, tannin có thể ức chế sự phát triển của nấm sợi, nấm men và các vi khuẩn Tính kháng khuẩn của tannin được tăng cường bởi tia cực tím (UV) có mức ánh sáng kích hoạt bước sóng 320 đến 400 nm Ngoài ra, có ít nhất hai nghiên cứu đã chỉ ra

Solamargine là một glycoalkaloid kháng khuẩn tốt nhất đối với 2 nhóm Giardia

và Entamoeba, chúng liên quan trực tiếp đến việc kháng khuẩn đối với các vi khuẩn gây bệnh tiêu chảy Thường có trong các cây quả mọng họ cà (Solanum khasianum)

và các alkaloid khác trong loài cây này có khả năng chống lại sự lây nhiễm khi đã mắc phải HIV

Staphylococcus spp (tụ cầu khuẩn), Vibrio spp., Streptococcus spp Những năm gần

đây, một số nghiên cứu mới nhất cho thấy berberine có tính kháng khuẩn với nhiều

vi khuẩn Gram dương, Gram âm và các vi khuẩn acid Ngoài ra nó còn chống lại một số nấm men gây bệnh và một số động vật nguyên sinh

Berberine kháng khuẩn hiệu quả đối với các nhóm vi khuẩn gây bệnh sốt rét do berberine có khả năng đột biến RNA của vi khuẩn gây sốt rét, chính điều này mà tác dụng kháng khuẩn của Berberine khá mạnh đối với các loại vi khuẩn gây bệnh này

25

Hình 1.11 Cấu trúc hóa học của berberine

1.3.3.3 Nhóm terpenoid và tinh dầu

Terpenene và terpenoid cóa hoạt tính kháng khuẩn đối với nấm, vi khuẩn, virus

và động vật nguyên sinh Năm 1977, có nghiên cứu cho rằng 60% các dẫn xuất của tinh dầu có khả năng ức chế nấm, trong khi khoảng 30% ức chế được vi khuẩn Đồng thời, các acid betulinic triterpenoid là một trong nhiều terpenoid có khả năng

ức chế được HIV Cơ chế tác động của tecpen chưa được khẳng định rõ ràng, nhưng được suy đoán là liên quan đến sự phá vỡ màng tế bào bởi các hợp chất lipophilic Các nhà khoa học cũng đã tìm thấy các terpenoid hiện diện trong các loại tinh

dầu thực vật có ích trong việc kiểm soát Listeria monocytogene Theo Mendoza,

việc tăng nhóm ưa nước (hydrophilicity) của kaurene diterpenoids thì làm giảm mạnh tính kháng khuẩn của chúng Các nhà khoa học thực phẩm cũng đã tìm thấy các terpenoids hiện diện trong các loại tinh dầu thực vật có ích trong việc kiểm soát

Listeria monocytogene Dầu húng quế, một thảo dược được thương mại hóa, được

xác định là hiệu quả kháng khuẩn tương đương với 125 ppm clo khử trùng trong lá rau diếp (Tôn Nữ Minh Nguyệt và ctv, 2010)

1.3.3.4 Nhóm lictin và polypeptide

Cơ chế kháng khuẩn của lectin và polypeptide là do có sự hình thành các ion trên màng vi sinh vật, hoặc do sự cạnh tranh và ức chế sự bám dính protein trên cơ quan thụ cảm vật chủ ở vi sinh vật Bên cạnh đó chúng còn phá vỡ màng tế bào, cản trở sự trao đổi chất và ảnh hưởng tới các thành phần tế bào chất

Thionin là peptide thường được tìm thấy trong lúa mạch và lúa mì, bao gồm 47 amino acid Chúng có khả năng ức chế nấm men, vi khuẩn Gram âm và Gram dương

26

Fabatin là một loại peptide có trong đậu fava, có cấu trúc liên quan tới

γ-thionins từ ngũ cốc và nó ức chế được E.coli, P.aeruginosa, và Enterococcus hirae

nhưng lại không ức chế Candida hoặc Saccharomyces

1.3.4 Tình hình nghiên cứu kháng khuẩn của thực vật trên thế giới và Việt Nam

1.3.4.1 Trên thế giới

Năm 1858, nhà bác học Pháp Louis Pasteur đã chứng minh được công dụng diệt khuẩn của tỏi Năm 1944, nhà hóa học Chester J.Cavallito đã phân tích được hợp chất Alicin trong tỏi có công dụng như thuốc kháng sinh Năm 1949, Dold và Knapp đã kiểm tra hoạt động kháng khuẩn của 27 chiết xuất từ thực vật chống lại 8

chủng sinh vật thử nghiệm: E.coli, Bacillus subtilis, Salmonella typhosa, Shigella paradysenteria… và cho thấy tỏi có hoạt động chống lại tất cả các sinh vật được

kiểm tra Một nghiên cứu khác tại Brazil năm 1982 đã chứng minh, nước tinh chất

từ tỏi có thể chữa được nhiều bệnh nhiễm độc bao tử, do thức ăn có lẫn vi khuẩn,

nhất là loại Salmonella spp (Fulder,2005)

Năm 1959, Horak đã nghiên cứu khả năng kháng khuẩn từ chiết xuất cây Cannabit sativa có nguồn gốc từ Ấn Độ, ông đã tìm thấy cannabiriolic là một chất

có tác dụng ức chế với vi khuẩn lao ở người và một số vi khuẩn Gram dương như

Staphylococcus pyogenes aureus, Streptococcus alpha haemolyticus, Streptococcus beta haemolyticus, Enterococcus, Diplococcus pneumoniae, B.subtilis, B.anthracis, Corynebacterium diphtheriae và Corynebacterium cutis, đặc biệt có thể ức chế vi

khuẩn kháng lại penicilin (Kabelik và ctv 1960)

Năm 1982, Ueda cũng đã thử nghiệm chất chiết xuất từ cây thuốc và gia vị bằng dung môi ethanol để ức chế vi khuẩn và nấm trong môi trường nuôi cấy tại pH khác nhau Đinh hương được nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn có thể chống lại tất

cả các sinh vật thử nghiệm bao gồm cả vi khuẩn B.subtilis PCI, S.aureus 209P, E.coli, S.typhimurium, Serratia marcescens, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris, Proteus morganii

Năm 1997 tại Thái Lan, Satapon Direkbusarakom và ctv đã thử nghiệm thành

công khả năng kháng khuẩn của các loài cây thảo dược như: O.sanctum, C.alata,

27

Tinospora cordifolia, Eclipa alba, Tinospora cripspa, Psidium guajava, Clinacanhusnutans, Andrographic panniculata, Momordica charatina, Phyllanthus reticulates, P.pulcher, P.acidus, P.debelis, P.amarus và P.urinaria đối với Vibrio spp Tuy nhiên, chỉ có 2 cây Momordica chratina và Psidium và Psidium guajava

có hiệu quả ức chế đối với Vibrio spp

Năm 2000 nghiên cứu của Avancini CAM, Wiest JM, Mundstock EA, cho kết quả hoạt tính kháng khuẩn của “carqueja” (Baccharis trimera Less) ức chế được

nhóm vi khuẩn Gram dương (S.aureus, Streptococcus uberi) và Gram âm (Salmonella gallinarumand, Escherichia coli)

Vào năm 2003 nhóm Candan và ctv đã nghiên cứu tinh dầu trong lá cỏ thi (Achillea millefolium) có hoạt tính kháng khuẩn cao hơn mẫu cao được chiết tử methanol Tinh dầu có thể ngăn chặn sự phát triển của các nhóm vi khuẩn

Streptococcus pneumoniae, Clostridium perfringes, nấm Candida albicans và ức chế yếu hơn đối với Mycobacterium smegmatis, Acinetobacter lwoffiiand, Candida krussei

Vào năm 2006, nghiên cứu của nhóm Asolini và ctv cho kết quả nhóm hợp chất phenolic tồn tại trong mẫu cao chiết ethanol có khả năng kháng khuẩn rất tốt Mẫu dịch chiết từ a–ti–sô (Cynara scolymus) và mẫu cao ethanol (80%) của cả a–ti-sô và

“macela” (Achyroline satureioides) ức chế sự phát triển của Bacillus cereus, B.subtilis, Pseudomonas aeruginosa và S.aureus

Năm 2011, Naveed Ahmad và ctv đã nghiên cứu về sự chống oxy hóa và kháng khuẩn của chiết xuất từ lá và hoa của cây Calotropis procera bằng nhiều loại dung môi khác nhau Firdaus Jahan và cộng sự đã nghiên cứu về hoạt động kháng khuẩn của chiết xuất từ lá của cây Syxygium cumini (Jamun), Lawsonia inermis (Mehndi), Zizyphus mauritiana (Ber), Ocimum sanctum (Tulsi) và Ficus religiosa (Peepal)

chống lại Staphylococcus aureus

Chaghaby và ctv (2014) đã chứng minh các dịch chiết khác nhau từ lá cây Annona Squamosa L đều có hoạt tính kháng khuẩn chống lại vi khuẩn Gram dương mạnh hơn Gram âm Kết quả của ông được nghiên cứu dựa trên cơ sở khoa học của Chopra và Greenwood, cho rằng vi khuẩn Gram âm ít bị ảnh hưởng nhiều bởi

28

những chất có chiết xuất từ thực vật hơn so với vi khuẩn Gram dương là do chúng

có một lớp màng ngoài bao gồm các lipoprotein và lipopolysaccharide Đó là lớp màng chọn lọc cho phép chúng có khả năng điều hòa lưu thông các chất ra vào bên trong cơ cấu nội bào Mỗi một dịch chiết đều thể hiện khả năng kháng ít nhất 6/27 chủng vi khuẩn chỉ thị, tuy nhiên hoạt tính kháng khuẩn ở những dịch chiết lên các chủng vi sinh vật là khác nhau Sự khác nhau đó là do sự khác biệt giữa các hợp chất hoá học có trong mỗi loại dịch chiết

1.3.4.2 Việt Nam

Năm 1956, Phạm Văn Ngữ đã tiến hành nghiên cứu trên 500 cây thuốc và khẳng định nhiều cây có tác dụng kháng khuẩn mạnh Năm 1959, Nguyễn Văn Hưởng và ctv đã nghiên cứu trên 1000 cây thuốc và chỉ ra việc sử dụng những cây thuốc rất an toàn và có hoạt tính kháng khuẩn cao, từ đó nhóm đã đưa ra chế phẩm cây Tô Mộc trị tiêu chảy (Trần Nam Hà, 2008)

Năm 2007, Nguyễn Ngọc Phước và ctv đã tiến hành nghiên cứu sử dụng lá trầu không để trị bệnh do nấm, vi khuẩn gây ra trên đối tượng nuôi động vật thủy sản, bước đầu đã có kết quả tốt ở quy mô phòng thí nghiệm

Tác giả Đặng Xuân Cường (Đại học Nha Trang, 2009) đã nghiên cứu các phương pháp thu nhận dịch chiết có hoạt tính kháng khuẩn từ loài rong nâu Dictyota dichotama Việt Nam Tác giả cũng cho thấy dịch chiết thu nhận từ loài rong nâu này co hoạt tính kháng khuẩn khá tốt và đã phân tích được các thành phần có trong dịch chiết từ rong nâu Cùng năm 2009, Võ Thị Mai Hương đã nghiên cứu về khả

năng kháng khuẩn của dịch chiết lá Muồng Trâu trên 5 nhóm vi khuẩn Vibrio spp Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus pumilus và cho

kết quả kháng khuẩn cao hơn so với nghiên cứu tương tự vào năm 2002 của Elysha