HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÊ XUÂN DUY NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHIẾT XUẤT ĐỂ TẠO SẢN PHẨM CÓ GIÁ TRỊ TỪ QUẢ TÁO MÈO DOCYNIA INDICA WALL... HỌ
Trang 1HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
LÊ XUÂN DUY
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHIẾT XUẤT ĐỂ TẠO SẢN PHẨM CÓ GIÁ
TRỊ TỪ QUẢ TÁO MÈO (DOCYNIA INDICA (WALL.) DECNE) Ở
VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC
Hà Nội - 2020
Trang 2HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
LÊ XUÂN DUY
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHIẾT XUẤT ĐỂ TẠO SẢN PHẨM CÓ GIÁ
TRỊ TỪ QUẢ TÁO MÈO (DOCYNIA INDICA (WALL.) DECNE) Ở
VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC
Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
Mã số chuyên ngành: 9.52.03.01
Người hướng dẫn khoa học: 1 PGS.TS Vũ Đình Hoàng
2 PGS.TS Nguyễn Mạnh Cường
Hà Nội - 2020
Trang 3LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
Đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS TS Vũ Đình Hoàng và PGS TS Nguyễn Mạnh Cường Các số liệu và kết quả thu được trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tác giả luận án
Lê Xuân Duy
Ngũ Trường Nhân
Trang 4Tôi xin trân trọng cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của Ban lãnh đạo Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học
và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận án
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới tập thể cán bộ Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển sản phẩm thiên nhiên, Phòng Hóa sinh hữu cơ Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã giúp đỡ tôi nhiệt tình trong suốt thời gian thực hiện luận án
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới GS Young Ho Kim, Khoa Dược, Trường Đại học Chungnam, Hàn Quốc đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian thực hiện luận án
Cuối cùng, tôi xin gửi lòng kính trọng và sự biết ơn sâu sắc đến gia đình đã luôn quan tâm, giúp đỡ, khích lệ và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình làm luận án
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2020
Tác giả luận án
Lê Xuân Duy
Trang 5MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii
DANH MỤC CÁC BẢNG ix
DANH MỤC CÁC HÌNH xii
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC xv
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I TỔNG QUAN 3
1.1 Giới thiệu về cây táo mèo 3
1.1.1 Vài nét về họ Hoa hồng (Rosaceae) 4
1.1.2 Vài nét về chi Táo mèo (Docynia) 4
1.1.3 Phân bố và sản lượng táo mèo ở một số tỉnh trọng điểm nước ta 5
1.2 Thành phần hóa học của táo mèo 6
1.2.1 Các thành phần hóa học cơ bản 6
1.2.2 Các hợp chất chuyển hóa thứ cấp được phân lập từ quả táo mèo 7
1.2.3 Hoạt tính sinh học của táo mèo 10
1.3 Tình hình khai thác, chế biến và sử dụng quả táo mèo 14
1.3.1 Các sản phẩm chế biến truyền thống 14
1.3.2 Các sản phẩm chế biến theo công nghệ hiện đại 14
1.4 Định hướng nghiên cứu 19
1.5 Vài nét về nhóm hợp chất phenolic 20
1.5.1 Đặc điểm chung của các hợp chất phenolic 20
1.5.2 Phân loại và hoạt tính sinh học các hợp chất phenolic 21
1.5.3 Chiết xuất phenolic từ thực vật 22
1.6 Giới thiệu về phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) và tối ưu hóa quy trình công nghệ hóa học 27
CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
2.1 Đối tượng nghiên cứu 29
2.2 Phương pháp nghiên cứu 29
2.2.1 Phương pháp định lượng một số thành phần hóa học 29
2.2.2 Phương pháp xử lý, chiết xuất và phân lập các thành phần hóa học 30
2.2.3 Phương pháp xác định tính chất hóa lý và cấu trúc hóa học 31
2.2.4 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 31
Trang 62.2.5 Phương pháp chiết vi sóng, chiết siêu âm, chiết hồi lưu và chiết soxhlet 34
2.2.6 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa quy trình công nghệ 35
CHƯƠNG III THỰC NGHIỆM 37
3.1 Điều chế cao chiết tổng và các cao chiết phân đoạn 37
3.1.1 Sơ đồ phân lập các thành phần hóa học từ cao chiết ethyl acetate quả táo mèo 38
3.1.2 Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E2 39
3.1.3 Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E3 39
3.1.4 Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E5 40
3.1.5 Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E6 40
3.1.6 Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E7 40
3.1.7 Các hợp chất phân lập được từ phân đoạn E8 41
3.2 Nghiên cứu hoạt tính sinh học của cao chiết phân đoạn và thành phần hóa học phân lập được 41
3.3 Quy trình chiết xuất phenolic và thiết lập mô hình nghiên cứu 41
3.3.1 Quy trình chiết bằng phương pháp soxhlet 42
3.3.2 Quy trình chiết xuất sử dụng vi sóng 42
3.3.3 Quy trình chiết xuất sử dụng siêu âm 43
3.3.4 Quy trình chiết xuất hồi lưu 44
3.4 Quy trình sấy phun và thiết kế mô hình nghiên cứu 45
3.4.1 Tiến hành thí nghiệm 46
3.4.2 Thiết kế ma trận kế hoạch thực nghiệm 46
3.5 Sơ đồ định hướng nghiên cứu quy trình công nghệ tạo sản phẩm bột cao chiết táo mèo quy mô phòng thí nghiệm 47
CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48
4.1 Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được từ quả táo mèo 48
4.1.1 Hợp chất mới TM17, (3S-Thunberginol C 6-O-β- D-glucopyranoside) 48
4.1.2 Hợp chất TM15 (chrysin) 54
4.1.3 Hợp chất TM2 (quercetin) 55
4.1.4 Hợp chất TM5 (hyperin) 57
4.1.5 Hợp chất TM36 (myricitrin) 58
4.1.6 Hợp chất TM16 (naringenin) 60
4.1.7 Hợp chất TM10 (astilbin) 61
4.1.8 Hợp chất TM7 (naringenin-7-O- β-D-glucopyranoside) 63
4.1.9 Hợp chất TM30 (2R/S)-5,7,3’,5’-tetrahydroxy-flavanone 7-O-β-D glucopyranosie) 65
Trang 74.1.10 Hợp chất TM33 (Phloretin-2’-O-(β-D-xylopyranosyl-(16)-O-β-D
glucopyranoside)) 67
4.1.11 Hợp chất TM8 (phlorizin) 69
4.1.12 Hợp chất TM37 (2’,6’-dihydroxy-3’,4’- dimethoxychalcone) 70
4.1.13 Hợp chất TM24 (ursolic acid) 71
4.1.14 Hợp chất TM23 (23-hydroxy ursolic acid) 73
4.1.15 Hợp chất TM20 (pomolic acid) 75
4.1.16 Hợp chất TM22 (euscaphic acid) 76
4.1.17 Hợp chất TM25 (maslinic acid) 78
4.1.18 Hợp chất TM12 (gallic acid ) 80
4.1.19 Hợp chất TM13 (methyl gallate) 81
4.1.20 Hợp chất TM3 (protocatechuic acid) 82
4.1.21 Hợp chất TM9 (3-methoxy, 4-hydroxy-benzoic acid) (vanillic acid) 83
4.1.22 Hợp chất TM6 (4-methyl malate) 84
4.1.23 Hợp chất TM1 (chlorogenic acid methyl ester) 85
4.1.24 Hợp chất TM18 (1-O-coumaroyl-β-D-glucopyranose) 86
4.1.25 Hợp chất TM35 (cis-p-coumaric acid 4-O-β-D-glucopyranoside) 88
4.2 Đánh giá hoạt tính sinh học của cao chiết và các hợp chất phân lập được 92
4.2.1 Hoạt tính bảo vệ tim mạch (sEH) của cao chiết phân đoạn và các hợp chất phân lập được 92
4.2.2 Hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất phân lập được 94
4.2.3 Hoạt tính ức chế tế bào ung thư gan (Hep-G2) và ung thư cổ tử cung (Hela) của các cao chiết phân đoạn 95
4.3 Xây dựng và tối ưu quy trình chiết xuất phenolic từ quả táo mèo quy mô phòng thí nghiệm 96
4.3.1 Kết quả chiết xuất táo mèo bằng phương pháp chiết soxhlet 96
4.3.2 Xây dựng và tối ưu hóa quy trình chiết xuất phenolic sử dụng vi sóng quy mô phòng thí nghiệm 97
4.3.3 Xây dựng và tối ưu hóa quy trình chiết xuất phenolic sử dụng sóng siêu âm quy mô phòng thí nghiệm 107
4.3.4 Xây dựng và tối ưu hóa quy trình chiết xuất phenolic bằng phương pháp chiết hồi lưu quy mô phòng thí nghiệm 116
4.3.5 So sánh, đánh giá các phương án công nghệ nghiên cứu 123
4.4 Xây dựng và tối ưu hóa quy trình sấy phun dịch chiết táo mèo quy mô phòng thí nghiệm 125
4.4.1 Ảnh hưởng của các đơn yếu tố đến hàm mục tiêu của quá trình 125
Trang 84.4.2 Thiết lập mô hình và xây dựng ma trận kế hoạch thực nghiệm 127
4.4.3 Kiểm tra sự có nghĩa của mô hình 128
4.4.4 Tối ưu hóa quy trình sấy phun 131
4.4.5 Kiểm tra lại mô hình tối ưu hóa 132
4.5 Quy trình công nghệ chiết xuất để tạo sản phẩm bột cao chiết táo mèo quy mô phòng thí nghiệm 133
KẾT LUẬN 135
KIẾN NGHỊ 137
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 138
BÀI BÁO QUỐC TẾ 138
BÀI BÁO TRONG NƯỚC 138
TÀI LIỆU THAM KHẢO 139
PHỤ LỤC 148
Trang 9DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
13C- NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13C Carbon -13 Nuclear Magnetic
Resonance Spectroscopy
by Polarisation Transfer
ESI-MS Phổ khối lượng phun mù electron Electron Spray
Ionzation-Mass Spectroscopy
GAE Acid gallic tương đương Gallic acid equivalent
Hep-G2 Dòng tế bào ung thư ở gan người Liver hepatocellular
carcinoma/Human hepatoma HeLa Ung thư cổ tử cung người Henrietta lacks
1H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Proton Nuclear Magnetic
Resonance Spectroscopy
1H-1
H-COSY Phổ tương tác proton
1H -1H - Correlation Spectroscopy
HMBC Phổ tương tác dị nhân qua nhiều liên kết
Trang 10IR Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy
IC50 Nồng độ ức chế 50% Inhibitory concentration 50%
QE Quercetin tương đương Quercetin equivalent
SC Khả năng trung hòa các gốc tự do Scavenging capacity
SC50 Khả năng bắt gốc tự do 50% Scavening capacity
sEH Tác dụng bảo vệ tim mạch Soluble epoxide hydrolase
TFC Hàm lượng flavonoid tổng Total flavonoid content TPC Hàm lượng phenolic tổng Total phenolic content
Trang 11DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.2.1 Hàm lượng các thành phần hóa học trong quả táo mèo 7
Bảng 1.2.2.1 Danh sách các hợp chất được phân lập từ loài Docynia indica (Wall.) Decne ở trong nước 8
Bảng 1.2.2.2 Danh sách các hợp chất được phân lập từ loài táo mèo Docynia indica (Wall.) Decne trên thế giới 9
Bảng 1.4.3 Phân loại các hợp chất phenolic dựa trên bộ khung nguyên tử carbon trong phân tử 21
Bảng 4.1.1 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM17 và tài liệu tham khảo 53
Bảng 4.1.2 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM15 và chất tham khảo 55
Bảng 4.1.3 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM2 và chất tham khảo 56
Bảng 4.1.4 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM5 và chất tham khảo 58
Bảng 4.1.5 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM36 và chất tham khảo 59
Bảng 4.1.6 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM16 và chất tham khảo 61
Bảng 4.1.7 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM10 và chất tham khảo 62
Bảng 4.1.8 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM7 và chất tham khảo 64
Bảng 4.1.9 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM30 và chất tham khảo 66
Bảng 4.1.10 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM33 và chất tham khảo 68
Bảng 4.1.11 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất TM8 và chất tham khảo 69
Bảng 4.1.12 Dữ liệu phổ của hợp chất TM37 và chất tham khảo 71
Bảng 4.1.13 Dữ liệu phổ của hợp chất TM24 và chất tham khảo 72
Bảng 4.1.14 Dữ liệu phổ của hợp chất TM23 và chất tham khảo 74
Bảng 4.1.15 Dữ liệu phổ của hợp chất TM20 và chất tham khảo 75
Bảng 4.1.16 Dữ liệu phổ của hợp chất TM22 và chất tham khảo 77
Bảng 4.1.17 Dữ liệu phổ của hợp chất TM25 và chất tham khảo 79
Bảng 4.1.18 Dữ liệu phổ của chất TM12 và chất tham khảo 80
Bảng 4.1.19 Dữ liệu phổ của chất TM13 và chất tham khảo 81
Bảng 4.1.20 Dữ liệu phổ của chất TM3 và chất tham khảo 82
Bảng 4.1.21 Dữ liệu phổ của chất TM9 và chất tham khảo 83
Bảng 4.1.22 Dữ liệu phổ của TM6 và chất tham khảo 85
Trang 12Bảng 4.1.23 Dữ liệu phổ của hợp chất TM1 và chất tham khảo 86
Bảng 4.1.24 Dữ liệu phổ của hợp chất TM18 với chất tham khảo 87
Bảng 4.1.25 Dữ liệu phổ của hợp chất TM35 với chất tham khảo 89
Bảng 4.2.1.1 Đánh giá hoạt tính bảo vệ tim mạch của các cao chiết phân đoạn 92
Bảng 4.2.1.2 Đánh giá hoạt tính bảo vệ tim mạch của các hợp chất phân lập được 93
Bảng 4.2.2 Kết quả đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất phân lập được 95
Bảng 4.2.3 Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế 2 dòng tế bào ung thư gan và ung thư cổ tử cung 96
Bảng 4.3.1 Kết quả chiết xuất táo mèo bằng phương pháp chiết soxhlet 97
Bảng 4.3.2.1.a Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 97
Bảng 4.3.2.1.b Ảnh hưởng của nồng độ dung môi ethanol đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 98
Bảng 4.3.2.1.c Ảnh hưởng của công suất vi sóng đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 99
Bảng 4.3.2.1.d Ảnh hưởng của độ pH dung môi chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 99
Bảng 4.3.2.2a Các mức thí nghiệm của các biến biến công nghệ 100
Bảng 4.3.2.2b Ma trận kế hoạch hóa thực nghiệm của quá trình chiết xuất 100
Bảng 4.3.2.3 Bảng phân tích phương sai các hàm mục tiêu Y1, Y2 và Y3 101
Bảng 4.3.2.4 Kết quả tối ưu hóa các biến công nghệ 106
Bảng 4.3.2.5 Kết quả thực nghiệm của các hàm mục tiêu tại điều kiện tối ưu 107
Bảng 4.3.3.1.a Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 107
Bảng 4.3.3.1.b Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 108
Bảng 4.3.3.1.c Ảnh hưởng của công suất siêu âm đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 109
Bảng 4.3.3.1.d Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 109
Bảng 4.3.3.2a Các mức thí nghiệm của các biến biến công nghệ 110
Bảng 4.3.3.2b Ma trận kế hoạch hóa thực nghiệm của quá trình chiết xuất 110
Bảng 4.3.3.3 Bảng phân tích phương sai các hàm mục tiêu Y1 và Y2 111
Bảng 4.3.3.4 Kết quả tối ưu hóa các biến công nghệ 115
Bảng 4.3.3.5 Kết quả thực nghiệm của các hàm mục tiêu tại điều kiện tối ưu 116
Bảng 4.3.4.1.a Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 116
Trang 13Bảng 4.3.4.1.b Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu chiết đến hàm mục tiêu
Y1 và Y2 117
Bảng 4.3.4.1.c Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 118
Bảng 4.3.4.2a Các mức thí nghiệm của các biến biến công nghệ 118
Bảng 4.3.4.2b Ma trận kế hoạch hóa thực nghiệm của quá trình chiết xuất 119
Bảng 4.3.4.3 Bảng phân tích phương sai các hàm mục tiêu Y1, Y2 119
Bảng 4.3.4.4 Kết quả tối ưu hóa các biến công nghệ 122
Bảng 4.3.4.5 Kết quả thực nghiệm của các hàm mục tiêu tại điều kiện tối ưu 123
Bảng 4.3.5a Hiệu quả chiết xuất của các phương pháp 124
Bảng 4.3.5b Các điều kiện công nghệ tối ưu của 3 phương pháp 124
Bảng 4.4.1a Ảnh hưởng của hàm lượng matodextrin đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 125
Bảng 4.4.1b Ảnh hưởng của nhiệt độ khí sấy cấp vào đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 126 Bảng 4.4.1c Ảnh hưởng của tốc độ bơm dịch đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 127
Bảng 4.4.2a Các mức thí nghiệm của các biến biến công nghệ 127
Bảng 4.4.2b Ma trận kế hoạch hóa thực nghiệm của quá trình chiết xuất 128
Bảng 4.4.3 Bảng phân tích phương sai các hàm mục tiêu Y1, Y2 128
Bảng 4.4.4 Kết quả tối ưu hóa các biến công nghệ 131
Bảng 4.4.5 Kết quả thực nghiệm của các hàm mục tiêu tại điều kiện tối ưu 132
Trang 14DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Quả và lá loài táo mèo Docynia indica (Wall.) Decne 3
Hình 1.1.3: Diện tích táo mèo tập trung tại một số huyện thuộc ba Tỉnh Yên Bái, Sơn La và Điện Biên 5
Hình 1.3.1 Một số sản phẩm táo mèo truyền thống 14
Hình 1.3.2.1a Một số loại rượu táo mèo trên thị trường 14
Hình 1.3.2.1b: Một số loại sản phẩm khác chế biến từ quả táo mèo trên thị trường 15
Hình 1.3.2.2: Một số sản phẩm táo mèo ứng dụng kết quả đề tài nghiên cứu KHCN 15
Hình 1.3.2.3a Sơ đồ quy trình sản xuất rượu táo mèo 16
Hình 1.3.2.3b Sơ đồ quy trình sản xuất nước uống táo mèo 17
Hình 1.3.2.3c: Sơ đồ quy trình sản xuất giấm táo mèo 18
Hình 2.1.1 Mẫu quả táo mèo Docynia indica (Wall.) Decne 29
Hình 2.2.1 Đồ thị đường chuẩn phenolic (a) và flavonoid (b) 30
Hình 3.1 Sơ đồ điều chế cao chiết tổng và các cao chiết phân đoạn quả táo mèo 37
Hình 3.1.1 Sơ đồ phân lập các hợp chất từ cặn chiết ethyl acetate quả táo mèo 38
Hình 3.5 Sơ đồ định hướng nghiên cứu tạo sản phẩm bột cao chiết táo mèo 47
Hình 4.1.1.1 Phổ HR-ESI-MS của hợp chất TM17 48
Hình 4.1.1.2 Phổ 1H-NMR của hợp chất TM17 48
Hình 4.1.1.3 Phổ 13C-NMR của hợp chất TM17 49
Hình 4.1.1.4 Phổ DEPT của hợp chất TM17 49
Hình 4.1.1.5 Phổ HMBC của hợp chất TM17 50
Hình 4.1.1.6 Tương tác trên phổ HMBC của 3S-thunberginol C 6-O-β- D-glucopyranoside 50
Hình 4.1.1.7 Phổ HSQC của hợp chất TM17 51
Hình 4.1.1.8 Sắc ký đồ HPLC xác định cấu tử đường 51
Hình 4.1.1.9 Phổ CD của hợp chất TM17 52
Hình 4.1.1.10 Hai cấu dạng bền kiểu nửa thuyền của hợp chất TM17 53
Hình 4.1.1.11 Cấu trúc hóa học của 3S-thunberginol C 6-O-β- D-glucopyranoside 53
Hình 4.1.2 Cấu trúc hóa học hợp chất chrysin 55
Hình 4.1.3 Cấu trúc hóa học hợp chất quercetin 56
Hình 4.1.4 Cấu trúc hóa học hợp chất hyperin 57
Hình 4.1.5 Cấu trúc hóa học hợp chất myricitrin 59
Hình 4.1.6 Cấu trúc hóa học hợp chất naringenin 61
Trang 15Hình 4.1.7 Cấu trúc hóa học hợp chất astilbin 62
Hình 4.1.8 Cấu trúc hóa học của hợp chất naringenin-7-O- β-D-glucopyranoside 64
Hình 4.1.9 Cấu trúc hóa học của hỗn hợp chất (2S/R)-5,7,3’,5’-tetrahydroxy-flavanone 7-O-β-D glucopyranosie) 66
Hình 4.1.10 Cấu trúc hóa học hợp chất phloretin-2’-O-(β-D-xylopyranosyl-(16)-O-β-D glucopyranoside 68
Hình 4.1.11 Cấu trúc hóa học của hợp chất phlorizin 69
Hình 4.1.12 Cấu trúc hợp chất 2’,6’-dihydroxy-3’,4’- dimethoxychalcone 70
Hình 4.1.13 Cấu trúc hóa học của hợp chất ursolic acid 72
Hình 4.1.14 Cấu trúc hóa học của hợp chất 23-hydroxyursolic acid 74
Hình 4.1.15: Cấu trúc hóa học của hợp chất pomolic acid 75
Hình 4.1.16 Cấu trúc hóa học hợp cất euscaphic acid 77
Hình 4.1.17 Cấu trúc hóa học hợp chất maslinic acid 79
Hình 4.1.18 Cấu trúc hóa học hợp chất gallic acid 80
Hình 4.1.19 Cấu trúc hóa học hợp chất methyl gallate 81
Hình 4.1.20 Cấu trúc hóa học protocatechuic acid 82
Hình 4.1.21 Cấu trúc hóa học hợp chất 3-methoxy, 4-hydroxy-benzoic acid 83
Hình 4.1.22 Cấu trúc hóa học 4-methyl malate 84
Hình 4.1.23 Cấu trúc hóa học chlorogenic acid methyl ester 86
Hình 4.1.24 Cấu trúc hóa học hợp chất 1-O-coumaroyl-β-D-glucopyranose 87
Hình 4.1.25 Cấu trúc hóa học hợp chất cis-p-coumaric acid 4-O-β-D-glucopyranoside 88
Hình 4.1.26 Cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ cặn chiết EtOAc quả táo mèo Docynia indica (Wall.) Decne 91
Hình 4.3.2.3a Biểu đồ thực nghiệm và dự đoán, phân bố ngẫu nhiên của Y1, Y2 và Y3 103
Hình 4.3.2.3b Bề mặt đáp ứng của hàm lượng phenolic tổng (a), hàm lượng flavonoid tổng (b) và hàm lượng cao chiết tổng (c) 105
Hình 4.3.2.4 Mức độ đáp ứng nguyện vọng của quá trình chiết xuất 106
Hình 4.3.3.3a Biểu đồ thực nghiệm và dự đoán, phân bố ngẫu nhiên của Y1 và Y2 112 Hình 4.3.3.3b Bề mặt đáp ứng của hàm lượng phenolic tổng (a) và hàm lượng cao chiết tổng (b) 114
Hình 4.3.3.4 Mức độ đáp ứng nguyện vọng của quá trình chiết xuất 115 Hình 4.3.4.3a Biểu đồ thực nghiệm và dự đoán, phân bố ngẫu nhiên của Y1 và Y2 120
Trang 16Hình 4.3.4.3b Bề mặt đáp ứng của hàm lượng phenolic tổng (a) và hàm lượng cao
chiết tổng (b) 121Hình 4.3.4.4 Mức độ đáp ứng nguyện vọng của quá trình chiết xuất 123Hình 4.4.3a Biểu đồ thực nghiệm và dự đoán, phân bố ngẫu nhiên của Y1 và Y2 129Hình 4.4.3b Bề mặt đáp ứng của hàm lượng phenolic tổng (a) và độ ẩm (b) của sản
phẩm sau sấy phun 130Hình 4.4.4 Mức độ đáp ứng nguyện vọng của quá trình sấy phun 132Hình 4.5 Sơ đồ quy trình công nghệ tạo sản phẩm bột cao chiết táo mèo quy mô phòng thí nghiệm 133
Trang 17DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 148
PHỤ LỤC A: PHỔ CỦA CÁC HỢP CHẤT HÓA HỌC 148
PHỤ LỤC 1 PHỔ HỢP CHẤT TM1 149
PHỤ LỤC 2 PHỔ HỢP CHẤT TM2 150
PHỤ LỤC 3 PHỔ HỢP CHẤT TM3 151
PHỤ LỤC 4 PHỔ HỢP CHẤT TM5 152
PHỤ LỤC 5 PHỔ HỢP CHẤT TM6 153
PHỤ LỤC 6 PHỔ HỢP CHẤT TM7 154
PHỤ LỤC 7 PHỔ HỢP CHẤT TM8 156
PHỤ LỤC 8 PHỔ HỢP CHẤT TM9 157
PHỤ LỤC 9 PHỔ HỢP CHẤT TM10 158
PHỤ LỤC 10 PHỔ HỢP CHẤT TM12 160
PHỤ LỤC 11 PHỔ HỢP CHẤT TM13 161
PHỤ LỤC 12 PHỔ HỢP CHẤT TM15 162
PHỤ LỤC 13 PHỔ HỢP CHẤT TM16 163
PHỤ LỤC 14 PHỔ HỢP CHẤT TM17 164
PHỤ LỤC 15 PHỔ HỢP CHẤT TM18 172
PHỤ LỤC 16 PHỔ HỢP CHẤT TM20 175
PHỤ LỤC 17 PHỔ HỢP CHẤT TM22 176
PHỤ LỤC 18 PHỔ HỢP CHẤT TM23 177
PHỤ LỤC 19 PHỔ HỢP CHẤT TM24 178
PHỤ LỤC 20 PHỔ HỢP CHẤT TM25 179
PHỤ LỤC 21 PHỔ HỢP CHẤT TM30 182
PHỤ LỤC 22 PHỔ HỢP CHẤT TM33 185
PHỤ LỤC 23 PHỔ HỢP CHẤT TM35 189
PHỤ LỤC 24 PHỔ HỢP CHẤT TM36 193
PHỤ LỤC 25 PHỔ HỢP CHẤT TM37 196
PHỤ LỤC B TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG BỀN CÁC CẤU DẠNG CỦA HỢP CHẤT TM17 200
Trang 18PHỤ LỤC C PHIẾU KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TÊN KHOA HỌC CỦA MẪU
NGHIÊN CỨU 212PHỤ LỤC D KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO 215
Trang 19MỞ ĐẦU
Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng nguồn thực vật tự nhiên để chăm sóc sức khỏe, phòng ngừa và điều trị bệnh Trong những năm trở lại đây, xu hướng sử dụng các loại thảo dược trong phòng và chữa bệnh ngày một gia tăng Ngày nay, thảo dược không chỉ được sử dụng ở dạng thô theo y học cổ truyền mà đã được áp dụng những công nghệ hiện đại trong lĩnh vực hóa học, sinh học kết hợp công nghệ bào chế để tạo
ra các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, tính chất dược lý mạnh
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc thù nên có nguồn thực vật phong phú và đa dạng ước tính có trên 13.000 nghìn loài Theo y học dân tộc, có hơn 4000 loài được sử dụng làm thuốc hoặc chăm sóc sức khỏe con người Với định hướng phát triển các loài cây dược liệu để phục vụ đời sống, hiện nay ở nước ta đã hình thành nhiều khu vực canh tác, trồng cây dược liệu ở quy mô lớn Đặc biệt, Tại một số tỉnh Tây Bắc như Yên Bái, Sơn La, Điện Biên những năm gần đây đang phát triển rất mạnh loài táo mèo để phục vụ nhu cầu của người tiêu dùng
Táo mèo có tên khoa học là Docynia indica (Wall.) Decne, thuộc họ Hoa hồng
(Rosaceae) Ở nước ta, táo mèo phân bố ở độ cao từ 1000m đến 1500m ở các tỉnh vùng núi Tây Bắc Theo Y học cổ truyền, táo mèo có vị chua chát, hơi ngọt, tính ấm,
có tác dụng kiện vị, thuộc nhóm tiêu thực hóa tích, chủ yếu điều trị các chứng rối loạn tiêu hóa do ăn nhiều thịt, dầu mỡ, ăn không tiêu, giúp ăn ngon miệng Quả táo mèo khi sấy khô là một vị thuốc của Đông y giúp tăng bài tiết axit mật và pepsin dịch vị, chống rối loạn chuyển hóa lipid và giảm mỡ máu… Các nghiên cứu hiện đại gần đây đã cho thấy dịch chiết quả táo mèo có tác dụng kháng khuẩn, chống rối loạn trao đổi glucid và lipid; Một số thành phần hóa học phân lập được từ quả táo mèo có tác dụng có tác dụng kháng viêm và hạ đường huyết
Việc nghiên cứu, chế biến quả táo mèo tạo sản phẩm chăm sóc sức khỏe, hỗ trợ điều trị một số bệnh lý đang rất được quan tâm Tuy nhiên cho đến nay, các nghiên cứu về quả táo mèo cả trong và ngoài nước còn khá khiêm tốn Do đó, cần các nghiên cứu sâu về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của quả táo mèo, đồng thời
mở rộng nghiên cứu các công nghệ khai thác, làm giàu các thành phần hóa học có hoạt tính sinh học cao (cụ thể là nhóm hoạt chất phenolic) trong quả táo mèo để đáp ứng yêu cầu về bào chế, tạo các sản phẩm có chất lượng cao
Từ những vấn đề nêu trên, chúng tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học và xây dựng quy trình công nghệ chiết xuất để tạo sản phẩm có giá trị từ
quả táo mèo (Docynia indica (Wall.) Decne) ở Việt Nam” Nội dung của Luận án
tập trung vào nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính sinh học và công nghệ chiết
Trang 20xuất, làm giàu thành phần hóa học có hoạt tính sinh học cao (nhóm hoạt chất phenolic)
để tạo sản phẩm có giá trị từ quả táo mèo
Nội dung nghiên cứu của luận án gồm
Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc một số thành phần hóa học ở phân
đoạn cao chiết ethyl acetate của quả táo mèo Docynia indica (Wall.) Decne):
Điều chế cặn chiết, phân lập các hợp chất bằng phương pháp sắc ký, xác định cấu trúc hóa học bằng các phương pháp hóa lý hiện đại
Đánh giá hoạt tính sinh học: Tác dụng bảo vệ tim mạch, chống oxy hóa và ức chế một số dòng tế bào ung thư của cao chiết tổng, cao chiết phân đoạn và một
số hợp chất phân lập được
Nghiên cứu, tối ưu hóa các quy trình công nghệ chiết xuất, sấy phun để tạo sản phẩm bột cao chiết táo mèo giàu phenolic quy mô phòng thí nghiệm
Trang 21CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về cây táo mèo [1,2,3]
Tên khoa học: Docynia indica (Wall.) Decne
Tên thường gọi: Táo mèo, chi tô di
Loài : Táo mèo (Docynia indica (Wall.) Decne.)
Theo hệ thống phân loại thực vật thì táo mèo thuộc họ Hoa hồng (Rosaceae),
phân họ Maloideae và thuộc chi Docynia
Đặc điểm hình thái
Hình 1.1 Quả và lá loài táo mèo Docynia indica (Wall.) Decne
Cây nhỡ cao 5-6 m, cây non cành có gai Lá mọc so le, ở cây non xẻ 3-5 thuỳ, mép có răng cưa không đều Ở thời kỳ cây trưởng thành lá hình bầu dục dài 6-10cm, rộng 2-4cm, mép nguyên hoặc hơi khía răng ở gần đầu lá Hoa họp từ 1-3 hoa ở kẽ
lá, cánh hoa màu trắng, có lông màu trắng bạc Nhị nhiều Quả hình cầu thuôn, đường kính 3-4cm, lúc non có lông, sau nhẵn, khi chín có màu vàng lục, có vị hơi chua chát [1,3]
Mùa hoa tháng 3-4, mùa quả chín từ tháng 8-10 Cây được gieo trồng bằng hạt, chồi hoặc chiết cành Cây ưa sáng, mọc rải rác trong rừng hoặc thành quần thể ven đồi,
ở độ cao 1000-1500m [1,3]
Trang 221.1.1 Vài nét về họ Hoa hồng (Rosaceae)
Họ Hoa hồng (danh pháp khoa học: Rosaceae) là một họ lớn trong thực vật, với khoảng 2.000-4.000 loài trong khoảng 90-120 chi, tùy theo hệ thống phân loại Hiện tại hệ thống APG II (hệ thống phân loại sinh học thực vật hiện đại dựa trên việc phân
tích phân tử năm 2003) công nhận họ Rosaceae có 2.520 loài thuộc 90 chi [2]
Theo truyền thống họ hoa hồng được chia thành 4 phân họ: Rosoideae, Spiraeoideae, Maloideae, Amygdaloideae Các phân họ này được miêu tả đặc trưng
chủ yếu theo cấu trúc của trái cây:
- Phân họ Hoa hồng (Rosoideae): Theo truyền thống bao gồm các chi có quả nhỏ,
là dạng quả bế hay quả hạch nhỏ và thường có phần cùi thịt của quả (ví dụ dâu tây) hay cuống mang các lá noãn
- Phân họ Thuỷ bia (Spiraeoideae): Theo truyền thống bao gồm các chi với quả không có cùi thịt bao gồm 5 lá noãn
- Phân họ Táo tây (Maloideae): Theo truyền thống bao gồm các chi (như táo tây, sơn tra, lê, mộc qua, thanh hương trà v.v), với quả bao gồm 5 lá noãn trong
vỏ quả trong dày cùi thịt, được bao quanh bằng mô cuống chín
- Phân họ Mận (Amygdaloideae) hay (Prunoideae): Theo truyền thống bao gồm các chi với quả là quả hạch đơn có đường nối, hai gân cạnh đường nối và một gân đối diện đường nối
Ở Việt Nam, theo tác giả Phạm Hoàng Hộ (Cây Cỏ Việt Nam) họ hoa hồng hiện
có 172 loài chính thuộc 23 chi [2]
1.1.2 Vài nét về chi Táo mèo (Docynia)
Chi Docynia là một chi thực vật có hoa trong họ Rosaceae Chi này bao gồm các
loài cây gỗ xanh; nụ hình trứng, nhỏ, với vài vảy phô ra Các lá đơn, mọc so le, có lá kèm, có cuống lá, gân lá thứ cấp uốn cong về phía mép lá, mép lá nguyên hay khía răng cưa, đôi khi phân thùy nhỏ Hoa có cuống ngắn, mọc thành chùm 2–5, sớm kết trái hay có các nhị hợp nhất bởi các bao phấn; lá bắc nhỏ, sớm rụng Đế hoa hình chuông, có lông măng rậm ở phía xa trục Lá đài 5, hình mác Cánh hoa 5, trắng, gốc
có vuốt ngắn Nhị hoa 30–50, 2 vòng Bầu nhụy hạ, 5 ngăn, với 3–10 noãn mỗi ngăn; vòi nhụy 5, hợp sinh tại gốc, có lông tơ Quả dạng quả táo hình phỏng cầu hay hình trứng hoặc hình quả lê, đường kính 2–3 cm, với các lá đài bền mọc thẳng hay uốn cong vào trong Chúng thụ phấn nhờ côn trùng [2]
Trang 23Theo Phạm Hoàng Hộ, chi Docynia chỉ có 2 loài là: Docynia indica (Wall.) Decne, ở Việt Nam còn được gọi là táo mèo và loài Docynia delavayi (Franch.) C.K.Schneid Loài Docynia indica (Wall.) Decne Phân bố rộng ở một số quốc gia
như Ấn Độ, Bhutan, Myanma, Nepal, Pakistan, Thái Lan, tây nam Trung Quốc và Việt Nam Ở nước ta, loài này tập trung chủ yếu ở các Tỉnh vùng núi Tây Bắc như Sơn La,
Yên Bái, Điện Biên, Lai Châu, Hà Giang…Trong khi đó loài Docynia delavayi (Franch.) C.K.Schneid xuất hiện ở tây Quý Châu, tây Tứ Xuyên, đông
bắc Vân Nam của Trung Quốc; Ở Việt Nam theo Phạm Hoàng Hộ, Võ Văn Chi thì chưa thấy xuất hiện loài này [2,3]
1.1.3 Phân bố và sản lượng táo mèo ở một số tỉnh trọng điểm nước ta
(nguồn: https://dantocmiennui.vn/son-la-vai-net-tong-quan/131032.html)
Hình 1.1.3 Diện tích táo mèo tập trung tại một số huyện thuộc ba Tỉnh Yên Bái, Sơn
La và Điện Biên Táo mèo (Docynia indica) phân bố ở các tỉnh vùng núi phía Bắc việt Nam như
Sơn La, Yên Bái, Điện Biên, Lai Châu, Hà Giang… Tuy nhiên diện tích trồng và cho sản lượng táo mèo lớn nhất tập trung chủ yếu tại ba tỉnh là Yên Bái, Sơn La và Điện Biên Theo số liệu thống kê năm 2011 của các sở Nông nghiệp phát triển nông thôn của ba Tỉnh Yên Bái, Sơn La và Điện Biên, tổng diện tích trồng và tự nhiên cây táo mèo của ba tỉnh này khoảng 3200 hecta với tổng sản lượng hàng năm khoảng 6500
Trang 24tấn Ước tính mỗi hecta cho 2 tấn quả trên 1 năm Trong đó diện tích táo mèo tại Yên Bái là lớn nhất khoảng 2000 hecta, tiếp đến là Sơn La với diện tích là 1000 hecta, cuối cùng là Điện Biên với diện tích gần 300 hecta Sản lượng táo mèo hàng năm của Yên Bái đạt khoảng 4000 tấn, tại Sơn La đạt 2000 tấn và tại Điện Biên đạt khoảng 500 tấn Những năm gần đây, diện tích táo mèo ở các tỉnh nêu trên tiếp tục được mở rộng rất nhiều cùng với đó là sản lượng táo mèo cũng tăng cao [4]
Cụ thể, Ở tỉnh Yên Bái, việc trồng và phát triển cây táo mèo tập trung chính tạo
2 huyện là Mù Cang Chải và Trạm Tấu Trong đó, Mù Cang Chải có diện tích trồng táo mèo là 1490 hectra còn Trạm Tấu có diện tích trồng téo mèo là 440 hecta Qua số liệu thống kê có thể thấy, Mù Cang Chải là địa phương cung cấp sản lượng táo mèo chủ yếu của Yên Bái, chiếm khoảng 75% tổng sản lượng của tỉnh Cũng theo số liệu thu thập năm 2018 của sở Nông nghiệp và nông thôn Yên Bái, tỉnh đã trồng mới thêm được 2.250 hecta nâng tổng diện tích táo mèo của tỉnh lên hơn 4000 hecta [4] Tại tỉnh Sơn La, táo mèo được trồng và phát triển chủ yếu tập trung tại các huyện
là Bắc Yên, Thuận Châu và Mường La Tổng diện tích khoảng 1000 hecta và sản lượng hàng năm đạt gần 2300 tấn/năm (khoảng 2,3 tấn/hecta) Về sản lượng thì Bắc Yên chiếm lớn nhất, tại Bắc Yên táo mèo cũng được chế biến và tiêu thụ nhiều nhất trong ba huyện của Sơn La, tiếp đến là Mường La và Thuận Châu theo số liệu thu thập mới nhất năm 2018 của sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn Sơn La, diện tích táo mèo ở tỉnh này đã đạt tới 11000 hecta [4]
Ở Điện Biên, theo số liệu thu thập năm 2011, táo mèo được trồng và phát triển chủ yếu ở Tuần Giáo, cụ thể ở hai xã là Tỏa Tình và Tênh Phông So với hai tỉnh Sơn
La và Yên Bái thì Điện Biên có diện tích trồng và phát triển táo mèo là nhỏ nhất Tổng diện tích táo mèo tại Điện Biên là 270 hecta, trong đó 150 hecta thuộc xã Tỏa Tình và 120 hecta thuộc xã Tênh Phông Tổng sản lượng táo mèo hàng năm của Điện Biên ước đạt khoảng 500 tấn Theo số liệu thu thập được từ báo cáo của sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn Điện Biên năm 2018, diện tích trồng táo mèo ở Điện Biên không tăng lên đáng kể, chủ yếu vẫn chỉ tập trung ở 2 xã Tỏa Tình và Tênh
Phong của Huyện Tuần Giáo [4]
1.2 Thành phần hóa học của táo mèo
1.2.1 Các thành phần hóa học cơ bản
Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Hoàng Thị Lụa và cộng sự (2013, 2014), các thành phần hóa học cơ bản của quả táo mèo ở Việt Nam đã được phân tích, đánh giá đầy đủ [4,5] Các mẫu táo mèo khảo sát được thu tại 3 địa phương là Yên Bái, Sơn
Trang 25La và Điện Biên Quả táo mèo được xác định gồm nhiều thành phần hóa học như chất đạm, chất béo, chất khoáng, axit hữu cơ, axit amin và một số vitamin Các kết quả cụ thể được thể hiện ở bảng 1.2.1
Bảng 1.2.1 Hàm lượng các thành phần hóa học trong quả táo mèo
4 Phenolic tổng mg GAE/g quả khô 18.87 - 23.60
8 Beta-carotene µg/100g quả tươi 25.0 - 36.0
1.2.2 Các hợp chất chuyển hóa thứ cấp được phân lập từ quả táo mèo
Nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam cho đến nay, đã có một số công trình công bố về thành phần hóa học
về quả táo mèo Công trình của tác giả Đỗ Thị Hà công bố về thành phần hóa học của
phân đoạn n-hexan của chiết xuất quả táo mèo, từ phân đoạn này đã tìm thấy 3 hợp
chất là 1-octacosanol (1), 3-tetracosen (2), β-sitosterol (3) [6] Công trình của tác giả
Vũ Văn Tuấn đã phân lập được 3 hợp chất là chlorogenic acid (4), quercetin (5) và
quercetin-3-O-β-D galactopyranoside (6) từ cao chiết phân đoạn ethylacetate [7] Năm
2016, nhóm tác giả Hoàng Việt Dũng và cộng sự đã công bố 13 hợp chất được phân
lập từ dịch chiết quả táo mèo gồm có: Docynicasides A (7), docynicasides B (8),
docynicasides C (9), (6S,9R)-vomifoliol
9-O-β-D-xylopyranosyl-(1’’6’)-O-β-D-glucopyranoside (10), hyperin (6), quercitrin (11), quercetin 3-α-L-arabinofuranoside
(12), naringenin 7-O-β-D-glucopyranoside (13), phloridzin (14), phloretin xylopyranosyl-(16)-β-D-glucopyranoside (15), pinosylvin 3-O-β-D-glucopyranoside
2’-O-β-D-(16), tormentic acid (17), and chlorogenic acid methyl ester (18) Trong đó 3 hợp chất mới là docynicasides A (7), docynicasides B (8) và docynicasides C (9) [8]
Các nghiên cứu hóa học trong nước về loài Docynia indica (Wall.) Decne được
nghiên cứu sinh tổng kết lại ở bảng 1.2.2.1 theo trình tự thời gian nghiên cứu
Trang 26Bảng 1.2.2.1 Danh sách các hợp chất được phân lập từ loài Docynia indica (Wall.)
Decne ở trong nước
11 Quercitrin (Quercetin 3-rhamnoside) Quả [8]
12 Quercetin 3-α-L-arabinofuranoside Quả [8]
13 Naringenin 7-O-β-D-glucopyranoside Quả [8]
15 Phloretin
2’-O-β-D-xylopyranosyl-(16)-β-D-glucopyranoside
16 Pinosylvin 3-O-β-D-glucopyranoside Quả [8]
Có thể thấy các công trình nghiên cứu trong nước về loài này cũng còn khá khiêm tốn và chưa đầy đủ Mới chỉ có 18 hợp chất được phân lập từ quả táo mèo với chỉ 3 công trình công bố Các thành phần hóa học đã phân lập được từ loài
Docynia indica (Wall.) Decne chủ yếu chia thành 5 nhóm chính gồm: Các hợp chất
phenolic đơn giản, các flavonoid và glycoside flavonoid, các triterpenoid và các megastigmane
Nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới, loài táo mèo Docynia indica (Wall.) Decne được phân bố ở một số
quốc gia như Ấn Độ, Bhutan, Myanma, Nepal, Pakistan, Sikkim, Thái Lan, Trung Quốc và Việt Nam Các nghiên cứu trên thế giới về thành phần hóa học loài này cũng rất khiêm tốn Một vài năm trở lại đây, táo mèo được một số quốc gia như Ấn Độ, Trung Quốc và Việt Nam quan tâm nghiên cứu bởi những tác dụng sinh học tốt cũng
Trang 27như hiệu quả kinh tế mà táo mèo mang lại Tại Trung Quốc và Ấn Độ cũng chỉ có một vài công trình công bố về thành phần hóa học của loài này
Kết quả nghiên cứu của Shende KM và cộng sự đã xác định trong quả táo mèo
(Docynia indica) thu mẫu tại Ấn độ có chứa 7 hợp chất là catechine (19), caffeic acid
(20), syringic acid (21), ferulic acid (22), gallic acid (23), rutin (24) và quercetin (5) [9]
Nhóm nghiên cứu Trung Quốc Xiaoyu Zhang và cộng sự đã phân lập 2 hợp chất từ quả
táo mèo (Docynia indica) là phlorizin (14) và isoquercetin (25) [10]
Bảng 1.2.2.2 Danh sách các hợp chất được phân lập từ loài táo mèo
Docynia indica (Wall.) Decne trên thế giới
Cấu trúc hóa học các thành phần phân lập được từ loài táo mèo
Docynia indica (Wall.) Decne
1
2
Trang 291.2.3.2 Các kết quả đánh giá hoạt tính sinh học hiện đại
Nghiên cứu trong nước
+ Hoạt tính hạ lipid máu, giảm béo và chống rối loạn trao đổi glucid và lipid [11]
Nhóm nghiên cứu Nguyễn Thị Thanh Loan và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng chống béo phì, giảm trọng lượng ở các phân đoạn của dịch chiết quả táo mèo trên chuột thử nghiệm Kết quả cho thấy trọng lượng chuột thử nghiệm giảm lần lượt là: 9,5% ở phân đoạn ethyl acetate; 3,8% ở phân đoạn chloroform và 8,9% ở cao chiết ethanol toàn phần Chuột béo phì được điều trị với cao chiết phân đoạn ethyl acetate trong 14 ngày, các chỉ số lipid máu đã giảm đáng kể Cụ thể chỉ số TC (cholesterol tổng) giảm 10,3%, TG (triglyceride) giảm 31,16%, nồng độ glucose trong máu giảm 14,3% so với đối chứng
Cao chiết quả táo mèo cũng cho thấy khả năng chống rối loạn trao đổi glucid và lipid Phép thử được tiến hành trên chuột thử nghiệm Các phân đoạn dịch chiết quả táo mèo được điều trị cho chuột bị béo phì Kết quả sau 16 ngày điều trị, chỉ số triglyceride của chuột ở các lô đều giảm mạnh, riêng lô đối chứng (lô không điều trị)
có hàm lượng triglyceride tăng nhẹ (3,2%) Lô được điều trị bằng cao chiết phân đoạn ethyl acetate có chỉ số triglycerid giảm 31,6%; lô điều trị bằng cao chiết phân đoạn ethanol toàn phần và chloroform có chỉ số triglycerid giảm lần lượt là 29,5% và 30%
+ Hoạt tính giảm nồng độ glucose trong tế bào [12]
Theo nghiên cứu của Trần Thị Lệ Hằng, cao chiết ethanol 96% toàn phần, cao
chiết phân đoạn n-hexan và cao chiết phân đoạn ethyl acetate của quả táo mèo (Docynia indica) ở các nồng độ 100 µg/ml đều có tác dụng giảm đáng kể hàm lượng
glucose trong tế bào cơ vân chuột nhắt nguyên phát xuống lần lượt 75,9 ±1,79 %; 74,6
± 2,44 % và 79,9 ± 2,07 % so với nhóm đối chứng dương sử dụng insulin có tác dụng làm giảm nồng độ này là 77,9 ± 0,68 % Trong đó hiệu lực tăng dung nạp glucose ở tế bào cơ vân C2C12 của cao ethanol 96% và cao chiết phân đoạn n-hexan mạnh hơn so
với đối chứng dương là insulin ở nồng độ thử 100 nM
+ Hoạt tính kháng vi khuẩn [13]
Công trình nghiên cứu của Nguyễn Thị Minh Thư cho thấy, dấm táo mèo có hoạt
tính kháng vi khuẩn (Moraxella catarrhalis) gây nhiễm trùng đường hô hấp trên
người Kết quả nghiên cứu chỉ ra dịch lên men quả táo mèo có khả năng kháng vi
khuẩn Moraxella catarrhalis kháng kháng sinh Độ pH và nồng độ các dịch lên men ảnh hưởng đến hoạt tính của vi khuẩn Moraxella catarrhalis Các phân đoạn có hoạt tính kháng vi khuẩn Moraxella catarrhalis từ dịch lên men chủng TM5.2 và dịch chiết
quả Táo Mèo đều có mặt các nhóm hoạt chất như flavonoid, tanin, phenolic, glycoside
Trang 30docynicasides A (7), docynicasides C (9), (6S,9R)-vomifoliol (1’’6’)-O-β-D-glucopyranoside (10), quercetin 3-α-L arabinofuranoside (12), naringenin 7-O-β-D-glucopyranoside (13), phlorizin (14) và phloretin 2’-O-β-D- xylopyranosyl-(16)-β-D-glucopyranoside (15) với giá trị IC50 (µM) và khả năng bình phục của tế bào sau khi thử nghiệm với 50 µM chất thử (%) lần lượt là: 29.3 ± 3.1 µM, 107.6 ± 2.4 (%); 22.8 ± 1.5 µM, 114.0 ± 4.4 (%); 29.5 ± 2.0 µM, 109.4 ± 3.0 (%); 24.7 ± 1.9 µM, 112.5 ± 3.1 (%); 29.3 ± 1.7 µM, 111.1 ± 4.2 (%); 21.0 ± 2.3 µM, 114.0 ± 4.4
9-O-β-D-xylopyranosyl-(%) và 26.2 ± 1.8 µM, 102.5 ± 2.6 9-O-β-D-xylopyranosyl-(%)
Nghiên cứu trên thế giới
+ Hoạt tính chống oxy hóa [14]
Tác giả Ph Baleshwor Sharma và cộng sự đã đánh giá hoạt tính chống oxy hóa
từ dịch chiết quả táo mèo (Docynia indica) cùng với 4 loại trái cây khác của Ấn Độ gồm Garcinia pedunculata, Garcinia xanthochymus, Rhus semialata và Averrhoa carambola theo phương pháp DPPH với đối chứng dương là axit gallic (IC50 = 1.04 ± 0.06 µg/ml) Kết quả nghiên cứu cho thấy hoạt tính chống oxy hóa giảm dần theo thứ
tự lần lượt là: R semialata > D indica > G xanthochymus > A carambola > G pedunculata Giá trị IC50 (µg/ml) có giá trị tương ứng lần lượt là R semialata (5.31 ± 0.07), D indica (33.89 ± 0.89), G xanthochymus (92.08 ± 0.93), A carambola (261.30 ± 7.35) và G pedunculata (493.30 ± 12.06) Kết quả đánh giá hoạt tính chống
oxy hóa theo phương pháp ABTS cho kết quả tương tự như phương pháp DPPH, giá trị IC50 (µg/ml) tương ứng lần lượt là: R semialata (5.84 ± 0.17), D indica (49.83 ± 0.24), G xanthochymus (95.27 ± 0.34), A carambola (284.70 ± 4.13) và G pedunculata (535.70 ± 4.04) [15]
+ Hoạt tính kháng khuẩn [9]
Nhóm nghiên cứu của Shende KM và cộng sự đã đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết quả táo mèo ở các thời kỳ trái cây khác nhau gồm trái cây non (IDIFE) , trái cây trưởng thành tự nhiên (MDIFE) và trái cây được kích lớn sử dụng muối kali (KDIFE) khi chiết xuất với các dung môi khác nhau gồm methanol 80%, ethanol 80%,
Trang 31acetone 80% và hỗn hợp methanol, acetone, nước (v/v/v = 1/1/1) Tiến hành thử
nghiệm trên 3 dòng vi khuẩn gram dương là: B cereus, S aureus, L innocua và 3 dòng vi khuẩn gram âm là: E coli, P aeruginosa và Y enteratioitica Kết quả thử
nghiệm cho thấy dịch chiết methanol của trái cây non (IDIFE) và chiết xuất trái cây trưởng thành (MDIFE) với hỗn hợp dung môi (methanol, aceton, nước) biểu thị khả năng kháng khuẩn tốt, chúng có giá trị ức chế tối thiểu (MIC) là khá nhỏ đối với cả 6 loại vi khuẩn nghiên cứu
+ Hoạt tính chống béo phì, hạ đường huyết và cải thiện tình trạng kháng
insulin [15]
Nhóm nghiên cứu của Xiao-yu Zhang và công sự (2018) đã nghiên cứu, đánh giá tác dụng giảm béo, giảm mỡ máu và khả năng kháng insulin từ một số thành phần
hóa học và dịch chiết quả táo mèo (Docynia indica)
Chuột thử nghiệm được gây béo phì khi cho ăn nhiều chất béo (HDF) Sau đó tiến hành cho chuột thử nghiệm điều trị với phlozirin (phân lập từ quả táo mèo), dịch chiết toàn phần từ quả táo mèo (DIDE) và dịch chiết sau khi đã tách phlozirin (NP) Sau 13 tuần, kết quả nghiên cứu cho thấy chuột bị gây béo phì khi sử dụng 3 phương thức khác nhau đều đã giảm trọng lượng đáng kể, nồng độ lipid trong máu cũng giảm xuống, sự tăng sinh của tế bào mỡ và tế bào viêm đều giảm (p < 0,05) so với nhóm đối chứng Trong đó, phlozirin cho tác dụng cao nhất đối với việc giảm béo ở chuột thử nghiệm Bằng cách so sánh các chỉ số từ nhóm đối chứng và nhóm điều trị cho thấy DIDE, PHZ và NP đều ức chế chuyển đổi năng lượng thành chất béo Do đó, DIDE, PHZ và NP có thể ức chế sự tích tụ lipid và phì đại tế bào mỡ của chuột gây bệnh béo phì (HFD) mà không ảnh hưởng đến lượng thức ăn
Nhóm chuột bị gây béo tiếp tục được cho điều trị với DIDE, PHZ và NP Lần này nhóm nghiên cứu tiến hành so sánh, đánh giá khả năng giảm đường huyết và tình trạng kháng insulin của lô chuột được điều trị so với lô chuột không được điều trị Một chế độ ăn nhiều chất béo gây ra một hiện tượng hàm lượng đường và insulin tăng nhanh trong huyết thanh, do đó làm tăng chỉ số HOMA-IR (mức độ kháng insulin) và giảm chỉ số HOMA-IS (chỉ số nhạy cảm với insulin) Kết quả thử nghiệm cho thấy những con chuột sau khi điều trị DIDE, PHZ và NP cho thấy sự giảm đáng kể nồng độ glucose và insulin huyết thanh (giảm chỉ số HOMA-IR và tăng rõ rệt chỉ số HOMA-IS) so với chuột trong nhóm đối chứng (nhóm không điều trị) Điều này cho thấy rằng DIDE, PHZ và NP giúp cái thiện đáng kể sự tăng đường huyết và kháng insulin ở chuột thử nghiệm
Trang 321.3 Tình hình khai thác, chế biến và sử dụng quả táo mèo
1.3.1 Các sản phẩm chế biến truyền thống [16-19]
Các sản phẩm chế biến theo phương pháp truyền thống có thể kể ra như rượu ngâm táo mèo, dấm ngâm táo mèo, mứt táo mèo, ô mai táo mèo, táo mèo sấy khô và một số loại trà nhúng đơn giản (Hình 1.3.1) Các sản phẩm này có thể dễ dàng tìm mua
ở bất kỳ cửa hàng nào tại các gian hàng ở các tỉnh Tây Bắc hoặc trên cả nước Ưu điểm của chúng là giá thành rẻ, dễ dàng sử dụng, đậm nét truyền thống nên dễ dàng tiếp cận khách du lịch Tuy nhiên các sản phẩm này cũng có những nhược điểm như yếu tố đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm thấp, chất lượng sản phẩm không ổn định,
dễ bị ẩm mốc do bảo quản không tốt, thời hạn sử dụng ngắn
Rượu ngâm táo mèo Giấm táo mèo Mứt táo mèo Táo mèo sấy khô
Hình 1.3.1 Một số sản phẩm táo mèo truyền thống
1.3.2 Các sản phẩm chế biến theo công nghệ hiện đại
1.3.2.1 Sản phẩm táo mèo được phát triển và sản xuất bởi các doanh nghiệp
Trong số các doanh nghiệp chế biến táo mèo đầu tiên phải nhắc tới công ty TNHH Bắc Sơn ở Sơn La Hàng năm công ty thu mua và chế biến khoảng 1000 tấn táo mèo, tạo ra các sản phẩm rượu táo mèo tiêu biểu như sản phẩm “rượu vang sơn tra” mỗi năm công ty cho ra thị trường từ 50 – 60 nghìn lít Một số doanh nghiệp khác cũng tạo ra nhiều sản phẩm rượu táo mèo khác nhau như rượu “táo mèo ngũ hành” của công ty TNHH rượu Vân Sơn, rượu “táo mèo Rơm vàng” của công ty Vodka, Rượu
“táo mèo vua” của công ty rượu Trúc Bạch (Hình 1.3.2.1a)
Hình 1.3.2.1a Một số loại rượu táo mèo trên thị trường
Trang 33Hình 1.3.2.1b Một số loại sản phẩm khác chế biến từ quả táo mèo trên thị trường
Bên cạnh sản phẩm chủ lực là rượu táo mèo, một số doanh nghiệp đã nghiên cứu chế biến táo mèo thành các sản phẩm thương mại khác như: thực phẩm bảo vệ sức khỏe “Cholessen” của công ty cổ phần Decotra; Sản phầm này có dụng hỗ trợ giảm
mỡ máu, chống béo phì; thực phẩm chức năng “Giảm cân AZ” của công ty TNHH Dược phẩm USAPHA Sản phẩm nước ép táo mèo TURI của công ty TNHH Anh Đào Sản phẩm giấm táo mèo Lê Gia của công ty TNHH GCAECO (Hình 1.3.2.1b)
1.3.2.2 Sản phẩm táo mèo là kết quả nghiên cứu của đề tài khoa học công nghệ
Kế thừa kết quả nghiên cứu đề tài Khoa học công nghệ “Nghiên cứu công nghệ sản xuất và phát triển một số sản phẩm đồ uống từ quả táo mèo” thuộc chương trình công nghệ sinh học chế biến của Bộ Công Thương do Viện Công nghiệp thực phẩm chủ trì đã nghiệm thu năm 2016 Công ty cổ phần rượu bia nước giải khát AROMA đã hợp tác với Viện Công nghiệp thực phẩm phát triển và sản xuất ba loại sản phẩm của
đề tài là rượu táo mèo, nước giải khát táo mèo và giấm táo mèo Các sản phẩm đã được thương mại hóa ra thị trường từ đầu năm 2019 [20]
Hình 1.3.2.2 Một số sản phẩm táo mèo ứng dụng kết quả đề tài nghiên cứu KHCN
Đề tài “Nghiên cứu bào chế chế phẩm có tác dụng hạ lipid máu từ ba dược liệu táo mèo, hà thủ ô đỏ, cốt khí củ ở vùng Tây Bắc” năm 2013 – 2018 do Học Viện Quân
Y chủ trì đã tạo ra sản phẩm “TABALIX” có tác dụng giảm mỡ máu Đến nay, sản phẩm này đang được tiếp tục hoàn thiện để đưa ra thị trường phục vụ tiêu dùng [21]
Trang 341.3.2.3 Một số quy trình công nghệ chế biến quả táo mèo tạo các loại sản phẩm
Quy trình sản xuất rượu táo mèo quy mô 2000 lít/mẻ [20]
Hình 1.3.2.3a Sơ đồ quy trình sản xuất rượu táo mèo
Phân loại, rửa sạch, nghiền
Thu hồi dịch quả (cả bã)
Trang 35 Quy trình sản xuất nước táo mèo dạng trong quy mô 5000 lít/mẻ [20]
Hình 1.3.2.3b Sơ đồ quy trình sản xuất nước uống táo mèo
Thu hồi sirô
Sirô có hàm lượng chất khô 57 o Bx
Bã
Xử lý enzyme Pectinex Ultra Clear, Tannase
Nhiệt độ: 50-52 o C, nồng độ enzyme Pectinex Ultra
Clear: 0,2 %, enzyme tannase 0,25%, thời gian: 30 phút
Trang 36 Quy trình công nghệ sản xuất giấm táo mèo quy mô 2000 lít mẻ [20]
Hình 1.3.2.3c: Sơ đồ quy trình sản xuất giấm táo mèo
Pha loãng 1/1,5 (cơ chất/nước) Ultra SPL: nồng
độ 0,15%, tại 30 o C, 60 phút; Ultra Clear: 0,1 %,
55 0 C, 60 phút
Lọc dịch, pha môi trường lên men
Tách bã, pha nước tỷ lệ 1:3, bổ sung đường
10%
Bã
Vi khuẩn
AA 8%
Lên men giấm
Cồn:6%; acid acetic: 0,5%; đường:2%; cao nấm men:
0,5%, vi khoáng; nhiệt độ: 28-35 o C; khuấy 200
Giấm táo mèo
Lên men rượu
Nhiệt độ 28-32 0 C, thời gian 5-7 ngày
Táo mèo tươi
Trang 37Nhận xét:
Các quy trình công nghệ nêu trên đã được nghiên cứu và hoàn thiện ở quy mô công nghiệp Quy trình đã áp dụng các kỹ thuật hiện đại như công nghệ enzyme, công nghệ ủ lên men, trích ly…Sản phẩm tạo ra như rượu táo mèo, giấm táo mèo và nước uống táo mèo có chất lượng ổn đinh
Các quy trình công nghệ này sử dụng nguồn nguyên liệu là quả táo mèo tươi, sản xuất theo mô hình bán liên tục, thời gian sản xuất cho mỗi mẻ là tương đối dài (2-3 tháng/mẻ), khối lượng nguyên liệu táo mèo sử dụng đầu vào không quá lớn, do đó chưa tận dụng hết tiềm năng về sản lượng táo mèo ở nước ta Bên cạnh đó, các sản phẩm tạo ra cũng chưa có tính đột phá nên khả năng cạnh tranh trên thị trường khá khó khăn Vì vậy, đối với việc nghiên cứu công nghệ chế biến quả táo mèo cần xây dựng những phương án công nghệ mới nhằm tạo ra sản phẩm có tính đột phá như hướng đến sản phẩm hỗ trợ chăm sóc sức khỏe con người, đồng thời khai thác có hiệu quả tiềm năng về nguồn nguyên liệu quả táo mèo
1.4 Định hướng nghiên cứu
Từ những nội dung nêu trên, chúng tôi đã khái quát được tình hình nghiên cứu, phát triển cũng như khai thác, chế quả táo mèo ở nước ta cũng như trên thế giới
Từ đó, chúng tôi đặt vấn đề nghiên cứu đối tượng quả táo mèo nhằm giải quyết hai vấn đề lớn dưới đây
Thứ nhất, táo mèo là loại quả có giá trị dinh dưỡng Đặc biệt, nó chứa hàm lượng phenolic khá cao, đây là nhóm hợp chất đã được chứng minh là giàu hoạt tính sinh học
Vì vậy quả táo có tiềm năng cho việc khai thác và phát triển tạo sản phẩm để phục vụ cuộc sống Tuy nhiên cho đến nay, các nghiên cứu về thành phần hóa học các hợp chất thứ cấp và hoạt tính sinh học về trái cây này có khá khiêm tốn ở cả trong và ngoài nước
Do đó trong luận án này, chúng tôi định hướng nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của cao chiết quả táo mèo, cụ thể là phân đoạn cao chiết ethyl acetate Đây là phân đoạn cao chiết thể hiện hoạt tính mạnh nhất theo các công trình đã công bố [8, 11, 12] và cũng là phân đoạn cao chiết tập trung phần lớn các hợp chất phenolic Kết quả nghiên cứu sẽ đóng góp rất nhiều cho việc nâng cao giá trị quả táo mèo, đồng thời bổ sung cơ sở khoa học cho việc sử dụng táo mèo vào việc hỗ trợ điều trị một số bệnh lý, nâng cao sức khỏe con người
Thứ hai về vấn đề khai thác và chế biến quá táo mèo Như đã nêu ở phần trước, sản lượng táo mèo ở nước ta ngày một tăng, trái cây được thu hái theo mùa vụ nên sản lượng là rất lớn trong mùa thu hoạch Tuy nhiên hiện nay, táo mèo chủ yếu vẫn được chế biến từ dạng quả tươi như làm mứt, ô mai, ngâm rượu, hay hiện đại hơn là công
Trang 38nghệ lên men làm nước quả, dấm, làm rượu [16-21] Những sản phẩm này mới chỉ đáp ứng một lượng nhỏ sản lượng trái cây tươi mà giá trị mang lại cũng chưa cao do chưa
có tính đột phá Vì vậy, chúng tôi tiếp tục đặt vấn đề nghiên cứu các công nghệ hiện đại trong lĩnh vực chiết xuất nhằm khai thác nhóm hợp chất phenolic giàu hoạt tính trong quả táo mèo một cách hiệu quả từ nguyên liệu táo mèo đã sấy khô Điều này giải quyết được vấn đề khó khăn về bảo quản nguyên liệu trong mùa thu hoạch, đồng thời giúp nâng cao giá trị sản phẩm sau chế biến, hướng tới việc bào chế các sản phẩm chăm sóc sức khỏe có giá trị cao
1.5 Vài nét về nhóm hợp chất phenolic
1.5.1 Đặc điểm chung của các hợp chất phenolic [22-24]
Phenol dễ bị oxy hóa thành gốc aryl Hạt điện tử tự do lúc ấy không còn định vị mật độ spin tập trung cao nhất tại nguyên tử oxy, cũng như tại nguyên tử carbon ở vị trí para đối với oxy Các gốc aryl vì thế dễ bị dime hóa qua các liên kết C – C hoặc C –
O mới Quá trình oxy hóa các liên kết này có thể là nội phân tử hoặc liên phân tử Nội phân tử chỉ diễn ra khi khả năng liên kết C – C gặp cản trở vì lý do cấu hình lập thể
Oxy hóa cầu nối các phenol giữ vai trò rất quan trọng để hình thành các phân tử lớn như bis-anthraquinon, thậm chí là các phân tử cực lớn như lignin, lignan và tanin Điều đó giải thích vì sao khi chúng ta cắt trái cây để lâu ngoài không khí thì phần bề mặt bị cắt sẽ chuyển thành màu nâu Trong sinh thể thì xúc tác của quá trình oxy hóa
là các men monophenol monoxygenase như lactase, tyrosinase và các men peoxydase Những peroxydase này hầu như loài thực vật nào cũng có, vì thế để chặn trước nguy
cơ bị mất các phenolic phải diệt men
Một khả năng khác của phenolic là dễ hình thành các liên kết hydro với protein Ngay lúc này màng tế bào bị xé rách, các hợp phần phenolic tiếp xúc protein và tạo phức rất nhanh
Chức năng sinh học của một số phenolic thì đã rõ, ví dụ như lignin là vật liệu cấu tạo màng tế bào thực vật, các antoxyanin là sắc tố của hoa Tuy nhiên, còn nhiều điều chưa rõ về chức năng của những nhóm chất phenolic khác, ví dụ như các flavonoid dường như là chất điều hòa sinh trưởng ở cây đậu nhưng lại là sắc tố quang hợp ở cây ra epina
Phần lớn các phenolic là có màu, đặc biệt là các flavonoid Song cũng có những nhóm như phenolic đơn giản là các hợp chất không màu Cách phát hiện thông thường
là cho phản ứng với các thuốc thử đặc hiệu như phản ứng với FeCl3 1% hoặc hỗn hợp FeCl3 1% với K3Fe(CN)6 1% trong nước sẽ thấy có màu lục, tía hoặc xanh lam
Trang 39Phenolic là các hợp chất thơm nên tất cả chúng đều hấp thụ khá mạnh trong vùng UV-VIS Sự có mặt của kiềm còn tạo ra những bước chuyển dịch rõ rệt Vì vậy, phương pháp phổ hấp thụ vẫn là phương tiện đầu tay mỗi khi cần nhận dạng và định lượng các hợp chất phenolic Việc xác định các hợp chất mới hoặc cấu trúc phức tạp cần thiết phải kết hợp các phương pháp phổ hiện đại như 1D – NMR, 2D-NMR và MS
1.5.2 Phân loại và hoạt tính sinh học các hợp chất phenolic [25-27]
Các hợp chất phenolic là các hợp chất có một hay nhiều vòng thơm liên kết trực tiếp với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl Chúng được phân bố rộng rãi trong giới thực vật và là các sản phẩm trao đổi chất phong phú của thực vật Hơn 8000 cấu trúc phenolic đã được tìm thấy và xác định, từ các phân tử đơn giản như các phenolic acid đến các polyphenol như tanin, lignan…
Các hợp chất phenolic bao gồm các flavonoid, phenolic acid, coumarin, xanthon, tanin, lignin, lignan và một số các hợp chất khác Với cấu trúc có nhiều nhóm phenol, chúng có khả năng ngăn chặn các chuỗi phản ứng dây chuyền gây ra bởi các gốc tự do bằng cách phản ứng trực tiếp với các gốc tự do đó tạo thành một gốc tự do mới bền hơn hoặc chúng cũng có thể tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp vốn là xúc tác cho quá trình tạo ra các gốc tự do
Phenolic là nhóm hoạt chất rất phổ biến trong giới thực vật, chúng có tác dụng sinh học rất phong phú Các hợp chất phenolic thường có tính chống oxy hóa mạnh giúp cơ thể chống lại các tổn thương do gốc tự do gây ra một cách hữu hiệu Nhờ vậy, chúng có tác dụng bảo vệ hệ tim mạch, giảm nguy cơ tử vong do các bệnh lý liên quan đến tim mạch như đau thắt ngực, nhồi máu cơ tim, xơ vữa động mạch…Bên cạnh đó các phenolic còn có các hoạt tính như kháng viêm, kháng khuẩn, kháng virus và ức chế tế bào ung thư
Bảng 1.4.3 Phân loại các hợp chất phenolic dựa trên bộ khung nguyên tử carbon
trong phân tử
Số nguyên tử
carbon
7 C6 – C1 Các phenolic acid và các hợp chất cùng họ
8 C6 – C2 Acetophenone và phenylacetic acid
9 C6 – C3 Cinamic acid, cinnamyl aldehydes, cinmyl
alcohol, coumarin, isocoumarins và chromone
Trang 4013 C6 -C1-C6 Xanthonoid
14 C6-C2-C6 Stillbenoid, anthraquinon
15 C6-C3-C6 Chalcones, aurone, dihydrochalcone,
flavonoid, anthocyanidin, anthocyanin
1.5.3 Chiết xuất phenolic từ thực vật
Các hợp chất phenolic xuất hiện khá phổ biến trong các loài thực vật Việc chiết xuất các hợp chất phenolic đã được nghiên cứu tương đối nhiều Tuy nhiên với mỗi loại nguyên liệu khác nhau thì cần có những phương pháp và điều kiện chiết xuất phù hợp nhằm đạt được hiệu suất chiết cao nhất Các kỹ thuật chiết xuất phenolic từ thực vật được trình bày sau đây
1.5.3.1 Chiết sử dụng dung môi thông thường (LLE)
Các nhà khoa học đã sử dụng các loại dung môi để nghiên cứu và đánh giá việc chiết các hợp chất phenolic từ các bộ phận khác nhau của thực vật như lá, quả và hạt Dựa trên sự đơn giản và rẻ của phương pháp này, cùng với tính phân cực khác nhau của dung môi, các điều kiện nhiệt độ và pH khác nhau, họ đã có thể tách chiết các hợp chất phenolic khác nhau từ thực vật [28]
Thực vật chứa một lượng các hợp chất phenolics rất đa dạng, có cấu trúc đơn giản và phức tạp Vì có thể có sự tương tác giữa chúng với các hợp chất khác trong thực vật như cacbonhydrat và protein, cho nên sẽ khó có thể tìm được một phương pháp thích hợp để chiết tách tất cả các hợp chất phenolic [29] Trong phương pháp này, các hợp chất phenolic khác nhau được chiết tách và sau đó cần tiếp tục tinh chế chúng
Có 3 cách để chiết các hợp chất phenolic sử dụng phương pháp LLE đó là chiết soxhlet, ngâm và chưng cất lôi cuốn theo hơi nước Các thông số ảnh hưởng trong những phương pháp chiết này là loại dung môi, độ phân cực dung môi, tỉ lệ dung môi so với nguyên liệu, thời gian và nhiệt độ chiết, đặc biệt là thành phần hóa học và đặc tính vật lý của mẫu [30]
Kerouri và cộng sự đã nghiên cứu tổng hàm hượng các hợp chất phenolic, flavonoid và tannin thu được khi sử dụng các loại dung môi khác nhau có độ phân cực khác nhau bằng thiết bị chiết soxhlet và phương pháp ngâm chiết [31] Các nhóm