luận án tiến sĩ 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

Quả táo mèo khisấy khô là một vị thuốc của Đông y giúp tăng bài tiết axit mật và pepsin dịch vị, chốngrối loạn chuyển hóa lipid và giảm mỡ máu… Các nghiên cứu hiện đại gần đây đã chothấy

Trang 1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:

Đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học củaPGS TS Vũ Đình Hoàng và PGS TS Nguyễn Mạnh Cường Các số liệu và kếtquả thu được trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trongbất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận án

Lê Xuân Duy

Trang 2

Tôi 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 3

MỤC 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 4

2.2.5 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

3.2 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 5

4.1.10 Hợp chất TM33 (Phloretin-2’-O-(β-D-xylopyranosyl-(16)-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 6

4.4.2 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 7

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

13

C- NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13C Carbon -13 Nuclear MagneticResonance 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 hepatomaHeLa Ung thư cổ tử cung người Henrietta lacks

Phổ khối phân giải cao ion hóa bằng High Resolution Electron

phun mù điện tử

Spectroscopy

Trang 8

IR Phổ hồng ngoại Infrared Spectroscopy

IC50 Nồng độ ức chế 50% Inhibitory concentration 50%

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 contentTPC Hàm lượng phenolic tổng Total phenolic content

Trang 9

DANH 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 tử21 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 4.1.12 Dữ liệu phổ của hợp chất TM37 và chất tham khảo 71

Bảng 4.1.18 Dữ liệu phổ của chất TM12 và chất tham khảo 80

Bảng 4.1.22 Dữ liệu phổ của TM6 và chất tham khảo 85

Trang 10

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 4.3.3.3 Bảng phân tích phương sai các hàm mục tiêu Y1 và Y2 111

Bảng 4.3.4.1.a Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm mục tiêu Y1 và Y2 116

Trang 11

Bảng 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 4.3.4.3 Bảng phân tích phương sai các hàm mục tiêu Y1, Y2 119

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 12

DANH 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 13

Hình 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-(1 6)-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 14

Hình 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 15

DANH 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 25 PHỔ HỢP CHẤT TM37 196 PHỤ LỤC B TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG BỀN CÁC CẤU DẠNG CỦA HỢP

CHẤT TM17200

Trang 16

PHỤ LỤC C PHIẾU KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TÊN KHOA HỌC CỦA MẪU

PHỤ LỤC D KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO 215

Trang 17

MỞ ĐẦU

Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng nguồn thực vật tự nhiên để chăm sóc sứckhỏe, phòng ngừa và điều trị bệnh Trong những năm trở lại đây, xu hướng sử dụngcác loại thảo dược trong phòng và chữa bệnh ngày một gia tăng Ngày nay, thảo dượckhông chỉ được sử dụng ở dạng thô theo y học cổ truyền mà đã được áp dụng nhữngcông 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 thựcvật phong phú và đa dạng ước tính có trên 13.000 nghìn loài Theo y học dân tộc, cóhơn 4000 loài được sử dụng làm thuốc hoặc chăm sóc sức khỏe con người Với địnhhướng phát triển các loài cây dược liệu để phục vụ đời sống, hiện nay ở nước ta đãhình thành nhiều khu vực canh tác, trồng cây dược liệu ở quy mô lớn Đặc biệt, Tạimột số tỉnh Tây Bắc như Yên Bái, Sơn La, Điện Biên những năm gần đây đang pháttriển 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 tỉnhvùng 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 loạntiêu hóa do ăn nhiều thịt, dầu mỡ, ăn không tiêu, giúp ăn ngon miệng Quả táo mèo khisấy khô là một vị thuốc của Đông y giúp tăng bài tiết axit mật và pepsin dịch vị, chốngrối loạn chuyển hóa lipid và giảm mỡ máu… Các nghiên cứu hiện đại gần đây đã chothấy dịch chiết quả táo mèo có tác dụng kháng khuẩn, chống rối loạn trao đổi glucid vàlipid; Một số thành phần hóa học phân lập được từ quả táo mèo có tác dụng có tácdụng kháng viêm và hạ đường huyết

Việc nghiên cứu, chế biến quả táo mèo tạo sản phẩm chăm sóc sức khỏe, hỗ trợđiều trị một số bệnh lý đang rất được quan tâm Tuy nhiên cho đến nay, các nghiêncứu về quả táo mèo cả trong và ngoài nước còn khá khiêm tốn Do đó, cần các nghiêncứu 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 hoạttính sinh học cao (cụ thể là nhóm hoạt chất phenolic) trong quả táo mèo để đáp ứngyêu 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 18

xuất, 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 ứcchế 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 19

CHƯƠNG 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, đườngkính 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 20

1.1.1 Vài nét về họ Hoa hồng (Rosaceae)

Họ Hoa hồng (danh pháp khoa học: Rosaceae) là một họ lớn trong thực vật, vớikhoảng 2.000-4.000 loài trong khoảng 90-120 chi, tùy theo hệ thống phân loại Hiệntại hệ thống APG II (hệ thống phân loại sinh học thực vật hiện đại dựa trên việc phântích 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 trưngchủ 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 dâutây) 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 vỏquả trong dày cùi thịt, được bao quanh bằng mô cuống chín

- Phân họ Mận (Amygdaloideae) hay (Prunoideae): Theo truyền thống bao gồmcác chi với quả là quả hạch đơn có đường nối, hai gân cạnh đường nối và một gânđối 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 lákèm, có cuống lá, gân lá thứ cấp uốn cong về phía mép lá, mép lá nguyên hay khíarăng cưa, đôi khi phân thùy nhỏ Hoa có cuống ngắn, mọc thành chùm 2–5, sớm kếttrái hay có các nhị hợp nhất bởi các bao phấn; lá bắc nhỏ, sớm rụng Đế hoa hìnhchuông, 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 hìnhtrứng hoặc hình quả lê, đường kính 2–3 cm, với các lá đài bền mọc thẳng hay uốn congvào trong Chúng thụ phấn nhờ côn trùng [2]

Trang 21

Theo 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 ViệtNam 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 xuấthiện 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 chosản lượng táo mèo lớn nhất tập trung chủ yếu tại ba tỉnh là Yên Bái, Sơn La và ĐiệnBiên Theo số liệu thống kê năm 2011 của các sở Nông nghiệp phát triển nông thôncủa ba Tỉnh Yên Bái, Sơn La và Điện Biên, tổng diện tích trồng và tự nhiên cây táomèo của ba tỉnh này khoảng 3200 hecta với tổng sản lượng hàng năm khoảng 6500

Trang 22

tấn Ước tính mỗi hecta cho 2 tấn quả trên 1 năm Trong đó diện tích táo mèo tại YênBái là lớn nhất khoảng 2000 hecta, tiếp đến là Sơn La với diện tích là 1000 hecta, cuốicùng là Điện Biên với diện tích gần 300 hecta Sản lượng táo mèo hàng năm của YênBái 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 rấtnhiều 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 trồngtáo mèo là 1490 hectra còn Trạm Tấu có diện tích trồng téo mèo là 440 hecta Qua sốliệu thống kê có thể thấy, Mù Cang Chải là địa phương cung cấp sản lượng táo mèochủ yếu của Yên Bái, chiếm khoảng 75% tổng sản lượng của tỉnh Cũng theo số liệuthu thập năm 2018 của sở Nông nghiệp và nông thôn Yên Bái, tỉnh đã trồng mới thêmđược 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 sảnlượng hàng năm đạt gần 2300 tấn/năm (khoảng 2,3 tấn/hecta) Về sản lượng thì BắcYên chiếm lớn nhất, tại Bắc Yên táo mèo cũng được chế biến và tiêu thụ nhiều nhấttrong ba huyện của Sơn La, tiếp đến là Mường La và Thuận Châu theo số liệu thu thậpmới nhất năm 2018 của sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn Sơn La, diện tích táomèo 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 triểnchủ 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 Tổngdiện 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 ướcđạt khoảng 500 tấn Theo số liệu thu thập được từ báo cáo của sở Nông nghiệp và pháttriển 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, đánhgiá đầy đủ [4,5] Các mẫu táo mèo khảo sát được thu tại 3 địa phương là Yên Bái, Sơn

Trang 23

La và Điện Biên Quả táo mèo được xác định gồm nhiều thành phần hóa học như chấtđạm, chất béo, chất khoáng, axit hữu cơ, axit amin và một số vitamin Các kết quả cụthể được thể hiện ở bảng 1.2.1.

Bảng 1.2.1 Hàm lượng các thành phần hóa học trong quả táo mèo

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

2’-O-β-D-xylopyranosyl-(16)-β-D-glucopyranoside (15), pinosylvin 3-O-β-D-glucopyranoside (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 24

Bảng 1.2.2.1 Danh sách các hợp chất được phân lập từ loài Docynia indica (Wall.)

Decne ở trong nước

D-glucopyranoside

Có thể thấy các công trình nghiên cứu trong nước về loài này cũng còn khákhiêm 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, TrungQuốc và Việt Nam Các nghiên cứu trên thế giới về thành phần hóa học loài này cũngrất 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 25

như hiệu quả kinh tế mà táo mèo mang lại Tại Trung Quốc và Ấn Độ cũng chỉ có mộtvài 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

Trang 27

1.2.3.2 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 dụngchống béo phì, giảm trọng lượng ở các phân đoạn của dịch chiết quả táo mèo trênchuột 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 chiếtethanol toàn phần Chuột béo phì được điều trị với cao chiết phân đoạn ethyl acetatetrong 14 ngày, các chỉ số lipid máu đã giảm đáng kể Cụ thể chỉ số TC (cholesteroltổng) giảm 10,3%, TG (triglyceride) giảm 31,16%, nồng độ glucose trong máu giảm14,3% so với đối chứng

Cao chiết quả táo mèo cũng cho thấy khả năng chống rối loạn trao đổi glucid vàlipid Phép thử được tiến hành trên chuột thử nghiệm Các phân đoạn dịch chiết quảtáo mèo được điều trị cho chuột bị béo phì Kết quả sau 16 ngày điều trị, chỉ sốtriglyceride 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 đoạnethyl acetate có chỉ số triglycerid giảm 31,6%; lô điều trị bằng cao chiết phân đoạnethanol 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 dụnglàm giảm nồng độ này là 77,9 ± 0,68 % Trong đó hiệu lực tăng dung nạp glucose ở tếbào 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 28

+ Hoạt tính kháng viêm [8]

Nhóm tác giả Hoàng Việt Dũng và cộng sự đã nghiên cứu phân lập được 13 hợpchất từ quả táo mèo Việt Nam Nhóm tác giá đã thực hiện thử hoạt tính kháng viêmcho 13 hợp chất đã phân lập được, chất đối chứng dương là L-NMMA có IC50 là22.1µM và khả năng bình phục của tế bào sau khi thử nghiệm với 50 µM chất thử là95.5 ± 4.1 (%) Kết quả cho thấy có 7 hợp chất thể hiện hoạt tính kháng viêm khá

mạnh bao gồm docynicasides A (7), docynicasides C (9), (6S,9R)-vomifoliol

9-O-β-D-xylopyranosyl-(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-(16)-β-D-glucopyranoside (15) với giá trị IC

50 (µM) và khả năng bìnhphục 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 (%) và 26.2 ± 1.8 µM, 102.5 ± 2.6 (%)

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, giátrị 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 khuẩncủa 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 29

acetone 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 câytrưởng thành (MDIFE) với hỗn hợp dung môi (methanol, aceton, nước) biểu thị khảnăng kháng khuẩn tốt, chúng có giá trị ức chế tối thiểu (MIC) là khá nhỏ đối với cả 6loại 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, đánhgiá 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 đótiến hành cho chuột thử nghiệm điều trị với phlozirin (phân lập từ quả táo mèo), dịchchiết 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 phươngthức khác nhau đều đã giảm trọng lượng đáng kể, nồng độ lipid trong máu cũng giảmxuống, sự tăng sinh của tế bào mỡ và tế bào viêm đều giảm (p < 0,05) so với nhóm đốichứng Trong đó, phlozirin cho tác dụng cao nhất đối với việc giảm béo ở chuột thửnghiệm Bằng cách so sánh các chỉ số từ nhóm đối chứng và nhóm điều trị cho thấyDIDE, 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 béophì (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 Lầnnày nhóm nghiên cứu tiến hành so sánh, đánh giá khả năng giảm đường huyết và tìnhtrạng kháng insulin của lô chuột được điều trị so với lô chuột không được điều trị Mộtchế độ ăn nhiều chất béo gây ra một hiện tượng hàm lượng đường và insulin tăngnhanh trong huyết thanh, do đó làm tăng chỉ số HOMA-IR (mức độ kháng insulin) vàgiảm chỉ số HOMA-IS (chỉ số nhạy cảm với insulin) Kết quả thử nghiệm cho thấynhững con chuột sau khi điều trị DIDE, PHZ và NP cho thấy sự giảm đáng kể nồng độglucose 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 rằngDIDE, PHZ và NP giúp cái thiện đáng kể sự tăng đường huyết và kháng insulin ởchuột thử nghiệm

Trang 30

1.3 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 rượungâm táo mèo, dấm ngâm táo mèo, mứt táo mèo, ô mai táo mèo, táo mèo sấy khô vàmột 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 Ưuđiểm của chúng là giá thành rẻ, dễ dàng sử dụng, đậm nét truyền thống nên dễ dàngtiếp cận khách du lịch Tuy nhiên các sản phẩm này cũng có những nhược điểm nhưyếu 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

Hình 1.3.1 Một số sản phẩm táo mèo truyền thống

Táo mèo sấy khô

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 tyTNHH Bắc Sơn ở Sơn La Hàng năm công ty thu mua và chế biến khoảng 1000 tấn táomèo, 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 kháccũng tạo ra nhiều sản phẩm rượu táo mèo khác nhau như rượu “táo mèo ngũ hành” củacông 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 31

Hình 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 nghiêncứu chế biến táo mèo thành các sản phẩm thương mại khác như: thực phẩm bảo vệ sứckhỏe “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 TNHHDược phẩm USAPHA Sản phẩm nước ép táo mèo TURI của công ty TNHH AnhĐào 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 nghệsản xuất và phát triển một số sản phẩm đồ uống từ quả táo mèo” thuộc chương trìnhcông nghệ sinh học chế biến của Bộ Công Thương do Viện Công nghiệp thực phẩmchủ trì đã nghiệm thu năm 2016 Công ty cổ phần rượu bia nước giải khát AROMA đãhợp 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 đượcthương 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 liệutáo 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 32

1.3.2.3 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]

Táo mèo tươi

Phân loại, rửa sạch, nghiền

Phân tích, Kiểm tra

Rượu táo mèo

Hình 1.3.2.3a Sơ đồ quy trình sản xuất rượu táo mèo

Trang 33

 Quy trình sản xuất nước táo mèo dạng trong quy mô 5000 lít/mẻ [20]

Lựa chọn

Quả có độ chín đồng đều

Rửa sạch, nghiền xé nhỏ Sirô đường

tan trong 1 lít nước ở Tỷ lệ sirô đường: nguyên liệu là 1,25:1, thời

Bổ sung K 2 S 2 O 5 Thu hồi sirô

Sirô có hàm lượng chất khô 57oBx

200 mg/l

Pha loãng: về 20oBx Bã

Xử lý enzyme Pectinex Ultra Clear, Tannase

Nhiệt độ: 50-52oC, nồng độ enzyme Pectinex Ultra Clear: 0,2 %, enzyme tannase 0,25%, thời gian: 30 phút

Natri Benzoate 0,05% 15oBx, axit 3g/l

Lọc trong, đóng chai

Thanh trùng

Giữ 75oC trong 20 phút

Nước táo mèo

Hình 1.3.2.3b Sơ đồ quy trình sản xuất nước uống táo mèo

Trang 34

 Quy trình công nghệ sản xuất giấm táo mèo quy mô 2000 lít mẻ [20].

Pha loãng 1/1,5 (cơ chất/nước) Ultra SPL: nồng

độ 0,15%, tại 30oC, 60 phút; Ultra Clear: 0,1 %,

Lọc dịch, pha môi trường lên men Bã

Tách bã, pha nước tỷ lệ 1:3, bổ sung đường

Lên men rượu

Nhiệt độ 28-320C, thời gian 5-7 ngày

Lên men giấm

Cồn:6%; acid acetic: 0,5%; đường:2%; cao nấm men:

0,5%, vi khoáng; nhiệt độ: 28-35oC; khuấy 200 vòng/phút; sục khí 300-400 lit/phút

Lọc tinh, hoàn thiện đóng chai

Giấm táo mèo

Hình 1.3.2.3c: Sơ đồ quy trình sản xuất giấm táo mèo

Trang 35

Nhận xét:

Các quy trình công nghệ nêu trên đã được nghiên cứu và hoàn thiện ở quy môcông nghiệp Quy trình đã áp dụng các kỹ thuật hiện đại như công nghệ enzyme, côngnghệ ủ lên men, trích ly…Sản phẩm tạo ra như rượu táo mèo, giấm táo mèo và nướcuống táo mèo có chất lượng ổn đinh

Các quy trình công nghệ này sử dụng nguồn nguyên liệu là quả táo mèo tươi, sảnxuất theo mô hình bán liên tục, thời gian sản xuất cho mỗi mẻ là tương đối dài (2-3tháng/mẻ), khối lượng nguyên liệu táo mèo sử dụng đầu vào không quá lớn, do đóchưa tận dụng hết tiềm năng về sản lượng táo mèo ở nước ta Bên cạnh đó, các sảnphẩm tạo ra cũng chưa có tính đột phá nên khả năng cạnh tranh trên thị trường khá khókhăn Vì vậy, đối với việc nghiên cứu công nghệ chế biến quả táo mèo cần xây dựngnhững phương án công nghệ mới nhằm tạo ra sản phẩm có tính đột phá như hướng đếnsản phẩm hỗ trợ chăm sóc sức khỏe con người, đồng thời khai thác có hiệu quả tiềmnăng 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 đềlớn dưới đây

Thứ nhất, táo mèo là loại quả có giá trị dinh dưỡng Đặc biệt, nó chứa hàmlượng phenolic khá cao, đây là nhóm hợp chất đã được chứng minh là giàu hoạt tínhsinh học Vì vậy quả táo có tiềm năng cho việc khai thác và phát triển tạo sản phẩm đểphục vụ cuộc sống Tuy nhiên cho đến nay, các nghiên cứu về thành phần hóa học cáchợp chất thứ cấp và hoạt tính sinh học về trái cây này có khá khiêm tốn ở cả trong vàngoài nước Do đó trong luận án này, chúng tôi định hướng nghiên cứu sâu hơn vềthành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của cao chiết quả táo mèo, cụ thể làphân đoạn cao chiết ethyl acetate Đây là phân đoạn cao chiết thể hiện hoạt tính mạnhnhất theo các công trình đã công bố [8, 11, 12] và cũng là phân đoạn cao chiết tậptrung phần lớn các hợp chất phenolic Kết quả nghiên cứu sẽ đóng góp rất nhiều choviệc nâng cao giá trị quả táo mèo, đồng thời bổ sung cơ sở khoa học cho việc sử dụngtáo 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 sảnlượng là rất lớn trong mùa thu hoạch Tuy nhiên hiện nay, táo mèo chủ yếu vẫn đượcchế biến từ dạng quả tươi như làm mứt, ô mai, ngâm rượu, hay hiện đại hơn là công

Trang 36

nghệ lên men làm nước quả, dấm, làm rượu [16-21] Những sản phẩm này mới chỉ đápứng 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 hiệnđại trong lĩnh vực chiết xuất nhằm khai thác nhóm hợp chất phenolic giàu hoạt tínhtrong quả táo mèo một cách hiệu quả từ nguyên liệu táo mèo đã sấy khô Điều này giảiquyết được vấn đề khó khăn về bảo quản nguyên liệu trong mùa thu hoạch, đồng thờigiúp nâng cao giá trị sản phẩm sau chế biến, hướng tới việc bào chế các sản phẩmchăm 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 vịmật độ spin tập trung cao nhất tại nguyên tử oxy, cũng như tại nguyên tử carbon ở vịtrí 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 tửlớn 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 bềmặt 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 tạophức rất nhanh

Chức năng sinh học của một số phenolic thì đã rõ, ví dụ như lignin là vật liệucấu tạo màng tế bào thực vật, các antoxyanin là sắc tố của hoa Tuy nhiên, còn nhiềuđiều chưa rõ về chức năng của những nhóm chất phenolic khác, ví dụ như cácflavonoid dường như là chất điều hòa sinh trưởng ở cây đậu nhưng lại là sắc tố quanghợp ở cây ra epina

Phần lớn các phenolic là có màu, đặc biệt là các flavonoid Song cũng có nhữngnhóm 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 hợpFeCl3 1% với K3Fe(CN)6 1% trong nước sẽ thấy có màu lục, tía hoặc xanh lam

Trang 37

Phenolic là các hợp chất thơm nên tất cả chúng đều hấp thụ khá mạnh trong vùngUV-VIS Sự có mặt của kiềm còn tạo ra những bước chuyển dịch rõ rệt Vì vậy, phươngpháp phổ hấp thụ vẫn là phương tiện đầu tay mỗi khi cần nhận dạng và định lượng cáchợp chất phenolic Việc xác định các hợp chất mới hoặc cấu trúc phức tạp cần thiết phảikết 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 trựctiếp với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl Chúng được phân bố rộng rãi trong giới thựcvật và là các sản phẩm trao đổi chất phong phú của thực vật Hơn 8000 cấu trúcphenolic đã được tìm thấy và xác định, từ các phân tử đơn giản như các phenolic acidđến 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 nhómphenol, chúng có khả năng ngăn chặn các chuỗi phản ứng dây chuyền gây ra bởi cácgốc tự do bằng cách phản ứng trực tiếp với các gốc tự do đó tạo thành một gốc tự domới bền hơn hoặc chúng cũng có thể tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp vốn làxúc 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 dụngsinh học rất phong phú Các hợp chất phenolic thường có tính chống oxy hóa mạnhgiúp 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 quanđến tim mạch như đau thắt ngực, nhồi máu cơ tim, xơ vữa động mạch…Bên cạnh đócác 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

8 C6 – C2 Acetophenone và phenylacetic acid

9 C6 – C3 Cinamic acid, cinnamyl aldehydes, cinmyl

alcohol, coumarin, isocoumarins và chromone

Trang 38

13 C6 -C1-C6 Xanthonoid

14 C6-C2-C6 Stillbenoid, anthraquinon

15 C6-C3-C6 Chalcones, aurone, dihydrochalcone,

flavonoid, anthocyanidin, anthocyanin

16 C6-C4-C6 Halogenat algal

18 (C6-C3)2 Lignan, neolignan

30 (C6-C3-C6)2 Biflavonyl

poly (C6-C3)n, (C6)n, Lignin, catechol, melamin, flavolan,

(C6-C3-C6)n polyphenolic protein, polyphenol

1.5.3 Chiết xuất phenolic từ thực vật

Các hợp chất phenolic xuất hiện khá phổ biến trong các loài thực vật Việc chiếtxuất các hợp chất phenolic đã được nghiên cứu tương đối nhiều Tuy nhiên với mỗiloại nguyên liệu khác nhau thì cần có những phương pháp và điều kiện chiết xuất phùhợp nhằm đạt được hiệu suất chiết cao nhất Các kỹ thuật chiết xuất phenolic từ thựcvật 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 việcchiết 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 nhaucủa dung môi, các điều kiện nhiệt độ và pH khác nhau, họ đã có thể tách chiết các hợpchất 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 vậtnhư 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 chấtphenolic 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 chiếtsoxhlet, ngâm và chưng cất lôi cuốn theo hơi nước Các thông số ảnh hưởng trongnhững 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 đặctính 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 cựckhác nhau bằng thiết bị chiết soxhlet và phương pháp ngâm chiết [31] Các nhóm

Trang 39

hợp chất phenolic khác nhau đã được chiết bằng các loại dung môi có độ phân cựckhác nhau Ethyl acetate, acetone và ethanol đã được sử dụng như là dung môi tốt nhất

để chiết polyphenol, flavonoid và tannin Trong một nghiên cứu khác, việc tách cáchợp chất phenolic từ hỗn hợp dầu bằng chất lỏng dicationic ionic đã được tiến hànhbởi Wu và cộng sự [32] Loại chất lỏng này đã cho thấy hiệu suất tách chiết phenolictối đa là 96.6% trong vòng 5 phút Khả năng tái sử dụng chất lỏng dicationic ionic đãđược nghiên cứu và chỉ ra rằng chúng bền sau 4 chu kỳ mà không giảm hiệu quả táchchiết phenolic

Trong phương pháp chiết này, thường có thể chiết được 1 – 30g các hợp chấtphenolic trong 6 – 24h Ưu điểm của phương pháp này là quy trình chiết đơn giản và

có thể chiết các hợp chất phenolic khác nhau bằng dung môi hữu cơ có độ phân cựckhác nhau Nhưng nhược điểm của quy trình này là tiêu thụ lượng dung môi lớn, thờigian chiết dài và hiệu suất chiết thấp, nguy cơ phơi nhiễm với hơi dung môi hữu cơ và

sự giảm chất lượng của các hợp chất mục tiêu trong phương pháp chiết [30] Nhữngvấn đề trong phương pháp chiết này đã dẫn đến việc tạo ra và phát triển của các kỹthuật thay thế mới, hiệu quả hơn trong việc chiết xuất phenolic

1.5.3.2 Chiết có hỗ trợ siêu âm (UAE)

Sóng siêu âm là sóng có tần số từ 20 kHz đến 10 MHz, có thể truyền qua chấtrắn, lỏng và khí và con người không thể cảm nhận thấy nó Trong phương pháp chiếtnày, các bọt khí được tạo ra có năng lượng cao sẽ phá vỡ cấu trúc thành tế bào củanguyên liệu, do đó tạo điều kiện giải phóng tốt hơn các vật chất trong tế bào [33]

Sóng siêu âm được ứng dụng và sử dụng ở 2 loại thiết bị là loại đầu dò và bểsiêu âm để chiết các hợp chất phenolic từ thực vật Bên cạnh các thông thông số vốn

có của thiết bị siêu âm (như biên độ, tần số và bước sóng), công suất và cường độ củachúng cũng có nhiều ảnh hưởng đến quá trình chiết và các thông số này cần được tối

ưu Thiết kế và hình dạng của bể siêu âm cũng như hình dạng của đầu dò có thể ảnhhưởng đến quá trình chiết [34]

So sánh với các phương pháp truyền thống, phương pháp chiết hỗ trợ siêu âm(UAE) đã được sử dụng theo các các phương diện đơn giản, dễ sử dụng, chi phi thấp,hiệu quả cao, tiêu thụ dụng môi hữu cơ thấp và giảm thời gian chiết Nó có thể được sửdụng như một quy trình đơn giản và đáng tin cậy trong phạm vi dung môi hữu cơ rộngcho các hợp chất phenolic khác nhau ở cấp độ quy mô lớn và công nghiệp [35]

Sun và cộng sự đã báo cáo ảnh hưởng của mật độ năng lượng sóng siêu âm (6.8– 47.4 W/L) và nhiệt độ (20 - 50ºC) đến hiệu suất chiết phenolic tổng bằng cách chiếtsiêu âm từ bã nho [36] Họ sử dụng dung dịch ethanol 50% làm dung môi và cho rằng

Trang 40

tốc độ chiết sẽ tăng lên cùng với sự tăng của mật độ năng lượng siêu âm do hệ sốkhuếch tán cao hơn Hiệu suất chiết các acid phenolic và flavonoid chọn lọc từ thảo

mộc Equisetum arvense L được thực hiện bởi Oniszczuk và cộng sự [37] Các phương

pháp chiết khác nhau như chiết soxhlet, chiết hỗ trợ siêu âm (USAE) và chiết dungmôi gia tốc (ASE) đã được sử dụng trong nghiên cứu này Họ đã chứng minh rằng,chiết siêu âm ở 60ºC với 3 chu kỳ (30 phút/chu kỳ), dung môi sử dụng methanol 80%

là phương pháp hiệu quả và chính xác hơn các phương pháp khác để tách các acid

phenolic và flavonoid chọn lọc từ thảo mộc E.arvense L Trong một kế hoạch nghiên

cứu khác của Palma và cộng sự, các nhà khoa học đã nghiên cứu các thông số khácnhau là nhiệt độ, biên độ đầu ra, chu kỳ làm việc, lượng mẫu và thời gian để chiết cáchợp chất phenolic từ quả nho và so sánh các điều kiện tối ưu với các kỹ thuật chiếtthông thường [38] Kết quả cho thấy chiết hỗ trợ siêu âm có thể chiết các hợp chấtphenolic với hiệu suất cao hơn và thời gian chiết ngắn hơn nhiều, chỉ 6 phút thay vìphải chiết trong 60 phút Việc chiết hợp chất phenolic từ vỏ nho Syrah cũng đã đượcthực hiện bởi Tonon và cộng sự [39] Họ đã tối ưu công suất chiết, nồng độ acid citric

và tỉ lệ rắn – lỏng cho phương pháp chiết này Dưới điều kiện tối ưu, 59% hợp chấtphenolic đã định lượng được chiết chỉ trong 3 phút của quá trình, siêu âm đã được coi

là một phương pháp phù hợp dựa trên việc tạo điều kiện dễ dàng giải phóng các hợpchất phenolic từ gian bào thực vật Theo con đường tương tự, Zardo và cộng sự đã báocáo việc chiết các hợp chất phenolic từ hạt hoa hướng dương [40] Nhiệt độ và nồng độethanol cho thấy hiệu quả cao nhất trong việc chiết các hợp chất phenolic từ hạt hướngdương Các kết quả cho thấy rằng hàm lượng phenolic thu được là khá cao trong thờigian đầu của quá trình và thời gian dài hơn không ảnh hưởng đến lượng chất chiết thuđược Cũng trong một kế hoạch nghiên cứu khác của Row và cộng sự đã thực hiệnchiết phenolic từ Laminaria japonica Aresch với 3 loại dung môi là các chất lỏng ionic1-alkyl-3-methylimidazolium với các loại cations và anions khác nhau [41] Các kếtquả chỉ ra rằng các đặc tính của cả 2 loại chất lỏng ionic anions và cations có hiệu quả

rõ rệt đến hiệu suất chiết So sánh các kết quả chiết dưới điều kiện tối ưu sử dụng chấtlỏng ionic với dung môi thông thường cho thấy hiệu suất chiết cao hơn trong thời gianchiết ngắn hơn Sheng và cộng sự đã đánh giá hoạt tính chống oxi hóa của phenolic

chiết từ quả Terminalia chebula Retz bằng các phương pháp chiết khác nhau là UAE

và LLE [42] Các kết quả chỉ ra rằng hoạt tính chống oxi hóa của hợp chất phenolicchiết bằng UAE trong điều kiện tối ưu thì mạnh hơn phương pháp LLE

Dựa trên các tài liệu khác nhau về phương pháp chiết có hỗ trợ siêu âm, các hợpchất phenolic có thể được chiết trong 10 – 60 phút và khi so sáng với phương phápLLE thì nó dễ xử lý, rẻ tiền, an toàn, tái sản xuất được và có thể sử dụng đồng thời cho

Định dạng
Số trang	231
Dung lượng	25,81 MB