Có rất nhiều nghiên cứu về số lƣợng, đặc điểm thực vật, khả năng phân bố , thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của một số loài trong chi Ngệ nhƣng chƣa có tác giả [r]
Trang 1iii
MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2
1.1 Chi Nghệ ở Việt Nam 2
1.2 Nghệ Trắng Trà Vinh 3
1.3 Nghiên cứu thành phần hóa học của chi Nghệ 4
1.3.1 Nghiên cứu ở Việt Nam 4
1.3.2 Nghiên cứu trên thế giới 5
1.4 Nghiên cứu hoạt tính sinh học của chi Nghệ 6
1.4.1 Nghiên cứu ở Việt Nam 6
1.4.2 Nghiên cứu trên thế giới 6
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 7
2.1 Điều kiện thực nghiệm 7
2.1.1 Nguyên liệu 7
2.1.2 Thiết bị và dụng cụ 7
2.1.3 Hóa chất 7
2.1.4 Một số vi sinh vật được thử nghiệm 8
2.2 Phương pháp nghiên cứu 10
2.2.1 Các phương pháp chiết xuất 10
2.2.2.1 Phương pháp lôi cuốn hơi nước 11
2.2.2.2 Kỹ thuật chiết bằng phương pháp ngâm dầm 11
2.2.2 Các phương pháp sắc ký 11
2.2.2.1 Sắc ký lớp mỏng 11
2.2.2.2 Sắc ký cột 13
2.2.2.3 Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) 14
2.2.2.4 Sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) 15
2.2.3 Các phương pháp xác định cấu trúc 17
2.2.3.1 Phổ proton 1H: 17
2.2.3.2 Phổ carbon 13C 17
2.2.3.3 Phổ DEPT 18
2.2.3.4 Phổ hai chiều HSQC 18
2.2.3.5 Phổ hai chiều HMBC 19
2.2.4 Các phương pháp thử hoạt tính sinh học 19
LVBM.4.5
Trang 2iv
2.2.4.1 Phương pháp quét gốc tự do DPPH 19
2.2.4.2 Phương pháp đục lỗ thạch 20
2.2.4.3 Phương pháp pha loãng 21
2.3 Chiết xuất, điều chế và phân lập 23
2.3.1 Chiết xuất tinh dầu 23
2.3.2 Điều chế cao acetone 25
2.3.3 Phân lập hợp chất trong cao acetone 26
2.3.3.1 Khảo sát phân đoạn F1, F2, F3 28
2.3.3.2 Khảo sát phân đoạn F5 28
2.3.3.3 Khảo sát phân đoạn F54 30
2.3.3.4 Khảo sát phân đoạn F544 31
2.3.3.5 Khảo sát phân đoạn F56 32
2.3.3.6 Khảo sát phân đoạn F57 33
2.3.3.6 Khảo sát phân đoạn A 33
Khảo sát hoạt tính sinh học 35
2.4.1 Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa 35
2.4.2 Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn 36
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ - BIỆN LUẬN 37
3.1 Thành phần hóa học 37
3.1.1 Thành phần hóa học tinh dầu 37
3.1.2 Thành phần hóa học các phân đoạn cao acetone 40
3.1.2.1 Phân đoạn F1 40
3.1.2.2 Phân đoạn F2 41
3.1.2.1 Phân đoạn F3 41
3.1.3 Xác định cấu trúc hóa học của hợp chất S2 43
3.1.4 Xác định cấu trúc hóa học của hợp chất S3 45
3.2 Hoạt tính sinh học 47
3.2.1 Hoạt tính kháng oxy hóa 47
3.2.2 Hoạt tính kháng khuẩn 51
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO 56
PHỤ LỤC 1
Trang 3v
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Một số hình ảnh về loài Nghệ - 3
Hình 1.2 Một số hình ảnh về Nghệ trắng Trà Vinh - 4
Hình 1.3 Chất màu curcumin - 5
Hình 2.1 Bacillus cereus - 8
Hình 2.2 Staphylococcus aureus - 8
Hình 2.3 Pseudomonas aeruginosa - 9
Hình 2.4 Escherichia coli - 10
Hình 2.5 Sắc ký lớp mỏng - 12
Hình 2.6 Cách tính Rf - 13
Hình 2.7 Phương pháp pha loãng nồng độ dịch vi sinh - 22
Hình 2.8 Bột Nghệ trắng - 24
Hình 2.9 Bột Nghệ vàng - 24
Hình 2.10 Thiết bị chưng cất lôi cuốn hơi nước - 25
Hình 2.11 Dịch chiết acetone - 26
Hình 2.12 Sắc ký cột - 27
Hình 2.15 HPLC tách chất - 35
Hình 2.16 Kết quả hiện màu với H2SO4 của S3 - 35
Hình 3.1 Tinh dầu Nghệ trắng và Nghệ vàng - 37
Hình 3.2 Hợp chất 9a - 37
Hình 3.3 Phổ HMBC của hợp chất S3 - 47
Hình 3.4 Hợp chất 1 - 45
Hình 3.5 Phổ HMBC của hợp chất S3 - 47
Trang 4vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Nhiệt độ sôi, hằng số điện môi, chỉ số phân cực, độ nhớt, độ tan trong nước
của một số dung môi 10
Bảng 2.2 Kết quả khảo sát cao acetone 27
Bảng 2.3 Kết quả khảo sát phân đoạn F5 29
Bảng 2.4 Kết quả khảo sát phân đoạn F54 30
Bảng 2.5 Kết quả khảo sát phân đoạn F544 31
Bảng 2.6 Kết quả khảo sát phân đoạn F56 32
Bảng 2.7 Kết quả khảo sát phân đoạn F57 33
Bảng 2.8 Kết quả khảo sát phân đoạn A 35
Bảng 3.1: Hàm lượng tinh dầu trong củ Nghệ 37
Bảng 3.2 Thành phần hóa học và hàm lượng của tinh dầu Nghệ trắng và Nghệ vàng 38 Bảng 3.3 Thành phần hóa học và hàm lượng của phân đoạn F1 40
Bảng 3.4 Thành phần hóa học và hàm lượng của phân đoạn F2 41
Bảng 3.5 Thành phần hóa học và hàm lượng của phân đoạn F3 41
Bảng 3.6 Số liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR (ppm) của S2 và hợp chất 9a 43
Bảng 3.7 Số liệu phổ HMBC (ppm) của S2 43
Bảng 3.8 Số liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR (ppm) của S3 và hợp chất 1 46
Bảng 3.9 Kết quả phần trăm ức chế của vitamin C 47
Bảng 3.10 Kết quả phần trăm ức chế của tinh dầu Nghệ trắng Trà Vinh 48
Bảng 3.11 Kết quả phần trăm ức chế của F3 49
Bảng 3.12 Kết quả phần trăm ức chế của F5 50
Bảng 3.13 Đường kính vòng vô khuẩn của tinh dầu Nghệ trắng, Nghệ vàng và phân đoạn F5 52
Bảng 3.14 Bảng giá trị MIC của tinh dầu Nghệ và F5 đối với các chủng vi khuẩn 52
Trang 5vii
DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ SƠ ĐỒ
DANH MỤC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1 Khả năng ức chế của vitamin C 48
Đồ thị 3.2 Khả năng ức chế của tinh dầu Nghệ trắng 49
Đồ thị 3.3 Khả năng ức chế của mẫu F3 50
Đồ thị 3.4 Khả năng ức chế của mẫu F5 51
DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1 Sơ đồ nghiên cứu tinh dầu Nghệ - 23
Sơ đồ 2.2 Sơ đồ điều chế cao acetone - 25
Sơ đồ 2.3 Sơ đồ khảo sát cao acetone - 26
Sơ đồ 2.4 Sơ đồ khảo sát phân đoạn F5 - 29
Sơ đồ 2.5 Sơ đồ khảo sát phân đoạn F54 - 30
Sơ đồ 2.6 Sơ đồ khảo sát phân đoạn F544 - 31
Sơ đồ 2.7 Sơ đồ khảo sát phân đoạn F56 - 32
Sơ đồ 2.8 Sơ đồ khảo sát phân đoạn F57 - 33
Sơ đồ 2.9 Sơ đồ khảo sát phân đoạn A - 34
Trang 6viii
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
B cereus: Bacillus cereus
S aureus: Staphylococcus aureus
P aeruginosa: Pseudomonas aeruginosa
E coli: Escherichia coli
EPEC: Enteropathogenic Escherichia coli
EIEC: Enteroinvasive Escherichia coli
ETEC: Enterotoxigenic Escherichia coli
EHEC: Enterohaemorrhagic Escherichia coli
VTEC: Verocytoxin Escherichia coli
DPPH.: 2,2 diphenyl-1-picrylhydrazyl
DMSO: dimethyl sulphoxide
EA: Ethylacetate
MeOH : Methanol
Chlo: Chloroform
GC-MS: sắc ký khí ghép khối phổ (Chromatography Mass Spectrometry) MS: Phổ khối lƣợng (Mass Spectrometry)
HSQC: Heteronuclear Single Quantum Correlation
HMBC: Heteronuclear Multiple Bond Coherence
IC50: phần trăm ức chế 50%
SKLM: Sắc ký lớp mỏng
MIC: Nồng độ ức chế tối thiểu (Minimum Inhibited Concentration)
HPLC: Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography)
Trang 71
PHẦN MỞ ĐẦU
Nước ta là quốc gia nằm ở vùng nhiệt đới, gió mùa nên có nhiều điều kiện thuận lợi (nhiệt độ, ánh sáng, đất đai, ) cho sự phát triển của nhiều loài thực vật Từ lâu con người đã biết sử dụng tất cả các thành phần của Nghệ để làm đẹp, thuốc chữa bệnh, làm gia vị và làm phẩm màu trong chế biến thực phẩm Thành phần hóa học trong thân
rễ (củ) của nghệ rất giàu alkaloid, flavonoid, curcuminoids, tannin và terpenoid thường
là những chất có hoạt tính sinh học quý
Hoạt chất curcumin có trong củ Nghệ có tác dụng kháng nấm, diệt khuẩn, diệt ký sinh trùng, chống viêm nhiễm và bảo vệ da Ngoài ra, Curcumin được coi là chất tiêu biểu cho các chất phòng chống ung thư thế hệ mới: hiệu lực, an toàn và không gây tác dụng phụ, chỉ tác dụng lên tế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến tế bào lành tính,
vô hiệu hóa các gốc tự do hình thành trong quá trình tự vệ của cơ thể, Để tăng dung nạp cucurmin trong dược phẩm hiện nay hoạt chất trên được thương mại hóa phổ biến dưới dạng nanocurcumin Tuy nhiên việc dùng nanocurcumin trong mỹ phẩm có phần nào hạn chế do màu vàng khá đậm của curcumin
Cũng do màu vàng nên những công dụng của bột Nghệ vàng đối với quá trình lành vết thương, chống viêm nhiễm, nám da của phụ nữ đặc biệt là phụ nữ sau sinh tuy rất tốt nhưng khi bôi sẽ để lại những vết màu vàng rất khó chịu Ở Trà Vinh có một loài Nghệ có hình thái bên ngoài và mùi giống Nghệ vàng nhưng củ màu trắng, cũng
có các hoạt tính làm lành vết thương nhanh, chống nám tốt,… và không có chứa những hợp chất có màu như Nghệ vàng nên dễ dàng sử dụng trong mỹ phẩm, dược phẩm Mục tiêu của đề tài là khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính sinh học (hoạt
tính chống oxi hóa, hoạt tính kháng khuẩn) của loài curcuma sp nhằm tìm ra được
những hợp chất mới có thể ứng dụng trong mỹ phẩm và y sinh
Trang 82
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Chi Nghệ ở Việt Nam
Chi Nghệ (Curcuma) là một chi lớn của họ Gừng (Zingiberaceae) Theo GS
Phạm Hoàng Hộ, ở Việt Nam có những loài Nghệ sau:
- Nghệ vàng: Curcuma domestica Val.(C longa L.): Là loài cây thân thảo có
chiều cao khoảng 1m Thân rễ thành củ hình trụ hoặc hơi dẹt, khi bẻ hoặc cắt ngang có màu vàng cam sẫm; Lá có hình trái xoan nhọn hai đầu, bề mặt của lá nhẵn, lá dài 45
cm và rộng 28cm; Cuống lá cọ bẹ; Cụm hoa mọc lên từ giữa các lá tạo thành hình nón thưa, lá bắc hữu thụ hình máng rộng, đầu tròn màu xanh lục nhạt, lá bắc bất thụ hẹp hơn, màu hơi tím nhạt Tràng có phiến, cánh hoa ngòai màu xanh lục vàng nhạt, chia thành ba thùy, thùy trên to hơn, phiến cánh hoa trong cũng chia ba thùy, hai thùy hai bên đứng và phẳng, thùy dưới hõm thành máng sâu Quả nang 3 ngăn, mở bằng ba van Hạt có áo hạt
- Curcuma aromatica Salisb: Nghệ trắng
- Curcuma earuginosa Roxb: Nghệ Ten Đồng
- Curcuma zedoaria (Berg.): Nghệ đen
- Curcuma xanthorrhiza Roxb
- Curcuma rubens
- Curcuma thorelii Gagn
- Curcuma pierreana Gagn
- Curcuma elata Roxb
- Curcuma cochinchinensis Gagn
- Curcuma alismataefolia Gagn
- Curcuma angustifolia Roxb
- Curcuma parviflora Wall
- Curcuma gracillima Gagn [1][2]
Phổ biến nhất là Curcuma longa, tiếp đến là Curcuma zedoaria, Curcuma aromatica mọc hoang hay được trồng rãi rác khắp nơi trên đất nước ta và một số nước
vùng nhiệt đới thuộc châu Á
Trang 93
Hình 1.1 Một số hình ảnh về loài Nghệ
1.2 Nghệ Trắng Trà Vinh
- Tên thường gọi: Nghệ trắng, Nghệ rừng (wild tumeric)
- Tên khoa học: Curcuma sp
Trang 104
Hình 1.2 Một số hình ảnh về Nghệ trắng Trà Vinh
- Mô tả cây: Nghệ trắng là một loại cỏ cao 0,6 đến 1m Thân rễ thành củ hình trụ hoặc hơi dẹt, khi bẻ hoặc cắt ngang có màu trắng, có mùi rất thơm, vị rất đắng Lá hình trái xoan thon nhọn ở hai đầu, hai mặt đều nhẵn dài tới 45 cm, rộng tới 18 cm Cuống
lá có bẹ Cụm hoa mọc từ giữa các lá lên thành hình nón thƣa
Có rất nhiều nghiên cứu về số lƣợng, đặc điểm thực vật, khả năng phân bố , thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của một số loài trong chi Ngệ nhƣng chƣa có tác giả nào nghiên cứu khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của củ Nghệ trắng ở Trà Vinh
1.3 Nghiên cứu thành phần hóa học của chi Nghệ
1.3.1 Nghiên cứu ở Việt Nam
- Theo Giáo sƣ Tiến sĩ Đỗ Tất Lợi thì thành phần hóa học có trong Nghệ vàng gồm: Chất màu curcumin 0.3%, tinh dầu 1-5% màu vàng nhạt, thơm gồm 25% carbua tecpenic, chủ yếu là zingiberen và 65% ceton sesquitecpenic, các chất turmeron, 5% paratolylmetyl carbinol và 1% long não hữu tuyến Hai chất sau chỉ thấy trong
Curcuma xanthorrhiza Roxb Ngoài ra còn tinh bột, canxi oxalate, chất béo [2]
Trang 115
Hình 1.3 Chất màu curcumin
- Thành phần hóa học chính trong tinh dầu Nghệ đen (Curcuma zedoaria) trích ly
theo phương pháp thường và phương pháp vi sóng gồm là γ-Elemen (14,18 ± 1,37% đến 18,79 ± 1,45%), Curzeren (14,28 ± 1,99% đến 16,67 ± 2,06%), Germacron (22,53 ± 2,18% đến 24,28 ± 2,19%) [3]
- Dùng ether dầu hòa tan cao ethanol chiết từ thân rễ Nghệ trắng (Curcuma aromatica Salisb.) thu được ba sesquiterpene hydrocacbon (α-humulene, β-selinene và
α- selinene) và sáu oxygenated sesquiterpenes (furanodiene, furanodienone, curzerenone, germacrone, curcumenone và zederone) [4]
- Thành phần chính trong tinh dầu được chiết từ thân rễ Nghệ Ten đồng
(Curcuma earuginosa Roxb) là Furanodienon (20.13%), Gemaron (16,67%), Curdion
(8.58%) và Furanodiene (8,39%) [5]
1.3.2 Nghiên cứu trên thế giới
- Thành phần chính trong tinh dầu của củ Curcuma zedoaria là Curzerenone
(31,6%), Germacrone (10,8), Camphor (10,3%) [3]
- Ở Ấn Độ Curcuma aromatica được sử dụng rộng rãi để làm giảm mụn trứng cá
trên mặt và cải thiện làn da được ứng dụng rất nhiều trong mỹ phẩm chỉ sau Nghệ vàng Các thành phần được xác định trong dầu là: α-pinen, β-pinen, Camphene, 1,8-cineol, isofurano-germacrene, borneol, Isoborneol, β-curcumene, ar-curcumene, xanthorrhizol, Germacrone, camphor, và curzerenone [6]
- Thành phần chính trong tinh dầu của Curcuma longa là α-turmerone (42,6%),
turmerone (16,0%) và ar-turmerone (12,9%) [7] Thành phần chính trong tinh dầu
Curcumar longa gồm ar-turmerone (24,4%), α-turmerone (20,5%), và β-turmerone
Trang 1256
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Phạm Hoàng Hộ (1997), Cây cỏ Việt Nam, T 3, Tr 454-457, NXB Trẻ, Thành
Phố Hồ Chí Minh
[2] Giáo sư Tiến sĩ Đỗ Tất Lợi, Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, 2004, Tr
227, Nhà xuất bản y học
[3] Trần Thị Việt Hoa, Trần Thị Phương Thảo, Vũ Thị Thanh Tâm, Thành phần hóa học và tính kháng oxy hóa của Nghệ đen curcuma zedoaria Berg Trồng ở Việt Nam, Tạp chí phát triển KH & CN, tập 10, số 04 – 2007
[4] Phan Minh Cang, Phan Tong Sơn, Isolation of sesquiterpenoids from the rhiromes of Vietnames curcuma aromatic Salisb Journal of Chemistry, Vol 38, No.4,
P 96 – 99, 2000
[5] Trần Thanh Lương, Nguyễn Cao Trí, Phạm Nguyễn Đông Yên, Nguễn Thị
Mai Hương, Nguyễn Thị Thanh Thủy, Nguyễn Thị Thúy, Vũ Thị Bích, Studies on rhizome of curcuma aeruginosa roxb growing in Tam Dao – Vinh Phu, Hội nghị Khoa
học và Công nghệ hóa học hữu cơ toàn quốc lần thứ IV.2007
[6] Sikha A, Harini A, Hegde Prakash L, Pharmacological activities of wild turmeric (curcuma aromatic salisb): a review, Journal of Pharmacognosy and
Phytochemistry 2015; 3(5): 01-04
[7] Avanço G.B., Ferreira F.D., Bonfim N.S., dos Santos P.A.d.S.R., Peralta R.M., Brugnari T., Mallmann C.A., de Abreu Filho B.A., Mikcha J.M.G & Machinski
M., Jr, Curcuma longa L essential oil composition, antioxidant effect, and effect on Fusarium verticillioides and fumonisin production, Food Control (2016), State
University of Maringá (Universidade Estadual de Maringá), Avenida Colombo 5790, 87020-900 Maringá, Paraná, Brazil
[8] Fan-Cheng Meng, Yan-Qing Zhou, Dai Ren, Ruibing Wang, Chunming
Wang, Li-Gen Lin, Xiao-Qi Zhang, Wen-Cai Ye, Qing-Wen Zhang, “Turmeric: A Review of Its Chemical Composition, Quality Control, Bioactivity, and Pharmaceutical Application”, Natural and Artificial Flavoring Agents and Food
Dyes, 2018, 299-350
[9] Orawan Theanphong, Withawat Mingvanish and Thaya Jenjittikul, Chemical constituents and in vitro and antioxidant activities of essential oil from cucuma leucorrhiza roxb Rhizome, Bulletin of Health, Science and Technology (2016, 14
(2):86-96