Bài viết Khảo sát một số hoạt tính sinh học từ chất trích cây dền gai (Amaranthus spinosus l.) trình bày khảo sát một số hoạt tính sinh học như kháng oxid hóa, kháng khuẩn từ chất trích toàn phần từ cây dền gai.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GỊN SAIGON UNIVERSITY TẠP CHÍ KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL ĐẠI HỌC SÀI GÒN OF SAIGON UNIVERSITY Số 80 (02/2022) No 80 (02/2022) Email: tcdhsg@sgu.edu.vn ; Website: http://sj.sgu.edu.vn/ KHẢO SÁT MỘT SỐ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ CHẤT TRÍCH CÂY DỀN GAI (AMARANTHUS SPINOSUS L.) A study on the biological activities of extract from Amaranthus spinosus L TS Phạm Ngọc Khôi Trường Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch TÓM TẮT Cây dền gai (Amaranthus spinosus L.) chứa số hoạt tính sinh học có lợi cho sức khỏe Theo y học cổ truyền dền gai có tác dụng việc hỗ trợ điều trị đau nhức xương khớp, gai cột sống, thoát vị đĩa đệm Tuy nhiên hiểu biết hoạt tính sinh học dền gai chưa tìm hiểu nhiều Mục tiêu nghiên cứu khảo sát số hoạt tính sinh học kháng oxid hóa, kháng khuẩn từ chất trích tồn phần từ dền gai Kết nghiên cứu cho thấy chất trích từ dền gai có khả kháng oxid hóa cao với giá trị IC50 = 61,80 µg/ml, nhiên khả kháng oxid hóa thấp đối sánh với vitamin C mẫu đối chứng (IC50 = 46,36 µg/ml) Chất trích tồn phần từ dền gai cịn có khả kháng lại số chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli nhiều nồng độ khảo sát khác (20 – 60 mg/ml) Ở nồng độ chất trích cao hoạt tính kháng khuẩn tăng dần Kết nghiên cứu giúp chứng minh tiềm chữa bệnh dền gai, từ làm sở cho nghiên cứu khác hoạt tính sinh học dền gai Từ khóa: dền gai, chất kháng oxid hóa, chất kháng khuẩn ABSTRACT Amaranthus spinosus L contains many biological activities with health benefits According to traditional medicine, Amaranthus spinosus L is effective in the treatment of osteoarthritis pain, spondylosis, herniated disc However, the studies of biological activities of Amaranthus spinosus L are still unknown The aim of this paper is to study some biological activities such as antioxidant, antibacterial activities of the whole extracts from Amaranthus spinosus L The results of this study show that the extract from Amaranthus spinosus L has high antioxidant activities with IC50 = 61.80 µg/ml, but this antioxidant activities is still lower than vitamin C as sample control (IC50 = 46.36 µg/ml) The whole extract from Amaranthus spinosus L is also inhibiting the expression of some bacterial strains such as Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli at different concentrations (20 – 60 mg/ml) At the higher concentration of the extract, the antibacterial activities increase gradually The results of this study help to demonstrate the therapeutic potential of Amaranthus spinosus L for further studies of other biological activities Keywords: Amaranthus spinosus L., antioxidant compound, antibacterial compound dùng làm thuốc, số có dền gai, loại phổ biến Việt Nam Cây dền gai (Amaranthus spinosus L.) Mở đầu Hiện nay, người sử dụng nhiều loại trồng vừa dùng làm thức ăn vừa Email: pnkhoi@pnt.edu.vn 45 SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No 80 (02/2022) Việt Nam Đối tượng phương pháp nghiên cứu Mẫu nghiên cứu Cây dền gai mua từ công ty dược thảo Đức Thịnh (thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh) chuyên mảng phát triển cung cấp dược liệu uy tín chất lượng Địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu thực Phịng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Sinh học, Khoa Khoa học ứng dụng, Đại học Tôn Đức Thắng, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam Các bước tiến hành nghiên cứu Xử lý nguyên liệu → Kiểm nghiệm nguyên liệu dựa theo tiêu chuẩn Phụ lục 12, Dược điển Việt Nam V (xác định độ ẩm) → Chia làm bước tiến hành - Bước 1: Ly trích nguyên liệu phương pháp ngấm kiệt theo điều kiện ngẫu nhiên (dung môi etanol 70%, tỷ lệ nguyên liệu: dung môi 1:10 (g/mL), 60 phút, 50ºC) - Bước 2: Thu cao trích tồn phần từ dền gai → Cao trích sau pha lỗng thành dung dịch trích tồn phần, sử dụng chất trích tồn phần để khảo sát tiếp khả kháng oxid hóa khả kháng khuẩn Xử lý nguyên liệu Cây dền gai sau thu hái sử dụng trưởng thành, loại bỏ cành, non bị dập nát Rửa nước nhằm loại bỏ bụi bẩn Mẫu sấy tới trọng lượng không đổi tủ sấy nhiệt độ 40 – 45 ºC sau xay nhỏ máy xay nhằm mục đích tăng diện tích tiếp xúc dung môi nguyên liệu, làm tăng khả khuếch tán, trích ly thẩm thấu chất vào dung lồi thực vật có hoa họ Dền (Amaranthaceae) Lồi thực vật có nguồn gốc từ Nam Trung Mỹ, sau phân bố vùng ôn đới nhiệt đới khắp giới Loài du nhập từ khoảng năm 1700 vào vùng nóng giới sau phổ biến vùng nhiệt đới châu Á, từ vùng đồng độ cao 1400 m Chúng mọc bãi hoang, ven sông suối, bãi cát bồi, chỗ nhiều ánh sáng ven đường quanh khu dân cư [1] Cây dền gai biết đến loại rau dùng để nấu canh hay luộc thơng dụng Ngồi việc ghi nhận chứa nhiều thành phần dinh dưỡng, giúp cung cấp dưỡng chất thiết yếu cho thể protein, chất xơ, loại vitamin (B2, B6, B12, K) khoáng chất Theo y học cổ truyền, dền gai loại thảo dược hỗ trợ điều trị bệnh thường gặp hiệu bệnh xương khớp, đường hô hấp, lợi tiểu, nhiệt, bổ máu, giúp tiêu viêm, mụn nhọt, kiết lỵ, chảy máu cam, đau mắt đỏ Hạt dền gai sử dụng để cầm máu băng bó vết thương [2] Trên giới, nghiên cứu gần khảo sát khả kháng viêm từ dền gai [3] Chất trích metanol ba lồi Amaranthus (Amaranthus caudatus, Amaranthus spinosus, Amaranthus viridis) thử nghiệm động vật thử nghiệm có tác dụng hỗ trợ điều trị đái tháo đường hạ cholesterol máu [4] Ở Việt Nam, cơng trình nghiên cứu loại chưa có nhiều Vì nghiên cứu tiến hành với mục tiêu đánh giá số hoạt tính sinh học khả kháng oxid hóa, kháng khuẩn từ chất trích tồn phần từ dền gai điều kiện trồng 46 PHẠM NGỌC KHÔI TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GỊN mơi Sau bảo quản nơi khơ nhiệt độ phịng Xác định độ ẩm từ dền gai Nguyên liệu sấy phơi khô, nghiền nhỏ tiến hành xác định độ ẩm nguyên liệu Từ độ ẩm nguyên liệu xác định hàm lượng chất khơ có mẫu Tiến hành xác định độ ẩm 0,5g mẫu nguyên liệu máy đo độ ẩm tự động Cao trích (được tách trích sau này) tiến hành xác định độ ẩm tương tự mô tả Phương pháp ngấm kiệt Sau chuẩn bị dền gai, ngâm 20g bột khô dền gai vào 200 ml dung mơi etanol 70% bình ngấm kiệt, đặt vào bể điều nhiệt 50 ºC phút, thêm vào 10 ml nước cất sau tiếp tục trích 50 ºC bể điều nhiệt 60 phút Sau khoảng thời gian xác định, rút nhỏ giọt chất trích phía dưới, đồng thời bổ sung thêm dung mơi phía cách cho dung môi chảy chậm liên tục qua lớp dền gai nằm yên Lọc lấy dịch làm mẫu thử Cơ chất trích thành cao đem xác định độ ẩm với mẫu nguyên liệu ban đầu theo hướng dẫn tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam V [5] Xác định khả khử gốc tự DPPH Phương pháp định lượng DPPH phương pháp dựa vào thay đổi màu dạng khử dạng bị khử chất có tên gọi 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl gọi tắt DPPH độ hấp thu độ dài sóng từ 500 – 600 nm Phương pháp ứng dụng rộng rãi phương pháp xác định hoạt tính kháng oxid hóa hiệu dễ thực DPPH chất có trạng thái bình thường dạng chất có chứa gốc tự ổn định Gốc tự bền, ổn định hiệu ứng điện tử hiệu ứng lập thể nội phân tử tạo ra, phân tử khơng bị nhị phân hóa Và trạng thái này, chúng có màu tím đậm đặc trưng Nhưng chúng tạo điều kiện để phản ứng với chất có khả bắt gốc tự chúng chuyển thành trạng thái điện tử tự kết màu tím đặc trưng Chính vậy, DPPH sử dụng việc xác định khả kháng oxid hóa chất thử nghiệm thơng qua khả làm màu DPPH Các chất có khả kháng oxid hóa chất có khả bắt gốc tự DPPH nguyên tử hydrogen mình, để tạo thành dạng DPPH màu, xác định cách đo độ hấp thu dung dịch độ dài sóng có độ hấp thu 517 nm Do đó, khả làm gốc tự chất cao hấp thu quang phổ đo độ dài sóng (λ = 517 nm) phản ứng DPPH có giá trị giảm ngược lại Khả loại bỏ gốc tự DPPH phụ thuộc vào nồng độ chất trích Khi nồng độ chất trích tăng khả loại bỏ gốc tự DPPH tăng ngược lại Vitamin C sử dụng làm đối chứng dương Kết đánh giá thông qua giá trị IC50 (inhibitory concentration) nồng độ chất oxy hóa cần để ức chế (trung hịa) 50% gốc tự DPPH khoảng thời gian xác định Cụ thể sau: khoảng 20 – 140 µl chất trích pha lỗng đến nồng độ thích hợp trộn với nước cất để đạt thể tích tổng cộng ml nhằm xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính y = ax + b với x nồng độ chất trích, y khả khử gốc tự DPPH Sau thêm ml dung dịch DPPH 0,2 mM, lắc để yên bóng tối khoảng 30 phút Độ hấp thu quang học đo độ dài sóng λ = 517 nm (Carry 50, Varian, Australia) Khả 47 SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No 80 (02/2022) khử gốc tự DPPH xác định theo công thức sau: DPPH (%) = 100 * (Achứng – Amẫu) / Achứng (trong đó: Achứng độ hấp thu quang học mẫu trắng khơng chứa chất trích, Amẫu độ hấp thu quang học mẫu có chứa chất trích) Kết báo cáo giá trị IC50 nồng độ chất trích khử 50% gốc tự DPPH điều kiện xác định cách thay y = 50 vào phương trình y = ax + b, tìm giá trị x nồng độ chất trích cần để ức chế (trung hịa) 50% gốc tự DPPH khoảng thời gian xác định Giá trị IC50 thấp hoạt tính khử gốc tự DPPH cao ngược lại [6] Xác định khả kháng khuẩn Thí nghiệm tiến hành theo phương pháp đặt đĩa giấy để khảo sát khả kháng khuẩn chất trích tồn phần từ dền gai Trong gồm nghiệm thức: mẫu đối chứng (dimetyl sulfoxid 99,9%, DMSO), chất trích nồng độ 20 mg/ml, 40 mg/ml, 60 mg/ml Số nghiệm thức/hộp petri: nghiệm thức Tổng số hộp petri cho loại vi khuẩn: hộp Tổng số hộp petri cho loại vi khuẩn: hộp Thể tích mơi trường/hộp petri: 20 ml [7] Phương pháp xử lý số liệu Mỗi thí nghiệm lặp lại ba lần sử dụng phầm mềm thống kê SAS 8.1 Microsoft Excel 2010 để tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn sai khác có ý nghĩa ba lần lặp lại Từ đó, biết kết thí nghiệm có ý nghĩa khơng yếu tố có ảnh hưởng lên kết thí nghiệm khơng Kiểm định Turkey thực để đánh giá mức độ khác biệt có ý nghĩa giá trị với mức ý nghĩa p < 0,05 Kết Kết kiểm tra độ ẩm nguyên liệu Bằng phương pháp sử dụng máy đo độ ẩm tự động, độ ẩm mẫu nguyên liệu cao chiết dền gai xác định 10,7% 15,2% Theo quy định tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam V độ ẩm đạt cho bột nguyên liệu ≤ 13% cho cao đặc ≤ 20% Vậy giá trị khối lượng làm khơ trung bình mẫu nguyên liệu 10,7% cao chiết 15,2% dền gai đạt tiêu chuẩn Kết khảo sát khả kháng oxid hóa chất trích tồn phần từ dền gai Các nồng độ vitamin C phần trăm ức chế biểu thị dạng phương trình đường thẳng y = 1,0633x + 0,7074 (1), với hệ số tương quan R2 = 0,9909 Thay y = 50 vào phương trình (1), tìm IC50 = 46,36 (µg/ml) Trong đó, nồng độ chất trích từ dền gai phần trăm ức chế biểu thị dạng phương trình đường thẳng y = 1,0221x – 13,165 (2) với hệ số tương quan R2 = 0,9942 Thay y = 50 vào phương trình (2), tìm IC50 = 61,80 (µg/ml) Giá trị IC50 vitamin C chất trích từ dền gai 46,36 µg/ml 61,80 µg/ml, đối sánh giá trị IC50 cho thấy chất trích thu từ dền gai có hoạt tính kháng oxid hóa thấp vitamin C chất đối chứng khoảng 75% (46,36:61,80) Kết khảo sát khả kháng khuẩn chất trích tồn phần từ dền gai Khả kháng khuẩn chất trích tồn phần từ dền gai xác định dựa khả ức chế phát triển vi khuẩn, thể qua đường kính vịng kháng khuẩn tạo hộp petri trình bày Hình 48 PHẠM NGỌC KHƠI TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GỊN Hình Khả kháng khuẩn chất trích tồn phần từ dền gai (A: Staphylococcus aureus, B: Pseudomonas aeruginosa, C: Escherichia coli) Chú thích: (ĐC): đối chứng âm DMSO, (1): chất trích tồn phần dền gai với nồng độ 60 mg/ml, (2): chất trích tồn phần dền gai với nồng độ 40 mg/ml, (3): chất trích tồn phần dền gai với nồng độ 20 mg/ml Bảng Kết khảo sát khả kháng khuẩn chất trích tồn phần từ dền gai Đường kính vịng kháng sinh (mm) Tên vi khuẩn Gram Nồng độ chất trích (mg/ml) 60 40 20 Đối chứng (DMSO) Staphylococcus aureus + 11,50 0,67 7,65 0,56 4,50 0,59 0,00 Pseudomonas aeruginosa – 8,00 0,54 5,20 0,43 3,75 0,51 0,00 Escherichia coli – 12,00 0,71 8,05 0,79 5,00 0,66 0,00 Bảng Kết đánh giá khả kháng khuẩn chất trích tồn phần từ dền gai Đường kính vịng kháng sinh (mm) Tên vi khuẩn Gram Nồng độ chất trích (mg/ml) 60 40 20 Đối chứng (DMSO) Staphylococcus aureus + ++ + + 0,00 Pseudomonas aeruginosa – + + + 0,00 Escherichia coli – ++ + + 0,00 Chú thích: (–): khơng kháng, (+): kháng thấp, (++): kháng trung bình, (+++): kháng cao 49 SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No 80 (02/2022) Như vậy, chất trích tồn phần từ dền gai có khả kháng Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli mức kháng trung bình Kết luận Nghiên cứu đánh giá số hoạt tính sinh học chất trích từ dền gai điều kiện trích ly ngấm kiệt chọn ngẫu nhiên dung môi etanol 70%, tỷ lệ nguyên liệu: dung môi 1:10 (g/mL), 60 phút, 50ºC Chất trích tồn phần có khả kháng oxid hóa thơng qua khả bắt gốc tự DPPH Hoạt tính kháng oxid hóa chất trích thấp vitamin C (chỉ khoảng 75%) với giá trị IC50 khả bắt gốc tự DPPH 61,80 µg/ml Ngồi ra, chất trích tồn phần cịn có khả kháng Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli mức kháng trung bình Tuy nhiên, sử dụng số chủng vi khuẩn nên chưa thể xác định rõ khả kháng khuẩn chất trích tồn phần nghiên cứu Nhưng nhận thấy nồng độ chất trích cao tính kháng khuẩn chất trích tăng dần Như vậy, nghiên cứu khảo sát số hoạt tính sinh học dền gai khả kháng oxid hóa, kháng khuẩn chất trích dền gai TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Hoàng Hộ, Cây cỏ Việt Nam, Quyển 1: Từ khuyết thực vật, lõa tử, hoa - cánh rời đến họ Đậu, Nhà xuất Trẻ, 728, 2003 [2] Đỗ Tất Lợi, Những thuốc vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất Y học, 521, 2004 [3] Olumayokun A Olajide, Babatunde R Ogunleye, Temitope O Erinle, “Antiinflammatory properties of Amaranthus spinosus leaf extract”, Pharmaceutical Biology, 42(7), 521-525, 2014 [4] K Girija, K Lakshman, Chandrika Udaya, Sachi Ghosh Sabhya, T Divya, “Antidiabetic and anti-cholesterolemic activity of methanol extracts of three species of Amaranthus”, Asian Pac J Trop Biomed., 1(2), 133-138, 2011 [5] Phạm Ngọc Khôi, “Khảo sát khả kháng oxy hóa kháng khuẩn dịch chiết lá lụa (Cynometra ramiflora L.)”, Tạp chí Y học TP Hồ Chí Minh, Tập 3, Phụ số 24, 34-43, 2020 [6] Phạm Ngọc Khôi, “Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa từ cao chiết polyphenol cải xoăn (Brassica oleracea)” Tạp chí Y học TP Hồ Chí Minh, tập 6, Phụ số 22, 14-18, 2018 [7] Phạm Ngọc Khôi, “Khảo sát khả kháng khuẩn, kháng nấm từ cao chiết cải xoăn (Brassica oleracea)”, Tạp chí Y học TP Hồ Chí Minh, tập 3, Phụ số 23, 78-84, 2019 Ngày nhận bài: 17/4/2021 Biên tập xong: 15/02/2022 50 Duyệt đăng: 20/02/2022 ... chất trích thu từ dền gai có hoạt tính kháng oxid hóa thấp vitamin C chất đối chứng khoảng 75% (46,36:61,80) Kết khảo sát khả kháng khuẩn chất trích tồn phần từ dền gai Khả kháng khuẩn chất trích. .. 60 mg/ml, (2): chất trích tồn phần dền gai với nồng độ 40 mg/ml, (3): chất trích tồn phần dền gai với nồng độ 20 mg/ml Bảng Kết khảo sát khả kháng khuẩn chất trích tồn phần từ dền gai Đường kính... vậy, nghiên cứu khảo sát số hoạt tính sinh học dền gai khả kháng oxid hóa, kháng khuẩn chất trích dền gai TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Hoàng Hộ, Cây cỏ Việt Nam, Quyển 1: Từ khuyết thực vật, lõa