tiểu luận các chất có hoạt tính sinh học, cơ chế tác động,phương pháp chiết suất, kiểm tra

ĐẠI HỌC VI N CÔNG NGH SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM  TIỂU LUẬN Mơn: HĨA SINH THỰC PHẨM Đề tài 27: Các chất có hoạt tính sinh học, chế tác động,phương pháp chiết suất, kiểm tra GVHD: Nguyễn Thị Mai Hương Lớp : ĐHTP8B SVTH: Nguyễn Thái Thanh Huyền 12092591 Lê Thị Thanh Trà 12087811 Lê Nhật Quỳnh 12025171 Phạm Thị Bích Phượng 12023481 Tp HCM, ngày 18 tháng năm 2014 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC Lời mở đầu Chương 1: KHÁI QT VỀ CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC I KHÁI NIỆM II MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC Chương 2: MỘT SỐ CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG TỰ NHIÊN I ANCALOID II FLAVONOID 11 III GLYCERID TRỢ TIM 17 IV COUMARIN .22 V TERPENOID 26 VI SAPONIN 31 KẾT LUẬN 40 Tài liệu tham khảo 41 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các chất có hoạt tính sinh học, chế tác động, chiết xuất, kiểm tra LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, người có sống tốt với tiến vượt bậc khoa học công nghệ Tuy nhiên, thiên nhiên gắn liền, đồng hành với sống người, sống hài hòa thiên nhiên, người ngày khám phá điều kì diệu từ thiên nhiên Trong phải kể đến chất có hoạt tính sinh hoc từ thiên nhiên mang đến giá trị đóng góp có ý nghĩa vào nhiều lĩnh vực nghiên cứu khoa học y học, dược phẩm, mỹ phẩm, chăn nuôi, thú y, Đặc biệt 20 năm trở lại đây, hợp chất có hoạt tính sinh học từ thiên nhiên sử dụng rộng rãi có hiệu sản xuất thực phẩm chức năng, bổ sung dinh dưỡng hay thực phẩm thuốc sản phẩm nâng cao sinh lực, nâng cao sức khỏe người, chống oxy hóa, chống lão hóa, tăng cường miễn dịch, phòng hỗ trợ điều trị bệnh tật, nâng cao tuổi thọ Qua tiểu luận này, hiểu chất có hoạt tính sinh học, chế tác động phương pháp chiết suất, kiểm tra Bài tiểu luận cịn nhiều thiếu sót mong nhận góp ý từ cô giáo bạn Xin chân thành cảm ơn! Nhóm tiểu luận LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC I Khái niệm: Chất có hoạt chất sinh học hợp chất hóa học có tự nhiên đưa vào thể, tác động đến chuỗi q trình sinh hóa xảy thể Chất có hoạt chất sinh học từ thuốc có tiềm nâng cao sức khỏe cách tốt vitamin, khống chất thơng thường thảo dược bổ sung cung cấp Các nhà khoa học độc lập tồn thê giới cơng nhận số lượng đáng kể chất có hoạt tính sinh học mang lại lợi ích kiểm chứng khơng có tác dụng phụ có hại II Một số ứng dụng chất có hoạt tính sinh học: Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học sử dụng rộng rãi y học, mà cịn dùng phổ biến chăn ni, trồng trọt, thú y mỹ phẩm Hiện nay, hầu hết nghiên cứu hoạt tính sinh học hợp chất có nguồn gốc thực vật ứng dụng phòng ngừa điều trị số bệnh người động vật tập trung vào hướng: - Ức chế phát triển tế bào ung thư - Ức chế nhân lên vi khuẩn, virus gây bênh khả kháng viêm - Các hợp chất có khả tham gia vào trình sinh hóa hạn chế số loại bệnh tiểu đường, ngộ độc hóa chất - Các hợp chất chống oxy hóa, hạn chế sản sinh gốc tự do, hạn chế đột biến gen - Hạn chế tác động tiêu cực hội chứng mãn kinh phụ nữ phòng tránh bệnh liên quan đến hội chứng mãn kinh - Nghiên cứu cấu trúc hợp chất có hoạt tính phịng trị bệnh khởi đầu cho việc tổng hợp chất có hoạt tính tương tự mạnh hoạt tính hợp chất tự nhiên kết dược phẩm đời LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các chất có hoạt tính sinh học, chế tác động, chiết xuất, kiểm tra CHƯƠNG 2: MỘT SỐ CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG TỰ NHIÊN I Ancaloid: Đặc điểm cấu tạo tính chất: Ancaloid hợp chất hữu có cấu tạo phức tạp mà phân tử chứa nguyên tử nitơ dạng dị vịng Do đó, chúng nhóm hợp chất khơng khiết mặt hố học Các ancaloit thơng thường dẫn xuất axít amin phần nhiều số chúng có vị đắng Chúng tìm thấy chất chuyển hóa phụ thực vật (ví dụ khoai tây hay cà chua), động vật (ví dụ loại tơm, cua, ốc, hến) nấm Cấu trúc hóa học ephedrin, ancaloit nhóm phenetylamin Hiện nay, người ta tìm khoảng gần 6000 ancaloid chủ yếu chất tan nước dễ tan dung môi hữu cơ, nhiều chất có hoạt tính sinh học cao thể người động vật, sử dụng y học với vai trò chất giảm đau hay gây tê, cụ thể morphinhay codein, số ứng dụng khác  Phân loại: Các nhóm ancaloit bao gồm: + Nhóm pyridin: piperin, coniin, trigonellin, arecaidin, guvacin, pilocarpin, cytisin, nicotin, spartein, pelletierin + Nhóm pyrrolidin: hygrin, cuscohygrin, nicotin + Nhóm tropan: atropin, cocain, ecgonin, scopolamine LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Nhóm quinolin: quinin, quinidin, dihydroquinin, dihydroquinidin, strychnin, brucin, veratrin, cevadin + Nhóm isoquinolin: Các ancaloit gốc thuốc phiện morphin, codein, thebain, papaverin, narcotin, sanguinarin, narcein, hydrastin, berberin + Nhóm phenethylamin: mescalin, ephedrin, dopamin, amphetamin + Nhóm indol: Các tryptamin: DMT, N-metyltryptamin, psilocybin, serotonin Các ergolin: Các ancaloit từ cựa ngũ cốc/cỏ ergin, ergotamin, axít lysergic Các beta-cacbolin: harmin, harmalin, yohimbin, reserpin, emetin Các ancaloit từ chi Ba gạc (Rauwolfia): reserpine + Nhóm purin: Các xanthin: caffein, theobromin, theophyllin + Nhóm terpenoit: Các ancaloit aconit: aconitin Các steroit: solanin, samandari (các hợp chất amoni bậc bốn): muscarin, cholin, neurin + Các ancaloit từ dừa cạn (chi Vinca) họ hàng nó: vinblastin, vincristin Chúng chất chống ung thư liên kết nhị trùng (dime) tubulin tự do, phá vỡ cân trùng hợp (polyme hóa) phản trùng hợp vi quản, tạo kìm hãm tế bào pha trình phân bào  Tính chất vật lí: - Phân tử lượng: khoảng 100-900 - Mùi vị: Đa số khơng mùi, có vị đắng số có vị cay capsaixin, piperin… - Màu sắc: Hầu hết alcaloid không màu, trừ số ancaloid có màu vàng berberin, palmatin, chelidonin - Độ tan: Alkaloid base không tan nước, dễ tan dung môi hữu methanol, ethanol, ether, chloroform, benzen…Một số ancaloid có thêm nhóm phân cực –OH nên tan phần nước kiềm morphin, cephalin Các LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các chất có hoạt tính sinh học, chế tác động, chiết xuất, kiểm tra muối ancaloid tan nước ancol, không tan dung môi hữu Dựa vào độ tan khác alcaloid base muối alcaloid người ta sử dụng dung mơi thích hợp để chiết xuất tinh chế alcaloid Phần lớn ancaloid thiên nhiên cơng thức cấu tạo có oxy thường thể rắn nhiệt độ thường, có điểm chảy rõ ràng có số alcaloid khơng có điểm chảy bị phân hủy nhiệt độ trước chảy (ví dụ: Morphine, codein, strychnin, quinin, reserpine, berberin) Các ancaloit không chứa nguyên tử ôxy cấu trúc thông thường chất lỏng điều kiện nhiệt độ phòng, bay thường vững bền, không bị phân hủy nhiệt độ sôi nên cất nước để lấy khỏi dược liệu (ví dụ nicotin, spartein, coniin)  Tính chất hóa học: - Tính kiềm phụ thuộc vào khả sẵn có cặp điện tử đơn độc nguyên tử nitơ kiểu khác (dị) vòng phần thay - Đa số alcaloid có tính base yếu nên giải phóng alcaloid khỏi muối dung dịch kiềm trung bình mạnh NH4OH, NaOH… cafein, piperin,… - Một số alkaloid có tác dụng base mạnh có khả làm xanh giấy quỳ tím nicotin Vài trường hợp ngoại lệ colchicin, ricinin, theobromin khơng có phản ứng kiềm - Cá biệt có chất có phản ứng acid yếu arecaidin, guvacin - Tạo kết tủa với dd acid phosphotungstic, phosphomolipdic, picric,… - Khả tạo muối với axít vơ (ví dụ: với HCl, H2SO4, HNO3) hay axít hữu (như muối tartrat, sulfamat, maleat) - Các alcaloid cho phản ứng với số thuốc thử chung alcaloid  Hoạt tính sinh học: đa dạng phong phú, tùy theo loại alkaloid - Tác dụng lên hệ thần kinh - Kích thích thần kinh trung ương: strychnine, caffeine LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Ức chế thần kinh trung ương: morphin Codeine - Kích thích thần kinh giao cảm: ephedrine - Liệt giao cảm: yohimbin, atropine - Kích thích phó giao cảm: pilocarpin - Gây tê: cocaine - Tác dụng hạ huyết áp: reserpine, serpentin - Tác dụng chống ung thư: taxol, vinblastine, vincristine - Tác dụng diệt ký sinh trùng, diệt khuẩn: quinine, berberine, arecoline, emetine Cơ chế tác động: Tác dụng dược lý alkaloid phức tạp Những hợp chất đồng thời biểu tính kích thích đối kháng thụ thể alpha-adrenalin, thụ thể dopamin, thụ thể serotonin Alkaloid ức chế tái hấp thu norepinephrin Do gây co mạch ngoại vi mạnh, cần sử dụng thận trọng điều chế thuốc cho bệnh nhân bị bệnh mạch vành bệnh mạch máu ngoại vi Alkaloid cịn có tác dụng ức chế alpha-adrenalin nhiều gây co mạch ngoại vi Tác dụng thúc đẻ làm co mạch mạch máu tiếp nhận nhiều mạch máu đối kháng, làm tǎng hồi lưu tĩnh mạch làm giảm ứ máu tĩnh mạch, giúp cho ngǎn ngừa huyết khối tĩnh mạch sau dùng với heparin Tác động huyết áp dự đoán Cơ chế tác dụng điều trị bệnh đau đầu mạch máu có lẽ nhờ gây co trực tiếp động mạch cảnh giãn làm giảm biên độ nhịp mạch máu Alkaloid chất chủ vận thụ thể dopamin Tác dụng kích thích thụ thể dopamin hệ thần kinh trung ương, hữu ích việc làm giảm cương vú sau đẻ điều trị bệnh parkinson Vì thụ thể dopamin trung gian gây số triệu chứng hội chứng cai cocain Chiết xuất: Cơ sở nguyên tắc:  Dựa vào định luật chi phối trình chiết xuất khuếch tán, thẩm thấu, thẩm tích, độ hịa tan LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các chất có hoạt tính sinh học, chế tác động, chiết xuất, kiểm tra  Dựa vào khả hịa tan ancaloid dung mơi hữu cơ, vô nước mà ta tiến hành tách chiết ancaloid khỏi nguyên liệu  Dựa vào tính chất lí hóa để tách chiết tinh chúng Một số đặc tính cần ý trình chiết: + Trong cây, ancaloid tồn dạng muối acid hữu số kết hợp với tanin, nguyên liệu có nhiều tanin dùng dung mơi có độ phân cực mạnh chiết nóng để tách ancaloid khỏi tanin hịa tan vào dung mơi + Một số ancaloid ester Atropin, Cocain, Heliotrin bị thủy phân q trình chiết xuất nên cần hạn chế sử dụng nhiệt độ cao Ngược lại, số ancaloid tồn dạng Glycocit (Glycoancaloit) Solamacgin, Solasonin loài Solanum để chiết ancaloid cần có giai đoạn thủy phân + Một số Ancaloid chất tương đối bền vững so với chất khác tự nhiên Nhưng số hợp chất thuộc nhóm indol dễ bị thủy phân biến chất ánh sáng tác nhân oxi hóa-khử nên cần ý khống chế yếu tố làm hỏng Ancaloid q trình chiết xuất khí nitơ  Trường hợp ancaloid dễ bay hơi: Có trạng thái muối Nguyên liệu phơi khô nghiền nát thành bột, cho chất kiềm thường NH4OH, NaOH để phóng thích ancaloid Sau chưng cất lơi nước để thu ancaloid  Trường hợp ancaloid base ổn định: Chiết dung môi hữu cồn: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bột dược liệu tẩm kiềm chiết nóng CHCl3 Cất thu hồi CHCl3 Hòa cặn vào nước acid 1% Dung dịch acid kết tủa kiềm pH=10-12 Dd chiết CHCl3 lắc với nước acid 1-2% Dịch chiết acid lắc dung môi hữu loại tạp Dịch chiết ancaloid loại tạp + kiềm, chiết với CHCl3 Dd acid chiết CHCl3 ỏ pH khác pH=2, ancaloid base yếu pH=7,ancaloid base trung bình Dịch chiết CHCl3 cất dung mơi pH=12, ancaloid base mạnh Ancaloid toàn phần Chiết dung dịch acid bazơ: Dược liệu chiết cồn nước acid Nếu chiết cồn, cất thu hồi cồn Cơ cịn 1/3-1/5 thể tích Nếu chiết cồn, cất thu hồi cồn Dd acid qua cột cation Dd cô (acid) để yên từ 1-3 ngày Lọc Dd acid để lạnh loại tạp Kiểm soát cột NH4OH Dịch lọc + kiềm chiết CHCl3 Rửa cột cồn Dịch chiết CHCl3 cất thu hồi Dd lọc kiềm hóa pH=12 Hịa tan kết tủa vào dd acid, lại kết tủa với kiềm Ancaloid toàn phần LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các chất có hoạt tính sinh học, chế tác động, chiết xuất, kiểm tra - Terpenoid dẫn xuất chứa oxi tecpen như: ancol tecpen, andehit xeton tecpen, este tecpen cacboxylic, peoxit tecpen tách từ tinh dầu Chúng thường có mùi thơm hấp dẫn hydrocacbon tecpen - Phân tử terpenoid có cấu tạo mạch hở mạch vịng có chứa liên kết đôi C=C Các cấu trúc dạng terpenoid : 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Cấu trúc terpenoid tạo thành isoprene kết hợp với theo kiểu “ đầu nối với đuôi”, “ đuôi nối với đuôi” Phân tử terpenoid có vịng nhiều vịng, vịng hở hay vịng kín liên kết phải tuân theo quy tắc isopren Như vậy: Terpenoid hợp chất chứa C,H,O mà khung cacbon gồm nhiều mắt xích giống với khung cacbon isopren, tức biểu diễn cơng thức (iso – C5)n (n 2) Phân loại terpenoid: có hướng phân loại:  Dựa theo mạch cacbon để phân loại có: + Terpenoid mạch hở: Geraniol có tinh dầu hoa hồng Xitronelol có tinh dầu sả Các hợp chất có mùi thơm đặc trưng, đơn hương quý dùng công nghiệp hương liệu thực phẩm, + Terpenoid mạch vịng: Mentol nenton (có tinh dầu bạc hà) đưa vào kẹo bánh, kem đánh răng, mà dùng để điều chế thuốc chữa bệnh  Đặc điểm nhận diện terpenoid liên kết mắc xích isopren nên nghiên cứu người ta dựa vào số mắc xích isopren để phân loại terpenoid: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các chất có hoạt tính sinh học, chế tác động, chiết xuất, kiểm tra Loại terpenoid Khung cacbon Số lượng C Thí dụ Monoterpen (Iso-C5)2 10 C10H16, C10H18O, C10H16O Secquierpen (Iso-C5)3 15 C15H24, C15H24O, C15H22O Điterpen (Iso-C5)4 20 C20H32, C20H32O, C20H30O Triterpen (Iso-C5)6 30 C30H50, C30H50O Tetraterpen (Iso-C5)8 40 C40H56 Dựa vào loại mắc xích isopren ta phân loại loại terpeniod loại mắc xích có khung sườn cacbon định Tecpenoid chất lỏng màu vàng, suốt nhẹ nước, khơng tan nước tan thể tích cồn 80 độ a, Monoterpenoid: + Methol: chất màu vàng nhạt, giống pha lê Thể rắn nhiệt độ phịng Tinh thể khơng màu, mùi bạc hà, có tính sát trùng Nhiệt độ nóng chảy: 42-45, ts0 =212 o C, tính tan: tan + Myrcen: chất lỏng không màu Nhiệt độ sôi: 166- 168 0C 760 mm Hg Có tính phân cực: 18.85 o.5 10 – 24 cm3 + Tính tan: tan nước ( 25mg/l 2500C) tan rượu, dung môi hữu Mùi hương có tính kích thích cao, khuyến cáo sử dụng nồng độ