Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của tinh dầu quế cinnamomum cassia nees ex blume và hồi (illicium verum hook, f ) tại việt nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học tinh dầu Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) Hồi (Illicium verum Hook, f.) Việt Nam TRỊNH BÍCH HẢO trinhbichhao@gmail.com Ngành Hóa học Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Thông PGS.TS Đỗ Thị Thảo Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học tinh dầu Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) Hồi (Illicium verum Hook, f.) Việt Nam TRỊNH BÍCH HẢO trinhbichhao@gmail.com Ngành Hóa học Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Thông PGS.TS Đỗ Thị Thảo Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 2020 Chữ ký GVHD Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Trịnh Bích Hảo Đề tài luận văn: Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học tinh dầu Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) Hồi (Illicium verum Hook, f.) Việt Nam Chuyên ngành: Hóa học Mã số HV: CB180044 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 20 tháng năm 2020 với nội dung sau: - Danh mục chữ viết tắt cần hiệu chỉnh lại, danh pháp cần chỉnh lại; - Trích dẫn tài liệu tham khảo cần bổ sung - Thêm lời mở đầu, bổ sung mục tiêu - Chỉnh sửa lỗi in ấn, lỗi tả Giáo viên hướng dẫn Ngày Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Thông PGS.TS Đỗ Thị Thảo CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Nguyễn Đăng Quang tháng năm 2020 Tác giả luận văn Trịnh Bích Hảo ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Luận văn: Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học tinh dầu Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) Hồi (Illicium verum Hook, f.) Việt Nam Học viên: Trịnh Bích Hảo Mã số HV: CB180044 Ngành: Hóa học Giáo viên hướng dẫn Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Thơng Đơn vị: Viện Kỹ thuật Hóa học Đại học Bách khoa Hà Nội PGS TS Đỗ Thị Thảo Đơn vị: Viện Công nghệ Sinh học – Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam Lời cảm ơn Trong trình học tập, nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học tinh dầu Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) Hồi (Illicium verum Hook, f.) Việt Nam” nhận giúp đỡ, bảo nhiệt tình thầy, cô giáo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cán hướng dẫn Viện Công nghệ Sinh học – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam để hoàn thành luận văn Với tình cảm chân thành, tơi bày tỏ lịng biết ơn Ban giám hiệu, phòng Sau Đại học, Viện Kỹ thuật Hóa Học đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Công nghệ Sinh học – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, thầy giáo, cô giáo tham gia quản lý, giảng dạy giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu Tôi xin bày tỏ biết ơn đặc biệt đến TS Nguyễn Văn Thông PGS.TS Đỗ Thị Thảo – người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ kiến thức, tài liệu phương pháp để tơi hồn thành đề tài nghiên cứu khoa học Tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Trần Thu Hương, TS Lê Huyền Trâm, TS Nguyễn Ngọc Tuệ người gợi mở cho đường ứng dụng kết luận văn vào thực tiễn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, cổ vũ, khích lệ giúp đỡ tơi suốt thời gian qua Mặc dù có nhiều cố gắng suốt trình thực đề tài, song cịn tồn mặt hạn chế, thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp dẫn thầy giáo bạn đồng nghiệp HỌC VIÊN Trịnh Bích Hảo MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) Thực vật học Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) Tình hình nghiên cứu hoạt tính sinh học tinh dầu Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) 14 1.2 Tổng quan Hồi (Illicium verum Hook, f.) 15 Thực vật học Hồi (Illicium verum Hook, f.) 15 Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu Hồi (Illicium verum Hook, f.) 17 Tình hình nghiên cứu hoạt tính sinh học tinh dầu Hồi (Illicium verum Hook, f.) 23 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Mẫu thực vật 25 2.2 Phương pháp thu nhận tinh dầu xác định hàm lượng tinh dầu, số khúc xạ, tỉ trọng 25 Phương pháp xác định hàm lượng tinh dầu 25 Phương pháp thu nhận tinh dầu 27 Phương pháp xác định tỉ trọng, số khúc xạ tinh dầu 28 2.3 Phương pháp phân lập xác định hợp chất hữu tinh dầu 28 2.4 Phương pháp xác định hoạt tính sinh học 29 Phương pháp xác định hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 29 Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa 29 Phương pháp xác định hoạt tính gây độc tế bào in vitro 30 2.5 Bước đầu ứng dụng tinh dầu bã sau chưng cất vào sản phẩm 30 Sản phẩm nhang thơm từ bã sau chưng cất 30 Sản phẩm diệt khuẩn 31 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 32 3.1 Dụng cụ, thiết bị hóa chất 32 i Dụng cụ, thiết bị hóa chất chưng cất thu tinh dầu xác định tỉ trọng, số khúc xạ tinh dầu 32 Thiết bị phân lập xác định hợp chất hữu tinh dầu 33 Dụng cụ thiết bị xác định hoạt tính sinh học 33 3.2 Thực nghiệm thu nhận tinh dầu xác định hàm lượng tinh dầu, tỉ trọng, số khúc xạ 34 Xử lý mẫu 34 Xác định hàm lượng tinh dầu 34 Thu nhận tinh dầu 36 Xác định tỉ trọng, số khúc xạ tinh dầu 37 3.3 Xác định thành phần hàm lượng hợp chất hữu tinh dầu 37 3.4 Xác định hoạt tính sinh học tinh dầu 38 Xác định hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 38 Xác định hoạt tính chống oxy hóa 38 Xác định hoạt tính gây độc tế bào in vitro 40 3.5 Thử nghiệm tạo sản phẩm từ tinh dầu bã sau chưng cất 41 Thử nghiệm tạo sản phẩm nhang thơm từ bã sau chưng cất 41 Thử nghiệm tạo sản phẩm diệt khuẩn từ tinh dầu 41 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 4.1 Hàm lượng tỉ trọng, số khúc xạ tinh dầu Quế, tinh dầu Hồi vùng sinh thái 42 4.2 Thành phần tinh dầu Quế, tinh dầu Hồi vùng sinh thái 44 4.3 Hoạt tính sinh học tinh dầu Quế, tinh dầu Hồi 47 Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 47 Hoạt tính chống oxy hóa 49 Hoạt tính gây độc tế bào 51 4.4 Kết thử nghiệm tạo sản phẩm từ tinh dầu bã sau chưng cất 52 Sản phẩm nhang thơm 52 Sản phẩm nước rửa tay khô 53 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 62 ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chú giải Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt CFU Colony Forming Units Khuẩn lạc DMEM Dulbecco's modified Eagle's medium Môi trường nuôi tế bào DMSO Dimethyl sulfoxide DPPH EC50 Effective Concentration 50% Nồng độ 50% tác dụng tối đa GC/MS Gas chromatography/ Mass spectrometry Sắc ký khí ghép nối khối phổ h Hour Giờ Hep-G2 Dòng tế bào ung thư gan HG Hà Giang 10 HL-60 Dòng tế bào ung thư bạch cầu 11 IC50 12 KB Dòng tế bào ung thư biểu mơ 13 LNCap Dịng tế bào ung thư hạch bạch huyết 14 LPS 15 LS Lạng Sơn 16 Lu-1 Dòng tế bào ung thư phổi 17 MCF-7 Dòng tế bào ung thư vú 18 MDA 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl Inhibitory Concentration 50% Nồng độ ức chế 50% Lipopolysaccharide Malonyl dialdehyde iii STT Ký hiệu Chú giải Tiếng Anh Minimum Inhibitory Concentration Tiếng Việt 19 MIC 20 MKN7 Dòng tế bào ung thư dày 21 NIH/3T3 Nguyên bào sợi 22 OD 23 QN Quảng Nam 24 RD Dòng tế bào ung thư mô liên kết 25 SK-Mel2 26 SW480 27 TBA Tert-butyl alcohol 28 TCA Tri-chloroacetic acid 29 TCVN 30 TDI 31 TH 32 WHO 33 YB Optical Density Nồng độ ức chế tối thiểu Mật độ quang Dòng tế bào ung thư da người Dòng tế bào ung thư đại tràng Tiêu chuẩn Việt Nam Toluene Di-isocyanate Thanh Hóa World Health Organization Tổ chức Y tế Thế giới n Bái iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Vỏ, cành, Quế Hình 1.2 Cành, lá, hoa, Quế [2] Hình 1.3 Đặc điểm vi phẫu vỏ Quế [3] Hình 1.4 Phân bố Quế Việt Nam [2] Hình 1.6 Cành, lá, hoa, Hồi [2] 15 Hình 1.7 Đặc điểm vi phẫu Hồi [16] 16 Hình 1.8 Phân bố Hồi Việt Nam [2] 17 Hình 2.1 Mẫu vỏ Quế Văn Yên, Yên Bái 25 Hình 2.2 Mẫu vỏ Quế Thường Xuân – Thanh Hóa 25 Hình 2.3 Mẫu vỏ Quế Nam Trà My – Quảng Nam 25 Hình 2.4 Mẫu Hồi Văn Quan – Lạng Sơn 25 Hình 2.5 Mẫu cành Hồi Bắc Mê – Hà Giang 25 Hình 2.7 Dụng cụ xác định lượng tinh dầu theo TCVN 7039:2013 26 Hình 2.8 Dụng cụ xác định độ ẩm nguyên liệu theo TCVN 7040:2002 26 Hình 2.9 Dụng cụ chưng cất thu nhận tinh dầu Clavenger (a) Dụng cụ chưng cất thu tinh dầu nhẹ nước; (b) Dụng cụ chưng cất thu tinh dầu nặng nước 28 Hình 2.10 Sản phẩm nhang Quế thị trường 30 Hình 4.1 (a) Xác định hàm ẩm; (b) Xác định lượng tinh dầu; (c) Tinh dầu vỏ Quế, tinh dầu Hồi, tinh dầu Hồi 42 Hình 4.1 Hợp chất tinh dầu vỏ Quế (trans- cinnamaldehyde) 45 Hình 4.2 Hợp chất tinh dầu Hồi Hồi (trans- anethole) 47 Hình 4.4 Kết thử hoạt tính chống oxy hóa phương pháp DPPH 50 Hình 4.5 Kết thử hoạt tính chống oxy hóa phương pháp MDA 51 Hình 4.6 Sản phẩm nhang thơm từ bã sau chưng cất 52 Hình 4.7 Sản phẩm nước rửa tay khô tinh dầu Quế 53 v 75 76 PHỤ LỤC KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT KIỂM ĐỊNH CỦA TINH DẦU QUẾ, TINH DẦU HỒI 77 78 79 80 PHỤ LỤC CHỨNG NHẬN ĐĂNG BÁO TẠP CHÍ HÓA HỌC VÀ ỨNG DỤNG & NỘI DUNG BÀI BÁO SO SÁNH THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA TINH DẦU VỎ QUẾ (Cinnamomum Cassia Nees Ex Blume) THU THẬP TẠI BA ĐỊA PHƯƠNG KHÁC NHAU Ở VIỆT NAM 81 82 83 84 85 86 87 88 89 ... Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) Tình hình nghiên cứu hoạt tính sinh học tinh dầu Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) 14... Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học tinh dầu Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) Hồi (Illicium verum Hook, f. ) Việt Nam Học viên: Trịnh Bích Hảo Mã số HV: CB180044 Ngành: Hóa học. .. Hảo Đề tài luận văn: Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học tinh dầu Quế (Cinnamomum cassia Nees ex Blume) Hồi (Illicium verum Hook, f. ) Việt Nam Chuyên ngành: Hóa học Mã số HV: CB180044